(57)【要約】【課題】単一素子を利用してミリメートル波の生成と周波数アップコンバートとを同時に行う数ミリメートル波の生成装置及びその生成方法を提供する。【解決手段】分布帰還回路領域及び利得領域を具備し、パッシブモードロッキングを介して高周波の光パルスを発生させるモードロッキングレーザダイオードと、光パルスを同期させるために電気的信号により外部光信号を変調してモードロッキングＬＤに注入する変調器と、電気的信号を前記変調器に注入するＲＦ同期信号器とを備えるミリメートル波の生成装置である。【選択図】図１
2007243897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布帰還回路領域及び利得領域を具備し、パッシブモードロッキングを介して高周波の光パルスを発生させるモードロッキングレーザダイオードと、
前記光パルスを同期させるために、電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングレーザダイオードに注入する変調器と、
前記電気的信号を前記変調器に注入するＲＦ同期信号器と
を備えることを特徴とするミリメートル波の生成装置。
【請求項２】
前記パッシブモードロッキングは、前記分布帰還回路領域に限界電流以下が印加されて形成されることを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項３】
前記モードロッキングレーザダイオードに発生するパルスのうち、高次ハーモニックパルスを利用してミリメートル波を生成することを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項４】
前記高次ハーモニックパルスを利用したミリメートル波を抽出するためのバンドパスフィルタを含むことを特徴とする請求項３に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項５】
前記高次ハーモニックパルスは、四次ハーモニックパルスであることを特徴とする請求項３に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項６】
前記ミリメートル波の生成装置は、前記外部光信号発生のための可変波長レーザ装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項７】
前記ミリメートル波の生成装置は、
データ信号伝送のためのデータ信号器と、
前記データ信号及び電気的信号を合わせ、前記変調器に注入する信号混合器と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項８】
前記データ信号器によるデータ信号は、ＱＰＳＫ方式を利用したＱＰＳＫ信号であることを特徴とする請求項７に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項９】
前記モードロッキングレーザダイオードに発生するパルスのうち、高次ハーモニックパルスが前記ミリメートル波生成のために利用され、
前記データ信号が前記高次ハーモニックパルス周辺に載せられ、周波数アップコンバートされることを特徴とする請求項７に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１０】
前記ミリメートル波の生成装置は、前記変調器から変調された外部光信号の偏光状態を調節する偏光調節器をより備えることを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１１】
前記モードロッキングレーザダイオードは、前記分布帰還回路領域と前記利得領域との間に位相調節領域を備えることを特徴とする請求項１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１２】
前記モードロッキングレーザダイオードの利得領域は、均一な電流印加のために、少なくとも２つの部分に分けられていることを特徴とする請求項１１に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１３】
前記利得領域は、第１利得領域及び第２利得領域に分けられ、
前記モードロッキングレーザダイオードの分布帰還回路領域、位相調節領域、第１利得領域及び第２利得領域は、それぞれ０．５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ及び１ｍｍの長さを有することを特徴とする請求項１２に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１４】
