(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の局と第２の局との間で双方向に空間光伝送を行なう空間光伝送システムであって、前記第１および前記第２の局それぞれに、
伝送路中の水滴を蒸発させる蒸発用レーザ光を出力する蒸発用レーザ光源と、
相手局に送信すべきデータ系列を送信信号光に変換し出力する送信手段と、
前記蒸発用レーザ光と前記送信信号光とを同一光軸上に合波して、相手局に向けて伝搬させる合波手段と、
相手局から到達した光束を入力し、受信信号光と前記受信信号光以外の光束とに分波する分波手段と、
前記受信信号光を受光して、前記受信信号光に応じたデータ系列に変換する受信手段と、
前記受信信号光の光量を検出し、その光量に基づいて前記蒸発用レーザ光源の出力をフィードバック制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする空間光伝送システム。
【請求項２】
前記蒸発用レーザ光源は、パルス状の蒸発用レーザ光を繰り返し出力するパルスレーザ光源であるとともに、
前記送信手段は、前記蒸発用レーザ光の各パルス出力の後の所定時刻から所定時間の間に前記送信信号光を出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の空間光伝送システム。
【請求項３】
前記送信手段は、前記伝送路における風速および風向に基づいて前記所定時間を制御する、ことを特徴とする請求項２記載の空間光伝送システム。
【請求項４】
前記蒸発用レーザ光を前記伝送路中の特定箇所に集光する集光光学系を更に備える、ことを特徴とする請求項１記載の空間光伝送システム。
【請求項５】
前記蒸発用レーザ光源はＣＯ２  レーザ光源である、ことを特徴とする請求項１記載の空間光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自由空間である大気中に信号光を伝搬させて双方向に通信を行なう空間光伝送技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、大気中に信号光を伝搬させる空間光伝送による双方向光通信が行なわれている。しかし、信号光の伝送路が大気であることから、大気状態の変動の影響を受け易い。特に、大気中の雨、霧、雲によって信号光が散乱あるいは吸収され、受信局側に到達する信号光の光量が減衰される。また、大気の屈折率変動によって、信号光の伝搬経路が変化し、受信局側が受信する信号光の光量は揺らぎを受ける。
【０００３】
このような問題を解決して安定な光通信を行なう為には、送信局側から大きな光量の信号光を出力することや、送信局と受信局との間の距離を短くして信号光の伝送経路長を短くすることが考えられる。しかし、信号光を大出力とすれば、信号光を高速変調することが困難となり、大容量の情報を高速に伝送する点に関して限界がある。また、局間距離を短くすることは、多数の局を設置することを意味し、空間光伝送システムの構築コストが高くなる。したがって、従来より、このような空間光伝送における問題を効果的に解決する装置・方法はなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空間光伝送とは全く別の分野ではあるが、大出力のＣＯ２  レーザ光を大気中に照射することによって雲や霧などの水滴を蒸発させる技術が、例えば、Ｇ．Ｐ．Ｑｕｉｇｌｅｙ，  Ｒ．Ｂ．Ｗｅｂｓｔｅｒ，  Ｇ．Ｗ．Ｙｏｒｋ，  ”Ｃｌｏｕｄ  Ｈｏｌｅ−Ｂｏｒｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｌｏｎｇ  Ｐｕｌｓｅ  ＣＯ２  Ｌａｓｅｒｓ，”  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌ．