(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された変調信号をホモダイン検波によって角度変調信号に変換するための角度変調装置であって、
光を出力する光源と、
前記光源から出力される光を分岐して、第１および第２の光として出力する光分岐部と、
前記第１の光に対して、所定周波数ｆｃの第１の電気信号を元信号とした光強度変調または光振幅変調を施し、第１の光信号として出力する光強度変調部と、
前記第２の光に対して、入力された前記変調信号である第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施し、第２の光信号として出力する第１の光角度変調部と、
前記第１の光信号と、前記第２の光信号とを合波する光合波部と、
自乗検波特性を有し、前記光合波部から出力された光信号を電気信号に変換して、前記第２の電気信号を元信号とする搬送波周波数ｆｃの前記角度変調信号を出力する光検波部とを備える、角度変調装置。
【請求項２】
前記光強度変調部は、単一側波帯光強度変調または単一側波帯光振幅変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項３】
前記光強度変調部は、光搬送波が抑圧された光強度変調または光搬送波が抑圧された光振幅変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項４】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器であって、印加電圧対出力光強度特性において最も出力光強度の小さくなる印加電圧になるように、バイアス電圧が調整されることを特徴とする、請求項３に記載の角度変調装置。
【請求項５】
前記光強度変調部は、光搬送波が抑圧された単一側波帯光強度変調または光搬送波が抑圧された単一側波帯光振幅変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項６】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器であって、印加電圧対出力光強度特性において最も出力光強度の小さくなる印加電圧になるように、バイアス電圧が調整されることを特徴とする、請求項５に記載の角度変調装置。
【請求項７】
前記光分岐部から前記光強度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光分岐部から前記第１の光角度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、略一致することを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項８】
前記光強度変調部は、第１および第２の光位相変調器を含むマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
前記光源から前記第１の光位相変調器を経て前記光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光源から前記第２の光位相変調器を経て前記光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、一致することを特徴とする、請求項７に記載の角度変調装置。
【請求項９】
前記光分岐部から前記第１の光位相変調器を経て前記光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光分岐部から前記第２の光位相変調器を経て前記光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光分岐部から前記第１の光角度変調部を経て前記光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、一致することを特徴とする、請求項８に記載の角度変調装置。
【請求項１０】
前記第１の光角度変調部は、前記光分岐部から前記光強度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光分岐部から前記第１の光角度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが互いに一致するように、バイアス電圧を調整されることを特徴とする、請求項７に記載の角度変調装置。
【請求項１１】
前記光分岐部から前記光強度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、前記光分岐部から前記第１の光角度変調部を経て前記光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが互いに一致するように、前記経路のいずれか一方または双方に挿入される光遅延調整部をさらに備える、請求項７に記載の角度変調装置。
【請求項１２】
前記光検波部において、前記光強度変調信号に含まれる残留した光搬送波成分と前記光角度変調信号とのホモダイン検波によって発生し、前記第２の電気信号に対応する低周波成分のレベルが最小となるように、前記光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項１３】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
前記制御部は、前記低周波成分のレベルが最小となるように、前記光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする、請求項１２に記載の角度変調装置。
【請求項１４】
前記光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された前記第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの前記電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
前記制御部は、前記低周波成分が最小となるように、前記第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする、請求項１２に記載の角度変調装置。
【請求項１５】
前記光検波部において、前記光強度変調信号に含まれる上下側波帯成分相互間のホモダイン検波によって発生し、前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する周波数２ｆｃの信号成分のレベルが最大となるように、前記光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項１６】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
前記制御部は、前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する前記信号成分のレベルが最大となるように、前記光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする、請求項１５に記載の角度変調装置。
【請求項１７】
前記光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された前記第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの前記電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
前記制御部は、前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する前記信号成分のレベルが最大になるように、前記第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする、請求項１５に記載の角度変調装置。
【請求項１８】
前記光強度変調部から出力される第１の光信号の一部が分離されて入力され、当該光信号を自乗検波特性によって電気信号に変換して、当該電気信号に含まれる前記第１の電気信号に相当する周波数ｆｃの信号成分のレベルが最小となるように、前記光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項１９】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
前記制御部は、前記第１の電気信号に相当する前記信号成分のレベルが最小となるように、前記光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする、請求項１８に記載の角度変調装置。
【請求項２０】
前記光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された前記第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの前記電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
前記制御部は、前記第１の電気信号に相当する前記信号成分のレベルが最小となるように、前記第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする、請求項１８に記載の角度変調装置。
【請求項２１】
前記光強度変調部から出力される第１の光信号の一部が分離されて入力され、当該光信号を自乗検波特性によって電気信号に変換して、当該電気信号に含まれる前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する周波数２ｆｃの信号成分のレベルが最大となるように、前記光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項２２】
前記光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
前記制御部は、前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する前記信号成分のレベルが最大となるように、前記光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする、請求項２１に記載の角度変調装置。
【請求項２３】
前記光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された前記第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの前記電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
前記制御部は、前記第１の電気信号の２倍高調波に相当する前記信号成分のレベルが最大となるように、前記第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする、請求項２１に記載の角度変調装置。
【請求項２４】
前記光分岐部は、前記第１および第２の光に加えて、さらに第３の光を分岐出力し、
前記光合波部は、前記第１および第２の光信号に加えて、さらに前記第３の光をも合波し、
前記光強度変調部から出力される第１の光信号に含まれる光搬送波成分が前記光合波部において抑圧されるように、前記第３の光の電力および伝搬遅延量を調整する光搬送波伝搬部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項２５】
前記光搬送波伝搬部は、
前記第１の光信号の位相と逆相関係になるように、前記第３の光の伝搬遅延量を調整する光位相調整部と、
前記第１の光信号に含まれる光搬送波成分の電力と同じになるように、前記第３の光の電力を調整する光強度調整部とを含む、請求項２４に記載の角度変調装置。
【請求項２６】
前記光源から前記光検波部に至る伝搬経路のいずれかに１つまたは複数が挿入されて、前記伝搬経路上の光を光増幅する光増幅部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項２７】
前記光検波部から出力される電気信号が入力されて、搬送波周波数ｆｃの角度変調信号成分のみを透過出力する透過部をさらに備える、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項２８】
前記第２の電気信号を２つに分岐する分岐部と、
前記第１の光角度変調部から出力された前記第２の光信号に対して、前記分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部とをさらに備え、
前記第１の光角度変調部は、前記分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項２９】
前記分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が前記第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間と、前記分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が前記第１の光角度変調部を経て前記第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間とが、互いに一致することを特徴とする、請求項２８に記載の角度変調装置。
【請求項３０】
前記分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が前記第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間と、前記分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が前記第１の光角度変調部を経て前記第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間とが互いに一致するように、前記分岐部から前記第１または第２の光角度変調部までの信号経路の一方または双方に挿入される遅延調整部をさらに備える、請求項２９に記載の角度変調装置。
【請求項３１】
前記第２の電気信号を２つの周波数帯域に分割する帯域分割部と、
前記第１の光角度変調部から出力された前記第２の光信号に対して、前記帯域分割部から分割出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部とをさらに備え、
