JPS58153921A - アナログ・デジタル変換器 - Google Patents
アナログ・デジタル変換器Info
- Publication number
- JPS58153921A JPS58153921A JP3769582A JP3769582A JPS58153921A JP S58153921 A JPS58153921 A JP S58153921A JP 3769582 A JP3769582 A JP 3769582A JP 3769582 A JP3769582 A JP 3769582A JP S58153921 A JPS58153921 A JP S58153921A
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- JP
- Japan
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- wavelength
- light
- laser
- digital converter
- conversion means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02F7/00—Optical analogue/digital converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高速アナログデジタル変換器に関するものであ
り、特に外部クロックに同期してパルス発振するレーザ
ーと、信号電圧によりレーザー光の波長を変化させる手
段と、光の波長により偏向角を変化させる光の回折手段
、複数個の受光素子から成り、光の入射する角度に応じ
た信号を発生する受光素子アレイ、および受光素子アレ
イの信号を所定の符号に変換する符号器を有することを
特徴とする高速度のアナログ・デジタル変換するもので
ある。
り、特に外部クロックに同期してパルス発振するレーザ
ーと、信号電圧によりレーザー光の波長を変化させる手
段と、光の波長により偏向角を変化させる光の回折手段
、複数個の受光素子から成り、光の入射する角度に応じ
た信号を発生する受光素子アレイ、および受光素子アレ
イの信号を所定の符号に変換する符号器を有することを
特徴とする高速度のアナログ・デジタル変換するもので
ある。
近年、デジタル・アナログ変換器（以下Ａ／Ｄコンバー
タと略す）の高速化が進み４ビ、・・ト程度の分解能の
ものは数百Ｍサンプルのものが開発されているが、主流
となっている方式は複数個の比較器を有する並列型Ａ／
Ｄ変換方式である。目下のところ、この方式が最も高速
であると考えられているが、今後より高速・高精度の変
換を行う場合は高速性の追求のために、素子の微細化を
計らねばならないが、オフセット電圧のばらつきはこれ
に併い増化する。従って、今後より高速の毎秒１〜２Ｇ
サンプリングのＡ／Ｄコンバータとしてジョセフリン素
子を用いたものや誘電体導波形光変調器を用いた電気光
学Ａ／Ｄコンバータの提案がなされているが未だ実用的
段階に至っていない。
タと略す）の高速化が進み４ビ、・・ト程度の分解能の
ものは数百Ｍサンプルのものが開発されているが、主流
となっている方式は複数個の比較器を有する並列型Ａ／
Ｄ変換方式である。目下のところ、この方式が最も高速
であると考えられているが、今後より高速・高精度の変
換を行う場合は高速性の追求のために、素子の微細化を
計らねばならないが、オフセット電圧のばらつきはこれ
に併い増化する。従って、今後より高速の毎秒１〜２Ｇ
サンプリングのＡ／Ｄコンバータとしてジョセフリン素
子を用いたものや誘電体導波形光変調器を用いた電気光
学Ａ／Ｄコンバータの提案がなされているが未だ実用的
段階に至っていない。
本発明は実用的な高速度Ａ／Ｄ変換器を提供することを
目的とするもので、光学的にアナログ・ディジタル変換
せんとする４（７）である。 ４以下、本発明を図
面を用いて説明する。
目的とするもので、光学的にアナログ・ディジタル変換
せんとする４（７）である。 ４以下、本発明を図
面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
同図において、１はレーザー活性物質、２はＫＤＰなど
の電気光学結晶、３は全反射ミラー、４は半透明ミラー
でミラー３，４により光共振器を構成している。６はレ
ーザー光であり、６はＡ／Ｄ変換される信号源、７はレ
ーザーをパルス発光させて信号をサンプリングするサン
プリングパルス、８は回折素子を形成する超音波媒質、
９は超音波を発生させる圧電トランスジューサー、１ｏ
は超音波駆動電源、１１は光を電気信号に変換する受光
素子列、１２は受光素子列からの電気信号を所定の符号
に変換する符号器、１３はデジタル出力端子である。
の電気光学結晶、３は全反射ミラー、４は半透明ミラー
でミラー３，４により光共振器を構成している。６はレ
ーザー光であり、６はＡ／Ｄ変換される信号源、７はレ
ーザーをパルス発光させて信号をサンプリングするサン
プリングパルス、８は回折素子を形成する超音波媒質、
９は超音波を発生させる圧電トランスジューサー、１ｏ
は超音波駆動電源、１１は光を電気信号に変換する受光
素子列、１２は受光素子列からの電気信号を所定の符号
に変換する符号器、１３はデジタル出力端子である。
次に、本発明における構成の動作を説明する。