前記モードロッキングレーザダイオードの限界電流は、４０ｍＡであり、
前記モードロッキングレーザダイオードの分布帰還回路領域、位相調節領域、第１利得領域及び第２利得領域にそれぞれ３０ｍＡ、１０ｍＡ、１００ｍＡ及び７７ｍＡの電流が印加されたことを特徴とする請求項１３に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１５】
分布帰還回路領域及び利得領域を具備し、パッシブモードロッキングを介して高周波の光パルスを発生させるモードロッキングレーザダイオードと、
前記光パルスを同期させ、前記光パルスにデータ信号を載せるために、前記データ信号を含んだ電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングレーザダイオードに注入する変調器と、
前記変調器に外部光信号を注入する可変波長レーザ装置と、
前記電気的信号を前記変調器に注入する信号器部と
を備えることを特徴とするミリメートル波の生成装置。
【請求項１６】
前記パッシブモードロッキングは、前記分布帰還回路領域に限界電流以下が印加されて形成されることを特徴とする請求項１５に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１７】
前記信号器部は、
前記光パルスを同期させるためのＲＦ同期信号を発生させるＲＦ同期信号器と、
前記データ信号を発生させるデータ信号器と、
前記ＲＦ同期信号及びデータ信号を合わせ、前記変調器に注入する信号混合器と
を備えることを特徴とする請求項１５に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１８】
前記モードロッキングレーザダイオードは、前記分布帰還回路領域と前記利得領域との間に位相調節領域を備えることを特徴とする請求項１７に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項１９】
ミリメートル波の生成装置は、前記モードロッキングレーザダイオードで発生するパルスのうち、高次ハーモニックパルスを利用してミリメートル波を生成し、
前記データ信号が前記高次ハーモニックパルス周辺に載せられ、周波数アップコンバートされることを特徴とする請求項１８に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項２０】
前記ＲＦ同期信号の周波数は、１４．８３５ＧＨｚであり、
前記データ信号の搬送波周波数は、１５０ＭＨｚであり、
前記高次ハーモニックパルスは、四次ハーモニックパルスであることを特徴とする請求項１９に記載のミリメートル波の生成装置。
【請求項２１】
分布帰還回路領域及び利得領域を具備したモードロッキングレーザダイオードに限界電流以下を印加し、パッシブモードロッキングを介して高周波数の光パルスを発生させるステップと、
前記光パルスを同期化させるために変調器を利用し、電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングレーザダイオードに注入するステップと、
前記変調された外部光信号の注入により同期化された光パルスを利用してミリメートル波を生成するステップと
を含むことを特徴とするミリメートル波の生成方法。
【請求項２２】
前記モードロッキングレーザダイオードに注入するステップは、
前記変調器に電気的信号を注入するステップを含むことを特徴とする請求項２１に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２３】
前記電気的信号は、前記光パルスを同期化させるためのＲＦ同期信号、及び前記光パルスに載せるためのデータ信号を含むことを特徴とする請求項２２に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２４】
前記変調器に電気的信号を注入するステップ以前に、
前記ＲＦ同期信号及びデータ信号を合わせるステップを含むことを特徴とする請求項２３に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２５】
前記同期化された光パルスのうち、高次ハーモニックパルスを利用してミリメートル波を生成することを特徴とする請求項２１に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２６】