前記第１の光角度変調部は、前記帯域分割部から分割出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項３２】
前記第２の電気信号を互いの位相関係が逆相となるように分岐する逆相分岐部と、
前記光強度変調部から出力された前記第１の光信号に対して、前記逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部とをさらに備え、
前記第１の光角度変調部は、前記逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項３３】
前記逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が前記第３の光角度変調部を経て前記光合波部に到達するまでの伝搬時間と、前記逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が前記第１の光角度変調部を経て前記光合波部に到達するまでの伝搬時間とが、互いに一致することを特徴とする、請求項３２に記載の角度変調装置。
【請求項３４】
前記逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が前記第３の光角度変調部を経て前記光合波部に到達するまでの伝搬時間と、前記逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が前記第１の光角度変調部を経て前記光合波部に到達するまでの伝搬時間とが互いに一致するように、前記逆相分岐部から前記第１または第３の光角度変調部までの信号経路の一方または双方に挿入される遅延調整部をさらに備える、請求項３３に記載の角度変調装置。
【請求項３５】
前記第２の電気信号を２つの周波数帯域に分割する帯域分割部と、
前記光強度変調部から出力された前記第１の光信号に対して、前記帯域分割部から分割出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部とをさらに備え、
前記第１の光角度変調部は、前記帯域分割部から分割出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項３６】
前記第１の光角度変調部から出力された前記第２の光信号に対して、第３の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部をさらに備え、
前記第３の電気信号は、前記変調信号であって、前記第２の電気信号とは異なる周波数帯域の信号であることを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【請求項３７】
前記光強度変調部から出力された前記第１の光信号に対して、第３の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部をさらに備え、
前記第３の電気信号は、前記変調信号であって、前記第２の電気信号とは異なる周波数帯域の信号であることを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域な角度変調信号（位相変調信号または周波数変調信号）を発生させる変調装置に関し、より特定的には、ホモダイン検波を利用した光信号処理によって、広帯域な角度変調信号を発生させる変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２６は、従来の角度変調装置の構成を示すブロック図である。この角度変調装置は、例えば文献（K.Kikushima, et al, "Optical Super Wide-Band FM Modulation Scheme and Its Application to Multi-Channel AM Video Transmission Systems", IOOC'95 Technical Digest, Vol.5 PD2-7, pp.33-34）に、その動作などが詳しく説明されている。
【０００３】
図２６において、本角度変調装置は、光周波数制御部１０００と、信号源１００１と、局発光源１００４と、光変調部１００５と、光合波部１００６と、光検波部１００７とを備えている。
【０００４】
上記のように構成された角度変調装置において、信号源１００１は、角度変調すべき元信号となる電気信号を出力する。光変調部１００５は、例えば半導体レーザで構成される。一般に、半導体レーザは、注入電流一定の条件では一定光周波数ｆ１の光を発振する。また、半導体レーザは、注入する電流を振幅変調すると、出力される光の周波数も変調を受けるので、光周波数ｆ１を中心とした光周波数変調信号を出力する。このような性質によって、光変調部１００５は、信号源１００１から出力された電気信号を光周波数変調信号に変換し、出力する。図２７（ｂ）は、光変調部１００５から出力された光の周波数スペクトルを示した模式図である。
【０００５】
局発光源１００４は、一定光周波数ｆ２の無変調光を出力する。図２７（ａ）は、局発光源１００４から出力された光の周波数スペクトルを示した模式図である。光変調部１００５から出力される光信号および局発光源１００４から出力される光は、光合波部１００６によって合波された後、共に光検波部１００７へ入力される。
【０００６】
光検波部１００７は、自乗検波特性を有するフォトダイオードなどで構成される。光検波部１００７は、入力された２つの光の光周波数差に相当する周波数ｆｃ（＝｜ｆ１−ｆ２｜）において、当該２つの光のビート信号を出力する。この動作は、光ヘテロダイン検波と呼ばれる。
【０００７】
このようにして得られたビート信号は、信号源１００１から出力された電気信号を元信号とした、搬送波周波数ｆｃの角度変調信号（周波数変調信号）となる。図２７（ｃ）は、光検波部１００７から出力された信号の周波数スペクトルを示した模式図である。
【０００８】
また、光周波数制御部１０００は、光変調部１００５から出力される光信号の中心光周波数ｆ１および局発光源１００４から出力される光の光周波数ｆ２の一方ないし双方を制御し、光検波部１００７から出力される角度変調信号の中心周波数ｆｃを安定化する。
【０００９】
以上のように、従来の角度変調装置では、光信号処理による高い変調効率（一般の電気回路方式の場合と比較して１０倍以上の変調効率）を利用することにより、一般の電気回路では作成が困難な非常に周波数が高く、かつ広帯域な（周波数偏移量または位相偏移量の大きい）角度変調信号を容易に生成することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザ等の光源は、一般に電気発振器と比較して位相雑音（発振スペクトル線幅）が大きい。図２７（ａ）において、局発光源の位相雑音（発振スペクトル線幅）は△ν１で表され、図２７（ｂ）において、光変調部から出力される光信号に含まれる位相雑音（発振スペクトル線幅）は△ν２で表される。
【００１１】
これらの光波のビート信号として得られる角度変調信号は、図２７（ｃ）に示されるように、２つの位相雑音の和に相当する位相雑音（△ν１+△ν２）を有する。なぜなら、それぞれの光源から出力される光波の間には、位相レベルの相関性がないため、その位相雑音が単純に総和されるからである。角度変調信号が復調される時には、この位相雑音もまた復調され、大きな白色（強度）雑音となる。従来の角度変調装置は、この雑音によって復調信号の品質が著しく劣化するという特有の問題点を有している。
【００１２】
また、従来の角度変調装置は、角度変調信号の周波数を安定化させるために、２つの光源の光周波数（またはそれらの差）を逐次監視して、調整しなければならない。したがって、従来の角度変調装置は、監視と調整のための制御回路等の複雑な構成を必要とするという特有の問題点を有している。
【００１３】
それ故に、本発明の目的は、光信号処理によって、非常に周波数が高く、かつ広帯域である角度変調を実現しながら、簡易な構成によって位相雑音を抑圧し、雑音特性を改善することができる角度変調装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記のような目的を達成するために、本発明は、以下に示すような特徴を有している。
【００１５】
本発明の第１の局面は、入力された変調信号をホモダイン検波によって角度変調信号に変換するための角度変調装置であって、
光を出力する光源と、
光源から出力される光を分岐して、第１および第２の光として出力する光分岐部と、
第１の光に対して、所定周波数ｆｃの第１の電気信号を元信号とした光強度変調または光振幅変調を施し、第１の光信号として出力する光強度変調部と、
第２の光に対して、入力された変調信号である第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施し、第２の光信号として出力する第１の光角度変調部と、
第１の光信号と、第２の光信号とを合波する光合波部と、
自乗検波特性を有し、光合波部から出力された光信号を電気信号に変換して、第２の電気信号を元信号とする搬送波周波数ｆｃの角度変調信号を出力する光検波部とを備える。
【００１６】
上記第１の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光を第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。
これにより、光源の有する位相雑音成分を抑圧し、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を実現できる。また、複数の光源を使用せず、光源の光周波数制御の必要がないため、簡単な構成で広帯域な角度変調を実現できる。
【００１７】
本発明の第２の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、単一側波帯光強度変調または単一側波帯光振幅変調を施すことを特徴とする。
【００１８】
上記第２の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光強度変調（または光振幅変調）方式として単一側波帯光変調を施す。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００１９】
本発明の第３の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、光搬送波が抑圧された光強度変調または光搬送波が抑圧された光振幅変調を施すことを特徴とする。
【００２０】
上記第３の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光強度変調（または光振幅変調）方式として光搬送波抑圧変調を施す。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００２１】
本発明の第４の局面は、第３の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器であって、印加電圧対出力光強度特性において最も出力光強度の小さくなる印加電圧になるように、バイアス電圧が調整されることを特徴とする。
【００２２】
上記第４の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光搬送波が抑圧された光強度変調（または光振幅変調）を施すための光強度変調部としてマッハツエンダー型光変調器を使用し、当該印加電圧対出力光電力特性において、出力光強度が最小となるように当該バイアス電圧を調整する。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００２３】
本発明の第５の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、光搬送波が抑圧された単一側波帯光強度変調または光搬送波が抑圧された単一側波帯光振幅変調を施すことを特徴とする。
【００２４】
上記第５の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光強度変調（または光振幅変調）方式として光搬送波が抑圧された単一側波帯光変調を施す。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、さらに高品質な角度変調を実現できる。
【００２５】
本発明の第６の局面は、第５の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器であって、印加電圧対出力光強度特性において最も出力光強度の小さくなる印加電圧になるように、バイアス電圧が調整されることを特徴とする。
【００２６】
上記第６の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光搬送波が抑圧された光強度変調（または光振幅変調）を施すための光強度変調部としてマッハツエンダー型光変調器を使用し、当該印加電圧対出力光電力特性において、出力光強度が最小となるように当該バイアス電圧を調整する。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００２７】
本発明の第７の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光分岐部から光強度変調部を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第１の光角度変調部を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、略一致することを特徴とする。
【００２８】
上記第７の局面では、光分岐部から光検波器に至る複数の経路の各伝搬時間が、互いに略一致するように設定することにより、高効率な光ホモダイン検波を行う。これにより、雑音特性に優れた高効率の角度変調を安定に実現できる。
【００２９】
本発明の第８の局面は、第７の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、第１および第２の光位相変調器を含むマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
光分岐部から第１の光位相変調器を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第２の光位相変調器を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、一致することを特徴とする。
【００３０】