レーザー活性物質１はクロックパルス７に同期してレー
ザー光のパルス発振を行い、その周波数はミラー３，４
間の光学長により決定される。この光学長は電気光学結
晶２に印加される電圧をもって結晶の誘電率Ｈ化おせる
ことにより変化させることが可能で、第２図に示すよう
に光学的長さに対しレーザーの発振周波数はモードジャ
ンプする特異な点を除いては直線的に変化する。このた
め電気光学結晶２にＡ／Ｄ変換すべき信号６を印加する
ことにより、レーザー光の発振周波数を信号６の電圧に
より制御することができる。また、レーザー光６はクロ
ックパルス７に同期してパルス発振を行っているので、
信号６をサンプリングしていることになる。
ザー光のパルス発振を行い、その周波数はミラー３，４
間の光学長により決定される。この光学長は電気光学結
晶２に印加される電圧をもって結晶の誘電率Ｈ化おせる
ことにより変化させることが可能で、第２図に示すよう
に光学的長さに対しレーザーの発振周波数はモードジャ
ンプする特異な点を除いては直線的に変化する。このた
め電気光学結晶２にＡ／Ｄ変換すべき信号６を印加する
ことにより、レーザー光の発振周波数を信号６の電圧に
より制御することができる。また、レーザー光６はクロ
ックパルス７に同期してパルス発振を行っているので、
信号６をサンプリングしていることになる。
次に、このようにして信号６に対応した周波数でパルス
発光させたレーザー光５を光の周波数あるいは波長に応
じてその偏向角が変わる偏向素子８に入射させる。同図
においては超音波を用いた超音波回折格子を用いており
、超音波駆動電圧１０により駆動され圧電トランスジュ
ーサー９により発生した波長Ａの超音波はレーザー光６
の波長λより著しく大きくならない限り回折格子の作用
をし、光が超音波の波面に対し １ ＝３ｉ１１−’ ！−・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１）Ａ で与えられるブラッグ角で入射し、波面と同じ角をなす
方向にだけ回折される。それゆえ無変一時のレーザーの
波長と超音波の波長に対しく１）式を満足する角度にレ
ーザー光の入射方向を設定しておけばほぼ同一の角度で
回折し、信号源６で周波数変調されたレーザー光は設定
角を中心に回折角度θが変化し、ビームは偏向される。
発光させたレーザー光５を光の周波数あるいは波長に応
じてその偏向角が変わる偏向素子８に入射させる。同図
においては超音波を用いた超音波回折格子を用いており
、超音波駆動電圧１０により駆動され圧電トランスジュ
ーサー９により発生した波長Ａの超音波はレーザー光６
の波長λより著しく大きくならない限り回折格子の作用
をし、光が超音波の波面に対し １ ＝３ｉ１１−’ ！−・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１）Ａ で与えられるブラッグ角で入射し、波面と同じ角をなす
方向にだけ回折される。それゆえ無変一時のレーザーの
波長と超音波の波長に対しく１）式を満足する角度にレ
ーザー光の入射方向を設定しておけばほぼ同一の角度で
回折し、信号源６で周波数変調されたレーザー光は設定
角を中心に回折角度θが変化し、ビームは偏向される。
そこで、回折点よりある程度前れた位置に受光素子列１
１を配置すれば回折角に応じた位置の受光素子にのみレ
ーザー光が入射し、他の受光素子には入射しないので、
この受光素子からの出力を符号器１２の入力とすれば、
Ａ／Ｄ変換された符号化出力が出力端子１３より取り出
され、Ａ／Ｄ 変換は完了する。
１を配置すれば回折角に応じた位置の受光素子にのみレ
ーザー光が入射し、他の受光素子には入射しないので、
この受光素子からの出力を符号器１２の入力とすれば、
Ａ／Ｄ変換された符号化出力が出力端子１３より取り出
され、Ａ／Ｄ 変換は完了する。
つまり、入力信号電圧をＶ、レーザー光の波長をλ、偏
向角をθ、受光素子の位置をＸとすれば、変化をΔで表
わして ΔＶ→Δλ→Δθ→ΔＸという間係で量子化さ
れている。一方、レーザー光はり゛ロックパルスに同期
してパルス発光しているので入力信号はサンプリングさ
れていることになり、Ａ／Ｄ変換の２条件、すなわち量
子化とサンプリングを満しておりＡ／Ｄ コンバータ
が構成し得ることになる。
向角をθ、受光素子の位置をＸとすれば、変化をΔで表
わして ΔＶ→Δλ→Δθ→ΔＸという間係で量子化さ
れている。一方、レーザー光はり゛ロックパルスに同期
してパルス発光しているので入力信号はサンプリングさ
れていることになり、Ａ／Ｄ変換の２条件、すなわち量
子化とサンプリングを満しておりＡ／Ｄ コンバータ
が構成し得ることになる。
以上の如く、本発明に係るＡ／Ｄコヴパータの特長は他
の光を用いたＡ／Ｄ コンパータト違イ、光の強度変
化ではなく波長変化を利用していること一〇ある。光の
強度変化を利用したものは、光の強度に対するスレショ
ルドの設定精度が厳しく、その精度はそのまま分解能に
関ってくる。これに対し、本発明のＡ／Ｄコンバータの
ように波長変化を利用し受光素子の位置により量子化を
用うるものは、レーザー光の波長の拡すによるビームの
拡かり、及びビームのスポットサイズの拡がりを受光素
子の１ビツト忙相当する長さの半分以下にあらかしめ納
めておけばＩ Ｌ８Ｂ の精度に納まる。
の光を用いたＡ／Ｄ コンパータト違イ、光の強度変
化ではなく波長変化を利用していること一〇ある。光の
