(57)【要約】【課題】１種類波長のレーザ光で光通信する場合でも、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線を回避できるレーザ装置及び光通信装置。【解決手段】直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生するレーザ光発生装置２１、レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する波長板２２、及び波長板の角度を制御する波長板制御装置２３を有する放射部２と、所定の偏光方向のレーザ光を透過する偏光子３２、偏光子の角度を制御する偏光子制御装置３３、及び偏光子を透過したレーザ光を検出するレーザ光受光装置３１を有する受光部３と、放射部と受光部の姿勢を制御する姿勢制御部４とを備える。【選択図】図１
2019103017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生するレーザ光発生装置、前記レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する波長板、及び前記波長板の角度を制御する波長板制御装置を有する放射部と、
所定の偏光方向のレーザ光を透過する偏光子、前記偏光子の角度を制御する偏光子制御装置、及び前記偏光子を透過したレーザ光を検出するレーザ光受光装置を有する受光部と、
前記放射部と前記受光部の姿勢を制御する姿勢制御部と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記レーザ光発生装置は、可視光半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
マスターレーザ装置と、
前記マスターレーザ装置と通信する１以上のスレーブレーザ装置とを備え、
前記マスターレーザ装置及び前記１以上のスレーブレーザ装置の各々は、
直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生するレーザ光発生装置、前記レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する波長板、及び前記波長板の角度を制御する波長板制御装置を有する放射部と、
所定の偏光方向のレーザ光を透過する偏光子、前記偏光子の角度を制御する偏光子制御装置、及び前記偏光子を透過したレーザ光を検出するレーザ光受光装置を有する受光部と、
前記放射部と前記受光部の姿勢を制御する姿勢制御部とを備え、
前記スレーブレーザ装置の前記偏光子は、前記スレーブレーザ装置毎に異なる固有の偏光方向に設定され、異なる固有の偏光方向の光を透過し、前記スレーブレーザ装置の前記波長板は、前記スレーブレーザ装置の前記偏光子の透過方向に合わせて回転角度が設定され、
前記マスターレーザ装置がいずれかの前記スレーブレーザ装置と通信する場合には、前記マスターレーザ装置の前記偏光子は、通信すべき前記スレーブレーザ装置に固有の偏光方向に設定され、前記マスターレーザ装置の前記波長板は、通信すべき前記スレーブレーザ装置の前記偏光子の透過方向に合わせて回転角度が設定されることを特徴とする光通信装置。
【請求項４】
前記レーザ光発生装置は、可視光半導体レーザであることを特徴とする請求項３記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中でレーザ通信を行うレーザ装置及び光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中での光通信においては、透過特性の良い可視光波長領域、４００−７００ｎｍのレーザ光が用いられている。特許文献１には、水質の状況に応じて可視光の波長を変えることができることが記載されている。このため、水質に合った特定１種類波長のレーザを用いて通信することが効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１種類波長のレーザ光で複数の観測装置と通信する場合、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線が問題となる。特に、水中通信では、通信対象を捕捉し易いように、レーザ光のビーム径を広げてレーザ光を照射する。このため、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線が問題となりやすい。
【０００５】