上記第８の局面では、マッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器を構成する光導波路を含めて、光分岐部から光検波器に至る複数の経路の各伝搬時間が、互いに一致するように設定することにより、高効率な光ホモダイン検波を行う。これにより、雑音特性に優れた高効率の角度変調を安定に実現できる。
【００３１】
本発明の第９の局面は、第８の局面に従属する局面であって、
光分岐部から第１の光位相変調器を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第２の光位相変調器を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第１の光角度変調部を経て光検波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが、一致することを特徴とする。
【００３２】
上記第９の局面では、光分岐部から光検波器に至る複数の経路の各伝搬時間が、互いに一致するように設定することにより、高効率な光ホモダイン検波を行う。これにより、雑音特性に優れた高効率の角度変調を安定に実現できる。
【００３３】
本発明の第１０の局面は、第７の局面に従属する局面であって、
第１の光角度変調部は、光分岐部から光強度変調部を経て光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第１の光角度変調部を経て光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが互いに一致するように、バイアス電圧を調整されることを特徴とする。
【００３４】
上記第１０の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、各分岐光の伝搬遅延量が互いに一致するように、光角度変調部の当該バイアス電圧を調整する。これにより、光源の有する位相雑音成分をより正確に抑圧し、さらに雑音特性に優れた広帯域な角度変調を実現できる。
【００３５】
本発明の第１１の局面は、第７の局面に従属する局面であって、
光分岐部から光強度変調部を経て光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間と、光分岐部から第１の光角度変調部を経て光合波部に至る経路を通過する光の伝搬時間とが互いに一致するように、経路のいずれか一方または双方に挿入される光遅延調整部をさらに備える。
【００３６】
上記第１１の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、各分岐光の当該伝搬遅延量を調整する光遅延調整部を当該各伝搬経路のいずれかの部位に挿入する。これにより、光源の有する位相雑音成分をより正確に抑圧し、さらに雑音特性に優れた広帯域な角度変調を実現できる。
【００４５】
本発明の第１２の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光検波部において、光強度変調信号に含まれる残留した光搬送波成分と光角度変調信号とのホモダイン検波によって発生し、第２の電気信号に対応する低周波成分のレベルが最小となるように、光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える。
【００４６】
上記第１２の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光搬送波を抑圧した光強度変調を行い、他方の分岐光を第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させ、かつ搬送波抑圧光強度変調において残留する光搬送波成分と光角度変調信号とが干渉することによって低周波帯域に発生する不要信号成分が最小となるように、光強度変調条件を調整する。これにより、雑音特性に優れ、かつ波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００４７】
本発明の第１３の局面は、第１２の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
制御部は、低周波成分のレベルが最小となるように、光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする。
【００４８】
上記第１３の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該バイアス電圧を調整することにより、光搬送波成分の抑圧精度を向上させる。これにより、搬送波抑圧光強度変調において残留した光搬送波成分に起因して低周波帯域に発生する不要信号成分を抑圧し、より波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００４９】
本発明の第１４の局面は、第１２の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
制御部は、低周波成分が最小となるように、第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする。
【００５０】
上記第１４の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該２つの入力電気信号間の位相差を調整することにより、光搬送波成分の抑圧精度を向上させる。これにより、搬送波抑圧光強度変調において残留した光搬送波成分に起因して低周波帯域に発生する不要信号成分を抑圧し、より波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００５１】
本発明の第１５の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光検波部において、光強度変調信号に含まれる上下側波帯成分相互間のホモダイン検波によって発生し、第１の電気信号の２倍高調波に相当する周波数２ｆｃの信号成分のレベルが最大となるように、光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える。
【００５２】
上記第１５の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光を第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させ、かつ光強度変調の上下側波帯成分が互いに干渉することによって発生する高調波成分が最大となるように、光強度変調条件を調整する。これにより、雑音特性に優れ、かつ波形歪の少ない高効率な角度変調を実現できる。
【００５３】
本発明の第１６の局面は、第１５の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
制御部は、第１の電気信号の２倍高調波に相当する信号成分のレベルが最大となるように、光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする。
【００５４】
上記第１６の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該バイアス電圧を調整することにより、光強度変調信号における上下側波帯成分、即ち光検波部出力において周波数２ｆｃに発生する成分を上昇させることを介して、角度変調信号のレベルを最大とし、波形歪の少ないより高効率な角度変調を実現できる。
【００５５】
本発明の第１７の局面は、第１５の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
制御部は、第１の電気信号の２倍高調波に相当する信号成分のレベルが最大になるように、第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする。
【００５６】
上記第１７の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該２つの入力電気信号間の位相差を調整することにより、光強度変調信号における上下側波帯成分、即ち光検波部出力において周波数２ｆｃに発生する成分を上昇させることを介して、角度変調信号のレベルを最大とし、波形歪の少ないより高効率な角度変調を実現できる。
【００５７】
本発明の第１８の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部から出力される第１の光信号の一部が分離されて入力され、当該光信号を自乗検波特性によって電気信号に変換して、当該電気信号に含まれる第１の電気信号に相当する周波数ｆｃの信号成分のレベルが最小となるように、光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える。
【００５８】
上記第１８の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光搬送波を抑圧した光強度変調を行い、他方の分岐光を第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させ、かつ光強度変調信号の一部を分離、自乗検波し、当該検波出力において、周波数ｆｃに発生する成分が最小となるように、光強度変調条件を調整する。これにより、雑音特性に優れ、かつ波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００５９】
本発明の第１９の局面は、第１８の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
制御部は、第１の電気信号に相当する信号成分のレベルが最小となるように、光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする。
【００６０】
上記第１９の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該バイアス電圧を調整することにより、光搬送波成分の抑圧精度を向上させる。これにより、搬送波抑圧光強度変調において残留した光搬送波成分を抑圧し、より波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００６１】
本発明の第２０の局面は、第１８の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
制御部は、第１の電気信号に相当する信号成分のレベルが最小となるように、第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする。
【００６２】
上記第２０の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該２つの入力電気信号間の位相差を調整することにより、光搬送波成分の抑圧精度を向上させる。これにより、搬送波抑圧光強度変調において残留した光搬送波成分を抑圧し、より波形歪の少ない高品質の角度変調を実現できる。
【００６３】
本発明の第２１の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部から出力される第１の光信号の一部が分離されて入力され、当該光信号を自乗検波特性によって電気信号に変換して、当該電気信号に含まれる第１の電気信号の２倍高調波に相当する周波数２ｆｃの信号成分のレベルが最大となるように、光強度変調部の動作条件を制御する制御部をさらに備える。
【００６４】
上記第２１の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光を第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させ、かつ光強度変調信号の一部を分離、自乗検波し、当該検波出力において、周波数２ｆｃに発生する成分が最大となるように、光強度変調条件を調整する。これにより、雑音特性に優れた、かつ波形歪の少ない高効率な角度変調を実現できる。
【００６５】
本発明の第２２の局面は、第２１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、マッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、
制御部は、第１の電気信号の２倍高調波に相当する信号成分のレベルが最大となるように、光強度変調部のバイアス電圧を調整することを特徴とする。
【００６６】
上記第２２の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該バイアス電圧を調整することにより、光強度変調信号における上下側波帯成分、即ち光検波部出力において周波数２ｆｃに発生する成分を上昇させることを介して、角度変調信号のレベルを最大とし、波形歪の少ないより高効率な角度変調を実現できる。
【００６７】
本発明の第２３の局面は、第２１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部は、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器であって、入力された第１の電気信号を互いに所定の位相関係となるように分岐して、第１および第２の変調信号として２つの電気信号入力端子へそれぞれ供給し、
制御部は、第１の電気信号の２倍高調波に相当する信号成分のレベルが最大となるように、第１および第２の変調信号間の位相差を調整することを特徴とする。
【００６８】
上記第２３の局面では、光強度変調部として、２つの電気信号入力端子を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器を用い、当該２つの入力電気信号間の位相差を調整することにより、光強度変調信号における上下側波帯成分、即ち光検波部出力において周波数２ｆｃに発生する成分を上昇させることを介して、角度変調信号のレベルを最大とし、波形歪の少ないより高効率な角度変調を実現できる。
【００６９】
本発明の第２４の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光分岐部は、第１および第２の光に加えて、さらに第３の光を分岐出力し、
光合波部は、第１および第２の光信号に加えて、さらに第３の光をも合波し、
光強度変調部から出力される第１の光信号に含まれる光搬送波成分が光合波部において抑圧されるように、第３の光の電力および伝搬遅延量を調整する光搬送波伝搬部をさらに備える。
【００７０】
