JP3532866B2 - 片側側波帯抑圧光被変調波生成装置 - Google Patents
片側側波帯抑圧光被変調波生成装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフト法によ
る片側側波帯抑圧光被変調波生成装置に関するものであ
り、特に、光信号の振幅変調で生成される光両側波帯信
号から上側波帯または下側波帯を有効に抑圧して片側側
波帯抑圧光被変調波を得る片側側波帯抑圧光被変調波生
成装置に関するものである。
る片側側波帯抑圧光被変調波生成装置に関するものであ
り、特に、光信号の振幅変調で生成される光両側波帯信
号から上側波帯または下側波帯を有効に抑圧して片側側
波帯抑圧光被変調波を得る片側側波帯抑圧光被変調波生
成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の技術分野において、従来は、図
２１に示すように光信号を振幅変調する変調電気信号１
００は予め電気信号段にて９０度位相シフタ１０１によ
り位相シフトされ、位相シフトされる前の変調信号１０
０と位相シフトされた変調信号１０２がそれぞれ別の光
振幅変調器１０３，１０４で光信号を振幅変調し、それ
らを合波器１０５で合波することにより片側側波帯抑圧
光被変調波１０６を得ていた。なお、光搬送波１０７
は、二分岐型光導波路１０８で第１の導波経路１０９と
第２の導波経路１１０とに分岐され、第１の導波経路１
０９に分岐された光搬送波１０７は光９０度位相シフタ
１１１を介して光振幅変調器１０４に入力され、第２の
導波経路１１０に分岐された光搬送波１０７はそのまま
光振幅変調器１０３に入力される。この方式は一般に既
知である位相シフト法による片側側波帯抑圧信号生成方
式において、単に電気搬送波信号を光搬送波としたもの
とみなすことができる。
２１に示すように光信号を振幅変調する変調電気信号１
００は予め電気信号段にて９０度位相シフタ１０１によ
り位相シフトされ、位相シフトされる前の変調信号１０
０と位相シフトされた変調信号１０２がそれぞれ別の光
振幅変調器１０３，１０４で光信号を振幅変調し、それ
らを合波器１０５で合波することにより片側側波帯抑圧
光被変調波１０６を得ていた。なお、光搬送波１０７
は、二分岐型光導波路１０８で第１の導波経路１０９と
第２の導波経路１１０とに分岐され、第１の導波経路１
０９に分岐された光搬送波１０７は光９０度位相シフタ
１１１を介して光振幅変調器１０４に入力され、第２の
導波経路１１０に分岐された光搬送波１０７はそのまま
光振幅変調器１０３に入力される。この方式は一般に既
知である位相シフト法による片側側波帯抑圧信号生成方
式において、単に電気搬送波信号を光搬送波としたもの
とみなすことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、変調信号の位相シフトを電気信号段で行うことか
ら、多くの周波数を含んだ高周波信号を変調信号とする
場合に、アナログ回路位相シフト器では安定した動作を
実現するのが困難であり、ディジタル回路位相シフト器
では演算処理速度が不足するといった欠点を有してい
る。
て、変調信号の位相シフトを電気信号段で行うことか
ら、多くの周波数を含んだ高周波信号を変調信号とする
場合に、アナログ回路位相シフト器では安定した動作を
実現するのが困難であり、ディジタル回路位相シフト器
では演算処理速度が不足するといった欠点を有してい
る。
【０００４】本発明の目的は、極めて高い周波数成分を
含む変調信号による被変調出力波を安定して発生するこ
とができる片側側波帯抑圧光被変調波生成装置を提供す
ることにある。
含む変調信号による被変調出力波を安定して発生するこ
とができる片側側波帯抑圧光被変調波生成装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明による光信号側波帯抑圧装置は、光搬送波を
変調電気信号により振幅変調して両側波帯光被変調波を
出力する光変調手段と、該両側波帯光被変調波から片側
側波帯を抑圧して片側側波帯抑圧光被変調波を取り出す
光信号側波帯抑圧手段とを備え、前記光変調手段は、前
記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信
号を受け取る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記
変調電気信号により振幅変調して前記両側波帯光被変調
波を取り出す少なくとも一つの光振幅変調器と、該光振
幅変調器の入力又は出力を第１の光導波経路と第２の光
導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路と、前記光搬
送波に必要な位相シフトを与えるために前記第１の光導
波経路と前記第２の光導波経路との少くとも一方に配置
された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備え、前
記第１の光導波経路と第２の光導波経路との出力に第１
の光被変調波と第２の光被変調波とをそれぞれ取り出す
ように構成され、前記光信号側波帯抑圧手段は、前記第
１の光被変調波と前記第２の両側波帯光被変調波を合波
する光合波手段を備え、前記光搬送波位相シフタにおけ
る前記必要な位相シフトは、該光合波手段における合波
時において前記第１の両側波帯光被変調波と前記第２の
両側波帯光被変調波との各光搬送波の相対位相差が９０
度であるように定められており、前記第１の光導波経路
と前記第２の光導波経路との一方の光導波経路には、前
記合波器における合波時において該一方の光導波経路を
伝搬する両側波帯光被変調波におけるベースバンド信号
成分の位相と該第１の光導波経路と該第２の光導波経路
との他方の経路を伝搬する両側波帯光被変調波における
ベースバンド信号成分の位相差を９０度とするためのベ
ースバンド信号成分９０度位相シフタを備え、前記第１
の光導波経路と前記第２の光導波経路との他方の光導波
経路には、前記ベースバンド信号成分９０度位相シフタ
で生じる所定の遅延時間だけ該他方の光導波経路を伝搬
する前記両側波帶光被変調波を時間遅延させるための光
時間遅延器を備えたことを特徴とする構成を有してい
る。
め、本発明による光信号側波帯抑圧装置は、光搬送波を
変調電気信号により振幅変調して両側波帯光被変調波を
出力する光変調手段と、該両側波帯光被変調波から片側
側波帯を抑圧して片側側波帯抑圧光被変調波を取り出す
光信号側波帯抑圧手段とを備え、前記光変調手段は、前
記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信
号を受け取る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記
変調電気信号により振幅変調して前記両側波帯光被変調
波を取り出す少なくとも一つの光振幅変調器と、該光振
幅変調器の入力又は出力を第１の光導波経路と第２の光
導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路と、前記光搬
送波に必要な位相シフトを与えるために前記第１の光導
波経路と前記第２の光導波経路との少くとも一方に配置
された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備え、前
記第１の光導波経路と第２の光導波経路との出力に第１
の光被変調波と第２の光被変調波とをそれぞれ取り出す
ように構成され、前記光信号側波帯抑圧手段は、前記第
１の光被変調波と前記第２の両側波帯光被変調波を合波
する光合波手段を備え、前記光搬送波位相シフタにおけ
る前記必要な位相シフトは、該光合波手段における合波
時において前記第１の両側波帯光被変調波と前記第２の
両側波帯光被変調波との各光搬送波の相対位相差が９０
度であるように定められており、前記第１の光導波経路
と前記第２の光導波経路との一方の光導波経路には、前
記合波器における合波時において該一方の光導波経路を
伝搬する両側波帯光被変調波におけるベースバンド信号
成分の位相と該第１の光導波経路と該第２の光導波経路
との他方の経路を伝搬する両側波帯光被変調波における
ベースバンド信号成分の位相差を９０度とするためのベ
ースバンド信号成分９０度位相シフタを備え、前記第１
の光導波経路と前記第２の光導波経路との他方の光導波
経路には、前記ベースバンド信号成分９０度位相シフタ
で生じる所定の遅延時間だけ該他方の光導波経路を伝搬
する前記両側波帶光被変調波を時間遅延させるための光
時間遅延器を備えたことを特徴とする構成を有してい
る。
【０００６】また、前記光変調手段が、前記光搬送波を
受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取る
変調電気信号端子と、前記光搬送波端子からの前記光搬
送波を第１の光導波経路と第２の光導波経路とに二分岐
する二分岐型光導波路と、該二分岐型光導波路により二
分岐された前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅
変調して第１の両側波帯光被変調波および第２の両側波
帯光被変調波を生成するために前記第１の光導波経路お
よび前記第２の光導波経路にそれぞれ配置された第１の
光振幅変調手段および第２の光振幅変調手段と、前記光
搬送波に必要な位相シフトを与えるために前記第１の光
導波経路と前記第２の光導波経路との少なくとも一方に
配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備
え、前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側波帯
