JP3568366B2 - 光パルス発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波帯で高速変調を行う光パルス発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5(a)は従来の光パルス発生装置を示す概念図である。図に示すように、1は半導体利得部、2は光変調器であり、半導体利得部1は外部DC電流源3から一定電流が注入され、光出力を発生する。光変調器2は、外部高周波電源4からバイアスティー6を介して、高周波電圧を伝搬するためのストリップ線路7と、インダクタンスを有する金線ワイヤ8で接続され、光変調器2に高周波電圧を加えることにより光強度が変調される。また、バイアスティー6を介して外部電圧源5からバイアス電圧を加えることができる。半導体利得部1と光変調器2より構成される光共振器において光往復時間の逆数で決まる周波数で光変調器2を変調すると、いわゆる能動モード同期により短いパルス光出力が得られる。9はストリップ線路7とのインピーダンス整合をとるための抵抗(通常50オーム)であり、光変調器2と並列に接続される。図5(b)はその等価回路であり、光変調器2は抵抗とコンデンサより構成されるというモデルを用いている。図6に光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の光パルス発生装置においては、周波数が高くなるに伴い電気的な反射が増大し、高周波電力が有効に光変調器2に供給されず、効果的に光パルスが得られにくいという問題があった。
【0004】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、高周波帯で変換効率が高く、電気的な反射が少ない光パルス発生装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
高周波電圧を加えることにより光の強度あるいは位相を変調する光変調器を含む光パルス発生装置において、上記高周波電圧を伝搬する線路と上記光変調器とをインダクタンスを有する第1の導体で接続し、上記光変調器とコンデンサとをインダクタンスを有する第2の導体で接続し、上記コンデンサの他方の電極を直接接地し、かつ、上記第2の導体の長さを上記光変調器の長さの5倍以下とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1(a)は本発明に係る光パルス発生装置の実施の形態を示す概念図である。図に示すように、半導体利得部1は外部DC電流源3より一定電流が注入され光出力を発生する。約100ミクロン長の光変調器2は、外部高周波電源4からバイアスティー6を介して、高周波電圧を伝搬するためのストリップ線路7とインダクタンスを有する約250ミクロン長の金線ワイヤ8(第1の導体)で接続され、かつ、光変調器2の近傍に配置された約250ミクロン角のチップコンデンサ11の一方の電極とインダクタンスを有する約300ミクロン長の金線ワイヤ10(第2の導体)で接続され、コンデンサ11の他方の電極は直接接地されている。光変調器2にはバイアスティー6を介して外部DC電圧源5からバイアス電圧を加え、さらに外部高周波電源4からの高周波電圧を重畳することにより光強度が変調される。半導体利得部1と光変調器2より構成される光共振器において光往復時間の逆数で決まる周波数で光変調器2を変調すると、いわゆる能動モード同期により短いパルス光出力が得られる。光変調器2に接続されたコンデンサ11により、バイアスティー6を介して外部DC電圧源5からバイアス電圧を加えることが可能となる。コンデンサ11は直流成分を通さないために設けている。
【0009】
図1(b)はその等価回路であり、ストリップ線路7の特性インピーダンスは50オーム、金線ワイヤ8のインダクタンスL1は180pH、光変調器2の直列抵抗Rは10オーム、容量Cは0.27pF、金線ワイヤ10のインダクタンスL2は220pH、コンデンサ11の容量は100pFとしている。図2に光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。図に示すように、26GHz近傍で反射が急激に低下し、変調応答も16GHzから26GHz近傍で大きくなることがわかる。反射が最小となる周波数は光変調器2の容量Cと金線ワイヤ10のインダクタンスL2によってほぼ決まり、容量CとインダクタンスL2が低下すると周波数が増大する。光変調器2の帯域はほぼその長さに比例しており、また、インダクタンスL2は金線ワイヤ10の長さに比例しているため、光変調器2の帯域において反射を減らすためには、金線ワイヤ10の長さを小さくする必要がある。
【0010】
反射が最小となる周波数はおおよそ、fres=1/(2π√(L2C))で与えられる。一方、変調器帯域はおおよそ、fm=1/(πRZC)で与えられる。ここでRZは伝送路の特性インピーダンスであり通常50オームである。反射が最小となる周波数と変調器帯域をほぼ等しくする条件から、L2=RZ 2C/4という関係が導出される。光変調器2の容量Cは光変調器2の長さ100μmあたり0.2〜0.4pFであり、前式からL2は125〜250pHと算出される。一方、金線ワイヤ10のインダクタンスL2は100μmあたり50〜100pHである。これらの結果から金線ワイヤ10の長さを光変調器2の長さのおおよそ5倍以下にすることにより、高周波で反射が少なく、変調効率の高い回路構成が実現できる。
【0011】
以上の回路構成は光変調器単体やレーザと集積化された光変調器においても同様に有効である。
【0012】
図3(a)は本発明に係る光パルス発生装置の参考例を示す概念図である。図に示すように、図1(a)と同一の構成に加えて、光変調器2とコンデンサ11との間に抵抗50オーム程度のチップ状の抵抗9を直列に接続しており、反射の少ない帯域が拡大する構成となっている。その等価回路を図3(b)に示した。図4には光変調器2の応答と反射損失の周波数特性の計算結果を示した。図に示すように、実施の形態の場合と同様に、高周波帯で反射が少なく、変調効率の高い回路構成が実現できる。なお、抵抗9はコンデンサ11とアースとの間に挿入しても同様の効果が得られる。
【0013】
以上の回路構成は光変調器単体やレーザと集積化された光変調器においても同様に有効である。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光パルス発生装置においては、光変調器の5倍以下の長さの導体とコンデンサを光変調器に接続することにより、高周波帯で変調効率が高く、電気的な反射損失の少ない光パルス発生装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る光パルス発生装置の実施の形態を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図2】図1の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【図3】(a)は本発明に係る光パルス発生装置の参考例を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図4】図3の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【図5】(a)は従来の光パルス発生装置を示す概念図、(b)はその等価回路である。
【図6】図5の光変調器の応答と反射損失の周波数特性の計算結果である。
【符号の説明】
1 半導体利得部
2 光変調器
3 DC電流源
4 高周波電源
5 DC電圧源
6 バイアスティー
7 ストリップ線路
8 金線ワイヤ
9 抵抗
10 金線ワイヤ
11 コンデンサ
Claims (1)
- 高周波電圧を加えることにより光の強度あるいは位相を変調する光変調器を含む光パルス発生装置において、上記高周波電圧を伝搬する線路と上記光変調器とがインダクタンスを有する第1の導体で接続され、上記光変調器とコンデンサとがインダクタンスを有する第2の導体で接続され、上記コンデンサの他方の電極が直接接地され、かつ、上記第2の導体の長さが上記光変調器の長さの5倍以下であることを特徴とする光パルス発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18215597A JP3568366B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 光パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18215597A JP3568366B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 光パルス発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1124018A JPH1124018A (ja) | 1999-01-29 |
JP3568366B2 true JP3568366B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=16113328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18215597A Expired - Lifetime JP3568366B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 光パルス発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3568366B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4640733B2 (ja) * | 1999-11-30 | 2011-03-02 | Okiセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
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JP2007096928A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 周波数信号合成分離回路及び当該回路を用いた光無線融合伝送システム、光変調モジュール並びに光通信システム |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP18215597A patent/JP3568366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH1124018A (ja) | 1999-01-29 |
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