１２２１，  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌａｓｅｒ  Ｂｅａｍｓ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  Ｅａｒｔｈ’ｓ  Ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｅ，  ｐｐ．３７０−３８０，  １９９０、および、特公平７−９０８５号公報に開示されている。また、ＣＯ２  レーザ光を雷雲に向けて大気中に照射して、雷雲までの経路中の雲や霧などの水滴を蒸発させるとともに、エキシマレーザ光によって誘雷する技術が、特開平７−２９６９３に開示されている。
【０００５】
しかし、上記従来技術は、何れも大気中の雲や霧などの水滴を蒸発させるものではあるが、空間光伝送システムに直ちに適用できるものではない。すなわち、これら従来技術では、レーザ光源からＣＯ２  レーザ光（およびエキシマレーザ光）を大気中に向けて照射するのみであって、その受信については何ら考慮されていない。また、ＣＯ２  レーザ光（またはエキシマレーザ光）を変調して信号光としての役割をも持たせ、他地点においてそのＣＯ２  レーザ光（またはエキシマレーザ光）を受信して、空間光伝送を行なうことも考えられるが、大出力光を高速変調することが困難であることから、高速大容量通信には不適である。さらに、通信においては双方向性が重要である。したがって、上記従来例を直ちに空間光伝送システムに適用することはできない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、伝送路中に雨、霧、雲の水滴が存在する場合であっても天候によらず、高速大容量の双方向通信が可能な空間光伝送システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空間光伝送システムは、第１の局と第２の局との間で双方向に空間光伝送を行なう空間光伝送システムであって、第１および第２の局それぞれに、（１）  伝送路中の水滴を蒸発させる蒸発用レーザ光を出力する蒸発用レーザ光源と、（２）  相手局に送信すべきデータ系列を送信信号光に変換し出力する送信手段と、（３）  蒸発用レーザ光と送信信号光とを同一光軸上に合波して、相手局に向けて伝搬させる合波手段と、（４）  相手局から到達した光束を入力し、受信信号光と受信信号光以外の光束とに分波する分波手段と、（５）  受信信号光を受光して、受信信号光に応じたデータ系列に変換する受信手段と、（６）  受信信号光の光量を検出し、その光量に基づいて蒸発用レーザ光源の出力をフィードバック制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成としたので、本発明に係る空間光伝送システムは以下のように作用する。第１の局から、蒸発用レーザ光と送信信号光とが合波手段によって同一の光軸上に形成されて、第２の局に向けて投光される。一方、第２の局から到達した蒸発用レーザ光と受信信号光とが第１の局に到達すると、分波手段によって取り出された受信信号光のみが受信手段によって受光される。さらに、その受信信号光の光量が検出されて、その光量に基づいて制御手段によって蒸発用レーザ光源の出力がフィードバック制御される。このようにして、伝送路における受信信号光の減衰が大きいときには、蒸発用レーザ光源から出力される蒸発用レーザ光の光量が大きくなって、伝送路中の霧、雲、雨等の水滴を蒸発させ、送信信号光および受信信号光の伝送路における減衰を減少させる。
【０００９】