前記電気的信号にはデータ信号が含まれ、
前記データ信号を前記高次ハーモニックパルスに載せ、周波数アップコンバートを行うことを特徴とする請求項２５に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２７】
前記モードロッキングレーザダイオードは、前記分布帰還回路領域及び利得領域間に位相調節領域をさらに具備し、
前記利得領域は、第１利得領域及び第２利得領域に分けられ、
前記分布帰還回路領域、位相調節領域、第１利得領域及び第２利得領域の長さは、それぞれ０．５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ及び１ｍｍであり、限界電流は、４０ｍＡであることを特徴とする請求項２１に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２８】
前記分布帰還回路領域、位相調節領域、第１利得領域及び第２利得領域それぞれに３０ｍＡ、１０ｍＡ、１００ｍＡ及び７７ｍＡの電流を印加し、ミリメートル波を生成することを特徴とする請求項２７に記載のミリメートル波の生成方法。
【請求項２９】
前記電気的信号は、前記光パルスを同期させるためのＲＦ同期信号、及び前記光パルスに載せるためのデータ信号を含み、
前記ＲＦ同期信号の周波数は、１４．８３５ＧＨｚであり、
前記データ信号の搬送波周波数は、１５０ＭＨｚであり、
前記同期化された光パルスのうち、四次ハーモニックパルスを利用してミリメートル波を生成し、前記ミリメートル波に前記データ信号を載せ、周波数アップコンバートを行うことを特徴とする請求項２８に記載のミリメートル波の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数十ＧＨｚの有線／無線統合網、すなわち、ＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ−ｏｖｅｒ−Ｆｉｂｅｒ）システムに係り、特に、ＲｏＦシステムに必ず必要なミリメートル波の生成装置及びその生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信サービス種類の増加及び品質向上をいずれも満足させねばならない次世代無線通信ネットワークでは、既存に使われる周波数領域ではない高い搬送周波数、例えば、ミリメートル波（millimeter-wave）を使用せねばならず、これは、すなわち、小さなセルサイズを有するネットワーク構築が必要であるということを意味する。この場合、システムの効率的な構築及び管理面で、光通信網との連繋が必須的に要求される。このように、光通信網と無線網とを連結して具現したシステムをＲｏＦシステムという。
【０００３】
ＲｏＦシステムで最も核心的な部分は、まさにミリメートル波を生成する部分と、低周波帯域のデジタルデータ信号をミリメートル波帯域に上げる周波数アップコンバータの部分とである。特に、最近になり、廉価のシステム構築のために光学的な方法でもって、ミリメートル波の生成装置と、周波数アップコンバータとを具現するさまざまな研究が進められている。ミリメートル波を生成する方法としては、主に、いくつかのレーザダイオード（ＬＤ）をロッキングさせて具現する方法、高速の外部変調器を利用する方法などがある。
【０００４】
しかし、いくつかのＬＤをロッキングさせる方法は、相異なるＬＤ間のややこしい動作条件、例えば、温度、注入電流、偏光状態などを満足させねばならないという困難な問題がある。また、外部変調器を使用する方法も、ミリメートル波を生成するためには、高価な素子を使用しなければならないという短所がある。
【０００５】
周波数アップコンバータもまた、多くの研究がなされてきたが、マッハ・ツェンダ光変調器（ＭＺＭ）、フォトダイオード（ＰＤ：Photo-Diode）及び半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）の非線形性を利用する方法が提示されている。特に、ＳＯＡを利用した周波数アップコンバート方式は、ＳＯＡによった利得を介して変換効率が高く、ＴＥ（Transverse Electric）及びＴＭ（Transverse Magnetic）モードの偏光に依存性のないＳＯＡを使用して信号の偏光性に対する差が少なく、データ信号帯域幅で動作しても周波数アップコンバートが可能であるという長所を有する。しかし、かかる周波数アップコンバータは、ミリメートル波の生成装置とは別の独立的な素子により具現されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ミリメートル波の生成と周波数アップコンバートとを独立的な２つの素子でもって具現する既存の方法では、価格競争力あるシステム構築が困難である。それにより、廉価なＲｏＦシステム構築のために、２つの機能を１つの素子で具現しようとする研究が行われているが、費用及び技術的な面で、多くの困難を抱えている。