上記第２４の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、さらに１つの光伝搬経路を追加し、当該伝搬経路を伝搬する光により、光強度変調部から出力される光信号の搬送波を成分を相殺する。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００７１】
本発明の第２５の局面は、第２４の局面に従属する局面であって、
光搬送波伝搬部は、
第１の光信号の位相と逆相関係になるように、第３の光の伝搬遅延量を調整する光位相調整部と、
第１の光信号に含まれる光搬送波成分の電力と同じになるように、第３の光の電力を調整する光強度調整部とを含む。
【００７２】
上記第２５の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、さらに１つの光伝搬経路を追加し、当該伝搬経路を伝搬する光により、光強度変調部から出力される光信号の搬送波を成分を相殺するよう、当該光の位相および強度を調節する。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分の発生を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００７３】
本発明の第２６の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光源から光検波部に至る伝搬経路のいずれかに１つまたは複数が挿入されて、伝搬経路上の光を光増幅する光増幅部をさらに備える。
【００７４】
上記第２６の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光検波部に入力する光信号を光増幅し、当該受信光レベルを上昇させる。これにより、角度変調信号の出力信号レベルを高め、高品質な角度変調を実現できる。
【００７５】
本発明の第２７の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光検波部から出力される電気信号が入力されて、搬送波周波数ｆｃの角度変調信号成分のみを透過出力する透過部をさらに備える。
【００７６】
上記第２７の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、光検波部から出力される信号のうち、所望の角度変調信号のみが出力されるように周波数透過する。これにより、所望の角度変調信号以外の不要成分を抑圧し、高品質な角度変調を実現できる。
【００７７】
本発明の第２８の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
第２の電気信号を２つに分岐する分岐部と、
第１の光角度変調部から出力された第２の光信号に対して、分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部とをさらに備え、
第１の光角度変調部は、分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする。
【００７８】
上記第２８の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号を分岐した一方の信号で光角度変調し、さらに、第２の電気信号を分岐した他方の信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００７９】
本発明の第２９の局面は、第２８の局面に従属する局面であって、
分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間と、分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が第１の光角度変調部を経て第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間とが、互いに一致することを特徴とする。
【００８０】
上記第２９の局面では、２分岐された後、第２の光角度変調部において光信号として再合成される第２の電気信号について、当該２つの伝搬経路の伝搬遅延量が互いに一致するように構成する。これにより、角度変調効率をさらに向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００８１】
本発明の第３０の局面は、第２９の局面に従属する局面であって、
分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間と、分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が第１の光角度変調部を経て第２の光角度変調部に到達するまでの伝搬時間とが互いに一致するように、分岐部から第１または第２の光角度変調部までの信号経路の一方または双方に挿入される遅延調整部をさらに備える。
【００８２】
上記第３０の局面では、２分岐された後、第２の光角度変調部において光信号として再合成される第２の電気信号について、当該２つの伝搬経路の伝搬遅延量が互いに一致するように、遅延調整部によって調整する。これにより、角度変調効率をさらに向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００８３】
本発明の第３１の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
第２の電気信号を２つの周波数帯域に分割する帯域分割部と、
第１の光角度変調部から出力された第２の光信号に対して、帯域分割部から分割出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部とをさらに備え、
第１の光角度変調部は、帯域分割部から分割出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする。
【００８４】
上記第３１の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号を帯域分割した一方の信号で光角度変調し、さらに、第２の電気信号を帯域分割した他方の信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００８５】
本発明の第３２の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
第２の電気信号を互いの位相関係が逆相となるように分岐する逆相分岐部と、
光強度変調部から出力された第１の光信号に対して、逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部とをさらに備え、
第１の光角度変調部は、逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする。
【００８６】
上記第３２の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、さらに、第２の電気信号を逆相分岐した一方の信号で光角度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号を逆相分岐した他方の信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００８７】
本発明の第３３の局面は、第３２の局面に従属する局面であって、
逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が第３の光角度変調部を経て光合波部に到達するまでの伝搬時間と、逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が第１の光角度変調部を経て光合波部に到達するまでの伝搬時間とが、互いに一致することを特徴とする。
【００８８】
上記第３３の局面では、２分岐された後、光合波部で光信号として合成される第２の電気信号について、当該２つの伝搬経路の伝搬遅延量が互いに一致するように構成する。これにより、角度変調効率をさらに向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００８９】
本発明の第３４の局面は、第３３の局面に従属する局面であって、
逆相分岐部から分岐出力された一方の第２の電気信号が第３の光角度変調部を経て光合波部に到達するまでの伝搬時間と、逆相分岐部から分岐出力された他方の第２の電気信号が第１の光角度変調部を経て光合波部に到達するまでの伝搬時間とが互いに一致するように、逆相分岐部から第１または第３の光角度変調部までの信号経路の一方または双方に挿入される遅延調整部をさらに備える。
【００９０】
上記第３４の局面では、２分岐された後、光合波部で光信号として合成される第２の電気信号について、当該２つの伝搬経路の伝搬遅延量が互いに一致するように、遅延調整部によって調整する。これにより、角度変調効率をさらに向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００９１】
本発明の第３５の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
第２の電気信号を２つの周波数帯域に分割する帯域分割部と、
光強度変調部から出力された第１の光信号に対して、帯域分割部から分割出力された一方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部とをさらに備え、
第１の光角度変調部は、帯域分割部から分割出力された他方の第２の電気信号を元信号とした光角度変調を施すことを特徴とする。
【００９２】
上記第３５の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、さらに、第２の電気信号を帯域分割した一方の信号で光角度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号を帯域分割した他方の信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００９３】
本発明の第３６の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
第１の光角度変調部から出力された第２の光信号に対して、第３の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第２の光角度変調部をさらに備え、
第３の電気信号は、変調信号であって、第２の電気信号とは異なる周波数帯域の信号であることを特徴とする。
【００９４】
上記第３６の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号で光角度変調し、さらに、第３の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号および第３の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【００９５】
本発明の第３７の局面は、第１の局面に従属する局面であって、
光強度変調部から出力された第１の光信号に対して、第３の電気信号を元信号とした光角度変調を施して出力する第３の光角度変調部をさらに備え、
第３の電気信号は、変調信号であって、第２の電気信号とは異なる周波数帯域の信号であることを特徴とする。
【００９６】
上記第３７の局面では、同一の光源から出力された２つの光のそれぞれに光強度変調と光角度変調を施した後、自乗検波するホモダイン構成において、一方の分岐光を周波数ｆｃの第１の電気信号で光強度変調し、さらに、第３の電気信号で光角度変調し、他方の分岐光について、第２の電気信号で光角度変調することにより、当該光角度変調スペクトルをダウンコンバートし、第２の電気信号および第３の電気信号を元信号とした角度変調信号を周波数ｆｃに発生させる。これにより、角度変調効率を向上させ、雑音特性に優れた広帯域な角度変調を簡単な構成で実現できる。
【０１０１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る角度変調装置について、図１を用いながら以下に説明する。図１において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７とを備えている。
【０１０２】
次に、本角度変調装置の動作を説明する。光分岐部１０２は、光源１０１から出力された無変調の光を分岐し、第１および第２の光として出力する。第１の光は、光強度変調部１０４へ入力される。光強度変調部１０４は、第１の信号源１０３１から出力された所定周波数ｆｃの第１の電気信号の振幅に応じて、入力された第１の光を光強度変調（または光振幅変調）し、第１の光信号として出力する。
【０１０３】
第２の光は、光角度変調部１０５へ入力される。光角度変調部１０５は、第２の信号源１０３２から出力された第２の電気信号の振幅に応じて、入力された第２の光を光角度変調（光位相変調または光周波数変調）し、第２の光信号として出力する。光合波部１０６は、光強度変調部１０４から出力された第１の光信号と、光角度変調部１０５から出力された第２の光信号とを合波し、出力する。
【０１０４】
光検波部１０７は、自乗検波特性を有するフォトダイオード等で構成される。
したがって、光検波部１０７は、この自乗検波特性によって、光合波部１０６から出力された第１の光信号と第２の光信号とをホモダイン検波し、これらの信号間の差ビート信号を生成して、出力する。当該差ビート信号は、光角度変調部１０５から出力される第２の光信号がダウンコンバートされた角度変調信号であって、その中心周波数はｆｃとなる。
【０１０５】
以上のようにして生成された差ビート信号は、位相雑音が抑圧される。位相雑音とは、周波数のゆらぎである。この位相雑音抑圧効果について、図２を用いながら説明する。図２（ａ）は、光強度変調部１０４から出力される第１の光信号の光スペクトルの一例を示した模式図である。図２（ａ）において、第１の光信号は、所定周波数ｆｃの第１の電気信号を元信号とした、光搬送波が抑圧された単一側波帯の光変調信号である。このような第１の光信号を生成するための光強度変調部１０４の詳細な動作については後述する。この第１の光信号は、光源１０１と同じ位相雑音△νを有する。
【０１０６】
図２（ｂ）は、光角度変調部１０５から出力される第２の光信号の光スペクトルの一例を示した模式図である。図２（ｂ）において、第２の光信号は、第２の電気信号を元信号とした光角度変調信号である。ここで、第２の電気信号は、周波数ｆ１〜ｆｎの帯域に配置された周波数多重信号等であるものとする。この第２の光信号もまた、光源１０１と同じ位相雑音△νを有する。
【０１０７】