蒸発用レーザ光源は、パルス状の蒸発用レーザ光を繰り返し出力するパルスレーザ光源であるとともに、送信手段は、蒸発用レーザ光の各パルス出力の後の所定時刻から所定時間の間に送信信号光を出力することとしてもよい。この場合、蒸発用レーザ光の１パルス毎にその出力タイミングに同期した時間だけ伝送路が良好な状態となって、送信信号光は減衰を受けることなく相手局に到達する。
【００１０】
送信手段は、伝送路における風速および風向に基づいて所定時間を制御することとしてもよく、この場合、風速および風向によって異なる伝送路が良好な状態の所定時間だけ、送信信号光を送信する。
【００１１】
蒸発用レーザ光を伝送路中の特定箇所に集光する集光光学系を更に備える場合には、その特定箇所の水滴を集中的に蒸発させることができる。
【００１２】
蒸発用レーザ光源がＣＯ２  レーザ光源であれば、大出力のパルス光であって水に吸収され易い波長帯域のレーザ光を出力することができるので好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
先ず、実施形態の説明に先立って、大気中に存在する水滴等のエアロゾルが空間光伝送に与える影響について説明する。
【００１５】
通常、空間光伝送に用いられる信号光は、伝送路である大気中に存在する気体（窒素、酸素、二酸化炭素、水蒸気等）による吸収が少ない波長帯域のものが選択され使用されている。したがって、伝送路における信号光の減衰は、水滴等のエアロゾルによる散乱が主たる原因となる。散乱については、レイリー散乱とミー散乱とがあることが一般に良く知られている。レイリー散乱は、信号光の波長λに比べてエアロゾルの粒径ａが充分に小さく、
２πａ／λ≪１    …  （１）
なる関係を満たす場合に、波長λの４乗に逆比例する強度の散乱光が生じるものである。一方、ミー散乱は、信号光の波長λに比べてエアロゾルの粒径ａが同程度以上で、
２πａ／λ≧１    …  （２）
なる関係を満たす場合に、波長λと粒径ａとに依存する強度の散乱光が生じるものである。
【００１６】
空間光伝送に用いられる信号光は、一般に波長０．８μｍ帯以上のものが使用されている。一方、霧の水滴の径は１μｍから数十μｍであり、雨の水滴の径は数百μｍから数ｍｍである。したがって、信号光の波長λとこれら水滴の粒径ａとは（２）式の関係を満たすので、レイリー散乱の影響は小さく、ミー散乱の影響が大きい。特に、水滴の粒径の小さい霧の場合、その粒径ａは信号光の波長λと同程度であるので、ミー散乱の影響が非常に大きくなる。
【００１７】
このように、空間光伝送の伝送状態は天候に大きく影響され、霧だけでなく降雨の際の霧状の水滴によっても伝送状態は悪くなって、受信局に到達する信号光の強度が小さくなり、最悪の場合には伝送が途絶することもあり、伝送路の信頼性が下がることになる。
【００１８】
本発明は、以上のような場合に、伝送路中の霧等の水滴を除去して、送信局から送信した信号光が減衰を受けることなく受信局に確実に到達することができる空間光伝送システムに関するものである。
【００１９】
次に、本発明に係る空間光伝送システムの実施形態について説明する。本システムは、第１の局と第２の局との間で双方向に光通信を行なう空間光伝送システムであって、第１の局および第２の局それぞれには同様の空間光伝送装置が備えられる。そこで、以下では、一方の局に備えられる空間光伝送装置について説明する。図１は、本実施形態に係る空間光伝送システムの一方の局にある空間光伝送装置の構成図である。
【００２０】
相手局に送信すべきデータ系列が送信部１０に到達すると、送信用メモリ１２は、このデータ系列を一旦記憶し、所定のタイミングで信号光光源駆動回路１３に向けて出力する。この送信用メモリ１２は、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）メモリであり、データ系列の出力タイミングが送信用制御回路１１によって制御される。
【００２１】