光被変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の両側
波帯光被変調波を取り出すように構成することができ
る。
受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取る
変調電気信号端子と、前記光搬送波端子からの前記光搬
送波を第１の光導波経路と第２の光導波経路とに二分岐
する二分岐型光導波路と、該二分岐型光導波路により二
分岐された前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅
変調して第１の両側波帯光被変調波および第２の両側波
帯光被変調波を生成するために前記第１の光導波経路お
よび前記第２の光導波経路にそれぞれ配置された第１の
光振幅変調手段および第２の光振幅変調手段と、前記光
搬送波に必要な位相シフトを与えるために前記第１の光
導波経路と前記第２の光導波経路との少なくとも一方に
配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備
え、前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側波帯
光被変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の両側
波帯光被変調波を取り出すように構成することができ
る。
【０００７】さらに、前記光変調手段が、前記光搬送波
を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取
る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記変調電気信
号により振幅変調して両側波帯光被変調波を取り出す光
振幅変調手段と、前記光振幅変調手段からの両側波帯光
被変調波を二分岐して第１の光導波経路と第２の光導波
経路とに第１の両側波帯光被変調波と第２の両側波帯光
被変調波とをそれぞれ伝送する二分岐型光導波路と、前
記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前記
第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との少くとも
一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタと
を備え、前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側
波帯光被変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の
両側波帯光被変調波を取り出すように構成することがで
きる。
を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取
る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記変調電気信
号により振幅変調して両側波帯光被変調波を取り出す光
振幅変調手段と、前記光振幅変調手段からの両側波帯光
被変調波を二分岐して第１の光導波経路と第２の光導波
経路とに第１の両側波帯光被変調波と第２の両側波帯光
被変調波とをそれぞれ伝送する二分岐型光導波路と、前
記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前記
第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との少くとも
一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタと
を備え、前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側
波帯光被変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の
両側波帯光被変調波を取り出すように構成することがで
きる。
【０００８】次に、前記ベースバンド信号成分９０度位
相シフタは、前記第１の光導波経路をさらに二分岐して
第１の補助光導波経路と第２の補助光導波経路とを形成
する二分岐型補助光導波路と、前記第１の補助光導波経
路の出力と前記第２の補助光導波経路の出力とを合波す
る補助光合波手段を備え、該第１の補助光導波経路を伝
搬する前記光搬送波の位相を該第２の補助光補助光補助
光伝送経路を伝搬する前記光搬送波に対して反転された
状態とするために前記第１の補助光導波経路と前記第２
の補助光導波経路との少なくとも一方に少なくとも一つ
の光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第２の補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分９０度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）で
求められる所望の時間の２倍だけ前記第２の両側波帯光
被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅延
させるための光時間補助遅延器が配置された構成とする
ことができる。
相シフタは、前記第１の光導波経路をさらに二分岐して
第１の補助光導波経路と第２の補助光導波経路とを形成
する二分岐型補助光導波路と、前記第１の補助光導波経
路の出力と前記第２の補助光導波経路の出力とを合波す
る補助光合波手段を備え、該第１の補助光導波経路を伝
搬する前記光搬送波の位相を該第２の補助光補助光補助
光伝送経路を伝搬する前記光搬送波に対して反転された
状態とするために前記第１の補助光導波経路と前記第２
の補助光導波経路との少なくとも一方に少なくとも一つ
の光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第２の補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分９０度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）で
求められる所望の時間の２倍だけ前記第２の両側波帯光
被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅延
させるための光時間補助遅延器が配置された構成とする
ことができる。
【０００９】前記光ベースバンド信号成分９０度位相シ
フタは、〔００８〕に記載の構成において、さらに、前
記第１の補助光導波経路をさらに二分岐して第３の補助
光導波経路と第４の補助光導波経路とを形成する第２の
二分岐型補助光導波路と、前記第３の補助光導波経路の
出力と前記第４の補助光導波経路の出力とを合波する第
２の補助光合波手段を備え、前記第２の補助光導波経路
をさらに二分岐して第５の補助光導波経路と第６の補助
光導波経路とを形成する第３の二分岐型補助光導波路
と、前記第５の補助光導波経路の出力と前記第６の補助
光導波経路の出力とを合波する第３の補助光合波手段を
備え、前記第４の補助光導波経路には前記光時間補助遅
延器が配置され、前記第５の補助光導波経路には該第３
の補助光合波手段における分波時に前記ベースバンド信
号成分９０度位相シフトを有効とする基準ベースバンド
周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）で求められる所望の
時間の４倍だけ前記第２の両側波帯光被変調波における
前記ベースバンド信号成分を時間遅延させるための第２
の光時間補助遅延器が配置され、前記第６の補助光導波
経路には前記所望の時間の６倍だけ前記第２の両側波帯
光被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅
延させるための第３の光時間補助遅延器が配置された構
成することができる。
フタは、〔００８〕に記載の構成において、さらに、前
記第１の補助光導波経路をさらに二分岐して第３の補助
光導波経路と第４の補助光導波経路とを形成する第２の
二分岐型補助光導波路と、前記第３の補助光導波経路の
出力と前記第４の補助光導波経路の出力とを合波する第
２の補助光合波手段を備え、前記第２の補助光導波経路
をさらに二分岐して第５の補助光導波経路と第６の補助
光導波経路とを形成する第３の二分岐型補助光導波路
と、前記第５の補助光導波経路の出力と前記第６の補助
光導波経路の出力とを合波する第３の補助光合波手段を
備え、前記第４の補助光導波経路には前記光時間補助遅
延器が配置され、前記第５の補助光導波経路には該第３
の補助光合波手段における分波時に前記ベースバンド信
号成分９０度位相シフトを有効とする基準ベースバンド
周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）で求められる所望の
時間の４倍だけ前記第２の両側波帯光被変調波における
前記ベースバンド信号成分を時間遅延させるための第２
の光時間補助遅延器が配置され、前記第６の補助光導波
経路には前記所望の時間の６倍だけ前記第２の両側波帯
光被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅
延させるための第３の光時間補助遅延器が配置された構
成することができる。
【００１０】前記ベースバンド信号成分９０度位相シフ
タは、前記第１の光導波経路をさらに複数分岐して、第
１から第ｎ（ｎは偶数）の補助光導波経路を、少なくと
も一つの補助光導波経路が属する第１の半数グループと
該第１の半数グループに属しない少なくとも一つの補助
光導波経路が属する第２の半数グループとに、該第１の
半数グループに属する補助光導波経路の数は該第２の半
