JPH0293524A - 光受信装置，光検出装置，量子状態制御装置および光通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコヒーレント光通信に受信量子状態制御機能を
もたせることによって系の信号対雑音比あるいはビット
誤り特性を大幅に改善する光受信装置、光検出装置、量
子状態制御装置および光通信装置に関する。

［従来の技術］ コヒーレント光通信系の信号対雑音比は信号光の量子雑
音、光受信装置の局発光雑音、暗電流。

回路熱雑音によってその限界が決まる。現在、このよう
な系の信号対雑音比は信号光の量子雑音に基づく限界ま
で実現されるようになっている。第２図に従来のコヒー
レント光通信系の構成例を示す。同図において、１は光
通信装置であり、コヒーレント状態の信号光を出力する
。２は信号光を伝送する通信用伝送路であり、３は光ホ
モダイン検波装置である。詳細は文献「光通信理論とそ
の応用」第６章、森北出版、１９８８に解説されている
（以下文献１と略記）、近年、さらに信号対雑音比を改
善するために光の量子状態を制御し信号光の量子雑音を
小さくする物理現象の応用が提案されている。この応用
にはスクイズド状態（あるいは２光子コヒーレント状態
）生成技術と呼ばれている技術が使用される（文献、フ
ィズカル・レビュー、ニー、ボリューム１３．ナンバー
６（１９７６年）第２２２６頁から第２２４３頁（Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｕ　Ａ１３　Ｎａ６　Ｊｕｎ
ｅ　１９７６、　ＰＰ２２２６−２２４３）　）。ここ
でスクイズド状態とは、光の直交するふたつの振幅成分
が異なる量子雑音を有する状態である。これに対して、
従来からコヒーレント光通信に用いられている光は、コ
ヒーレント状態と呼ばれ、ふたつの振幅成分は同じ量子
雑音を有する。

現在、この量子状態制御の応用法は第３図に示すように
光送信装置において信号光の量子状態を制御する方法が
提案されている。同図において、４はスクイズド状態の
信号光を出力する光送信装置である。２および３は第２
図と同じである。信号光の２つの直交する振幅成分に対
する量子雑音はコヒーレント状態の時、共に１（規格化
電力）であるが、スクイズド状態では一方の成分の量子
雑音を　ｉ　　ｅ−ｚ、他方を上ｅＺとすることかでき
る、ただし、Ｚはスクイズドパラメータ。この結果、送
信光の量子状態がコヒーレント状態の場合（一般的なコ
ヒーレント光通信）、系の信号対雑音比の理論値は４〈
ｎ〉となる。一方、スクイズド状態で量子雑音の小さい
方を情報信号とした場合の信号対雑音比は４　＜ｎ＞　
　（＜ｎ＞　＋１）となる、ただし、〈ｎ〉はパルス信
号光のもつ平均光子数である０以上より信号光をスクイ
ズド状態にすることによって信号対雑音比を大幅に改善
することができる。詳細については文献１．第２章にお
いて述べられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記量子状態の制御の応用技術では通信用伝送路にエネ
ルギーの損失が発生すれば信号光のスクイズド状態が破
壊され、信号対雑音比は劣化し、量子状態制御の利点が
全くなくなるため実際の通信系の適用に重大な難点が生
ずる。このＩＬＪの詳細は文献１．第２章に述べられて
いる。

本発明の目的は上記エネルギー損失による量子状態制御
の利点の劣化に関する問題を解決し、従来のコヒーレン
ト光通信系よりはるかに高い信号対雑音特性を得る光受
信装置および光検出装置を実現することにある。

本発明の他の目的は、上記装置にて用いる量子状態制御
装置を実現することにある。

本発明の他の目的は、上記装置を用いた光通信装置を実
現することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、従来のコヒーレント通信系の光受信装置に
おいて、信号光の量子状態をスクイズド状態に変換する
装置（スクイザ−）と、該スクイザ−から出力された信
号光により注入同期されるスレーブレーザと、該スレー
ブレーザから出力された信号光を光ホモダイン検波する
光ホモダイン検波装置とを設けることにより実現される
。