強度変化を利用したものは、光の強度に対するスレショ
ルドの設定精度が厳しく、その精度はそのまま分解能に
関ってくる。これに対し、本発明のＡ／Ｄコンバータの
ように波長変化を利用し受光素子の位置により量子化を
用うるものは、レーザー光の波長の拡すによるビームの
拡かり、及びビームのスポットサイズの拡がりを受光素
子の１ビツト忙相当する長さの半分以下にあらかしめ納
めておけばＩ Ｌ８Ｂ の精度に納まる。
このため特別に精度の必要とするスレショルドの設定を
必要とせず、この性質は設計上、あるいは製作上非常に
好ましい特性といえる。
必要とせず、この性質は設計上、あるいは製作上非常に
好ましい特性といえる。
ところで、本発明は先のΔＶ→Δλ→Δθ→ΔＸという
変換忙よりＡ／Ｄ変換を行うものであるが、とのような
関係が成立するもので、あるならば第１図１１ に示した構成以外も考えられる。つまシ、第１図におい
ては、ツープリベロー共振器を構成するミラー３，４内
に電気光学結晶２を入れて、信号６により電気光学結晶
２の誘電率を変化させるいわゆる内部周波数変調方式に
よりΔＶ→Δλの変換を行っていたが、レーザー光を外
部で周波数変調させる外部周波数変調方式でも良いこと
はもちろんである。また、回折方法として超音波による
ブラッグ反射を利用したものを示したが、通常の周期的
溝を有する回折格子でも良い。ただし、第１図に示した
ように、超音波を用いたものは（１）式に示したように
超音波の波長を変えることにより偏向角を変化し得るの
で、レーザー光が温変により波長のドリフトなど生じる
ときは、この超音波の波長を側倒すること釦より一定の
偏向角を維持できるという利点があり、アライメントが
し易いなどの利点も有している。
変換忙よりＡ／Ｄ変換を行うものであるが、とのような
関係が成立するもので、あるならば第１図１１ に示した構成以外も考えられる。つまシ、第１図におい
ては、ツープリベロー共振器を構成するミラー３，４内
に電気光学結晶２を入れて、信号６により電気光学結晶
２の誘電率を変化させるいわゆる内部周波数変調方式に
よりΔＶ→Δλの変換を行っていたが、レーザー光を外
部で周波数変調させる外部周波数変調方式でも良いこと
はもちろんである。また、回折方法として超音波による
ブラッグ反射を利用したものを示したが、通常の周期的
溝を有する回折格子でも良い。ただし、第１図に示した
ように、超音波を用いたものは（１）式に示したように
超音波の波長を変えることにより偏向角を変化し得るの
で、レーザー光が温変により波長のドリフトなど生じる
ときは、この超音波の波長を側倒すること釦より一定の
偏向角を維持できるという利点があり、アライメントが
し易いなどの利点も有している。
また、パルス光を発生させる手段も直接レーザーの動作
電流をパルス駆動させる方法を用いた力（カーセルとか
ボッケル哀セルを用いたＱスイッチを用いる方法もあり
、超短パルスを発生するものであれば良いことはもちろ
んである。
電流をパルス駆動させる方法を用いた力（カーセルとか
ボッケル哀セルを用いたＱスイッチを用いる方法もあり
、超短パルスを発生するものであれば良いことはもちろ
んである。
以上のごとく、本発明は光を用いたＡ／Ｄ コンバー
タの構成法に一局面を拓くものであり、工業的価値は非
常に大きく、特に今後の超高速Ａ／Ｄコンバータとして
適している。
タの構成法に一局面を拓くものであり、工業的価値は非
常に大きく、特に今後の超高速Ａ／Ｄコンバータとして
適している。
第１図は本発明の実施例に係る構成図、第２図はレーザ
ー光の波長変調を示す特性図である。 １・・・・・・レーザー活性物質、２・・・・・・電気
光学結晶、３，４・・・・・・光共振器を形成する鏡、
６・・・・・・レーザー光、６・・・・・・信号源、７
・・・・・・クロックパルス、８・・・川越音波による
回折格子、９ｅｓｏ・・・超音波トランスジューサー、
１０・・・・・・超音波駆動電源、１１・・・・・・受
光素子列、１２・・・・・・・符号器。
ー光の波長変調を示す特性図である。 １・・・・・・レーザー活性物質、２・・・・・・電気
光学結晶、３，４・・・・・・光共振器を形成する鏡、
６・・・・・・レーザー光、６・・・・・・信号源、７
・・・・・・クロックパルス、８・・・川越音波による
回折格子、９ｅｓｏ・・・超音波トランスジューサー、
１０・・・・・・超音波駆動電源、１１・・・・・・受
光素子列、１２・・・・・・・符号器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）レーザー発振手段と、前記レーザー発振手段より
得られるレーザー光の波長を入力信号電圧に応じて変化
させる電圧波長変換手段と、前記電圧長偏向角変換手段
と、前記波長偏向角変換手段からの出力光を受光し電気
信号に変換する複数個の受光素子列と、前記受光素子か
らの電気信号をデジタル符号に変換する符号器を有する
ことを特徴とするアナログ・デジタル変換器。 （２）電圧波長変換手段として、電気光学結晶を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアナ口
外デジタル変換器。 （３）波長偏向角変換手段として回折格子を用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアナ口外デ