前述のように、第１の光信号と第２の光信号とは、光検波部１０７において自乗検波され、差ビート信号となる。図２（ｃ）は、当該差ビート成分の光スペクトルの一例を示した模式図である。当該差ビート成分は、第２の電気信号を元信号とした角度変調信号であって、周波数ｆｃを中心として生成される。
【０１０８】
ここで、第１および第２の光信号は、共に光源１０１と同じ位相雑音△νを有するため、当該差ビート成分である角度変調信号において、両位相雑音が相殺される。すなわち、第１の光信号における周波数が上下に揺らいだとしても、第２の光信号における周波数も全く同様に揺らぐので、これらの信号の周波数差は、周波数の変動にかかわらず常に一定になる。したがって、本角度変調器によれば、雑音特性の良好な角度変調信号を得ることができる。
【０１０９】
次に、以上のような位相雑音抑圧効果の別例について、図３を用いながら説明する。図３（ａ）は、光強度変調部１０４から出力される第１の光信号の光スペクトルの別例を示した模式図である。図３（ａ）において、第１の光信号は、所定周波数ｆｃの第１の電気信号を元信号とした、光搬送波が抑圧された両側波帯の光変調信号である。このような第１の光信号を生成するための光強度変調部１０４の詳細な動作については後述する。この第１の光信号は、上下側波帯共に、光源１０１と同じ位相雑音△νを有する。
【０１１０】
図３（ｂ）は、光角度変調部１０５から出力される第２の光信号の光スペクトルの一例を示した模式図である。図３（ｂ）における第２の光信号は、図２（ｂ）における第２の光信号と同様の光角度変調信号である。また、第１および第２の光信号は、共に光源１０１と同等の位相雑音△νを有するため、当該差ビート成分として光検波部１０７から出力される角度変調信号は、前述と同様に位相雑音が相殺される。図３（ｃ）は、当該差ビート成分の周波数スペクトルの一例を示した模式図である。したがって、本角度変調器によれば、雑音特性の良好な角度変調信号を得ることができる。
【０１１１】
次に、光強度変調部１０４の構造および動作について、詳しく説明する。光強度変調部１０４としては、例えば、図４に示すような２つの変調電極を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器が用いられる。図４において、光源から光強度変調部１０４へ入力された光は、光分割部４０１において２分岐される。２分岐された光は、それぞれ第１および第２の光導波路４０２１および４０２２を導波する。
【０１１２】
第１および第２の変調電極４０４１および４０４２は、それぞれ第１および第２の光導波路４０２１および４０２２に対応して設けられる。これらの電極は、印加電圧の変化に従って、第１および第２の光導波路４０２１および４０２２の屈折率を変化させる。このような変化に伴って、第１および第２の光導波路４０２１および４０２２を導波する光はそれぞれに位相変調され、光位相変調信号として出力される。これらの光位相変調信号は、光結合部４０６において合波される。合波された光は、相互に干渉しあって、光強度変調（または光振幅変調）された第１の光信号として出力される。
【０１１３】
ここで前述の電極に印加される電圧は、図４に示されるように、バイアス電圧（Ｖｂ＃１、Ｖｂ＃２）と、第１および第２の変調信号とによって生成される。
第１および第２の変調信号は、第１および第２の変調信号入力端子４０３１および４０３２を介して、対応する電極にそれぞれ入力される。
【０１１４】
また、第１および第２の変調信号は、第１の信号源１０３１から入力された第１の電気信号が分岐部４０５によって分岐されて生成される。このとき、分岐部４０５は、光位相変調信号それぞれの位相関係が互いに逆相になるように、第１および第２の変調信号の位相差φを設定し、分岐する。このように設定することによって当該光位相変調信号間の位相差が拡大されるので、プッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器は、より効率的な変調を行うことができる。
【０１１５】
さらに、第１の光信号として光搬送波が抑圧された両側波帯の光変調信号を得ようとする場合、バイアス電圧（Ｖｂ＃１、Ｖｂ＃２）は、光位相変調信号間の平均位相差がπになるように設定される。このように位相関係を調整された２つの光位相変調信号は、光結合部４０６において合波されることにより、相互に干渉し合い、光搬送波が抑圧された両側波帯の光変調信号に変換される。
【０１１６】
例えば、文献（“High Capacity Hybrid Fibre-Radio Field Experiments at 60 GHz”, Harald Schmuck et al., Microwave Photonics, Technical Digest, Dec. 1996, pp. 65-68）にも、上述のような光搬送波が抑圧された両側波帯の光変調信号を生成する方法などが詳しく説明されている。
【０１１７】
また、第１の光信号として単一側波帯の光変調信号を得ようとする場合には、第１および第２の変調信号は、それらの位相差がπ／２になるように、すなわち、当該変調信号の一方の位相が他方の位相に対して、π／２だけ進み、またはπ／２だけ遅れるように設定される。さらに、、バイアス電圧（Ｖｂ＃１、Ｖｂ＃２）は、光位相変調信号間の平均位相差がπ／２になるように設定される。このように位相関係を調整された２つの光位相変調信号は、光結合部４０６において合波されることにより、相互に干渉し合い、光搬送波が抑圧された単一側波帯の光変調信号に変換される。
【０１１８】
例えば、文献（"Novel Technique For Generation Of Optical SSB With Carrier Using A Single MZM To Overcome Fiber Chromatic Dispersion", G. H. Smith et al., Microwave Photonics, Post-Deadline Papers Technical Digest, Dec. 1996, pp. 5-8,）にも、その方法などが詳しく説明されている。
【０１１９】
次に、図１における光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成について、図５及び図６を用いながら説明する。
【０１２０】
図５において、本基板は、典型的にはニオブ酸リチウム基板等の結晶基板によって構成され、光源１０１と、光分岐部８０２と、第１の光変調部８００１と、第２の光変調部８００２と、第３の光変調部８００３と、光合波部８０６と、光検波部１０７とを備える。
【０１２１】
なお、図５において、第１および第３の光変調部８００１および８００３は、図１の光強度変調部１０４を構成し、第２の光変調部８００２は、図１の光角度変調部１０５を構成する。また、図５において、図１の第１および第２の信号源１０３１および１０３２は、必ずしも同一の基板上に形成しなくてもよいので、図示されていない。
【０１２２】
図５において、第２の光変調部８００２は、光分岐部８０２と光合波部８０６とを結ぶ直線上にあって、本基板上のほぼ中央に配置される。また、第１および第３の光変調部８００１および８００３は、光分岐部８０２と光合波部８０６とを結ぶ直線に対して線対称の位置に配置される。このように配置されることによって、第１の光信号を形成するための２つの光位相変調信号の伝搬時間は等しくなる。このように配置される理由を、以下に説明する。
【０１２３】
光干渉計の干渉動作を安定的かつ効率的に実現するためには、各光の伝搬時間や偏波状態を安定化する必要がある。ここで、現在一般に入手し得る光デバイス等を用いた最も簡単な光干渉計は、複数の光ファイバを接続することによって構成することができる。しかし、このような構成においては、温度に依存した光ファイバ長の収縮や、光コネクタまたは融着等の接続部分における偏波変動等によって、安定した光干渉が得られない可能性がある。したがって、安定した光干渉が得られるマッハツエンダー干渉計構成の光強度変調器を用いることが好ましい。しかし、このような構成においては、光強度変調信号を形成するための２つの光位相変調信号の伝搬時間を正しく一致させる必要がある。さらに、光検波部１０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より正確に抑圧するためには、光強度変調信号と干渉する光角度変調信号の伝搬時間をも等しくすることが望ましい。
【０１２４】
そこで、図５においては、光源１０１から各光変調部等を経て光検波部１０７に至る各経路を同一基板上に形成する。このことにより、各光信号の伝搬時間や偏波状態の揺らぎを低減し、かつ、各伝搬時間を略一致させて、安定的かつ効率的な光干渉動作を行うことができる。
【０１２５】
また、第１および第３の光変調部８００１および８００３は、線対称の位置に配置される。このことによって、第１の光信号を形成するための２つの光位相変調信号の伝搬時間を正確に一致させて、効率的な光強度変調を行うことができる。
【０１２６】
なお、図５に示されるように、光強度変調部を経由する場合と光角度変調部を経由する場合とにおける伝搬時間には、若干の差が生じるため、光検波部１０７から出力される角度変調信号における位相雑音の抑圧効果は低下することになる。しかし、各ブロックを小型に作製することによって、効果の低下は実用上問題ないレベルに抑えられる。
【０１２７】
また、光角度変調部１０５は、バイアス電圧を変更すれば、その伝搬遅延量が変化する。したがって、光強度変調部を経由する場合と光角度変調部を経由する場合とにおける伝搬時間を一致させるために、光角度変調部１０５におけるバイアス電圧を調整してもよい。
【０１２８】
次に、図１における光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する別の構成について、図６を用いながら説明する。図６において、本基板は、光源１０１と、光分岐部９０２と、第１の光変調部９００１と、第２の光変調部９００２と、第３の光変調部９００３と、光合波部９０６と、光検波部１０７とを備える。図６における各部の動作は、前述した図５の場合と同様であるが、光分岐部９０２、第１、第２および第３の光変調部９００１、９００２および９００３、光合波部９０６の配置が、図５の光分岐部８０２、第１、第２および第３の光変調部８００１、８００２および８００３、光合波部８０６の配置とは異なっている。
【０１２９】
ここで、前述したように、光干渉計において、安定的かつ効率的な干渉動作を実現するためには、各光の伝搬時間や偏波状態を安定化する必要がある。また、角度変調信号の位相雑音の抑圧効果をより効率的に実現するためには、光強度変調信号と光角度変調信号の伝搬時間を、正確に一致させることが望ましい。
【０１３０】
そこで、図６に示されるように、光源１０１から各光変調部等を経て光検波部１０７に至る各経路を同一基板上に形成することにより、各光信号の伝搬時間や偏波状態の揺らぎを低減する。さらに、光分岐部９０２および光合波部９０６を、図６に示されるように複数の分岐点および合波点に分けて構成することにより、全ての経路を通過する光の伝搬時間を一致させる。このような構成により、光強度変調部における２つの光位相変調信号の伝搬時間を一致させながら、光強度変調信号と光角度変調信号との伝搬時間をも正しく一致させることができる。したがって、本基板の構成によれば、光強度変調の高い効率と、光検波部１０７から出力される角度変調信号における高い位相雑音の抑圧効果とを両立させることができる。
【０１３１】
なお、以上の構成は、光源から光検波部に至る光デバイスおよび光導波路等の全てのブロックを同一基板上に形成するものである。しかし、全てのブロックを同一基板上に形成する必要は必ずしもない。したがって、要求される角度変調の性能や品質等に応じて、複数の基板上に分割して構成してもよいし、あるいは光ファイバ等によって接続してもよい。
【０１３２】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図７において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、制御部１０８とを備えている。本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置に対して、さらに制御部１０８を付加して構成される。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についても同様であるので、説明を省略する。以下、制御部１０８の動作について説明する。
【０１３３】
制御部１０８は、光検波部１０７から出力される角度変調信号を検出し、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。第１の調整形態として、当該動作条件の調整は、光検波部１０７から出力される角度変調信号のレベルが最大となるように行われる。第２の調整形態として、当該動作条件の調整は、光検波部１０７から出力され、低周波帯において第２の電気信号と同様のスペクトルを有する不要成分のレベルが最小となるように行われる。第３の調整形態として、当該動作条件の調整は、光検波部１０７から出力される第１の電気信号の２倍高調波（以下、２ＨＤと呼ぶ）成分のレベルが最大となるように行われる。まず、第１の調整形態から説明する。
【０１３４】
前述したように、光強度変調部１０４は、典型的には一般的なマッハツエンダー干渉計構成の光変調器が用いられる。この構成の光強度変調器は、バイアス電圧に依存して当該変調効率が変化する。そこで、制御部１０８は、光検波部１０７から出力される図２（ｃ）に示されるような角度変調信号を検出する。そして、制御部１０８は、当該角度変調信号のレベルが最大になるように、光強度変調部１０４のバイアス電圧を最適に調整する。
【０１３５】
前述したように、第１の実施形態に係る角度変調装置は、光強度変調部１０４のバイアス電圧が予め最適な状態に調整されることを前提にしている。しかし、時間の経過によって各種条件が変化するにつれ、最適な状態は変動する可能性がある。そこで、本実施形態に係る角度変調装置は、制御部１０８によるフィードバック制御で常に最適な状態に保つことができる。したがって、本角度変調装置は、より効率的な角度変調を行うことができる。
【０１３６】
次に、制御部１０８における第２の調整形態について説明する。前述したように、光強度変調部１０４は、その設定精度に起因して、理論的に要求される前述した２つの光位相変調信号の位相差などの動作条件を実際には実現することができない場合がある。その場合には、光強度変調部１０４からの出力光信号に光搬送波成分が残留することがある。図８（ａ）は、光強度変調部１０４から出力される両側波帯の光変調信号に光搬送波成分が残留する場合の光スペクトラムを示した模式図である。
【０１３７】