送信用メモリ１２から出力されたデータ系列が信号光光源駆動回路１３に入力すると、この信号光光源駆動回路１３は、このデータ系列に同期信号等を付加し伝送路符号化して、これに基づいて信号光光源１４を駆動して、信号光光源１４から送信信号光Ａを出力させる。そして、この送信信号光Ａは、相手局の受信部の集光レンズに効率よく到達するよう、投光レンズ１５によって略平行光にされる。ここで信号光光源１４は、例えば、空気による減衰が小さい波長帯域である０．８μｍ帯の半導体レーザ光源が用いられる。
【００２２】
また、蒸発用レーザ光源２０は、送信用制御回路１１が指示するタイミングおよび受光レベル検知回路６１の出力値を入力した蒸発用レーザ光源制御回路６２によって、その出力タイミングと出力強度が制御されて、蒸発用レーザ光Ｃ１を出力する。この蒸発用レーザ光源２０は、その出力光が水による吸収が大きい波長であり、１パルス当たりの出力エネルギが大きいことが必要であり、パルス出力の繰り返し周期が高いものが好ましい。また、蒸発用レーザ光Ｃ１は、送信信号光Ａの光束径と同程度またはそれ以上であることが好適であり、必要に応じて、光束径を拡大するビームエクスパンダ（図示せず）が用いられる。例えば、パルス出力繰り返し周波数が１００Ｈｚ程度のＣＯ２  レーザが好適に用いられる。
【００２３】
以上のようにして出力された送信信号光Ａと蒸発用レーザ光Ｃ１は、合波ビームスプリッタ３０によって光軸が一致されて、相手局の受信部に向けて投光される。
【００２４】
一方、相手局から受信信号光Ｂと蒸発用レーザ光Ｃ２からなる光束が到達すると、この光束は、受信部５０の前面に配置された分波用ビームスプリッタ４０に先ず入力する。この光束に含まれる蒸発用レーザ光Ｃ２は、分波用ビームスプリッタ４０で反射されて受信部５０には入射しないが、受信信号光Ｂは、分波用ビームスプリッタ４０を透過して受信部５０に入射する。また、背景ノイズ光を除去して受信信号光Ｂの波長成分のみを受信部５０に入射させるため、波長選択フィルタ（図示せず）を分波ビームスプリッタ４０と受信部５０との間に設けてもよい。
【００２５】
受信部５０に入射した受信信号光Ｂは、集光レンズ５１によって受光素子５２の受光面に集光される。受光素子５２は、入射した受信信号光Ｂを受光し光電変換して、その光量に応じた電気信号を出力する。そして、復調回路５３は、この電気信号を入力し、これに含まれる同期信号等を検出し伝送路復号化して、相手局から送信されてきたデータ系列を出力する。
【００２６】
また、受光素子５２から出力された電気信号は、制御部６０の受光レベル検知回路６１にも入力される。受光レベル検知回路６１は、この電気信号を一定時間積分することによって平均化して、伝送路である大気の揺らぎに起因するような速い受光レベル変動を無視し、伝送路上の気象の変化に起因するゆっくりとした受光レベル変動を検出して出力する。そして、蒸発用レーザ光源制御回路６２は、この受光レベル検知回路６１からの出力値に基づいて、蒸発用レーザ光源２０から出力される蒸発用レーザ光Ｃ１の出力強度を制御する。すなわち、受光レベル検知回路６１からの出力が一定レベル以下であるとき、つまり、受信信号光が大きな減衰を受けて到達したときには、蒸発用レーザ光Ｃ１の強度を大きくし、逆に、受信レベル検知回路６１からの出力が一定レベル以上であるときには、蒸発用レーザ光Ｃ１の強度を小さくする。
【００２７】
以上のような構成からなる空間光伝送装置を第１および第２の局それぞれに設ける。図２は、２つの局それぞれに設けられた空間光伝送装置からなる空間光伝送システムの説明図である。このようなシステムとすることにより、第１の局１００の空間光伝送装置１１０から出力された送信信号光Ａおよび蒸発用レーザ光Ｃ１は、同一光軸上を第２の局２００に向けて投光され、その伝送路中に存在する霧や雨の水滴は、蒸発用レーザ光Ｃ１の照射によって蒸発されるので、送信信号光Ａは散乱を受けることなく第２の局２００に到達することができる。