上記他の目的は、スクイザ−と該スクイザ−から出力さ
れた信号光により注入同期されるスレーブレーザとを設
けることにより実現される。

上記他の目的は、従来の光送信装置と、信号光を伝送す
る従来の通信用伝送路と、該伝送路から出力された信号
光を受信する上記装置とを設けることにより実現される
。

［作用］ 本発明は受信量子状態制御装置の動作の新しい発見に基
づいている。

光送信装置用光源はコヒーレント状態をもち、信号は光
波のコサイン成分によるＰＳＫ　（位相シフトキーイン
グ）の場合を例とする。但し、光波のコサイン成分によ
るＡＳＫ　（振幅シフトキーイング）の場合にも、ＰＳ
Ｋの場合と同様の効果を得ることができる。このコヒー
レント状態の光がエネルギー損失のある通信用伝送路を
伝搬する時その出力の量子状態はまたコヒーレント状態
となる。ここでただちに検波すれば信号対雑音比は４＜
ｎＲ＞どなる、ただしくｎＲ＞は通信用伝送路出力にお
ける１光パルス当りの光子数である。この信号対雑音比
は通常ショット雑音限界と呼ばれる。

本発明では通信用伝送路から出力するコヒーレント状態
の光をスクイザ−によってスクイズド状態の光に変換す
る。変換された光のコサイン成分の信号と量子雑音はＧ
倍に増幅され、サイン成分は↓に減衰される。情報信号
であるコサイン成分の信号対雑音比はスクイザ−人力の
それと等しく４＜ｎＲ＞となる。ただし信号と雑音の関
係は第４図に示すようになる。同図において、直交座標
の横軸は信号光の電界のコサイン成分の振幅を、また線
軸はサイン成分の振幅を表わしている。

ＥＲはスクイザ−人力光のコサイン成分の電界振幅であ
る、（てＴσに等しい。次にスクイザ−出力光を注入信
号光とする光注入同期系を構成する。以下、Ｅ、ωおよ
びφはそれぞれ電界の振幅。

周波数および位相を表わすものとする。スレーブレーザ
は注入光がない時出力Ｅ。ｃｏｓ　（ω。ｔ＋φ。）で
自励発振している。このレーザにＥｔＣＯ８（ωムｔ＋
φ１）の光が注入されれば、スレーブレーザは注入光に
同期され注入光の周波数と位相に一致したＥｌｃｏｓ（
ω、ｔ＋φ、）となる。注入同期の原理は文献１の４章
に詳しく述べである。

ここで光注入同期系の量子雑音特性の理論を示す。理論
式を簡単にするためＥＩ＜Ｅｏ、ωム＝ω。

と仮定する。この時、Ｅ　ｘ　＝　Ｅ。とみなせる。以
下、この仮定の下に解析を行う。

光注入同期レーザ出力の量子ゆらぎ特性を示すために、
−ｍにレーザ光の光子コヒーレンス特性を解析する理論
を適用する。レーザの光子数ゆらぎは一般に Δｎ”＝Ｅ”　　（１＋ｈＥ”） と表わされ、ｈは理想レーザに対する過剰雑音を表わす
パラメータである。ｈ＝ｏの時、理想レーザ光に、また
、ｈ＝１の時、雑音状の光に対応する。注入同期された
場合、その過剰雑音は注入光の光子数ゆらぎと位相ゆら
ぎによって起される。

また、位相ゆらぎは注入光の位相ゆらぎとスレーブレー
ザの位相ゆらぎの和となる。その結果、注入同期された
レーザ出力光の光子数ゆらぎと位相ゆらぎは Δｎａ２＝Ｅｏ”　　（１＋　　（ａ＋β）Ｅ０２〕（
１）Δφ愈２＝Δφｉｎ２＋Δφ。′（２）と表わせる
。ただし、αは注入光の光子数ゆらぎによって起される
過剰ゆらぎのパラメータ、βは注入光の位相ゆらぎによ
って起される過剰ゆらぎのパラメータ、ΔφＩｎ　９　
Δφ。′は注入光とスレーブレーザの自励発振時の位相
ゆらぎである。もし、（α＋β）＝１となれば同期され
たレーザの出力光は雑音状の光（電球の光と同じ）とな
ることに対応する。もしくα＋β）＝０であればコヒー
レント状態の光であることに対応する。注入同期の特徴
としてスレーブレーザが高励起動作していれば、式（１
）のαはＯとみなせる。一方、βは注入光の位相ゆらぎ
によって直接影響を受けるため抑圧されず、βユΔφｉ
ｎ”となる。式（１）。