数グループに属する補助光導波経路の数と相等しくなる
ように、形成するｎ分岐型補助光導波路と、前記第１か
ら第ｎの補助光導波経路の各出力を合波する補助光合波
手段とを備え、該第１の半数グループと第２の半数グル
ープとの少なくとも一つに属する少なくとも一つの補助
光導波経路には、該第１の半数グループに属する補助光
導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波における前
記光搬送波の位相が、該第２の半数グループに属する補
助光導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波におけ
る前記光搬送波の位相に対して反転された状態になるよ
うにする光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第１
から第ｎの補助光導波経路の内の少なくとも一つの補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分９０度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）の
所定の偶数倍で求められる遅延を与えるための少なくと
も一つの光遅延器を備えた構成とすることができる。
タは、前記第１の光導波経路をさらに複数分岐して、第
１から第ｎ（ｎは偶数）の補助光導波経路を、少なくと
も一つの補助光導波経路が属する第１の半数グループと
該第１の半数グループに属しない少なくとも一つの補助
光導波経路が属する第２の半数グループとに、該第１の
半数グループに属する補助光導波経路の数は該第２の半
数グループに属する補助光導波経路の数と相等しくなる
ように、形成するｎ分岐型補助光導波路と、前記第１か
ら第ｎの補助光導波経路の各出力を合波する補助光合波
手段とを備え、該第１の半数グループと第２の半数グル
ープとの少なくとも一つに属する少なくとも一つの補助
光導波経路には、該第１の半数グループに属する補助光
導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波における前
記光搬送波の位相が、該第２の半数グループに属する補
助光導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波におけ
る前記光搬送波の位相に対して反転された状態になるよ
うにする光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第１
から第ｎの補助光導波経路の内の少なくとも一つの補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分９０度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して１／（２ｆ）の
所定の偶数倍で求められる遅延を与えるための少なくと
も一つの光遅延器を備えた構成とすることができる。
【００１１】また、前記第１の光導波経路もしくは前記
第２の光導波経路または前記第１および第ｎの光導波経
路の少なくとも一つには、光信号振幅を調整するための
光信号振幅調整器を備えることができる。
第２の光導波経路または前記第１および第ｎの光導波経
路の少なくとも一つには、光信号振幅を調整するための
光信号振幅調整器を備えることができる。
【００１２】さらに、前記複数の光分岐経路のうちの所
定の光分岐経路には、光信号振幅を調整するための光信
号振幅調整器を備えることができる。
定の光分岐経路には、光信号振幅を調整するための光信
号振幅調整器を備えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の理解を容易にするため
に、本発明装置を用いた光信号側波帯抑圧の実施形態に
ついてまず説明する。
に、本発明装置を用いた光信号側波帯抑圧の実施形態に
ついてまず説明する。
【００１４】図１は、片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置の実施例である。光搬送波１は二分岐型光導波路２に
よって所定の分岐比で第１の光導波経路３と第２の光導
波経路４に分岐される。この分岐比は側波帯抑圧特性に
より決定される比率である。第１の光導波経路３で伝搬
される光搬送波１と第２の光導波経路４で伝搬される光
搬送波１の位相差は９０度になるように光搬送波９０度
位相シフタ５により位相シフトされる。図１では第１の
光導波経路３に位相シフタ５を用いたが、この構成に限
定するものではなく、第１の光導波経路３と第２の光導
波経路４とに、それぞれ光搬送波＋４５度位相シフタと
光搬送波−４５度位相シフタを配置してもよい。また、
相対的に９０度の位相差となるような位相シフタであれ
ば第２の光導波路４のみに配置してもかまわない。２つ
の光振幅変調器６ａ，６ｂは変調電気信号８に応じた振
幅変調を光搬送波１に与え、第１の光導波経路３と第２
の光導波経路４のそれぞれにおいて両側波帯光被変調波
７ａ，７ｂを生成する。ここで光振幅変調器６ａ，６ｂ
が理想的な光振幅変調を行うものとし、光搬送波の周波
数をｆc 、変調信号周波数をｆm とすると、両側波帯光
被変調波７ａ，７ｂの周波数は共にｆc −ｆm とｆc ＋
ｆm の両方を含むものとなる。
置の実施例である。光搬送波１は二分岐型光導波路２に
よって所定の分岐比で第１の光導波経路３と第２の光導
波経路４に分岐される。この分岐比は側波帯抑圧特性に
より決定される比率である。第１の光導波経路３で伝搬
される光搬送波１と第２の光導波経路４で伝搬される光
搬送波１の位相差は９０度になるように光搬送波９０度
位相シフタ５により位相シフトされる。図１では第１の
光導波経路３に位相シフタ５を用いたが、この構成に限
定するものではなく、第１の光導波経路３と第２の光導
波経路４とに、それぞれ光搬送波＋４５度位相シフタと
光搬送波−４５度位相シフタを配置してもよい。また、
相対的に９０度の位相差となるような位相シフタであれ
ば第２の光導波路４のみに配置してもかまわない。２つ
の光振幅変調器６ａ，６ｂは変調電気信号８に応じた振
幅変調を光搬送波１に与え、第１の光導波経路３と第２
の光導波経路４のそれぞれにおいて両側波帯光被変調波
７ａ，７ｂを生成する。ここで光振幅変調器６ａ，６ｂ
が理想的な光振幅変調を行うものとし、光搬送波の周波
数をｆc 、変調信号周波数をｆm とすると、両側波帯光
被変調波７ａ，７ｂの周波数は共にｆc −ｆm とｆc ＋
ｆm の両方を含むものとなる。
【００１５】光信号側波帯抑圧装置１０では、前述の光
搬送波９０度位相シフタ５との組合せで、後段の合波器
１３において両側波帯光被変調波成分であるｆc −ｆm
の周波数成分、もしくはｆc ＋ｆm の周波数成分のどち
らかを逆相抑圧し他方は正相強調するような位相操作を
行う。例えば、図１において、光搬送波９０度位相シフ
タ５が−９０度の移相器であり、ベースバンド信号成分
９０度位相シフタ１１が−９０度の移相器であるならば
上側波帯、すなわちｆc ＋ｆm の光周波数成分が抑圧さ
れ、光搬送波９０度位相シフタ５が＋９０度の移相器で
あり、ベースバンド信号成分９０度位相シフタ１１が−
９０度の移相器であるならば下側波帯、すなわちｆc −
ｆm の周波数成分を抑圧した片側側波帯抑圧光被変調波
１４を出力する。光信号側波帯抑圧装置１０を構成する
第１の光導波経路３にあるベースバンド信号成分９０度
位相シフタ１１は、側波帯抑圧特性によって構成が決定
される９０度移相器であり、第２の光導波経路４にある
光遅延器１２で所定の時間遅延を受けた導波光信号との
ベースバンド信号成分位相差が９０度になるようにする
光信号演算処理部である。
搬送波９０度位相シフタ５との組合せで、後段の合波器
１３において両側波帯光被変調波成分であるｆc −ｆm
の周波数成分、もしくはｆc ＋ｆm の周波数成分のどち
らかを逆相抑圧し他方は正相強調するような位相操作を
行う。例えば、図１において、光搬送波９０度位相シフ
タ５が−９０度の移相器であり、ベースバンド信号成分
９０度位相シフタ１１が−９０度の移相器であるならば
上側波帯、すなわちｆc ＋ｆm の光周波数成分が抑圧さ
れ、光搬送波９０度位相シフタ５が＋９０度の移相器で
あり、ベースバンド信号成分９０度位相シフタ１１が−
９０度の移相器であるならば下側波帯、すなわちｆc −
ｆm の周波数成分を抑圧した片側側波帯抑圧光被変調波
１４を出力する。光信号側波帯抑圧装置１０を構成する
第１の光導波経路３にあるベースバンド信号成分９０度
位相シフタ１１は、側波帯抑圧特性によって構成が決定
される９０度移相器であり、第２の光導波経路４にある
光遅延器１２で所定の時間遅延を受けた導波光信号との
ベースバンド信号成分位相差が９０度になるようにする
光信号演算処理部である。
【００１６】図２は、光信号側波帯抑圧装置２０を用い
た片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。図２
の各構成要素および機能は図１と同様である。この図２
の構成は、図１において、光搬送波９０度位相シフタ５
を光振幅変調器１６の後段に移動させ、２つの光振幅変
調器１６を１つにまとめた構成になっており、図１の例
に比べて光振幅変調器が１つ減少している分だけ構成が
簡単になったシステムである。
た片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。図２
の各構成要素および機能は図１と同様である。この図２
の構成は、図１において、光搬送波９０度位相シフタ５
を光振幅変調器１６の後段に移動させ、２つの光振幅変
調器１６を１つにまとめた構成になっており、図１の例
に比べて光振幅変調器が１つ減少している分だけ構成が
簡単になったシステムである。