【００２８】
また、第２の局２００の空間光伝送装置２１０から出力された受信信号光Ｂおよび蒸発用レーザ光Ｃ２は、同一光軸上を第１の局１００に向けて投光され、第１の局１００に到達する。受信信号光Ｂおよび蒸発用レーザ光Ｃ２が第１の局１００の空間光伝送装置１１０に到達すると、受信信号光Ｂのみが受光素子５２によって受光されて、受信部５０からデータ系列として出力される。もし、受光素子５２が受光した受信信号光Ｂの強度が小さければ、蒸発用レーザ光源２０から出力される蒸発用レーザ光Ｃ１の強度が強められ、伝送路上の霧や雨の水滴を更に蒸発させ、受信信号光Ｂの散乱を低減させる。このようにして、送信信号光Ａを確実に相手局に送信することができ、かつ、受信信号光Ｂを確実に自局で受信することができる。
【００２９】
次に、蒸発用レーザ光Ｃ１および送信信号光Ａそれぞれの出力タイミングについて説明する。図３は、これらの出力タイミングおよび伝送路の状態を示す図である。
【００３０】
蒸発用レーザ光Ｃ１は大光量である必要があるから、蒸発用レーザ光源２０は一般には、連続発振が困難であり、一定の繰り返し周波数（ｆ＝１／Ｔ）で蒸発用レーザ光Ｃ１をパルス出力する。蒸発用レーザ光源２０としてＣＯ２  レーザ光源が用いられる場合には、例えば、パルス出力の繰り返し周波数が数十Ｈｚないし数百Ｈｚである。この蒸発用レーザ光Ｃ１が伝送路に照射されると、その出力時刻から或時間Ｔｄ  経過後から時間Ｔｃ  の間は、伝送路中の水滴は蒸発されて信号光伝送にとって良好な状態となる。この時間Ｔｄ  は、蒸発用レーザ光Ｃ１の光量などによって異なるが、約３０μ秒とすることが可能である。また、時間Ｔｃ  は、蒸発用レーザ光Ｃ１の光束径や風速・風向などによって異なる。
【００３１】
したがって、蒸発用レーザ光Ｃ１および送信信号光Ａの伝搬速度が同一であれば、信号光光源１４は、蒸発用レーザ光Ｃ１の出力タイミングの後の時間Ｔｄ  経過後から時間Ｔｃ  の間に送信信号光Ａを出力すれば、伝送路中に水滴が存在しないので、減衰を受けることなく相手局に送信信号光Ａを到達させることができる。
【００３２】
しかし、実際には、蒸発用レーザ光Ｃ１および送信信号光Ａの伝搬速度は僅かではあるが異なり、また、蒸発用レーザ光Ｃ１の照射によって伝送路の温度が上昇し送信信号光Ａの伝搬速度が変化するので、送信信号光Ａの出力タイミングはこの点を考慮する必要がある。例えば、蒸発用レーザ光源２０としてＣＯ２  レーザ光源が、信号光光源１４として波長帯域０．８μｍの半導体レーザ光源が用いられる場合には、送信信号光Ａの波長は蒸発用レーザ光Ｃ１の波長より短いので、送信信号光Ａに対する伝送路の屈折率は、蒸発用レーザ光Ｃ１に対する屈折率より大きい。しかし、蒸発用レーザ光Ｃ１が伝送路に照射されると伝送路の温度が上昇するので、送信信号光Ａに対する伝送路の屈折率が小さくなり、このため、蒸発用レーザ光Ｃ１より送信信号光Ａの方が伝搬速度が早くなることがある。このような場合に、送信信号光Ａが蒸発用レーザ光Ｃ１出力タイミングから時間Ｔｄ  経過と同時に出力開始されると、送信信号光Ａは、水滴が充分に蒸発し終えていない伝送路を伝送されることになる。そこで、信号光光源１４は、送信信号光Ａを、蒸発用レーザ光Ｃ１出力タイミングから時間Ｔｄ２（但し、Ｔｄ２＞Ｔｄ  ）経過後から出力するようにする。
【００３３】
また、時間Ｔｃ  は、風速や風向等の気象条件によって異なるので、信号光光源１４は、送信信号光Ａを出力し終える時刻を、風速や風向等の気象条件に応じて変更してもよい。例えば、伝送路に対して横から吹く風が強いほど、時間Ｔｃ  が小さくなるので、送信信号光Ａを出力する時間を短くする。
【００３４】