本発明の課題は、１種類波長のレーザ光で光通信する場合でも、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線を回避することができるレーザ装置及び光通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ装置は、上記課題を解決するために、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生するレーザ光発生装置、前記レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する波長板、及び前記波長板の角度を制御する波長板制御装置を有する放射部と、所定の偏光方向のレーザ光を透過する偏光子、前記偏光子の角度を制御する偏光子制御装置、及び前記偏光子を透過したレーザ光を検出するレーザ光受光装置を有する受光部と、前記放射部と前記受光部の姿勢を制御する姿勢制御部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の光通信装置は、マスターレーザ装置と、前記マスターレーザ装置と通信する１以上のスレーブレーザ装置とを備え、前記マスターレーザ装置及び前記１以上のスレーブレーザ装置の各々は、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生するレーザ光発生装置、前記レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する波長板、及び前記波長板の角度を制御する波長板制御装置を有する放射部と、所定の偏光方向のレーザ光を透過する偏光子、前記偏光子の角度を制御する偏光子制御装置、及び前記偏光子を透過したレーザ光を検出するレーザ光受光装置を有する受光部と、前記放射部と前記受光部の姿勢を制御する姿勢制御部とを備える。
【０００８】
前記スレーブレーザ装置の前記偏光子は、前記スレーブレーザ装置毎に異なる固有の偏光方向に設定され、異なる固有の偏光方向の光を透過し、前記スレーブレーザ装置の前記波長板は、前記スレーブレーザ装置の前記偏光子の透過方向に合わせて回転角度が設定される。前記マスターレーザ装置がいずれかの前記スレーブレーザ装置と通信する場合には、前記マスターレーザ装置の前記偏光子は、通信すべき前記スレーブレーザ装置に固有の偏光方向に設定され、前記マスターレーザ装置の前記波長板は、通信すべき前記スレーブレーザ装置の前記偏光子の透過方向に合わせて回転角度が設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射部では、レーザ光発生装置が、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生すると、波長板は、波長板制御装置により角度を制御され、レーザ光発生装置で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する。
【００１０】
一方、受光部では、偏光子制御装置により角度を制御された偏光子が、所定の偏光方向のレーザ光を透過し、レーザ光受光装置は、偏光子を透過したレーザ光を検出する。
【００１１】
即ち、予め決められた偏光方向のレーザ光しか受信しないため、１種類波長のレーザ光で光通信する場合でも、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線を回避することができるレーザ装置及び光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のレーザ装置の構成ブロック図である。
【図２】実施例２の複数のレーザ装置を用いた光通信装置の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のレーザ装置及び光通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は、実施例１のレーザ装置の構成ブロック図である。レーザ装置１は、放射部２と、受光部３と、姿勢制御部４とを備えている。放射部２は、レーザ光発生装置２１と、波長板２２と、波長板制御装置２３とを備えている。
【００１５】
レーザ光発生装置２１は、可視光半導体レーザからなり、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生する。波長板２２は、１／２波長板からなり、レーザ光発生装置２１で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する。波長板制御装置２３は、波長板２２の角度を制御するもので、波長板２２の回転量を、０≦θ＜９０°の範囲で制御する。
【００１６】
受光部３は、偏光子３２と、偏光子制御装置３３と、レーザ光受光装置３１とを備えている。偏光子３２は、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を透過するもので、所定の偏光方向のレーザ光を透過する。