【００１７】ここで光搬送波９０度位相シフタ５を光振
幅変調器１６の後段に移動させてもよい理由を以下に述
べる。光搬送波１が光信号であることから、その搬送波
周波数は非常に高い周波数であることが自明である。例
えば、通話伝送システムで用いられる赤外線波長の光信
号周波数では２００ＴＨｚほどになる。この光搬送波１
を９０度位相シフトしてもその時間シフト分は１．２５
フェムト秒という極微小時間であり、通常の電気信号段
で扱える変調信号周波数からは問題にならない時間変化
であるためである。
幅変調器１６の後段に移動させてもよい理由を以下に述
べる。光搬送波１が光信号であることから、その搬送波
周波数は非常に高い周波数であることが自明である。例
えば、通話伝送システムで用いられる赤外線波長の光信
号周波数では２００ＴＨｚほどになる。この光搬送波１
を９０度位相シフトしてもその時間シフト分は１．２５
フェムト秒という極微小時間であり、通常の電気信号段
で扱える変調信号周波数からは問題にならない時間変化
であるためである。
【００１８】本発明は例えば次の具体例に適用可能であ
る。 （１）片側側波帯抑圧光伝送システム 変調電気信号を通信伝送におけるベースバンド信号とし
た場合、単なる振幅変調での両側波帯伝送に比べて、占
有周波数帯域を減少させることが可能である。このこと
は、さらに高密度の波長多重伝送装置が実現できるとい
う利点があり、また、波長分散による伝送光信号の劣化
を抑えることができるという利点もある。 （２）光周波数シフタ 変調信号を任意の単一周波数信号とした場合、その周波
数分だけ上方または下方に周波数を移動した光信号を得
ることかできる。このことは、異なる周波数分だけ光源
を用意することなく、また高価な周波数可変光源を用い
ることなく、幅広い任意の周波数幅で容易に所望の光周
波数を備えた光信号を生成できるという利点がある。
る。 （１）片側側波帯抑圧光伝送システム 変調電気信号を通信伝送におけるベースバンド信号とし
た場合、単なる振幅変調での両側波帯伝送に比べて、占
有周波数帯域を減少させることが可能である。このこと
は、さらに高密度の波長多重伝送装置が実現できるとい
う利点があり、また、波長分散による伝送光信号の劣化
を抑えることができるという利点もある。 （２）光周波数シフタ 変調信号を任意の単一周波数信号とした場合、その周波
数分だけ上方または下方に周波数を移動した光信号を得
ることかできる。このことは、異なる周波数分だけ光源
を用意することなく、また高価な周波数可変光源を用い
ることなく、幅広い任意の周波数幅で容易に所望の光周
波数を備えた光信号を生成できるという利点がある。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図３は図１の構成で、上側波帯抑圧を
行う片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。光
搬送波１（ cosωc t ）は、二分岐型光導波路２におい
て第１の光導波経路３と第２の光導波経路４とに分岐さ
れる。ここで第１の光導波経路３への分岐分配比率をＡ
とすると、理想的な分岐型光導波路であれば第２の光導
波経路４への分岐分配比率は（１−Ａ）となる。第１の
光導波経路３を伝搬する信号Ａ・ cosωc t は光搬送波
移相器５によって信号位相９０度分の遅延を与えられ、
Ａ・ cos（ωc t −π／２）となる。このＡ・ cos（ω
c t −π／２）と第２の光導波経路４に分岐分配された
信号（１−Ａ）・ cosωc t はそれぞれ個別の光振幅変
調器６ａ，６ｂに入力する。なお、第１の光導波経路３
と第２の光導波経路４において、導波路自体を伝搬する
時間遅延は第１の光導波経路３と第２の光導波経路４で
相等しいものであるとする。光振幅変調器６ａ，６ｂと
しては、電気光学効果を用いた光位相変調器を並列に配
置し、Ｙ分岐によって結合および干渉させるようなマッ
ハツェンダ変調器などが用いられるが、本発明では光振
幅変調器の種類を限定するものではないため、光振幅変
調器を理想的な振幅変調器であるものとすると、光振幅
変調器６ａの出力はｆ(t) ×Ａcos(ωc t −π／２）と
なり、光振幅変調器６ｂの出力はｆ(t) ×（１−Ａ） c
osωc t となって光信号側波帯抑圧装置３０に入力す
る。
ついて説明する。図３は図１の構成で、上側波帯抑圧を
行う片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。光
搬送波１（ cosωc t ）は、二分岐型光導波路２におい
て第１の光導波経路３と第２の光導波経路４とに分岐さ
れる。ここで第１の光導波経路３への分岐分配比率をＡ
とすると、理想的な分岐型光導波路であれば第２の光導
波経路４への分岐分配比率は（１−Ａ）となる。第１の
光導波経路３を伝搬する信号Ａ・ cosωc t は光搬送波
移相器５によって信号位相９０度分の遅延を与えられ、
Ａ・ cos（ωc t −π／２）となる。このＡ・ cos（ω
c t −π／２）と第２の光導波経路４に分岐分配された
信号（１−Ａ）・ cosωc t はそれぞれ個別の光振幅変
調器６ａ，６ｂに入力する。なお、第１の光導波経路３
と第２の光導波経路４において、導波路自体を伝搬する
時間遅延は第１の光導波経路３と第２の光導波経路４で
相等しいものであるとする。光振幅変調器６ａ，６ｂと
しては、電気光学効果を用いた光位相変調器を並列に配
置し、Ｙ分岐によって結合および干渉させるようなマッ
ハツェンダ変調器などが用いられるが、本発明では光振
幅変調器の種類を限定するものではないため、光振幅変
調器を理想的な振幅変調器であるものとすると、光振幅
変調器６ａの出力はｆ(t) ×Ａcos(ωc t −π／２）と
なり、光振幅変調器６ｂの出力はｆ(t) ×（１−Ａ） c
osωc t となって光信号側波帯抑圧装置３０に入力す
る。
【００２０】次に、光信号側波帯抑圧装置１０，２０，
３０に関して説明する。単一周波数信号に限定しない一
般的な信号について、その周波数成分すべてに対して９
０度移相器として機能するものはヒルベルト変換器と呼
ばれる既知のものであり、次式（１）のような伝達関数
で表される。
３０に関して説明する。単一周波数信号に限定しない一
般的な信号について、その周波数成分すべてに対して９
０度移相器として機能するものはヒルベルト変換器と呼
ばれる既知のものであり、次式（１）のような伝達関数
で表される。
【数１】
【００２１】（１）式の伝達関数は連続時間システムで
表現した理想ヒルベルト変換器であって、忠実に実現す
るのは困難であり、また実際には正負それぞれ無限大の
周波数帯域で９０度位相器として機能する必要はない。
そこで、必要な周波数帯域内で９０度移相器として機能
する離散時間システムでは次式（２）のように表現され
たヒルベルト変換器を用いる。
表現した理想ヒルベルト変換器であって、忠実に実現す
るのは困難であり、また実際には正負それぞれ無限大の
周波数帯域で９０度位相器として機能する必要はない。
そこで、必要な周波数帯域内で９０度移相器として機能
する離散時間システムでは次式（２）のように表現され
たヒルベルト変換器を用いる。
【数２】
【００２２】なお、（２）式はサンプリング周波数を１
と正規化したものであり、図４にその周波数変化特性を
図示する。
と正規化したものであり、図４にその周波数変化特性を
図示する。
【００２３】（２）式を逆フーリエ変換してインパルス
応答を求めると、次式（３）のようになる。
応答を求めると、次式（３）のようになる。
【数３】
図５にインパルス応答を図示する。
【００２４】（３）式と図５からわかるように、このイ
ンパルス応答は正と負の時間で無限に続くものであるた
め、窓関数法などの既知の方法によって有限時間の応答
に収束させて、畳み込み演算を行うものが図３における
ベースバンド信号成分９０度位相シフタである。ただ
し、このままのインパルス応答では時間の因果律を満た
さないのでインパルス応答全体を時間遅延させなければ
ならない。この時間遅延に時間軸を合わせるための調節
機能が図３の第２の導波経路２における光遅延器１２で
あり、その時間遅延量となる。
ンパルス応答は正と負の時間で無限に続くものであるた
め、窓関数法などの既知の方法によって有限時間の応答
に収束させて、畳み込み演算を行うものが図３における
ベースバンド信号成分９０度位相シフタである。ただ
し、このままのインパルス応答では時間の因果律を満た
さないのでインパルス応答全体を時間遅延させなければ
ならない。この時間遅延に時間軸を合わせるための調節
機能が図３の第２の導波経路２における光遅延器１２で
あり、その時間遅延量となる。
【００２５】次に、上記の離散時間システムが本発明の
ような連続時間システムに適用できる理由を示す。
（３）式のようなインパルス応答は離散時間システムに
おいてＦＩＲ型ディジタルフィルタとして実現すること
ができ、一般に次式（４）のような因果律を満たした形
で表現される。
ような連続時間システムに適用できる理由を示す。
（３）式のようなインパルス応答は離散時間システムに
おいてＦＩＲ型ディジタルフィルタとして実現すること
ができ、一般に次式（４）のような因果律を満たした形
で表現される。
【００２６】
【数４】
この周波数特性はサンプリング周波数を１と正規化して
次式（５）のように表される。
次式（５）のように表される。
【００２７】
【数５】
【００２８】ここで、（３）式のインパルス応答を連続
時間システムに適用することを考えると、離散時間シス
テムにおける単位サンプル遅延ｚ-1を一定時間遅延τと
置き換え、入力信号をｘ(t) 、出力信号をｙ(t) として
次式（６）のように表現することができる。
時間システムに適用することを考えると、離散時間シス
テムにおける単位サンプル遅延ｚ-1を一定時間遅延τと