【０００７】
本発明は、単一素子を利用し、ミリメートル波の生成と周波数アップコンバートとを同時になすことのできるミリメートル波の生成装置及びその生成方法を提供する。特に、数十ＧＨｚ信号のミリメートル波生成のために光学的な方法が使われねばならず、また、廉価なミリメートル波生成のために、低い周波数で高い周波数を生成するハーモニックロッキング法が利用されねばならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、分布帰還回路（ＤＦＢ：Distributed Feed Back）領域及び利得領域を具備し、パッシブモードロッキングを介して高周波の光パルスを発生させるモードロッキングＬＤと、前記光パルスを同期（ロッキング）させるために、電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングＬＤに注入する変調器と、前記電気的信号を前記変調器に注入するＲＦ同期信号器とを備えるミリメートル波の生成装置を提供する。
【０００９】
本発明の実施例によれば、前記パッシブモードロッキングは、前記ＤＦＢ領域に限界電流以下が印加されて形成され、前記モードロッキングＬＤに発生するパルスのうち、高次ハーモニックパルスを利用してミリメートル波を生成する。また、前記ミリメートル波の生成装置は、データ信号伝送のためのデータ信号器、及び前記データ信号及びＲＦ同期信号を合わせ、前記変調器に注入する信号混合器を備え、前記データ信号が前記高次ハーモニックパルス周辺に載せられることにより、周波数アップコンバートがなされる。
【００１０】
また、本発明は、ＤＦＢ領域及び利得領域を具備し、パッシブモードロッキングを介して高周波の光パルスを発生させるモードロッキングＬＤと、前記光パルスを同期させ、前記光パルスにデータ信号を載せるために、前記データ信号を含んだ電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングＬＤに注入する変調器と、前記変調器に外部光信号を注入する可変波長レーザ装置と、前記電気的信号を前記変調器に注入する信号器部とを備えるミリメートル波の生成装置を提供する。
【００１１】
本発明の実施例によれば、前記電気的信号は、光パルスを同期化させるＲＦ同期信号と、データ伝送のためのデータ信号とを含む。
【００１２】
さらに、本発明は、ＤＦＢ領域及び利得領域を具備したモードロッキングＬＤに限界電流以下を印加し、パッシブモードロッキングを介して高周波数の光パルスを発生させるステップと、前記光パルスを同期化させるために変調器を利用し、電気的信号により外部光信号を変調し、前記モードロッキングＬＤに注入するステップと、前記変調された外部光信号の注入により同期化された光パルスを利用してミリメートル波を生成するステップとを含むミリメートル波の生成方法を提供する。
【００１３】
本発明の実施例によれば、前記モードロッキングＬＤは、前記ＤＦＢ領域及び利得領域間に位相調節領域をさらに具備し、前記利得領域は、第１利得領域及び第２利得領域に分けられ、前記ＤＦＢ領域、位相調節領域、第１利得領域及び第２利得領域それぞれに、３０ｍＡ、１０ｍＡ、１００ｍＡ及び７７ｍＡの電流を印加することにより、約６０ＧＨｚ台のミリメートル波を生成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるミリメートル波の生成装置は、単一素子のモードロッキングＬＤを利用し、ミリメートル波を生成して周波数アップコンバートを行う機能を同時に行うことができる。
【００１５】
また、本発明のミリメートル波の生成装置をＲｏＦシステムに活用することにより、簡単にＲｏＦシステムを構築でき、また、ＲｏＦシステム具現における費用も顕著に低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。図面で、各構成要素の大きさや形態は、説明の便宜及び明確性のために、概略的に表現されているか、または誇張されており、図面上での同一符号は、同じ要素を指す。一方、ここで使われる用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