【００１７】
偏光子制御装置３３は、偏光子３２の角度を制御する。偏光子制御装置３３は、偏光子３２の角度を、波長板で制御された偏光方向を透過するように、回転制御する。レーザ光受光装置３１は、偏光子３２を透過したレーザ光を検出する。姿勢制御部４は、放射部２と受光部３の姿勢を一定の方向に制御する。
【００１８】
このように実施例１のレーザ装置によれば、放射部２では、レーザ光発生装置２１が、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生すると、波長板２２は、波長板制御装置２３により角度を制御され、レーザ光発生装置２１で発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する。
【００１９】
一方、受光部３では、偏光子制御装置３３により角度を制御された偏光子３２が、所定の偏光方向のレーザ光を透過し、レーザ光受光装置３１は、偏光子３２を透過したレーザ光を検出する。
【００２０】
即ち、予め決められた偏光方向のレーザ光しか受信しないため、１種類波長のレーザ光で光通信する場合でも、通信対象の観測装置に近接する観測装置との混線を回避することができるレーザ装置を提供することができる。
【００２１】
（実施例２）
図２は、実施例２の複数のレーザ装置を用いた光通信装置の構成ブロック図である。光通信装置は、例えば、水中通信に用いられ、水中に、マスター用のレーザ装置１１（本発明のマスターレーザ装置に対応）と、マスター用のレーザ装置１１と通信するスレーブ用のレーザ装置１１Ａ，１１Ｂ（本発明のスレーブレーザ装置に対応）とを備えている。
【００２２】
マスター用のレーザ装置１１の構成は、図１に示す実施例１のレーザ装置１の構成と同一構成であり、図２の同一部分には同一符号を付し、その説明は、省略する。
【００２３】
スレーブ用のレーザ装置１１Ａは、放射部１２Ａと、受光部１３Ａと、姿勢制御部１４Ａとを備えている。放射部１２Ａは、レーザ光発生装置２１Ａと、波長板２２Ａと、波長板制御装置２３Ａとを備えている。
【００２４】
レーザ光発生装置２１Ａは、可視光半導体レーザからなり、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生する。波長板２２Ａは、１／２波長板からなり、レーザ光発生装置２１Ａで発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する。波長板制御装置２３Ａは、波長板２２Ａの角度を制御するもので、波長板２２Ａの回転量を、０≦θ＜９０°の範囲で制御する。
【００２５】
受光部１３Ａは、偏光子３２Ａと、偏光子制御装置３３Ａと、レーザ光受光装置３１Ａとを備えている。偏光子３２Ａは、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を透過するもので、所定の偏光方向のレーザ光を透過する。
【００２６】
偏光子制御装置３３Ａは、偏光子３２Ａの角度を制御する。偏光子制御装置３３Ａは、偏光子３２Ａの角度を、波長板で制御された偏光方向を透過するように、回転制御する。レーザ光受光装置３１Ａは、偏光子３２Ａを透過したレーザ光を検出する。姿勢制御部１４Ａは、放射部１２Ａと受光部１３Ａの姿勢を一定の方向に制御する。
【００２７】
スレーブ用のレーザ装置１１Ｂは、放射部１２Ｂと、受光部１３Ｂと、姿勢制御部１４Ｂとを備えている。放射部１２Ｂは、レーザ光発生装置２１Ｂと、波長板２２Ｂと、波長板制御装置２３Ｂとを備えている。
【００２８】
レーザ光発生装置２１Ｂは、可視光半導体レーザからなり、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を発生する。波長板２２Ｂは、１／２波長板からなり、レーザ光発生装置２１Ｂで発生したレーザ光の偏光方向を変更して放射する。波長板制御装置２３Ｂは、波長板２２Ｂの角度を制御するもので、波長板２２Ｂの回転量を、０≦θ＜９０°の範囲で制御する。
【００２９】
受光部１３Ｂは、偏光子３２Ｂと、偏光子制御装置３３Ｂと、レーザ光受光装置３１Ｂとを備えている。偏光子３２Ｂは、直線偏光又は円偏光を有するレーザ光を透過するもので、所定の偏光方向のレーザ光を透過する。
【００３０】
偏光子制御装置３３Ｂは、偏光子３２Ｂの角度を制御する。偏光子制御装置３３Ｂは、偏光子３２Ｂの角度を、波長板で制御された偏光方向を透過するように、回転制御する。レーザ光受光装置３１Ｂは、偏光子３２Ｂを透過したレーザ光を検出する。姿勢制御部１４Ｂは、放射部１２Ｂと受光部１３Ｂの姿勢を一定の方向に制御する。
【００３１】