置き換え、入力信号をｘ(t) 、出力信号をｙ(t) として
次式（６）のように表現することができる。
【００２９】
【数６】
（６）式をラプラス変換すると次式（７）のようにな
る。
る。
【数７】
【００３０】従って周波数特性は一定時間遅延τを１と
正規化して次式（８）のように表される。
正規化して次式（８）のように表される。
【数８】
【００３１】（５）式と（８）式が一致していることか
ら、単位サンプル遅延ｚ-1を一定時間遅延τと置き換え
た連続時間システムは、元の離散時間システムと同様の
周波数特性であることが証明される。
ら、単位サンプル遅延ｚ-1を一定時間遅延τと置き換え
た連続時間システムは、元の離散時間システムと同様の
周波数特性であることが証明される。
【００３２】次に、図３におけるベースバンド信号成分
９０度シフタ１１の具体的な例を示す。始めに、（３）
式のインパルス応答を特定の有限時間に収束させる。こ
こでＲemezアルゴリズムという既知の方法によってイン
パルス応答を収束させた例として次の表１に示す。収束
条件としては通過帯域の振幅特性におけるリップルが
０．００８ｄＢ以下とした。
９０度シフタ１１の具体的な例を示す。始めに、（３）
式のインパルス応答を特定の有限時間に収束させる。こ
こでＲemezアルゴリズムという既知の方法によってイン
パルス応答を収束させた例として次の表１に示す。収束
条件としては通過帯域の振幅特性におけるリップルが
０．００８ｄＢ以下とした。
【００３３】
【表１】
【００３４】図６は表１中の３次ベースバンド信号成分
９０度位相シフタ１１の実現例であり、入力光信号１１
ｉは伝達関数Ｈ（ｚ）の２つの係数比に応じた分岐分配
比５０：５０で二分岐型補助光導波路１７によって二分
岐され、負の符号を実現する補助光導波経路１５には光
搬送波１の位相を反転するための光搬送波補助位相シフ
タ３１があり、時間遅延を与える補助光導波経路１６に
は伝達関数に応じた光遅延器３２がある。ここで、光搬
送波補助位相シフタは補助光導波経路１５と補助光導波
経路１６にあって、両光搬送波補助位相シフタによって
相対的に位相反転させるような構成であってもかまわな
い。さらに、補助光導波経路１６だけにある構成をとる
こともできるが、その場合には抑圧する側波帯が逆とな
り、例えば上側側波帯抑圧であったものは下側側波帯抑
圧となる。このようにして最終的に合波された出力信号
１１0 は表１中の３次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図６において分岐された両光導波経路１
５，１６において導波路自体を伝搬する時間遅延量は相
等しいものとしている。なお３次ベースバンド信号成分
９０度位相シフタ１１では、図３における光遅延器１２
の時間遅延量はｚ-1すなわちτとなり、また、伝達関数
の係数の和がちょうど１であることから、図３における
二分岐型光導波路２の分岐点における分岐分配比は５
０：５０でよい。
９０度位相シフタ１１の実現例であり、入力光信号１１
ｉは伝達関数Ｈ（ｚ）の２つの係数比に応じた分岐分配
比５０：５０で二分岐型補助光導波路１７によって二分
岐され、負の符号を実現する補助光導波経路１５には光
搬送波１の位相を反転するための光搬送波補助位相シフ
タ３１があり、時間遅延を与える補助光導波経路１６に
は伝達関数に応じた光遅延器３２がある。ここで、光搬
送波補助位相シフタは補助光導波経路１５と補助光導波
経路１６にあって、両光搬送波補助位相シフタによって
相対的に位相反転させるような構成であってもかまわな
い。さらに、補助光導波経路１６だけにある構成をとる
こともできるが、その場合には抑圧する側波帯が逆とな
り、例えば上側側波帯抑圧であったものは下側側波帯抑
圧となる。このようにして最終的に合波された出力信号
１１0 は表１中の３次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図６において分岐された両光導波経路１
５，１６において導波路自体を伝搬する時間遅延量は相
等しいものとしている。なお３次ベースバンド信号成分
９０度位相シフタ１１では、図３における光遅延器１２
の時間遅延量はｚ-1すなわちτとなり、また、伝達関数
の係数の和がちょうど１であることから、図３における
二分岐型光導波路２の分岐点における分岐分配比は５
０：５０でよい。
【００３５】図７に、遅延時間τを１と正規化した３次
ベースバンド信号成分９０度位相シフタ１１の振幅特性
（ａ）と相対位相特性（ｂ）を示す。
ベースバンド信号成分９０度位相シフタ１１の振幅特性
（ａ）と相対位相特性（ｂ）を示す。
【００３６】図８には、同様に遅延時間τを１と正規化
した図６の構成の３次ベースバンド信号成分９０度位相
シフタ１１において、図３における入力側の変調電気信
号８に７次Ｍ系列擬似乱数信号をＮＲＺ（Non Return t
o Zero）形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィ
ルタ処理を施したものを用いた場合の出力側の片側側波
帯抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度（ＰＳ
Ｄ）を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延
時間τ＝１に対して０．２５bps とした。
した図６の構成の３次ベースバンド信号成分９０度位相
シフタ１１において、図３における入力側の変調電気信
号８に７次Ｍ系列擬似乱数信号をＮＲＺ（Non Return t
o Zero）形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィ
ルタ処理を施したものを用いた場合の出力側の片側側波
帯抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度（ＰＳ
Ｄ）を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延
時間τ＝１に対して０．２５bps とした。
【００３７】図９には、図８と同様の構成で変調電気信
号８として単一周波数信号を入力した場合の出力側の片
側側波帯抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度
（ＰＳＤ）を示す。なお、単一周波数信号の周波数は遅
延時間τ＝１に対して０．２５Ｈｚとした。
号８として単一周波数信号を入力した場合の出力側の片
側側波帯抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度
（ＰＳＤ）を示す。なお、単一周波数信号の周波数は遅
延時間τ＝１に対して０．２５Ｈｚとした。
【００３８】図１０は表１中の７次ベースバンド信号成
分９０度位相シフタ１１ａの実現例であり、入力光信号
１１ｉは伝達関数中の４つの係数比に応じて、まず二分
岐型補助光導波路１７により分岐分散比５０：５０で二
分岐され、さらに二分岐型補助光導波路１７ａ，１７ｂ
において分岐分配比１１：８９でそれぞれ二分岐され、
負の符号を実現する補助光導波経路１５には光搬送波の
位相を反転するための光搬送波補助位相シフタ３１があ
り、時間遅延を与える補助光導波経路１５−２，１６−
１，１６−２には伝達関数に応じた光遅延器３３ａ，３
３ｂ，３３ｃがある。ここでも、光搬送波補助位相シフ
タは補助光導波経路１５と補助光導波経路１６とにある
構成でも、補助光導波経路１６だけにある構成でもかま
わない。このようにして最終的に合波された出力光信号
１１0 は表１中の７次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図１０において分岐された各導波路その
ものの遅延量（１５，１５−１），（１５，１５−
２）；（１６，１６−１）；（１６，１６−２）はそれ
ぞれ相等しいものとしている。
分９０度位相シフタ１１ａの実現例であり、入力光信号
１１ｉは伝達関数中の４つの係数比に応じて、まず二分
岐型補助光導波路１７により分岐分散比５０：５０で二
分岐され、さらに二分岐型補助光導波路１７ａ，１７ｂ
において分岐分配比１１：８９でそれぞれ二分岐され、
負の符号を実現する補助光導波経路１５には光搬送波の
位相を反転するための光搬送波補助位相シフタ３１があ
り、時間遅延を与える補助光導波経路１５−２，１６−
１，１６−２には伝達関数に応じた光遅延器３３ａ，３
３ｂ，３３ｃがある。ここでも、光搬送波補助位相シフ
タは補助光導波経路１５と補助光導波経路１６とにある
構成でも、補助光導波経路１６だけにある構成でもかま
わない。このようにして最終的に合波された出力光信号
１１0 は表１中の７次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図１０において分岐された各導波路その
ものの遅延量（１５，１５−１），（１５，１５−
２）；（１６，１６−１）；（１６，１６−２）はそれ
ぞれ相等しいものとしている。
【００３９】なお、７次ベースバンド信号成分９０度位
相シフタ１１ａでは、図３における光遅延器１２の時間
遅延量はｚ-3すなわち３τとなり、また、伝達関数の係
数の和が１．２７６８であるのに対して光分岐分配では
理想的であっても総和が１であることから、図３におけ
る二分岐型光導波路２の分岐点における分岐分配比は第
１の光導波経路３対第２の光導波経路４で５６２：４３
８として補正する。なお、ここでは光導波路分岐点の分
岐分配比によって各係数乗算および信号振幅調整を実現
しているが、光減衰器などの光信号振幅調整器を併用す
ることによって実現するものであってもかまわない。
相シフタ１１ａでは、図３における光遅延器１２の時間
遅延量はｚ-3すなわち３τとなり、また、伝達関数の係
数の和が１．２７６８であるのに対して光分岐分配では