【００１７】
図１は、本発明での一実施例によるミリメートル波の生成装置を概略的に示すブロック図である。図１を参照すれば、本発明のミリメートル波の生成装置は、ハーモニックアップコンバータ部１００、変調器２００、信号器部３００及び可変波長レーザ装置（ＴＬＳ：Tunable Laser Source）４００を備える。
【００１８】
ハーモニックアップコンバータ部１００は、モードロッキングＬＤ１２０、サーキュレータ１４０及び偏光調節器１６０を備えるが、モードロッキングＬＤ１２０を利用し、高周波数パルス発生及び周波数アップコンバートを行う。モードロッキングＬＤ１２０の構造と作用とは、図２の説明でさらに詳細に説明する。サーキュレータ１４０は、変調器２００から光学的信号を受けてモードロッキングＬＤ１２０に注入し、モードロッキングＬＤ１２０で生じた高周波パルス信号を外部装置で伝達する役割を果たす。一方、モードロッキングＬＤ１２０のパルスを最適に同期させるために、変調器２００の光信号の偏光状態を調節する偏光調節器１６０が、サーキュレータ１４０前側に設置されうる。
【００１９】
変調器２００は、モードロッキングＬＤ１２０のフリーランニング（free-running）する発振周波数を特定周波数に同期化するために、信号器部３００の電気的信号を受けて外部光信号を変調し、モードロッキングＬＤ１２０に注入する役割を果たす。このとき、モードロッキングＬＤ１２０に注入される光信号は、電気的信号の周波数と同一に変調され、モードロッキングＬＤ１２０の発振周波数を同一周波数に同期化する。
【００２０】
信号器部３００は、ＲＦ同期信号器３２０、データ信号器３４０及び信号混合器３６０を備える。ＲＦ同期信号器３２０は、モードロッキングＬＤ１２０のパルスを同期化するためのＲＦ同期信号を発生させ、データ信号器３４０は、伝送しようとするデータ信号を発生させる。ＲＦ同期信号器３２０及びデータ信号器３４０による信号は、変調器２００に注入されるが、それぞれ注入されるのではなく、ＲＦ同期信号にデータ信号を載せると同時に変調器に注入される。かかるＲＦ同期信号とデータ信号とを合わせる役割を果たすのが信号混合器３６０である。
【００２１】
ＴＬＳ４００は、変調器２００に外部光信号を注入する機能を行う。ＴＬＳ４００の光信号は、変調器２００に注入されるＲＦ同期信号及びデータ信号により、特定周波数のパルス信号に変調される。
【００２２】
一方、ミリメートル波の生成装置は、モードロッキングＬＤで発生したパルスのうち、特定高次ハーモニックパルスを利用したミリメートル波を抽出するためのバンドパスフィルタ５００を備えることができる。また、バンドパスフィルタ５００を通過したパルスのＲＦパワーなどの特性を分析するために、光学的信号を電気的信号に変えるＦＤ６００及びＲＦスペクトル分析器７００が追加的に備わりうる。
【００２３】
ミリメートル波の生成装置の全体的な作動原理を説明すれば、モードロッキングＬＤ１２０に適当な電流を加えてフリーランニングする発振周波数のパルスを生成し、かかる発振周波数を、変調器２００により変調された外部光信号を利用して特定周波数に同期化させる。このとき、モードロッキングＬＤ１２０には、変調器２００から注入する外部光信号の周波数に該当する基本周波数（fundamental frequency）だけではなく、高次ハーモニック周波数に該当するパルスも共に発生する。かかる高次ハーモニック周波数パルスのうち、必要な周波数帯のパルスを利用してミリメートル波を生成する。特定周波数帯のパルスを利用したミリメートル波の抽出は、前述のバンドパスフィルタ５００などを利用できる。一方、かかるミリメートル波にデータ信号を載せて伝送することにより、低周波のデータ信号に容易に周波数アップコンバートを行える。
【００２４】
図２は、図１のモードロッキングＬＤ１２０をさらに詳細に示すＬＤについての断面図である。図２を参照すれば、モードロッキングＬＤ１２０は、リフレクタとして利用されるＤＦＢ領域１２２、位相調節領域１２４及び利得領域１２６を備える。ＤＦＢ領域１２２の左端には、無反射コーティング層が形成されており、利得領域の右端には、切断面（ＡＣ：As-Cleaved facet）が形成されている。また、素子全体にわたって導波路１２８が形成されている。ここで、位相調節領域１２４及び利得領域１２６は、発生したレーザの位相及び大きさを調節する領域である。
【００２５】