以上のような蒸発用レーザ光源２０および信号光光源１４の出力タイミングの制御は、送信用制御回路１１によって行なわれる。すなわち、送信用制御回路１１は、蒸発用レーザ光源制御回路６２を介して蒸発用レーザ光源２０の出力タイミングを制御するとともに、その蒸発用レーザ光Ｃ１発生タイミングと同期して、一定時間Ｔｄ２経過後から一定時間（Ｔｃ  −（Ｔｄ２−Ｔｄ  ））の間だけ、送信用メモリ１２に蓄えられたデータ系列を送信用メモリ１２から出力させ、そして、信号光光源１４から送信信号光Ａを出力させる。
【００３５】
また、以上のようにして送信される送信信号光Ａによる実質的な情報伝送速度ＢＴ（ｂｉｔ／秒）は、送信信号光Ａの情報伝送速度をＢＡ  とし、蒸発用レーザ光源２０のパルス出力の周波数をｆとすると、
ＢＴ  ＝ＢＡ  ×（Ｔｃ  −（Ｔｄ２−Ｔｄ  ））×ｆ    …  （３）
で表される。例えば、ＢＡ  ＝２００Ｍｂ／秒、Ｔｃ  −（Ｔｄ２−Ｔｄ  ）＝５００μ秒、ｆ＝１００Ｈｚとすると、実質的な情報伝送速度ＢＴ  は、１０Ｍｂ／秒となり、信号光光源１４の情報伝送速度の１／２０となる。
【００３６】
もし、蒸発用レーザ光Ｃ１の光束径が大きく或いは風が弱い場合には、伝送路中に水滴が戻ってくる時間が長いのでＴｃ  が大きくなり、実質的な情報伝送速度ＢＴ  は大きくなるが、その増加は僅かである。また、蒸発用レーザ光源２０のパルス出力周波数ｆを大きくすることにより、実質的な情報伝送速度ＢＴ  を大きくすることができるが、これも、蒸発用レーザ光源２０の性能上の限界がある。そこで、実質的な情報伝送速度ＢＴ  を大きくするためには、蒸発用レーザ光源を複数台備えて、これらから蒸発用レーザ光Ｃ１をタイミングをずらして順次出力すればよい。蒸発用レーザ光源をＮ台備えれば、実質的な情報伝送速度ＢＴ  は、
ＢＴ  ＝ＢＡ  ×（Ｔｃ  −（Ｔｄ２−Ｔｄ  ））×ｆ×Ｎ    …  （４）
となる。もし、
Ｎ＝１／（（Ｔｃ  −（Ｔｄ２−Ｔｄ  ））×ｆ）    …  （５）
であれば、
ＢＴ  ＝ＢＡ      …  （６）
となる。すなわち、（５）式であらわされるＮの台数だけ蒸発用レーザ光源を備えれば、実質的な情報伝送速度ＢＴ  は送信信号光Ａの情報伝送速度をＢＡ  と等しくなり、信号光光源１４は常に送信信号光Ａを出力することができる。
【００３７】
また、自局から蒸発用レーザ光Ｃ１が出力されるだけでなく、相手局からも蒸発用レーザ光Ｃ２が出力される場合には、自局の蒸発用レーザ光源２０から出射される蒸発用レーザ光Ｃ１によって、自局から伝送路上の所定位置（例えば、ちょうど中間の位置）までの水滴を蒸発させ、相手局の蒸発用レーザ光源から出射される蒸発用レーザ光Ｃ２によって、残りの伝送路中の水滴を蒸発させることとしてもよい。また、各局から出射される蒸発用レーザ光Ｃ１およびＣ２それぞれによって全伝送路中の水滴を蒸発させることとし、さらに、蒸発用レーザ光Ｃ１およびＣ２それぞれを交互に出射させれば、（４）式で表される情報伝送速度の２倍の情報伝送速度が得られる。
【００３８】
また、伝送路が途中で川や池・湖の上空を通っている等の場合には、伝送路のこれらの特定区域で霧等が特異的に濃く発生することがある。このような場合には、その特定区域に蒸発用レーザ光Ｃ１を集光させる集光光学系を、蒸発用レーザ光源２０の出射口の前面に備えて、これによって、特定区域で発生した霧に対して蒸発用レーザ光Ｃ１を集中的に照射して蒸発させることができる。
【００３９】