理想的であっても総和が１であることから、図３におけ
る二分岐型光導波路２の分岐点における分岐分配比は第
１の光導波経路３対第２の光導波経路４で５６２：４３
８として補正する。なお、ここでは光導波路分岐点の分
岐分配比によって各係数乗算および信号振幅調整を実現
しているが、光減衰器などの光信号振幅調整器を併用す
ることによって実現するものであってもかまわない。
【００４０】図１１に、遅延時間τを１と正規化した図
１０の構成の７次ベースバンド信号成分９０度位相シフ
タ１１ａの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）を示
す。
１０の構成の７次ベースバンド信号成分９０度位相シフ
タ１１ａの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）を示
す。
【００４１】図１２は、同様に遅延時間τを１と正規化
した図１０の構成の７次ベースバンド信号９０度位相シ
フタ１１ａにおいて、図３における変調電気信号として
７次Ｍ系列擬似乱数信号をＮＲＺ（Non Return to zer
o）形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィルタ
処理を施したものを入力した場合の出力側の片側側波帯
抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）
を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延時間
τ＝１に対して０．２５bps とした。
した図１０の構成の７次ベースバンド信号９０度位相シ
フタ１１ａにおいて、図３における変調電気信号として
７次Ｍ系列擬似乱数信号をＮＲＺ（Non Return to zer
o）形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィルタ
処理を施したものを入力した場合の出力側の片側側波帯
抑圧光被変調波１４のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）
を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延時間
τ＝１に対して０．２５bps とした。
【００４２】図１３には、図１２と同様の構成で変調電
気信号として、入力に単一周波数信号を入力した場合の
出力側の片側側波帯抑圧光被変調波１４のパワースペク
トル密度（ＰＳＤ）を示す。なお、単一周波数信号の周
波数は遅延時間τ＝１に対して０．２５Ｈｚとした。
気信号として、入力に単一周波数信号を入力した場合の
出力側の片側側波帯抑圧光被変調波１４のパワースペク
トル密度（ＰＳＤ）を示す。なお、単一周波数信号の周
波数は遅延時間τ＝１に対して０．２５Ｈｚとした。
【００４３】ここまでは具体的な次数によってベースバ
ンド信号成分９０度位相シフタの実現例を示してきた。
次に次数を一般化したベースバンド信号成分９０度位相
シフタ１１について述べる。（６）式を実現化するブロ
ック図を図１４に示す。１１−１は分岐部、１１−１ｉ
は各補助光導波経路の光信号振幅調整器として動作する
重み付け回路、１１−２ｉは光遅延器、１１−３は合波
部である。ここで（３）式と図５より、係数Ｋn は中心
から１つおきに零であり、また中心からみて左右対称に
なっていることがわかる。したがって、図１４は図１５
のようになる。ここでＭ＝２，６，１０，１４，１８，
…であり、本実施例の記述では（Ｍ＋１）で表される値
を次数としている。
ンド信号成分９０度位相シフタの実現例を示してきた。
次に次数を一般化したベースバンド信号成分９０度位相
シフタ１１について述べる。（６）式を実現化するブロ
ック図を図１４に示す。１１−１は分岐部、１１−１ｉ
は各補助光導波経路の光信号振幅調整器として動作する
重み付け回路、１１−２ｉは光遅延器、１１−３は合波
部である。ここで（３）式と図５より、係数Ｋn は中心
から１つおきに零であり、また中心からみて左右対称に
なっていることがわかる。したがって、図１４は図１５
のようになる。ここでＭ＝２，６，１０，１４，１８，
…であり、本実施例の記述では（Ｍ＋１）で表される値
を次数としている。
【００４４】また係数Ｋn には次式（９）のような対称
性がある。
性がある。
【数９】
このことから図１５は図１６のように置き変えることが
できる。ここで前述の（６）式に示す係数に関する対称
性から、係数Ｋn を次式（１０）のように置き変えられ
る。
できる。ここで前述の（６）式に示す係数に関する対称
性から、係数Ｋn を次式（１０）のように置き変えられ
る。
【数１０】
【００４５】また前述したように、このように実現され
る系は、因果律を満たすために時間シフトされているも
のである。具体的にはＭが決まると（Ｍ／２）×τだけ
図５のインパルス応答からみて時間シフトされているこ
とになる。この時間シフト量（Ｍ／２）×τは、図１，
図２，図３における光遅延器１２の遅延量となり、光信
号側波帯抑圧装置１０，２０，３０における合波器１３
において両光導波路３，４を伝搬してくる各々の両側波
帯光被変調波７ａ，７ｂの時間遅延を整合させている。
る系は、因果律を満たすために時間シフトされているも
のである。具体的にはＭが決まると（Ｍ／２）×τだけ
図５のインパルス応答からみて時間シフトされているこ
とになる。この時間シフト量（Ｍ／２）×τは、図１，
図２，図３における光遅延器１２の遅延量となり、光信
号側波帯抑圧装置１０，２０，３０における合波器１３
において両光導波路３，４を伝搬してくる各々の両側波
帯光被変調波７ａ，７ｂの時間遅延を整合させている。
【００４６】図１６において、各光遅延器１１−２ｉは
光導波路の長さによって伝播時間を操作することで光遅
延器を実現するものや、それに位相変調器を併用するも
のなどを用いることができる。
光導波路の長さによって伝播時間を操作することで光遅
延器を実現するものや、それに位相変調器を併用するも
のなどを用いることができる。
【００４７】合波部１１−３には、図１７のような集積
型の導波路型合波器を用いることができる。ただし、本
発明においてはこの構成に限っているものではない。合
波部１１−３を構成する各合波点においては、光搬送波
位相が同位相のもの同士の合波ではその振幅が加算さ
れ、逆位相のもの同士の合波ではその振幅が減算される
ように動作する。
型の導波路型合波器を用いることができる。ただし、本
発明においてはこの構成に限っているものではない。合
波部１１−３を構成する各合波点においては、光搬送波
位相が同位相のもの同士の合波ではその振幅が加算さ
れ、逆位相のもの同士の合波ではその振幅が減算される
ように動作する。
【００４８】なお、図１６では符号反転用の光搬送波補
助位相シフタ１１−１ａを分岐部１１−１ｉに置いてい
るが、これが合波部１１−３にあってもかまわない。ま
た、そのときに図１６のような１つの光搬送波補助位相
シフタ１１−１ａによる実現法に限らず、各分岐された
導波路上に個々にあってもかまわないし、また１つの光
搬送波補助位相シフタ１１−１ａで反転させるのではな
く、反転させない導波路にも位相変換器を装備させて相
対的に位相反転を実現させるものであってもかまわな
い。さらに、反転させる導波路をもう一方の導波路にし
てもかまわない。
助位相シフタ１１−１ａを分岐部１１−１ｉに置いてい
るが、これが合波部１１−３にあってもかまわない。ま
た、そのときに図１６のような１つの光搬送波補助位相
シフタ１１−１ａによる実現法に限らず、各分岐された
導波路上に個々にあってもかまわないし、また１つの光
搬送波補助位相シフタ１１−１ａで反転させるのではな
く、反転させない導波路にも位相変換器を装備させて相
対的に位相反転を実現させるものであってもかまわな
い。さらに、反転させる導波路をもう一方の導波路にし
てもかまわない。
【００４９】また、図１６では係数による重み付け演算
手段を分岐部１１−１ｉにおいているが、これも合波部
１１−３にあってもかまわないし、合波部１１−３にも
分岐部１１−１ｉにもあって両者で実現するものであっ
てもかまわない。合波部１１−３で重み付け演算を実現
するには、合波時の合波比率を減衰器などで調整する構
成などを採用することができる。
手段を分岐部１１−１ｉにおいているが、これも合波部
１１−３にあってもかまわないし、合波部１１−３にも
分岐部１１−１ｉにもあって両者で実現するものであっ
てもかまわない。合波部１１−３で重み付け演算を実現
するには、合波時の合波比率を減衰器などで調整する構
成などを採用することができる。
【００５０】分岐部１１−１ｉは図１８のような集積型
の導波路型分波器を採用してもよい。ただし、本発明に
おいてはこの構成に限っているものではない。なお、光
搬送波補助位相シフタ１１−１ｉは図１８のような１つ
の位相反転器による実現法に限られず、各分岐された導
波路上に個々にあってもかまわないし、また１つの位相
反転器で反転させるのではなく反転させない導波路にも
位相変換器を装備させて相対的に位相反転を実現させる
ものであってもかまわない。さらに、反転させる導波路
をもう一方の導波路にしてもかまわない。
の導波路型分波器を採用してもよい。ただし、本発明に
おいてはこの構成に限っているものではない。なお、光
搬送波補助位相シフタ１１−１ｉは図１８のような１つ
の位相反転器による実現法に限られず、各分岐された導
波路上に個々にあってもかまわないし、また１つの位相
反転器で反転させるのではなく反転させない導波路にも
位相変換器を装備させて相対的に位相反転を実現させる
ものであってもかまわない。さらに、反転させる導波路
をもう一方の導波路にしてもかまわない。
【００５１】また、図１８では係数による重み付け演算