この光変調信号は、光角度変調部１０５から出力される光角度変調信号と合波される。図８（ｂ）は、光角度変調部１０５から出力される光角度変調信号の光スペクトラムを示した模式図である。
【０１３８】
光検波部１０７は、この合波された光信号を検波するが、残留する光搬送波成分と光角度変調信号の積の成分が生じることになる。したがって、光検波部１０７が出力する信号には、低周波帯域において、第２の電気信号と同様のスペクトルを有する不要成分（以下、残留ＡＭ成分と呼ぶ）が含まれることになる。図８（ｃ）は、光検波部１０７から出力される信号の周波数スペクトラムを示した模式図である。この残留ＡＭ成分は、光検波部１０７から出力される所望の角度変調信号と干渉して信号品質を劣化させる。
【０１３９】
そこで、制御部１０８は、光検波部１０７から出力される残留ＡＭ成分を低周波帯において検出し、当該レベルが最小になるように、前記光強度変調部１０４の動作条件を調整する。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。したがって、本角度変調装置は、より効率的な角度変調を行うことができる。
【０１４０】
なお、前述のような制御部１０８における第１および第２の調整形態は、光強度変調部１０４から出力される光信号が両側波帯の光変調信号である場合を例に説明した。しかし、当該信号が単一側波帯の光変調信号であっても同様に制御することができることは言うまでもない。
【０１４１】
最後に、制御部１０８における第３の調整形態について説明する。ここで、光強度変調部１０４が光搬送波を抑圧された両側波帯変調を施す場合において、光検波部１０７は、角度変調信号の他に、当該角度変調信号の中心周波数ｆｃの２倍の周波数（２ｆｃ）に線スペクトル成分を生成する。この成分は、図９（ａ）に示されるような光強度変調信号における上下側波帯成分間で生じる差ビート成分である。さらに、この成分は、第１の電気信号の２倍高調波（２ＨＤ）成分に相当する。また、この成分のレベルは、図９（ｂ）に示されるような角度変調信号のレベルにほぼ比例する。図９（ｃ）は、このような光検波部１０７からの出力信号の周波数スペクトラムを示した模式図である。
【０１４２】
制御部１０８は、光検波部１０７から出力される２ＨＤ成分を検出し、当該レベルが最大になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。したがって、本角度変調装置は、より効率的な角度変調を行うことができる。
【０１４３】
以上説明したように、本実施形態に係る角度変調装置によれば、同一の光源から出力された光を元にして、これを光強度変調した信号と光角度変調した信号とをホモダイン検波し、さらに光強度変調条件を最適に制御する。このことによって、本角度変調装置は、光源の位相雑音に関係なく、また経時的な変化に対応して、雑音特性の良好な角度変調信号を効率的に生成することができる。
【０１４４】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１０において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、制御部６０８とを備える。本角度変調装置は、第２の実施形態に係る角度変調装置と比較して、図１の制御部１０８に対応する制御部６０８の挿入位置および接続関係が異なる。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についても同様であるので、説明を省略する。以下、制御部６０８の動作について説明する。
【０１４５】
制御部６０８は、光強度変調部１０４から出力された光強度変調信号の一部が分離され、入力されて、これを自乗検波する。制御部６０８は、この自乗検波された信号から所定の線スペクトル成分を検出し、当該成分のレベルが最小になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。
【０１４６】
第１の調整形態として、制御部６０８は、周波数ｆｃの線スペクトル成分を検出し、当該成分のレベルが最小になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。第２の調整形態として、制御部６０８は、周波数２ｆｃの線スペクトル成分を検出し、当該成分のレベルが最小になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。まず、第１の調整形態について説明する。
【０１４７】
前述したように、光強度変調部１０４は、光搬送波を抑圧された両側波帯の光変調信号を出力する場合に、出力光信号中に光搬送波成分が残留する場合がある。図１１（ａ）は、両側波帯の光変調信号における光スペクトルの一例を示した模式図である。ここで、このような信号を入力された制御部６０８が自乗検波した出力信号には、残留した光搬送波成分と側波帯成分との差ビート成分として、周波数ｆｃの線スペクトル成分が含まれる。図１１（ｂ）は、制御部６０８において自乗検波された信号の周波数スペクトルの一例を示した模式図である。図１１（ｂ）に示されるように、残留した光搬送波成分と両側波帯成分との周波数差はｆｃであるので、周波数ｆｃにおいて線スペクトル成分が発生することになるが、このことは、光強度変調部１０４が光搬送波を抑圧された単一側波帯の光変調信号を出力する場合であっても同様である。
【０１４８】
図１１（ｂ）に示される周波数ｆｃの線スペクトル成分のレベルは、光強度変調信号における残留した光搬送波のレベルに比例する。そこで、制御部６０８は、この線スペクトル成分を検出し、当該レベルが最小になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。そうすれば、本実施形態に係る角度変調装置は、より効率的な角度変調を行うことができる。
【０１４９】
次に、第２の調整形態について説明する。光強度変調部１０４が光搬送波を抑圧された両側波帯の光変調信号を出力する場合において、図１１（ｂ）に示されるように、制御部６０８が自乗検波した出力信号には、周波数ｆｃの線スペクトル成分とともに、周波数２ｆｃの線スペクトル成分が含まれる。なぜなら、光強度変調信号の上下の側波帯成分は、それらの間の差ビート成分として、その周波数差にあたる周波数２ｆｃの線スペクトル成分（２ＨＤ成分）を発生させるからである。
【０１５０】
図１１（ｂ）に示される周波数２ｆｃの線スペクトル成分のレベルは、光強度変調信号における残留した光搬送波のレベルに反比例する。そこで、制御部６０８は、この周波数２ｆｃの線スペクトル成分を検出し、当該レベルが最大になるように、光強度変調部１０４の動作条件を調整する。そうすれば、本実施形態に係る角度変調装置は、より効率的な角度変調を行うことができる。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態に係る角度変調装置は、同一の光源から出力された光を元として、これを光強度変調した信号と光角度変調した信号とをホモダイン検波し、光強度変調信号の一部を分離、検出することによって、より簡易な構成で、雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０１５２】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１２において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、光遅延調整部４０８とを備えている。
【０１５３】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についてもほぼ同様であるので、説明を省略する。本角度変調装置は、光角度変調部１０５と光合波部１０６との間に、光遅延調整部４０８が挿入されている点が異なる。
【０１５４】
この光遅延調整部４０８は、光角度変調部１０５から出力される第２の光信号の伝搬遅延量を調整する。当該遅延量は、光分岐部１０２において２分岐され、光合波部１０６において再合波される第１および第２の光信号の伝搬遅延量を互いに正確に一致させるように調整する。そのことによって、光検波部１０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より理想に近い状態で正確に相殺することができる。したがって、本角度変調装置は、雑音特性の良好な角度変調信号を出力することができる。
【０１５５】
なお、光遅延調整部４０８は、第１および第２の光信号の伝搬遅延量を互いに一致させるように設けられるのであるから、光分岐部１０２から光合波部１０６に至る第２の光信号の伝搬経路のいずれの部位に挿入してもよい。したがって、図１２における光遅延調整部４０８の挿入位置は例示に過ぎず、第１および第２の光信号の一方ないし双方の伝搬経路におけるいずれの部位に挿入してもよい。
【０１５６】
また、前述したように、光強度変調部１０４は、その設定精度に起因して、理論的に要求される前述した２つの光位相変調信号の位相差を実際には生成することができない場合がある。そこで、前述した第２の実施形態または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置は、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１５７】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１３において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、光搬送波伝搬部５０９とを備えている。
【０１５８】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についてもほぼ同様であるので、説明を省略する。しかし、本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置に加えて、さらに光搬送波伝搬部５０９が設けられている点が異なる。以下、異なる点を説明する。
【０１５９】
図１３において、光分岐部１０２は、第１および第２の光に加えて、第３の光を分岐、出力する。光搬送波伝搬部５０９は、当該第３の光が入力されて、そのレベルおよび伝搬遅延量を調整し、出力する。光合波部１０６は、光搬送波伝搬部５０９から出力された光を第１および第２の光信号と共に合波し、出力する。
【０１６０】
ここで、前述のように、光強度変調部１０４が出力する信号には、図８（ａ）に示されるような光搬送波成分が残留する場合がある。この残留した光搬送波成分は、ベースバンド（低周波）帯域に不要な残留ＡＭ成分を発生させる。この残留ＡＭ成分は、光検波部１０７から出力される所望の角度変調信号と干渉して信号品質を劣化させる。
【０１６１】
そこで、図１３において、光分岐部１０２は、第３の光として、無変調光（光搬送波に相当する光）を分岐、出力する。光搬送波伝搬部５０９は、当該光を入力されて、当該光の伝搬遅延量および光レベルを調整する。
【０１６２】
図１４は、光搬送波伝搬部５０９の詳細な構成を示したブロック図である。図１４において、光搬送波伝搬部５０９は、光位相調整部５０９１と光強度調整部５０９２とを含む。
【０１６３】
光位相調整部５０９１は、入力された第３の光の位相が第１の光信号の位相と光合波部１０６において逆相になるように、第３の光の伝搬遅延量を調整する。
光強度調整部５０９２は、当該伝搬遅延量を調整された光のレベルが光合波部１０６において第１の光信号の残留した光搬送波成分のレベルと同じになるように、その光レベルを調整する。このように伝搬遅延量および光レベルが調整された光は、光合波部１０６によって第１の光信号と合波される。
【０１６４】
ここで、当該光は、第１の光信号の残留した光搬送波成分と同じ大きさでかつ逆相となるように調整されている。したがって、本角度変調装置は、第１の光信号に光搬送波成分が残留する場合であっても、これを正確に相殺、抑圧して、不要成分の少ない角度変調信号を得ることができる。
【０１６５】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１６６】
（第６の実施形態）
図１５は、本発明の第６の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１５において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、透過部７１０とを備えている。
【０１６７】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についてもほぼ同様であるので、説明を省略する。しかし、本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置に加えて、さらに透過部７１０が設けられている点が異なる。以下、異なる点を説明する。
【０１６８】
透過部７１０は、光検波部１０７から出力される電気信号に対して、所望の角度変調信号のみを透過させ、不要な信号成分を抑圧するように機能するフィルタによって構成される。
【０１６９】
光強度変調部１０４は、当該変調特性（入力電圧対出力光電力特性）の非線形性に起因して、第１の光信号において高調波スペクトル（側帯波）を発生させることがある。この高調波スペクトルが第２の光信号と干渉すると、光検波部１０７から出力される電気信号は、周波数ｎ×ｆｃ（ｎは、自然数）に高調波成分が生じる。図１６は、当該高調波成分のうち、周波数２×ｆｃに生じる２次高調波成分を周波数スペクトラムで示した図である。このような高調波は、所望の角度変調信号に対する妨害成分となる場合がある。
【０１７０】
そこで、透過部７１０は、光検波部１０７から出力される電気信号について、所望の角度変調信号に相当する周波数帯域のみを透過させる。このことにより、本角度変調装置は、品質の良好な角度変調信号を得ることができる。
【０１７１】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１７２】
（第７の実施形態）
図１７は、本発明の第７の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１７において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、光増幅部９１１とを備えている。
【０１７３】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成についてもほぼ同様であるので、説明を省略する。しかし、本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置に加えて、さらに光増幅部９１１が設けられている点が異なる。以下、異なる点を説明する。