ジタル変換器。 （４）波長偏向角変換手段として超音波偏向素子を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアナ
口外デジタル変換器。 （６）超音波偏向素子は発振周波数を制御する制御手段
を有することを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
のアテロｌデジタル変換器。 −）制御手段を用いてレーザー光の偏向角を制御するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のアナログ
・デジタル変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769582A JPS58153921A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | アナログ・デジタル変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769582A JPS58153921A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | アナログ・デジタル変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153921A true JPS58153921A (ja) | 1983-09-13 |
Family
ID=12504683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3769582A Pending JPS58153921A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | アナログ・デジタル変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58153921A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159129A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光アナログ・デイジタル変換器 |
| US4731017A (en) * | 1984-11-01 | 1988-03-15 | Mitsubishi Petrochemical Engineering Co. Ltd. | Radiation heating apparatus |
| FR2691265A1 (fr) * | 1992-05-15 | 1993-11-19 | Deutsche Aerospace | Procédé pour la conversion analogique-numérique de signaux hyperfréquence. |
| WO2001013170A1 (en) * | 1999-08-12 | 2001-02-22 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A/d conversion method and apparatus |
-
1982
- 1982-03-09 JP JP3769582A patent/JPS58153921A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4731017A (en) * | 1984-11-01 | 1988-03-15 | Mitsubishi Petrochemical Engineering Co. Ltd. | Radiation heating apparatus |
| JPS62159129A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光アナログ・デイジタル変換器 |
| FR2691265A1 (fr) * | 1992-05-15 | 1993-11-19 | Deutsche Aerospace | Procédé pour la conversion analogique-numérique de signaux hyperfréquence. |
| WO2001013170A1 (en) * | 1999-08-12 | 2001-02-22 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A/d conversion method and apparatus |
| JP2003507757A (ja) * | 1999-08-12 | 2003-02-25 | テレフォンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | Ａ／ｄ変換方法と装置 |
| US6801147B2 (en) | 1999-08-12 | 2004-10-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Optical system and method for performing analog to digital conversion |
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