（２）が求まれば、注入同期されたレーザ出力光のコサ
イン成分の量子雑音は 以上の理論を用いてスクイザ−出力光を注入光とすると
きの注入同期系の雑音特性を示す。

通信用伝送路出力の信号振＋１ｑｉＥｎはスクイザ−出
力ではｆて１１となり、これがＥｔとなる。一方、量子
雑音はコサイン成分はＧ倍、サイン成分は１倍となる。

これはコサイン成分の光子数ゆらぎが極めて大きくなり
、位相ゆらぎが小さくなることに対応する。このような
光がスレーブレーザに注入された時、同期後の出力光の
コサイン成分の量子雑音は式（１）〜（３）より この出力光を光ホモダイン検波でコサイン成分のみを検
波すれば、その時の信号対雑音比（ＳＮＲｔｃ）は によって求まる。

但し、＜ｎｏ＞　＝Ｅｏ”＋　　＜ｎＲ）：ＥＲ２とな
る。光フアイバ出力光のＳ　Ｎ　ＲＲは４＜ｎＲ＞であ
り１本発明によるＳＮＲ改善ｉｔ（Δ５ＮＲ）は次式で
与えられる。

式（７）は、式（６）のΔＳＮＲが０（ｄＢ）よりも大
きくなる条件、即ち、本発明によりＳＮＲが改善される
条件である。通常１＞（ｎＲ）／＜００〉が成り立つた
め１式（７）の右辺はΔ（ｄＢ）に略等しい。第９図に
は、式（６）により表わされるスクイザ−の利得Ｇ（ｄ
Ｂ）と信号対雑音比の改善量Δ５ＮＲ（ｄＢ）との関係
を示す。パラメータは＜ｎＲ＞　／　＜ｎｏ＞　（ｄ　
Ｂ）とした。＜ｎＲ＞／＜ｎ−＞が−ω（ｄＢ）である
場合、ΔＳＮＲはＧの２乗に比例する。一方、＜ｎＲ＞
／＜ｎ、＞が−ψ（ｄＢ）よりも大きい場合、小さいＧ
に対してΔＳＮＲはＧの２乗に比例するものの、Ｇの増
加に伴いΔＳＮＲは＜ｎ、＞／＜ｎＲ＞に漸近する０例
えば、＜ｎＲ＞　／　＜ｎ、＞　＝−６０（ｄＢ）の場
合、Ｇの増加に伴ってΔＳＮＲは６０（ｄＢ）に漸近す
る。

［実施例］ 以下、本発明の光受信装置、光検出装置、量子状態制御
装置および光通信装置の第１実施例を第１図により説明
する６１は光送信装置である。５は光源であり、例えば
分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ、分布ブラッグ反射
型（ＤＢＲ）半導体レーザ、外部共振器付半導体レーザ
およびガスレーザ等の単一周波数で発振するレーザによ
り実現することができる。６は光変調器であり、送信信
号７により叩動される。ＰＳＫ変調された信号光を得る
場合、６は位相変調器であり、例えば、市販のリチウム
・ナイオベイト（Ｌ　ｘ　Ｎ　ｂ　Ｏ３）を用いた変調
器により実現できる。このとき６は、５から出力するコ
ヒーレント状態の光に位相０ラジアンと冗ラジアンによ
るＰＳＫ変調を施す。ＡＳＫ変調された信号光を得る場
合、６としては光スイッチあるいは光強度変調器が用い
られる。このとき６は、５から出力する光のオン（通過
）とオフ（断）、あるいは、光強度の切り替えを行う。