本実施例では、ＤＦＢ領域１２２にスレショルド電流以下の電流を印加し、ＤＦＢ領域を単純に１つのリフレクタとして使用する。すなわち、スレショルド電流以上を印加すれば、ＤＦＢ領域で発生したレーザが位相調節領域及び利得領域に発振するが、スレショルド電流以下を印加すれば、モードが発生できず、利得領域で発振したモードに対するリフレクタの役割だけを果たすのである。ここで、ＤＦＢ領域での反射は、ＤＦＢ領域内に形成された格子を介した確率的な反射である。従って、本実施例によるモードロッキングＬＤ１２０は、切断面反射とＤＦＢ領域のリフレクタとを利用し、全体として共振器（cavity）を構成する。ここで、モードロッキングＬＤ１２０によるモードロッキングは、パッシブモードロッキングと理解されている。一方、位相調節領域は、印加される電流の量を調節してパルス発生を円滑にし、同時に周波数調節を可能にする。
【００２６】
一方、利得領域１２６への均一な電流印加のために、利得領域１２６は、２つの部分１２６ａ，１２６ｂに分けられている。本実施例には、６０ＧＨｚ台のミリメートル波生成のために、モードロッキングＬＤ１２０の各領域の長さは、ＤＦＢ領域１２２が０．５ｍｍ（ｄ１）であり、位相調節領域１２４が０．５ｍｍ（ｄ２）であり、分けられた２つの利得領域１２６ａ，１２６ｂは、それぞれ１ｍｍ（ｄ３）及び１ｍｍ（ｄ４）である。従って、全体素子長は、３ｍｍほどである。それぞれの領域に加えられた電流は、ＤＦＢ領域１２２では３０ｍＡ、位相調節領域１２４では１０ｍＡ、第１利得領域１２６ａでは１００ｍＡ、第２利得領域１２６ｂでは７７ｍＡほどである。ＤＦＢ領域１２２のスレショルド電流は約４０ｍＡであり、本実施例では、それ以下である３０ｍＡが印加されているということが分かる。
【００２７】
このような条件下で、モードロッキングＬＤ１２０は、数十ＧＨｚ台の高周波パルスを発生するが、特に、１４．６５ＧＨｚほどのフリーランニング基本周波数のパルスを発生する。もちろん、高次ハーモニック周波数のパルスも共に発生する。以下では、ＲＦスペクトル分析器７００を利用し、モードロッキングＬＤ１２０で発生したパルスについての特性を詳細に説明する。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂは、モードロッキングＬＤ１２０で発生したフリーランニングするパルスのＲＦスペクトル及び光学的スペクトルを示すグラフである。図３Ａは、周波数に対するパルスのＲＦパワーを示すグラフであり、フリーランニングするパルスの基本周波数領域だけを図示している。フリーランニングするパルスの基本周波数は、約１４．６５ＧＨｚほどであり、図示されているように、多くのノイズ成分が混ざっているということを確認することができる。従って、フリーランニングパルスをすぐに使用できず、位相ノイズを良好なパルスに同期化して使用せねばならない。
【００２９】
図３Ｂは、波長によるパルスのＲＦパワーを示しているが、基本周波数のパルスの波長が約１，５５９．７６ｎｍほどであるということが分かり、また、その周辺に多くのサイドモード、すなわち、ハーモニック成分に対するパルスの波長が混ざっているということが分かる。これを介し、モードロッキングＬＤ１２０で発生したパルスが多くのハーモニック成分を有しているということが分かる。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂは、外部光信号により同期化された基本パルス信号及び四次ハーモニックパルス信号に対するＲＦスペクトルに関するグラフである。このとき、モードロッキングＬＤ１２０のパルスを同期化させるために、変調器２００に注入される外部光信号は、波長幅及びパワーがそれぞれ１，５７０ｎｍ、６．２ｄＢｍであり、１４．８３５ＧＨｚのＲＦ同期信号により変調された。また、最適の同期化のために、光信号の偏光状態を偏光調節器１６０を介して調節した。
【００３１】
図４Ａを参照すれば、基本周波数のフリーランニングパルスが外部光信号により同期され、狭い線間幅を有して示されるということを確認することができる。ここで、同期された基本周波数パルス信号は、ＲＦ同期信号と同じ周波数である１４．８３５ＧＨｚを有する。
【００３２】
図４Ｂを参照すれば、同期化された四次ハーモニックパルス信号を示すが、やはり狭い線間幅を有し、周波数は、基本周波数の４倍である５９．３４ＧＨｚを有する。一方、基本周波数パルス信号に比べ、ＲＦパワーが落ちているということが分かる。グラフ上でパルス信号が狭い線間幅を有しているということが分かるが、パルス信号の品質を正確に知るために、位相ノイズを正確に測定することが重要である。
【００３３】