を各分岐点において括弧（ ）で示した分岐比率によっ
て操作することで実現するものとしているが、減衰器な
どを併用して実現する方法などがあってもかまわない。
さらに分岐比率を操作して重み付け演算を実現する分岐
部１１−１ｉの構成として図１９のような構成を採るこ
ともできる。この構成の利点は図５のように係数の大き
さが係数列の中央に近い内側では大きくて外側に向かっ
て小さくなるような場合に適応しているということであ
る。
を各分岐点において括弧（ ）で示した分岐比率によっ
て操作することで実現するものとしているが、減衰器な
どを併用して実現する方法などがあってもかまわない。
さらに分岐比率を操作して重み付け演算を実現する分岐
部１１−１ｉの構成として図１９のような構成を採るこ
ともできる。この構成の利点は図５のように係数の大き
さが係数列の中央に近い内側では大きくて外側に向かっ
て小さくなるような場合に適応しているということであ
る。
【００５２】ここで遅延時間τに関して補足説明する。
本発明に用いる光信号側波帯抑圧装置１０，２０，３０
では、光搬送波信号の位相を用いて側波帯抑圧を行うも
のであり、各合波点における光搬送波の位相状態が所望
の状態になっている必要がある。従って、各補助光導波
経路を含む各導波経路において各位相シフタによる定め
られた位相遅延および光遅延器による遅延を除いた伝搬
遅延が、最初の分岐点２，２ａから最終合波点１３の間
で全て相等しい場合には、単位遅延時間となる遅延時間
τは光搬送波１の信号周期を基本単位遅延時間としてみ
なすことになる。具体的に、図３の例で前述の伝搬遅延
が相等しいという条件が成り立つ場合には、単位遅延時
間τは光搬送波の信号周期時間の整数倍の値であること
になる。
本発明に用いる光信号側波帯抑圧装置１０，２０，３０
では、光搬送波信号の位相を用いて側波帯抑圧を行うも
のであり、各合波点における光搬送波の位相状態が所望
の状態になっている必要がある。従って、各補助光導波
経路を含む各導波経路において各位相シフタによる定め
られた位相遅延および光遅延器による遅延を除いた伝搬
遅延が、最初の分岐点２，２ａから最終合波点１３の間
で全て相等しい場合には、単位遅延時間となる遅延時間
τは光搬送波１の信号周期を基本単位遅延時間としてみ
なすことになる。具体的に、図３の例で前述の伝搬遅延
が相等しいという条件が成り立つ場合には、単位遅延時
間τは光搬送波の信号周期時間の整数倍の値であること
になる。
【００５３】ここまでは、図３すなわち図１の構成で説
明してきた。図２０は図２の構成で上側波帯抑圧を行う
片側側波帯抑圧光被変調生成装置の例である。各構成要
素はここまで説明してきた図４の構成要素と同一であ
る。前述したように、変調電気信号の周波数成分が搬送
波周波数より充分に小さい場合には、図２０と図３の動
作上の違いは無いと考えてもよい。
明してきた。図２０は図２の構成で上側波帯抑圧を行う
片側側波帯抑圧光被変調生成装置の例である。各構成要
素はここまで説明してきた図４の構成要素と同一であ
る。前述したように、変調電気信号の周波数成分が搬送
波周波数より充分に小さい場合には、図２０と図３の動
作上の違いは無いと考えてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る片側側波帶抑圧光被変調波生成装置は、電気信号段に
よる位相シフト演算処理を必要としないために、電気段
では扱えなかったような高周波信号を変調信号として用
いることが可能となる。具体的には、片側側波帯抑圧光
伝送システムなどでは高い伝送速度のデータ伝送が可能
となり、光周波数シフトなどでは、周波数シフト量を大
きくとることが可能となる。
る片側側波帶抑圧光被変調波生成装置は、電気信号段に
よる位相シフト演算処理を必要としないために、電気段
では扱えなかったような高周波信号を変調信号として用
いることが可能となる。具体的には、片側側波帯抑圧光
伝送システムなどでは高い伝送速度のデータ伝送が可能
となり、光周波数シフトなどでは、周波数シフト量を大
きくとることが可能となる。
【図１】本発明の第１の形式の実施例を示すブロック図
である。
である。
【図２】本発明の第２の形式の実施例を示すブロック図
である。
である。
【図３】本発明の第１の形式の他の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】本発明に用いる９０度移相器の理想周波数特性
例図である。
例図である。
【図５】本発明に用いる９０度移相器のインパルス応答
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】本発明に用いる３次ベースバンド信号成分９０
度位相シフタの構成例を示す図である。
度位相シフタの構成例を示す図である。
【図７】本発明に用いる３次ベースバンド信号成分９０
度位相シフタの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）を
示す図である。
度位相シフタの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）を
示す図である。
【図８】本発明に用いる３次ベースバンド信号成分９０
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル密
度特性図である。
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル密
度特性図である。
【図９】本発明に用いる３次ベースバンド信号成分９０
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
【図１０】本発明に用いる７次ベースバンド信号成分９
０度位相シフタの構成例を示す図である。
０度位相シフタの構成例を示す図である。
【図１１】本発明に用いる７次ベースバンド信号成分９
０度位相シフタの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）
を示す図である。
０度位相シフタの振幅特性（ａ）と相対位相特性（ｂ）
を示す図である。
【図１２】本発明に用いる７次ベースバンド信号成分９
０度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
０度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
【図１３】本発明に用いる７次ベースバンド信号成分９
０度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクト
ル密度特性図である。
０度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクト
ル密度特性図である。
【図１４】本発明に用いるベースバンド信号成分９０度
位相シフタの構成例を示すブロック図である。
位相シフタの構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示すベースバンド信号成分９０度位
相シフタの構成例を変形した変形構成例を示すブロック
図である。
相シフタの構成例を変形した変形構成例を示すブロック
図である。
【図１６】図１５の変形構成例をさらに変形したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１７】図１４，図１５及び図１６に示す構成例に用
いる合波器の構成例を示すブロック図である。
いる合波器の構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明に用いるベースバンド信号成分９０度
位相シフタにおける分岐部構成例を示す図である。
位相シフタにおける分岐部構成例を示す図である。
【図１９】本発明に用いるベースバンド信号成分９０度
位相シフタにおける他の分岐部構成例を示す図である。
位相シフタにおける他の分岐部構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の形式の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図２１】従来の片側側波帶抑圧光被変調波生成装置例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１ 光搬送波
２ 二分岐型光導波路
３ 第１の光導波経路
４ 第２の光導波経路
５ 光搬送波９０度位相シフタ
６ａ，６ｂ 光振幅変調器
７ａ，７ｂ 両側波帶光被変調波
８ 変調電気信号
１０ 光信号側波帶抑圧装置
１１，１１ａ ベースバンド信号成分９０度位相シフタ
１１−１ 分岐部
１１−１ａ 光搬送波補助位相シフタ
１１−１ｉ 重み付け回路
１１−２ｉ 光遅延器
１１−３ 合波部
１２ 光遅延器
１３ 合波器
１４ 片側側波帶抑圧光被変調波
１５，１５−１，１５−２ 補助光導波経路
１６，１６−１，１６−２ 補助光導波経路
１７，１７ａ，１７ｂ 二分岐型補助光導波路
２０，２０ａ 光信号側波帶抑圧装置
３０ 光信号側波帶抑圧装置
３１ 光搬送波補助位相シフタ
３２，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 光遅延器
１００ 変調電気信号
１０１ ９０度位相シフタ
１０２ 位相シフトされた変調電気信号
１０３，１０４ 光振幅変調器
１０５ 合波器
１０６ 片側側波帶抑圧光被変調波
１０７ 光搬送波
１０８ 二分岐型光導波路
１０９ 第１の導波経路
１１０ 第２の導波経路
１１１ 光９０度位相シフタ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/152
(56)参考文献 特開 平12−358012（ＪＰ，Ａ)