２は信号光を伝送する通信用伝送路であって、例えば光
ファイバにより実現することができる。

２は空間であってもよい。

８は本発明の量子状態制御ｉｎ！である。９は２から出
力された信号光の量子状態をコヒーレント状態からスク
イズド状態に変換する装置（スクイザ−）である（電力
増幅率Ｇ）。スクイザ−９は例えば縮退パラメトリック
増幅や縮退４波混合等を利用して実現されており、その
実施例の詳細については、前者については、フィジカル
・レビュー・レター、第５７巻、ナンバー２０．第２５
２０頁〜第２５２３頁、１９８６年（Ｒｈｙｓ、　Ｒｅ
ｖｉｅｗＬｅｔｔ、、　ｖｏｌ、５７．　Ｎａ２Ｏ，ｐ
ｐ、２５２０〜ｐｐ、２５２３．１９８６）において、
また後者については、サイエンス、第１８巻、ナンバー
７、第４８頁〜第５８頁。

１９８８年（日経サイエンス社）において論じられてい
る。１０は高励起で自励発振しているスレーブレーザで
あり、光源５と同様の単一周波数レーザにより実現する
ことができる。１０は９から出力された信号光により注
入同期をかけられる。

１０から出力された信号光は量子状態制御装置８の出力
となる。

３は光ホモダイン検波装置である。８から出力された信
号光は光カプラ等の光合波器１１により局発光源１２か
ら出力された局発光と合波される。

１２は、光′ｇ５と同様の単一周波数レーザにより実現
することができる。ここで、４８号光と局発光とは、そ
れぞれの偏波状態と位相とが略一致した状態で合波され
る。１３は光検波器であり、送信信号に略等しい受信信
号１４を復元して出力する。

１３は少なくともフォト・ダイオード（ＰＤ）を用いて
実現できる。１３は増幅器、フィルタ等通常の光受信装
置に含まれる回路を含んでいてもよい。

１５は本発明の光受信装置あるいは検出装置であり、少
なくとも８と３とから構成される。本発明の光通信装置
は、１．２および１５とから少なくとも構成される。本
実施例の量子状態制御装置によれば、信号光の信号対雑
音比を改善できるという効果を得る。また、本実施例の
光受信装置。

光検出装置および光通信装置によれば、信号光の量子状
態の制御を実行した直後に該信号光の光ホモダイン検波
を実施するので、通信用伝送路のエネルギー損失の影響
を避けることができ、同じビットレートおよび強度の信
号光に対して従来のコヒーレント光通信系よりも高い信
号対雑音比を有する受信信号を得ることができる。この
結果、下記の効果を得る。

■信号光の強度およびビットレートを従来のコヒーレン
ト光通信系と同じにすると、従来よりも受信信号の符号
誤り率を低くすることができる。

■ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同
じにすると１通信用伝送路に許容される損失を多くでき
る。即ち、伝送距離を長くできる。

■受信信号の符号誤り率および信号光の強度を従来と同
じにすると、ビットレートを従来よりも高くできる。

■ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同
じにすると、信号光を複数に分岐でき。

複数の光受信装置あるいは光検出装置が同時に信号光を
受信することができる。

第５図には、本発明の光通信装置の第２実施例を示す、
１−１．１−２および１−ｍはそれぞれ光送信装置であ
り、それぞれから出力される異なる搬送波周波数の信号
光は光スターカブラ２２により多重化される。多重化さ
れた信号光は通信用伝送路２を伝送した後に、光スター
カプラ２３にて分岐され、それぞれ光受信装置１１５−
１．１５−２および１５−ｎに入力する。各光受信装置
は、局発光の周波数を調整することにより、多重化信号
光の中から所望の信号光を選択して受信することができ
る。ここでｍおよびｒ」は一方が１でもよく、また、両
者は等しくしても１等しくなくてもよい。

本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を得ると同
時に、複数の光送信装置および光受信装置が同じ通信用
伝送路を共用するので、信号当りの光通信装置のコスト
を低下できるという効果を得る。