【０１７４】
図１７において、光増幅部９１１は、光合波部１０６と光検波部１０７との間に挿入される。光増幅部９１１は、光合波部１０６から出力される光信号を光増幅した後、光検波部１０７へ入力する。これにより、光検波部１０７から出力される角度変調信号の信号レベルが高められるので、本角度変調装置は、品質の良好な位相変調信号を得ることができる。なお、光増幅部９１１は、光源１０１から光検波部１０７に至る光伝搬経路のいずれの部位に挿入してもよい。
【０１７５】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１７６】
（第８の実施形態）
図１８は、本発明の第８の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１８において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、分岐部１０１２と、遅延調整部１０１３と、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２とを備える。
【０１７７】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置における光角度変調部１０５に替えて、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２が設けられ、さらに分岐部１０１２と、遅延調整部１０１３とが設けられている点が異なる。
【０１７８】
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成については、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。ただし、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２は、図５においては第２の光変調部８００２の位置に、図６においては第１の光変調部９００１の位置に、それぞれ縦列に配置される。
【０１７９】
次に、図１８に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第１の実施形態に準ずるため、相違点のみを以下に説明する。図１８において、分岐部１０１２は、第２の信号源１０３２から出力された第２の電気信号を分岐し、出力する。もちろん、出力された２つの第２の電気信号は、ともに同一の位相および周波数を有する。例えば、これらの信号は、周波数ｆ１〜ｆｎの帯域に配置された周波数多重信号である。
【０１８０】
第１の光角度変調部１０５１は、光分岐部１０２から出力された第２の光が入力され、分岐部１０１２から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号として、入力された第２の光に対して光角度変調を施し、出力する。第２の光角度変調部１０５２は、第１の光角度変調部１０５１から出力された光信号が入力され、遅延調整部１０１３によって伝搬遅延量を調整された他方の第２の電気信号を元信号として、入力された光信号に対して光角度変調を施し、第２の光信号として出力する。
【０１８１】
ここで、遅延調整部１０１３は、分岐部１０１２から出力された一方の第２の電気信号が、第１の光角度変調部１０５１を経て、光信号として第２の光角度変調部１０５２に到達するまでの伝搬遅延量と、分岐部１０１２から出力された他方の第２の電気信号が、遅延調整部１０１３を介して、第２の光角度変調部１０５２に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するように当該伝搬遅延量を調整する。
【０１８２】
以上のように、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２が縦続して接続される理由、および遅延調整部１０１３が設けられた理由について、以下に詳説する。
【０１８３】
一般に、光角度変調部には、電気光学定数の大きな電気光学結晶（例えば、ニオブ酸リチウム等）の基板に光導波路を拡散したものを用いることが多い。しかし、このような光変調器は、変調効率、すなわち入力信号電圧に対する光位相または光周波数の変化率が低い。したがって、このような光変調器は、変調信号として大きな電圧振幅（具体的には、数ボルトｐ−ｐ以上）を必要とする。
【０１８４】
にもかかわらず、光変調器へ供給するための変調信号を増幅する電気増幅器は、容易にその性能を改善することが難しく、当該飽和出力レベルが制限されてしまう。そのため、光変調器を駆動するための電気増幅器における飽和出力レベルの限界が、光変調器の変調率の限界となる場合が多い。
【０１８５】
そこで、前述のように、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２を縦続して接続し、第２の電気信号を分岐して、それぞれ電気増幅等の信号処理の後、対応する光角度変調部に供給する。このような構成により、光変調器を駆動するための電気増幅器の負担を軽減して、より効率的に、位相（ないし周波数）偏移量の大きな光角度変調を可能にする。したがって、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０１８６】
また、遅延調整部１０１３は、前述のように、第１の光角度変調部１０５１を介して、第２の光角度変調部１０５２に至る信号の伝搬遅延量と、遅延調整部１０１３を介して、第２の光角度変調部１０５２に至る信号の伝搬遅延量とが、互いに一致するように伝搬遅延量を調整する。このことにより、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２において、第２の電気信号によるそれぞれの光角度変調の位相状態を正確に一致させることができる。したがって、本角度変調装置は、より効率の高い光角度変調を可能とし、より雑音特性に優れた角度変調信号を生成することができる。
【０１８７】
なお、遅延調整部１０１３は、前述の２つの信号の伝搬遅延量を一致させるためのものであるから、分岐部１０１２と第１の光角度変調部１０５１との間に挿入されてもよい。したがって、遅延調整部１０１３は、分岐部１０１２と第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２との間の一方または双方に挿入されてもよい。また、必要に応じて、遅延調整部１０１３は、省略されてもよい。
【０１８８】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１８９】
（第９の実施形態）
図１９は、本発明の第９の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図１９において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、帯域分割部１１１２と、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２とを備える。
【０１９０】
本角度変調装置は、第８の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第８の実施形態に係る角度変調装置における分岐部１０１２に替えて、帯域分割部１１１２が設けられ、さらに遅延調整部１０１３が省略されている点が異なる。
【０１９１】
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成については、第８の実施形態に係る角度変調装置の構成と同様である。
【０１９２】
次に、図１９に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第８の実施形態に準ずるため、相違点のみを以下に説明する。図１９において、帯域分割部１１１２は、第２の信号源１０３２から出力された第２の電気信号を周波数帯域別に分割し、出力する。例えば、帯域分割部１１１２は、周波数ｆ１〜ｆｎの帯域に配置された周波数多重信号である第２の電気信号を、周波数ｆ１〜ｆｂ（但し、ｆ１＜ｆｂ＜ｆｎ）の帯域に配置された第１の周波数多重信号と、周波数ｆｂ＋１〜ｆｎの帯域に配置された第２の周波数多重信号とに分割する。
【０１９３】
第１の光角度変調部１０５１は、光分岐部１０２から出力された第２の光が入力され、帯域分割部１１１２から出力された第１の周波数多重信号を元信号として、入力された第２の光に対して光角度変調を施し、出力する。第２の光角度変調部１０５２は、第１の光角度変調部１０５１から出力された光信号が入力され、帯域分割部１１１２から出力された第２の周波数多重信号を元信号として、入力された光信号に対して光角度変調を施し、第２の光信号として出力する。
【０１９４】
次に、以上のような帯域分割部１１１２が設けられる理由について説明する。
前述の第８の実施形態において説明したように、光変調器として一般的に用いられる電気光学結晶による光変調器は、変調効率が低く、また、電気増幅器の飽和出力レベルについても制限がある。そのため、必要とされる位相（ないし周波数）偏移量を充分に確保することが難しい。しかし、一般的に、電気増幅器の飽和出力レベルは、増幅しようとする信号の周波数帯域幅が狭いほど大きくなる傾向がある。
【０１９５】
そこで、前述のように、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２を縦続して接続し、第２の電気信号を所定の周波数帯別に分割して、それぞれ電気増幅等の信号処理の後、対応する光角度変調部に供給する。このような構成により、光変調器を駆動するための電気増幅器の出力を増大して、より効率的に、位相（ないし周波数）偏移量の大きな光角度変調を可能にする。したがって、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０１９６】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０１９７】
（第１０の実施形態）
図２０は、本発明の第１０の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図２０において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、逆相分岐部１２１２と、遅延調整部１０１３と、第１および第３の光角度変調部１０５１および１０５３とを備える。
【０１９８】
本角度変調装置は、第８の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第８の実施形態に係る角度変調装置における分岐部１０１２に替えて、逆相分岐部１２１２が設けられ、また、第２の光角度変調部１０５２が省略されて、光強度変調部１０４と光合波部１０６との間に新たに第３の光角度変調部１０５３が設けられている点が異なる。
【０１９９】
次に、図２０に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第８の実施形態に準ずるため、相違点のみを以下に説明する。図２０において、逆相分岐部１２１２は、第２の信号源１０３２から出力された第２の電気信号を分岐し、かつ分岐された信号の位相関係が互いに逆相になるように出力する。
【０２００】
第１の光角度変調部１０５１は、光分岐部１０２から出力された第２の光が入力され、逆相分岐部１２１２から分岐出力された一方の第２の電気信号を元信号として、入力された第２の光に対して光角度変調を施し、第１の光信号として出力する。第３の光角度変調部１０５３は、光強度変調部１０４から出力された光信号が入力され、逆相分岐部１２１２から分岐出力され、遅延調整部１０１３から出力された電気信号を元信号として、入力された光信号に対して光角度変調を施し、第２の光信号として出力する。
【０２０１】
ここで、遅延調整部１０１３は、逆相分岐部１２１２から出力された一方の第２の電気信号が、第１の光角度変調部１０５１を経て、光信号として光合波部１０６に到達するまでの伝搬遅延量と、逆相分岐部１２１２から出力された他方の第２の電気信号が、遅延調整部１０１３および第３の光角度変調部１０５３を介して、光合波部１０６に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するように伝搬遅延量を調整する。
【０２０２】
次に、以上のような第３の光角度変調部１０５３が設けられる理由について説明する。前述の第８の実施形態において説明したように、光変調器として一般的に用いられる電気光学結晶による光変調器は、変調効率が低く、また、電気増幅器の飽和出力レベルについても制限がある。そのため、必要とされる位相（ないし周波数）偏移量を充分に確保することが難しい。そこで、第８の実施形態においては、光角度変調部をさらに追加して縦列に接続したが、本実施形態においては、追加した光角度変調部を光強度変調部１０４と縦続に接続する。そして、第２の電気信号は、逆相分岐部１２１２によって逆相に分岐されて、それぞれ電気増幅等の信号処理の後、各光角度変調部に供給される。このことにより、光変調器駆動用の電気増幅器の負担が軽減され、より効率的に、位相（周波数）偏移量の大きな光角度変調が可能になる。したがって、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０２０３】
なお、第３の光角度変調部１０５３が第１の光信号に及ぼす光角度変調の位相偏移は、第１の光角度変調部１０５１が第２の光信号に及ぼす光角度変調の位相偏移に対して逆相の関係にある。したがって、逆相分岐部１２１２は、当該位相関係が逆相になるように、第２の電気信号を分岐する。このように分岐することによって、光合波部１０６で合波され、光検波部１０７へ入力される第１および第２の光信号のそれぞれの光角度の偏移を同相にすることができる。したがって、このような構成によれば、光検波部１０７から出力される角度変調信号の位相偏移量をより効率良く増大させることができる。
【０２０４】
また、遅延調整部１０１３は、前述のように伝搬遅延量を調整して、第１および第３の光角度変調部１０５１および１０５３における光角度変調の位相状態を正確に一致させる。したがって、遅延調整部１０１３は、逆相分岐部１２１２と第１および第３の光角度変調部１０５１および１０５３との間の一方または双方に挿入されてもよい。さらに、必要に応じて、遅延調整部１０１３は、省略されてもよい。
【０２０５】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０２０６】
（第１１の実施形態）