また、本発明は、上述した霧などの水滴を蒸発させて信号光の減衰を小さくできるという効果の他にも、シンチレーション（伝送路中の屈折率の変動に伴って信号光の光束内の光量分布が時間的に変動する現象）を小さくし受信局において信号光を安定して受光することができるという効果もある。すなわち、蒸発用レーザ光源２０から出力された蒸発用レーザ光Ｃ１が照射された伝送路では大気の温度が上昇して大気の密度が薄くなるので、シンチレーションの影響が相対的に小さくなる。このシンチレーション低減を目的とする場合には、気象条件（雨、霧等）に関係なく蒸発用レーザ光Ｃ１を出力すればよい。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、移動体通信では、相手との相対的な位置関係の移動に伴い、信号光とともに蒸発用レーザ光も相手局の移動に追尾させると、常に良好な伝送路状態が維持され得る。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり本発明によれば、第１および第２の局それぞれにおいて、蒸発用レーザ光源から出力された蒸発用レーザ光と、送信手段によってデータ系列を変換して出力された送信信号光とを、合波手段によって合波して相手局に投光し、また、相手局から到達した蒸発用レーザ光と受信信号光とからなる光束から受信信号光を分波手段によって分波し、その受信信号光を受信手段によって受光してデータ系列に変換するとともに、その受光レベルに基づいて蒸発用レーザ光の光量がフィードバック制御される。
【００４２】
このような構成としたので、第１および第２の局の間の伝送路中に霧、雲、雨等の水滴が存在するような気象条件であっても、これらの水滴が蒸発用レーザ光の照射によって蒸発するので、信号光がこれらに因る減衰を受けることなく相手局に到達することができる。また、気象条件によらず蒸発用レーザ光を出射すれば、シンチレーションを低減することができる。
【００４３】
特に、蒸発用レーザ光源としてＣＯ２  レーザ光源が用いられる場合には、大出力のパルス光であって水に吸収され易い波長帯域のレーザ光を出力することができるので好適である。この場合には、送信手段は、蒸発用レーザ光の各パルス出力タイミングに同期して、蒸発用レーザ光の各パルス出力の後の所定時刻から所定時間の間に送信信号光を出力することにより、蒸発用レーザ光の各パルスによって伝送路中の水滴が蒸発した後であって、他所から水滴が風によってやってくる迄の所定時間の間に、送信信号光を相手局に減衰を受けることなく到達させることができる。
【００４４】
更に、蒸発用レーザ光を伝送路中の特定箇所に集光する集光光学系を備えれば、伝送路が川、池、湖等の霧が濃く発生する地点の上空を通過する場合であっても、蒸発用レーザ光がその特定箇所に集中的に照射されて、その地点の水滴が特に効果的に蒸発するので、信号光は減衰を受けることなく相手局に到達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る空間光伝送システムの一方の局にある空間光伝送装置の構成図である。
【図２】２つの局それぞれに設けられた空間光伝送装置からなる空間光伝送システムの説明図である。
【図３】蒸発用レーザ光Ｃ１および送信信号光Ａそれぞれの出力タイミング、並びに、伝送路の状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…送信部、１１…送信用制御回路、１２…送信用メモリ、１３…信号光光源駆動回路、１４…信号光光源、１５…投光レンズ、２０…蒸発用レーザ光源、３０…合波ビームスプリッタ、４０…分波ビームスプリッタ、５０…受信部、５１…集光レンズ、５２…受光素子、５３…復調回路、５４…受信用制御回路、５５…受信用メモリ、６０…制御部、６１…受光レベル検知回路、６２…蒸発用レーザ光源制御回路、１００…第１の局、１１０…空間光伝送装置、２００…第２の局、２１０…空間光伝送装置、Ａ…送信信号光、Ｂ…受信信号光、Ｃ１，Ｃ２…蒸発用レーザ光。
【図１】
0003626807.tif 000002
【図２】
0003626807.tif 000003
【図３】
0003626807.tif 000004