第６図には、本発明の量子状態制御装置の第２実施例を
示す、８は該装置を表わしており、９はスクイザ−を、
また、１０はスレーブレーザを表わしている。、１６Ａ
、１６Ｂおよび１６Ｃは偏波面制御装置であり、９，１
０および光ホモダイン検波装置に入力する信号光の偏波
状態を略最適化する。また、外乱により信号光の偏波状
態に変動が生じた場合、該変動の影響を抑圧する。

本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を得ると同
時に、スクイザ−、スレーブレーザおよび光ホモダイン
検波装置の特性が信号光の偏波状態に依存する場合であ
っても、また、外乱等により信号光の偏波状態に変動が
生じても、常に安定に動作するという効果を得る。必要
に応じて１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃのいす九を省略し
ても、同様の効果を得る。また、本実施例の量子状態制
御装置を用いた光受信装置、光検出装置および光通信装
置は、これらの第１および第２実施例と同様の効果を有
すると同時に、上記効果も有する。

第７図は、本発明の量子状態制御装置の第３実施例であ
る。８，９および１０は第５図の場合と同じである。１
７Ａ、１７Ｂおよび１７ｃは光アイソレータであり、反
射等により信号光が逆方向に戻ることを抑圧する。

本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を得ると同
時に、反射光によるスクイザ−やスレーブレーザの特性
劣化や、ふたつ以上の反射ケ所により形成される共振器
にて発生する周波数−振幅変換雑音の発生を抑圧するこ
とができる。同様の効果は、１７Ａ、１７Ｂおよび１７
Ｃのいずれを必要に応じて省略しても得られる。また、
第２実施例の偏波面制御装置を併用して、その前後ある
いは一方に光アイソレーションを配置しても同様の効果
を得る。また、本実施例の量子状態制御装置を用いた光
受信装置、光検出装置および光通信装置は、これらの第
１および第２実施例と同様の効果を有すると同時に、上
記効果も有する。

第８図は、バランス型の光ホモダイン検波装置の一実施
例である。１２は局発光源であり局発光を出力する。１
８は位相制御装置であり、光カブラ１１に入力する信号
光の位相と局発光の位相が略一致した状態で両者が合波
されるように動作する。１６は偏波面制御装置であり、
同様に信号光と局発光の偏波状態が略一致した状態で合
波されるように動作する。１６および１８は、受信信号
の一部分を分岐および検出して、その制御を行なっても
よい、また、１６および１８は必要に応じてその順序を
逆にしても、また、省略してもよい。

１９Ａおよび１９Ｂはそ九ぞれふたっの合波光を検波す
るＰＤである１両者を第７図のように接続することによ
り、一方の検波信号から他方の検波信号を減算した信号
２０を得ることができる。同時に、減算の過程で、局発
光が有する強度雑音を抑圧することができる。また１局
発光のパワーを有効に使用できる。２０は、増幅器２１
にて増幅された後に受信信号１４として出力される。２
１は省略してもよい。

本実施例の光ホモダイン検波装置を、前述の光受信装置
、光検出装置および光通信装置に適用すると、局発光の
パワーを有効利用でき、且つ、局発光の強度雑音を抑圧
できるので、より高い信号対雑音比を有する受信信号を
得られるという効果を得る。

［発明の効果］ 本発明の量子状態制御装置によれば、信号光の信号対雑
音比を改善できるという効果を得る。

本発明の光受信装置、光検出装置および光通信装置によ
れば、内蔵される量子状態制御装置が信号光の信号対雑
音比を改善できるので、以下の効果を得る。

■信号光の強度およびビットレートを従来のコヒーレン
ト光通信系と同じにすると、従来よりも受信信号の符号
誤り率を低くすることができる。

■ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同
じにすると、通信用伝送路に許容される損失を従来より
も多くできる。即ち、伝送距離を長くできる。