信学技報，ＯＰＥ2000−37，29−34
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/01
H04B 10/00
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 光搬送波を変調電気信号により振幅変調
して両側波帯光被変調波を出力する光変調手段と、 該両側波帯光被変調波から片側側波帯を抑圧して片側側
波帯抑圧光被変調波を取り出す光信号側波帯抑圧手段と
を備え、 前記光変調手段は、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅変調して前
記両側波帯光被変調波を取り出す少なくとも一つの光振
幅変調器と、 該光振幅変調器の入力又は出力を第１の光導波経路と第
２の光導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路と、 前記光搬送波に必要な位相シフトを与えるために前記第
１の光導波経路と前記第２の光導波経路との少くとも一
方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを
備え、 前記第１の光導波経路と第２の光導波経路との出力に第
１の両側波帯光被変調波と第２の両側波帯光被変調波と
をそれぞれ取り出すように構成され、前記光信号側波帯
抑圧手段は、 前記第１の両側波帯光被変調波と前記第２の両側波帯光
被変調波を合波する光合波手段を備え、 前記光搬送波位相シフタにおける前記必要な位相シフト
は、該光合波手段における合波時において前記第１の両
側波帯光被変調波と前記第２の両側波帯光被変調波との
各光搬送波の相対位相差が９０度であるように定められ
ており、 前記第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との一方
の光導波経路には、 前記合波器における合波時において該一方の光導波経路
を伝搬する両側波帯光被変調波におけるベースバンド信
号成分の位相と該第１の光導波経路と該第２の光導波経
路との他方の経路を伝搬する両側波帯光被変調波におけ
るベースバンド信号成分の位相差を９０度とするための
ベースバンド信号成分９０度位相シフタを備え、 前記第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との他方
の光導波経路には、前記ベースバンド信号成分９０度位
相シフタで生じる所定の遅延時間だけ該他方の光導波経
路を伝搬する両側波帶光被変調波を時間遅延させるため
の光時間遅延器を備えた構成としたことを特徴とする片
側側波帯抑圧光被変調波生成装置。 - 【請求項２】 前記光変調手段が、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波端子からの前記光搬送波を第１の光導波経
路と第２の光導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路
と、 該二分岐型光導波路により二分岐された前記光搬送波を
前記変調電気信号により振幅変調して第１の両側波帯光
被変調波および第２の両側波帯光被変調波を生成するた
めに前記第１の光導波経路および前記第２の光導波経路
にそれぞれ配置された第１の光振幅変調手段および第２
の光振幅変調手段と、 前記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前
記第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との少くと
も一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタ
とを備え、 前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側波帯光被
変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の両側波帯
光被変調波を取り出すように構成されたことを特徴とす
る請求項１に記載の片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置。 - 【請求項３】 前記光変調手段が、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅変調して両
側波帯光被変調波を取り出す光振幅変調手段と、 前記光振幅変調手段からの両側波帯光被変調波を二分岐
して第１の光導波経路と第２の光導波経路とに第１の両
側波帯光被変調波と第２の両側波帯光被変調波とをそれ
ぞれ伝送する二分岐型光導波路と、 前記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前
記第１の光導波経路と前記第２の光導波経路との少くと
も一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタ
とを備え、 前記第１の光導波経路の出力に前記第１の両側波帯光被
変調波を、前記第２の光導波経路に前記第２の両側波帯
光被変調波を取り出すように構成されたことを特徴とす
る請求項１に記載の片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置。 - 【請求項４】 前記ベースバンド信号成分９０度位相シ
フタは、 前記第１の光導波経路をさらに二分岐して第１の補助光
導波経路と第２の補助光導波経路とを形成する二分岐型
補助光導波路と、 前記第１の補助光導波経路の出力と前記第２の補助光導
波経路の出力とを合波する補助光合波手段を備え、 該第１の補助光導波経路を伝搬する前記光搬送波の位相
を該第２の補助光補助光補助光伝送経路を伝搬する前記
光搬送波に対して反転された状態とするために前記第１
の補助光導波経路と前記第２の補助光導波経路との少な
くとも一方に少なくとも一つの光搬送波補助位相シフタ
が配置され、 前記第２の補助光導波経路には前記補助光合波手段にお
ける合波時に前記ベースバンド信号成分９０度位相シフ
トを有効とする基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して
１／（２ｆ）で求められる所望の時間の２倍で求められ
る遅延を与えるための光時間補助遅延器が配置された構
成としたことを特徴とする請求項１に記載の片側側波帯
抑圧光被変調波生成装置。 - 【請求項５】 前記光ベースバンド信号成分９０度位相
シフタは、さらに、 前記第１の補助光導波経路をさらに二分岐して第３の補
助光導波経路と第４の補助光導波経路とを形成する第２
の二分岐型補助光導波路と、 前記第３の補助光導波経路の出力と前記第４の補助光導
波経路の出力とを合波する第２の補助光合波手段を備
え、 前記第２の補助光導波経路をさらに二分岐して第５の補
助光導波経路と第６の補助光導波経路とを形成する第３
の二分岐型補助光導波路と、 前記第５の補助光導波経路の出力と前記第６の補助光導
波経路の出力とを合波する第３の補助光合波手段を備
え、 前記第４の補助光導波経路には前記光時間補助遅延器が
配置され、 前記第５の補助光導波経路には該第３の補助光合波手段
における合波時に前記ベースバンド信号成分９０度位相
シフトを有効とする基準ベースバンド周波数範囲ｆに対
して１／（２ｆ）で求められる所望の時間の４倍で求め
られる遅延を与えるための第２の光時間補助遅延器が配
置され、 前記第６の補助光導波経路には該第３の補助光合波手段
における合波時に前記ベースバンド信号成分９０度位相
シフトを有効とする基準ベースバンド周波数範囲ｆに対
して１／（２ｆ）の６倍で求められる遅延を与えるため
の第３の光時間補助遅延器が配置された構成としたこと
を特徴とする請求項４に記載の片側側波帯抑圧光被変調
波生成装置。 - 【請求項６】 前記ベースバンド信号成分９０度位相シ
フタは、 前記第１の光導波経路をさらに複数分岐して、第１から
第ｎ（ｎは偶数）の補助光導波経路を、少なくとも一つ
の補助光導波経路が属する第１の半数グループと該第１
の半数グループに属しない少なくとも一つの補助光導波
経路が属する第２の半数グループとに、該第１の半数グ
ループに属する補助光導波経路の数は該第２の半数グル
ープに属する補助光導波経路の数と相等しくなるよう
に、形成するｎ分岐型補助光導波路と、 前記第１から第ｎの補助光導波経路の各出力を合波する
補助光合波手段とを備え、 該第１の半数グループと第２半数グループとの少なくと
も一つに属する少なくとも一つの補助光導波経路には、
該第１の半数グループに属する補助光導波経路を伝搬す
る前記両側波帯光被変調波における前記光搬送波の位相
が、該第２の半数グループに属する補助光導波経路を伝
搬する前記両側波帯光被変調波における前記光搬送波の
位相に対して反転された状態になるようにする光搬送波
補助位相シフタが配置され、 前記第１から第ｎの補助光導波経路の内の少なくとも一
つの補助光導波経路には前記補助光合波手段における合
波時に前記ベースバンド信号成分９０度位相シフトを有
効とする基準ベースバンド周波数範囲ｆに対して１／
（２ｆ）の所定の偶数倍で求められる遅延を与えるため
の少なくとも一つの光遅延器を備えた構成としたことを
特徴とする請求項１に記載の片側側波帯抑圧光被変調波
生成装置。 - 【請求項７】 前記第１の光導波経路と前記第２の光導
波経路及び前記第１の補助光導波経路乃至前記第ｎの補
助光導波経路の少なくとも一つには、光信号振幅を調整
するための光信号振幅調整器を備えていることを特徴と
する請求項１乃至６のいずれかに記載の片側側波帯抑圧
光被変調波生成装置。
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