次に、このように構成させた実施例２の光通信装置の動作を説明する。まず、姿勢制御部４，１４Ａ，１４Ｂは、レーザ装置１，１１Ａ，１１Ｂが回転してもレーザ光発生装置２１，２１Ａ，２１Ｂから出力されるレーザ光の偏光方向が変化しないように、放射部２，１２Ａ，１２Ｂと受光部３，１３Ａ，１３Ｂを一定の方向に姿勢制御する。
【００３２】
次に、レーザ光発生装置２１，２１Ａ，２１Ｂは、直線偏光のレーザ光を放出する。波長板２２Ａは、レーザ光の偏光方向が４５°になるように波長板制御装置２３Ａにより制御される。波長板２２Ｂは、レーザ光の偏光方向が９０°になるように波長板制御装置２３Ｂにより制御される。
【００３３】
偏光子３２Ａは、偏光方向が４５°のレーザ光を透過するように偏光子制御装置３３Ａにより制御される。偏光子３２Ｂは、偏光方向が９０°のレーザ光を透過するように偏光子制御装置３３Ｂにより制御される。
【００３４】
レーザ装置１１は、レーザ光発生装置２１から発生するレーザ光を波長板制御装置２３により一定時間毎に波長板の角度を変更しながら、レーザ装置１１Ａ，１１Ｂを探索する。
【００３５】
このとき、波長板２２により変更される偏光方向の光を透過するように、偏光子３２も偏光子制御装置３３により制御される。
【００３６】
レーザ装置１１から放射されるレーザ光の偏光方向が４５°のとき、このレーザ光がレーザ装置１１Ａに照射される場合には、レーザ装置１１Ａでは、４５°偏光のレーザ光を偏光子３２Ａで透過し、レーザ光がレーザ光受光装置３１Ａで検出される。
【００３７】
レーザ光が検出された場合には、通信装置側でレーザ光に対して復調等の信号処理を行い、レーザ光発生装置２１Ａで応答信号となるレーザ光を発生させる。
【００３８】
レーザ光発生装置２１Ａで発生したレーザ光は、波長板２２Ａにより偏向方向が４５°のレーザ光となり、このレーザ光は、レーザ装置１１に向けて放射される。
【００３９】
レーザ装置１１では、偏向方向が４５°のレーザ光を透過するように偏光子３２が偏光子制御装置３３により制御されているため、レーザ装置１１からのレーザ光を検出することができる。
【００４０】
レーザ装置１１が偏光方向４５°のレーザ光を放射しているとき、レーザ装置１１Ａの近くに配置されたレーザ装置１１Ｂがレーザ光の照射を受けた場合には、偏光子３２Ｂは、偏光方向９０°のレーザ光しか透過できないため、レーザ装置１１からのレーザ光を検出することはできない。このため、スレーブ用のレーザ装置１１Ａ，１１Ｂが互いに近接しても、通信が混線することがなくなる。
【００４１】
このように実施例２の光通信装置によれば、レーザ装置１１Ａ，１１Ｂの偏光子３２Ａ，３２Ｂは、レーザ装置１１Ａ，１１Ｂ毎に異なる固有の偏光方向４５°，９０°に設定され、異なる固有の偏光方向４５°，９０°の光を透過し、レーザ装置１１Ａ，１１Ｂの波長板２２Ａ，２２Ｂは、レーザ装置１１Ａ，１１Ｂの偏光子３２Ａ，３２Ｂの透過方向に合わせて回転角度４５°，９０°が設定される。
【００４２】
レーザ装置１１がいずれかのレーザ装置１１Ａと通信する場合には、レーザ装置１１の偏光子３２は、通信すべきレーザ装置１１Ａに固有の偏光方向４５°に設定され、レーザ装置１１の波長板２２は、通信すべきレーザ装置１１Ａの偏光子３２Ａの透過方向に合わせて回転角度４５°が設定される。
【００４３】
即ち、レーザ装置１１は、偏光方向４５°のレーザ光を、レーザ装置１１Ａからのみ受信できる。このため、１種類波長のレーザ光で光通信する場合でも、通信対象のレーザ装置１１Ａに近接するレーザ装置１１Ｂとの混線を回避することができる光通信装置を提供することができる。
【００４４】
なお、実施例２の光通信装置では、２つのスレーブ用のレーザ装置１１Ａ，１１Ｂを例示したが、スレーブ用のレーザ装置は、１つでも良く、あるいは、３つ以上でも良く、これらのスレーブ用のレーザ装置が、マスター用のレーザ装置１１と通信できればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係るレーザ装置は、水中通信装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  レーザ装置
１１  レーザ装置（マスターレーザ装置）
１１Ａ，１１Ｂ  レーザ装置（スレーブレーザ装置）
２，１２Ａ，１２Ｂ  放射部
３，１３Ａ，１３Ｂ  受光部
４，１４Ａ，１４Ｂ  姿勢制御装置
２１，２１Ａ，２１Ｂ  レーザ光発生装置
２２，２２Ａ，２２Ｂ  波長板
２３，２３Ａ，２３Ｂ  波長板制御装置
３１，３１Ａ，３１Ｂ  レーザ光受光装置
３２，３２Ａ，３２Ｂ  偏光子
３３，３３Ａ，３３Ｂ  偏光子制御装置
【図１】
2019103017.tif 000003
【図２】
2019103017.tif 000004