■受信信号の符号誤り率および信号光の強度を従来と同
じにすると、ビットレートを従来よりも高くできる。

■ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同
じにすると、信号光を複数に分岐でき、複数の先受装置
あるいは光検出装置が同時に信号光を受信することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の量子状態制御装置、光受信装置、光検
出装置および光通信装置の第１実施例、第２図は従来の
コヒーレント光通信系の構成図、第３図は従来の量子状
態制御の応用法を示す図、第４図はスクイザ−人力と出
力の信号光と量子雑音の関係を示す図、第５図は本発明
の光通信装置の第２実施例、第６図は本発明の量子状態
制御装置の第２実施例、第７図は本発明の量子状態制御
装置の第３実施例、第８図は光ホモダイン検波装置の実
施例、第９図は光フアイバ出力光に対する信号対雑音比
の改善量を表わす図である。 符号の説明 １・・・光送信装置、２・・・通信用伝送路、３・・・
光ホモダイン検波装置、４・・・スクイズド状態の信号
光を出力する光送信装置、５・・・光源、６・・・光変
調器、７・・・送信信号、８・・・量子状態制御装置、
９・・・信号光の量子状態をコヒーレント状態からスク
イズド状態に変換する装置！（スクイザ−）、１０・・
・スレーブレーザ、１１・・・光合波器、１２・・・局
発光源。 １３・・・光検波器、１４・・・受信信号、１５・・・
光受信装置あるいは光検出装置、１６・・・偏波面制御
装置、１７・・・光アイソレータ、１８・・・位相制御
装置、１９・・・ＰＤ（フォト・ダイオード）、２０・
・・１９Ａによる検波信号から１９Ｂによる検波信号を
減算した信号、２１・・・増幅器、２２・・・光スター
カプラ、２３・・・光スターカプラ。 第２図 第３図 Ｆ′メ入でと、ノ 滲６図 （Ｉ Ｎ　　　　〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、信号光の量子状態をスクイズド状態に変換するスク
   イザーと、該スクイザーから出力された信号光により注
   入同期されるスレーブレーザと、該スレーブレーザから
   出力された信号光を光ホモダイン検波する光ホモダイン
   検波装置とから少なくとも構成されることを特徴とする
   光受信装置。 ２、信号光の量子状態をスクイズド状態に変換するスク
   イザーと、該スクイザーから出力された信号光により注
   入同期されるスレーブレーザとから少なくとも構成され
   、該スレーブレーザから出力された信号光を出力とする
   量子状態制御装置と、該量子状態制御装置からの出力を
   光ホモダイン検波する光ホモダイン検波装置とから構成
   されることを特徴とする光受信装置。 ３、請求項２記載の量子状態制御装置を光ホモダイン検
   波装置の前段に配置したことを特徴とする光受信装置。 ４、信号光の量子状態をスクイズド状態に変換するスク
   イザーと、該スクイザーから出力された信号光により注
   入同期されるスレーブレーザと、該スレーブレーザから
   出力された信号光を光ホモダイン検波することにより上
   記信号光を検出する光ホモダイン検波装置とから少なく
   とも構成されることを特徴とする光検出装置。 ５、信号光の量子状態をスクイズド状態に変換するスク
   イザーと、該スクイザーから出力された信号光により注
   入同期されるスレーブレーザとから少なくとも構成され
   ることを特徴とする量子状態制御装置。 ６、請求項１乃至３記載のいずれかの光受信装置におい
   て、上記スクイザーの利得Ｇを、Ｇ≧√［（１／（１−
   〈ｎ＿Ｒ〉／〈ｎ＿ｌ〉）］（但し、〈ｎ＿Ｒ〉は上記
   信号光のパルス当り光子数、〈ｎ＿ｌ〉は上記スレーブ
   レーザから出力される信号光のパルス当り光子数）とす
   ることを特徴とする光受信装置。 ７、請求項１乃至３記載のいずれかの光受信装置におい
   て、上記信号光、上記スクイザーから出力された信号光
   および上記スレーブレーザから出力された信号光のうち
   少なくともひとつの信号光の偏波状態を制御する少なく
   ともひとつの偏波状態制御器を設けたことを特徴とする