図２１は、本発明の第１１の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図２１において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１および第２の信号源１０３１および１０３２と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、帯域分割部１１１２と、第１および第３の光角度変調部１０５１および１０５３とを備える。
【０２０７】
本角度変調装置は、第９の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第９の実施形態に係る角度変調装置における第２の光角度変調部１０５２に替えて、第３の光角度変調部１０５３が設けられる点が異なる。
【０２０８】
次に、図２１に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第９の実施形態に準ずるが、第２の光角度変調部１０５２に替えて、第３の光角度変調部１０５３が設けられる点は、前述の第１０の実施形態に準ずる。すなわち、前述の第９の実施形態においては、光角度変調部をさらに追加して縦列に接続したが、本実施形態においては、前述の第１０の実施形態と同様に、追加した光角度変調部を光強度変調部１０４と縦続に接続する。
【０２０９】
このように、第９の実施形態と同様に、帯域分割部１１１２によって第２の電気信号を所定の周波数帯別に分割して、それぞれ電気増幅等の信号処理の後、対応する光角度変調部に供給する。このような構成により、光変調器を駆動するための電気増幅器の出力を増大して、より効率的に、位相（ないし周波数）偏移量の大きな光角度変調を可能にする。したがって、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０２１０】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０２１１】
以上説明したように、第８から第１１までの各実施形態に係る角度変調装置は、光変調器の駆動用電気増幅器の性能に依存せず、効率的な光変調を施して、より偏移量の大きな雑音特性に優れた角度変調信号を生成することができる。
【０２１２】
（第１２の実施形態）
図２２は、本発明の第１２の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図２２において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１，第２および第３の信号源１０３１，１０３２および１４３３と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、第１および第２の光角度変調部１０５１および１０５２とを備える。
【０２１３】
本角度変調装置は、第９の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第９の実施形態に係る角度変調装置における帯域分割部１１１２が省略されて、第３の信号源１４３３が新たに設けられる点が異なる。
【０２１４】
また、光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成については、第９の実施形態に係る角度変調装置の構成と同様である。
【０２１５】
次に、図２２に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第９の実施形態に準ずるが、第２の信号源１０３２から出力される第２の電気信号を所定の周波数帯域別に分割するのではなく、第２の信号源１０３２から出力される第２の電気信号および第３の信号源１４３３から出力される第３の電気信号のそれぞれの周波数帯域が初めから異なるように設定する。例えば、第２の電気信号は、周波数ｆ１〜ｆｂ（但し、ｆ１＜ｆｂ＜ｆｎ）の帯域に配置された周波数多重信号であり、第３の電気信号は、周波数ｆｂ＋１〜ｆｎの帯域に配置された周波数多重信号であるものとする。
【０２１６】
このように、第２および第３の信号源１０３２および１４３３から出力される第２および第３の電気信号の周波数帯域を予め異なるように設定しておけば、帯域分割部１１１２を省略することができる。また、実際にも、光角度変調部に供給される変調信号は、異なる周波数帯域を有する２つの信号として装置外部から供給されることがある。したがって、本角度変調装置は、このような２つの信号をそのまま対応する光角度変調部へ供給することによって、簡易な構成で、前述の第９の実施形態に係る角度変調装置と同様に光変調器駆動用の電気増幅器の負担を軽減し、より効率的に、位相（周波数）偏移量の大きな光角度変調を可能にする。これにより、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０２１７】
また、信号源の数がさらに増大した場合においても、これに対応する光角度変調部を追加、挿入すればよいので、本角度変調装置は、他の構成部を変更することなく、容易かつ柔軟に信号源の数の増加に対応することができる。
【０２１８】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０２１９】
（第１３の実施形態）
図２３は、本発明の第１３の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図２３において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第１，第２および第３の信号源１０３１，１０３２および１０３３と、光強度変調部１０４と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、第１および第３の光角度変調部１０５１および１０５３とを備える。
【０２２０】
本角度変調装置は、第１１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。ただし、本角度変調装置は、第１１の実施形態に係る角度変調装置における帯域分割部１１１２が省略されて、第３の信号源１０３３が新たに設けられる点が異なる。また、本角度変調装置は、前述の第１２の実施形態に係る角度変調装置と比較すれば、第３の光角度変調部１０５３が挿入される位置が異なる。
【０２２１】
次に、図２３に示す本角度変調装置の動作について説明する。本実施形態の構成は、前述の第１１の実施形態に準ずるが、第２の信号源１０３２から出力される第２の電気信号を所定の周波数帯域別に分割するのではなく、第２の信号源１０３２から出力される第２の電気信号および第３の信号源１０３３から出力される第３の電気信号のそれぞれの周波数帯域が初めから異なるように設定する。例えば、前述の第１２の実施形態と同様に、第２の電気信号は、周波数ｆ１〜ｆｂ（但し、ｆ１＜ｆｂ＜ｆｎ）の帯域に配置された周波数多重信号であり、第３の電気信号は、周波数ｆｂ＋１〜ｆｎの帯域に配置された周波数多重信号であるものとする。
【０２２２】
このように、本角度変調装置は、前述の第１２の実施形態に係る角度変調装置と同様に、周波数帯域の異なる２つの信号をそのまま対応する光角度変調部へ供給することによって、簡易な構成で、前述の第９の実施形態に係る角度変調装置と同様に光変調器駆動用の電気増幅器の負担を軽減し、より効率的に、位相（周波数）偏移量の大きな光角度変調を可能にする。これにより、本角度変調装置は、より雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０２２３】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【０２２４】
（第１４の実施形態）
図２４は、本発明の第１４の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。図２４において、本角度変調装置は、光源１０１と、光分岐部１０２と、第２の信号源１０３２と、光合波部１０６と、光検波部１０７と、光周波数シフタ１６１４とを備える。
【０２２５】
本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置の構成とほぼ同様である。したがって、同一の構成部については同一の符号を付して説明を省略する。
ただし、本角度変調装置は、第１の実施形態に係る角度変調装置における第１の信号源１０３１および光強度変調部１０４に替えて、光周波数シフタ１６１４が新たに設けられる点が異なる。以下、異なる点について説明する。
【０２２６】
図２４において、光周波数シフタ１６１４は、光分岐部１０２から出力された第１の光が入力されて、当該光周波数を所定量ｆｃだけシフトし、第１の光信号として出力する。
【０２２７】
このような構成における角度変調信号の位相雑音抑圧効果について、図２５を用いながら説明する。図２５（ａ）は、光周波数シフタ１６１４から出力される第１の光信号の光スペクトルを示した模式図である。図２５（ａ）に示されるように、光周波数シフタ１６１４から出力される第１の光信号は、光分岐部１０２から分岐出力された第１の光（即ち、光源１０１から出力された光）と同じ位相雑音△νを有する。なぜなら、第１の光信号は、第１の光の光周波数のみをｆｃだけそのままシフトした光信号だからである。
【０２２８】
図２５（ｂ）は、光角度変調部１０５から出力される第２の光信号の光スペクトルを示した模式図である。図２５（ｂ）に示されるように、第２の光信号は、図２（ｂ）に示される場合と同様の光角度変調信号となる。したがって、第１および第２の光信号は、共に光源１０１と同等の位相雑音△νを有するため、図２（ｃ）に示される場合と同様に、当該差ビート成分である角度変調信号では、両位相雑音が相殺される。図２５（ｃ）は、このようにして光検波部１０７から出力される角度変調信号の周波数スペクトラムを示した模式図である。
【０２２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、同一の光源から出力された光を元に、当該光を光周波数シフトさせた信号と、当該光を光角度変調した信号とをホモダイン検波することによって、光源の位相雑音に関係なく、雑音特性の良好な角度変調信号を生成することができる。
【０２３０】
なお、前述した第２または第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置には、制御部１０８または６０８がさらに設けられて、光強度変調部１０４の動作条件を調整するように構成してもよい。そうすれば、光強度変調部１０４は、理論的に要求される前述した位相差に近い位相差を有する２つの光位相変調信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの一例を示した模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの別例を示した模式図である。。
【図４】２つの変調電極を有するプッシュプル型のマッハツエンダー干渉計構成の光変調器の構成を示した模式図である。
【図５】光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成例について示した模式図である。
【図６】光源１０１から光検波部１０７に至る光デバイスおよび光導波路等を同一の基板上に形成する構成の別例について示した模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの一例を示した模式図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの別例を示した模式図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの一例を示した模式図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１４】光搬送波伝搬部５０９の詳細な構成を示したブロック図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１６】光検波部１０７から出力される電気信号の周波数スペクトラムの一例を示した模式図である。
【図１７】本発明の第７の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２０】本発明の第１０の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２１】本発明の第１１の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２２】本発明の第１２の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２３】本発明の第１３の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２４】本発明の第１４の実施形態に係る角度変調装置の構成を示したブロック図である。
【図２５】本発明の第１４の実施形態に係る角度変調装置における各信号スペクトルの一例を示した模式図である。
【図２６】従来の角度変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】従来の角度変調装置における各信号スペクトルの一例を示した模式図である。
【符号の説明】
１０１  光源
１０２  光分岐部
１０３１  第１の信号源
１０３２  第２の信号源
１０３３  第３の信号源
１０４  光強度変調部
１０５  光角度変調部
１０６  光合波部
１０７  光検波部
１０８  制御部
４０１  光分割部
４０２１  第１の光導波路
４０２２  第２の光導波路
４０３１  第１の変調信号入力端子
４０３２  第２の変調信号入力端子
４０４１  第１の変調電極
４０４２  第２の変調電極
４０５  分岐部
４０６  光結合部
４０８  光遅延調整部
５０９  光搬送波伝搬部
７１０  透過部
８００１  第１の光変調部
８００２  第２の光変調部
８００３  第３の光変調部
８０２  光分岐部
８０６  光合波部
９００１  第１の光変調部
９００２  第２の光変調部
９００３  第３の光変調部
９０２  光分岐部
９０６  光合波部
９１１  光増幅部
１０１２  分岐部
１０１３  遅延調整部
１０５１  第１の光角度変調部
１０５２  第２の光角度変調部
１０５３  第３の光角度変調部
１１１２  帯域分割部
１２１２  逆相分岐部
１４３３  第３の信号源
１６１４  光周波数シフタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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