図５は、基本周波数パルス信号と四次ハーモニックパルス信号の位相ノイズを示すグラフであり、約３０ｄＢ利得を有した増幅器を通過した後の結果を示している。光注入ロッキングの場合、位相ノイズが高次成分になるほど増加するために、高次ハーモニック成分の位相ノイズの大きさが重要である。図５を参照すれば、１次ハーモニック成分と四次ハーモニック成分の位相ノイズの差は、１２ｄＢほどであり、四次ハーモニック成分の位相ノイズが−８２ｄＢｃ／Ｈｚ＠１０ＭＨｚほどであるから、四次ハーモニック成分をミリメートル波として安定的に利用できるということが分かる。ここで、＠１０ＭＨｚは、周波数１０ＭＨｚ地点での位相ノイズを測定したということを意味する。
【００３４】
図６は、本発明により生成されたミリメートル波にＱＰＳＫ方式（Quadrature Phase Shift Keying）方式のデジタル信号がアップコンバートされているところを示すグラフである。前述のように、信号混合器３６０を介してＲＦ同期信号に伝送しようとするデータ信号を載せ、かかるデータ信号は、ＲＦ同期信号と共に外部光信号を変調し、変調された外部光信号がモードロッキングＬＤ１２０に注入される。このとき、データ信号は、ＱＰＳＫ方式の信号であり、搬送周波数が１５０ＭＨｚであり、データ伝送速度が５０Ｍｂｐｓほどである。
【００３５】
１４，８３５ＧＨｚのＲＦ同期信号及びＱＰＳＫ信号で変調された外部光信号がモードロッキングＬＤ１２０に注入されれば、ＲＦ同期信号成分は、モードロッキングＬＤ１２０のフリーランニング成分とハーモニック成分とをロッキングし、それと共に、ＱＰＳＫ信号成分がモードロッキングＬＤ１２０のキャリア密度を変調し、結果的に、ハーモニック成分周囲に載せられる。図示されているように、ＱＰＳＫデータ信号が５９．３４ＧＨｚで１５０ＭＨｚ離れたところに載せられるということが分かる。従って、データ信号が周波数アップコンバートされるということである。
【００３６】
このような結果により、１つの素子、すなわち、モードロッキングＬＤを利用してミリメートル波の生成と周波数アップコンバートとが同時に可能であるということを実験的に確認することができる。
【００３７】
以上、本発明を図面に図示された実施例を参考に説明したが、それは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によってのみ決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のミリメートル波の生成装置は、単一素子を利用してミリメートル波の生成と周波数アップコンバートとを同時になすことにより、ＲｏＦシステム構築において、費用及び技術的な面で飛躍的な発展をもたらし、例えば、通信ネットワーク関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明での一実施例によるミリメートル波の生成装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１のモードロッキングＬＤをさらに詳細に示すＬＤについての断面図である。
【図３Ａ】モードロッキングＬＤで発生したフリーランニングするパルスのＲＦスペクトルを示すグラフである。
【図３Ｂ】モードロッキングＬＤで発生したフリーランニングするパルスの光学的スペクトルを示すグラフである。
【図４Ａ】外部光信号により同期化された基本信号の周波数によるＲＦパワーに関するグラフである。
【図４Ｂ】外部光信号により同期化された四次ハーモニック信号の周波数によるＲＦパワーに関するグラフである。
【図５】基本信号と四次ハーモニック信号の位相ノイズを示すグラフである。
【図６】本発明により生成されたミリメートル波にＱＰＳＫ方式のデジタル信号がアップコンバートされたところを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ハーモニックアップコンバータ部
１２０  モードロッキングＬＤ
１２２  ＤＦＢ領域
１２４  位相調節領域
１２６，１２６ａ，１２６ｂ  利得領域
１２８  導波路
１４０  サーキュレータ
１６０  偏光調節器
２００  変調器
３００  信号器部
３２０  ＲＦ同期信号器
３４０  データ信号器
３６０  信号混合器
４００  ＴＬＳ
５００  バンドパスフィルタ
６００  ＦＤ
７００  ＲＦスペクトル分析器
ｄ１，ｄ２  ０．５ｍｍ
ｄ３，ｄ４  １ｍｍ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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