   光受信装置。 ８、請求項１乃至３記載のいずれかの光受信装置におい
   て、上記信号光、上記スクイズド状態に変換された信号
   光および上記スレーブレーザから出力された信号光のう
   ち少なくともひとつの信号光が少なくともひとつの光ア
   イソレータを通過することを特徴とする光受信装置。 ９、請求項５記載の量子状態制御装置において、上記信
   号光、上記スクイズド状態に変換された信号光および上
   記スレーブレーザから出力された信号光のうち少なくと
   もひとつの信号光が少なくともひとつの光アイソレータ
   を通過することを特徴とする量子状態制御装置。 １０、請求項１乃至３記載のいずれかの光受信装置にお
   いて、上記光ホモダイン検波装置は、上記スレーブレー
   ザから出力された信号光と局発光とを合波する光カプラ
   と、該光カプラから出力された第１および第２合波光を
   それぞれ第１および第２検波信号に変換する第１および
   第２光検波器と、該第１検波信号から該第２検波信号を
   減算する減算器とから少なくとも構成されることを特徴
   とする光受信装置。 １１、単一周波数の光を出力する光源と、該光源からの
   出力光を入力とし、且つ、送信信号により駆動される光
   位相変調器とから少なくとも構成される光送信装置と、 この光送信装置から出力される信号光を伝送する通信用
   伝送路と、 この通信用伝送路から出力される信号光の量子状態をス
   クイズド状態に変換するスクイザーと、該スクイザーか
   ら出力された信号光により注入同期されるスレーブレー
   ザと、該スレーブレーザから出力された信号光を光ホモ
   ダイン検波する光ホモダイン検波装置とから少なくとも
   構成される光受信装置と、 を有する光通信装置。 １２、単一周波数の光を出力する光源と、該光源からの
   出力光を入力とし、且つ送信信号により駆動される光ス
   イッチあるいは光強度変調器とから少なくとも構成され
   る光送信装置と、 この光送信装置から出力される信号光を伝送する通信用
   伝送路と、 この通信用伝送路から出力される信号光の量子状態をス
   クイズド状態に変換するスクイザーと、該スクイザーか
   ら出力された信号光により注入同期されるスレーブレー
   ザと、該スレーブレーザから出力された信号光を光ホモ
   ダイン検波する光ホモダイン検波装置とから少なくとも
   構成される光受信装置と、 を有する光通信装置。 １３、単一周波数の光を出力する光源と、該光源からの
   出力光を入力とし、且つ、送信信号により駆動される光
   位相変調器とから少なくとも構成された一又は複数台の
   光送信装置と、 該光送信装置から出力された信号光を多重化する光合波
   器と、 該光合波器から出力された信号光を伝送するひとつある
   いは複数の通信用伝送路と、 該通信用伝送路から出力された信号光を分岐する光分岐
   器と、 該光分岐器から出力された信号光から所望の信号光を選
   択して受信し、この信号光の量子状態をスクイズド状態
   に変換するスクイザーと、該スクイザーから出力された
   信号光により注入同期されるスレーブレーザと、該スレ
   ーブレーザから出力された信号光を光ホモダイン検波す
   る光ホモダイン検波装置とから少なくとも構成された一
   又は複数台の光受信装置と、 を有する光通信装置。 １４、単一周波数の光を出力する光源と、該光源からの
   出力光を入力とし、且つ、送信信号により駆動される光
   スイッチあるいは光強度変調器とから少なくとも構成さ
   れた一又は複数台の光送信装置と、 該光送信装置から出力された信号光を多重化する光合波
   器と、 該光合波器から出力された信号光を伝送するひとつある
   いは複数の通信用伝送路と、 該通信用伝送路から出力された信号光を分岐する光分岐
   器と、 該光分岐器から出力された信号光から所望の信号光を選
   択して受信し、この信号光の量子状態をスクイズド状態
   に変換するスクイザーと、該スクイザーから出力された
   信号光により注入同期されるスレーブレーザと、該スレ
   ーブレーザから出力された信号光を光ホモダイン検波す
   る光ホモダイン検波装置とから少なくとも構成された一
   又は複数台の光受信装置と、 を有する光通信装置。