JP3365004B2 - 光角度変調−強度変調変換方法 - Google Patents
光角度変調−強度変調変換方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オプトエレクトロニク
ス、光情報処理、光通信等の分野において用いられる光
角度変調−強度変調変換方法に関する。 【０００２】 【従来の技術およびその問題点】光情報処理は、光が有
する高速性、並列性という優れた特性を十分に発揮させ
る次世代の通信、情報処理の基幹になるものとして注目
されている。光通信、光情報処理は一部で実用化され、
盛んに利用されているが、これらのものは光の強度上に
変調信号を乗せるといった方式が取られており、光の高
速性を十分に発揮できないという問題点があった。そこ
で、大容量、超高速に通信及び信号処理を行う為には光
の振動自身、即ち光の周波数や位相を直接変調する角度
変調方式が必要とされる。 【０００３】 【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、前記
問題点を解決し、旋光性物質の旋光分散特性と三次以上
の非線形光学効果を組み合わせることにより、簡単な構
造で角度変調された光信号を強度変調された光信号に変
換することができる新規な変換方法を提供することであ
る。本発明は、角度変調された光信号を強度変調された
光信号に変換する方法であって、入射光として、角度変
調された信号光及び信号光とは周波数の異なる参照光を
用い、信号光及び参照光を同一偏光面で旋光分散要素に
入射させて、参照光及び信号光の相互の偏光面間に角度
を生じさせるとともに、信号光の周波数の変化を旋光角
の変化に変換し、次いで、参照光及び信号光を三次以上
の非線形光学効果を有する非線形光学要素に入射させて
信号光の旋光角の変化による非線形光学要素を励起する
角度の変化を、参照光の偏光変化として取り出し、この
参照光の偏光変化を偏光要素によって光強度の変化とし
て出力することを特徴とする光角度変調−強度変調変換
方法に関する。 【０００４】本発明の旋光分散要素としては、旋光分散
性能を有する物質の結晶やポリマー、あるいは旋光分散
性能を有する物質をポリマーや溶液中にドープしたり、
ポリマーの側鎖に導入したものが挙げられる。あるい
は、旋光性を有するポリマーや低分子中に色素等の発色
物質を導入し発色物質に旋光分散性能を誘起したもので
もよい。また、複数の旋光分散性材料をブレンドしたも
のでもよい。 【０００５】旋光分散性能を有する物質としては、分子
自体が旋光分散性能を有するキラル化合物や、結晶化に
より旋光分散性能を示す物質、あるいは、外部の電場、
磁場、あるいは基板のラビング等により旋光分散性能を
示す物質などが挙げられる。例えば、アミノ酸、ポリペ
プチド、酒石酸、ヘリセン、ポリグルタメート、水晶、
コレステリック液晶、ネマチック液晶等が挙げられる。 【０００６】三次以上の非線形光学効果を有する非線形
光学要素としては、三次以上の非線形性を有する物質の
結晶やポリマー、あるいは三次以上の非線形性を有する
物質をポリマーや溶液中にドープしたり、ポリマーの側
鎖に導入したものが挙げられる。もちろん、前記旋光分
散性能を有する物質が三次以上の非線形性を同時に有す
るものでもよい。 【０００７】三次以上の非線形性を有する物質として
は、大きな非局在化π電子系を有するものが挙げられ、
例えば、ＤＡＮＳＥ（４−ジメチルアミノ−４’−ニト
ロスチルベン）、テトラキス（２，４−キシリル）ブタ
トリエン、９，１０−ビス（３，３−ジフェニル−３−
ヒドロキシプロピニル）アントラセン、２−（４−ニト
ロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール、２−
（４−ニトロフェニル）−４，５−ビス（４−メトキシ
フェニル）イミダゾール、テトラチオテトラセン、３，
６−ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−イミダゾール−
２−イリデン）−１，４−シクロヘキサジエン、２−
（チオピラン−４−イリデン）−１，３−ジチオール、
１，１，６，６−テトラフェニル−ヘキサ−１，５−ジ
エン−３イン、３，３’−ジエチルオキサカルボシアニ
ン、３，３’−ジエチルオキサジカルボシアニン等が挙
げられ、また励起子の効果によるＣｕＣｌ、ＣｄＳｅ、
ＺｎＳｅ等や分子配向効果による二硫化炭素やニトロベ
ンゼン等が挙げられる。また、偏光要素としては、例え
ば、複屈折を利用したもの、二色性を利用したもの、反
射を利用したもの等が挙げられる。 【０００８】本発明においては、旋光性の波長分散、即
ち周波数分散と三次以上の非線形光学効果を利用して角
度変調−強度変調変換を行う。入射信号光の周波数、即
ち波長が変化すると旋光角が変化するため、非線形光学
要素を励起する角度が変化し、一緒に照射した参照光の
偏光を変化させ、その結果、偏光要素を透過する参照光
の量が変化する。したがって、角度変調された光信号を
強度変調された光信号に変換することができる。ここ
で、入射信号光の強度は、非線形光学要素の非線形屈折
率変化が高次の効果により飽和する領域、即ちそれ以上
強度を上げても屈折率があまり変化しない領域にあるこ
とが望ましい。 【０００９】 【実施例】以下に、実施例を示して本発明を具体的に説
明する。 実施例１ 図１は、本発明における周波数変調された光信号を周波
数の異なる参照光に強度変調信号に変換して乗せる装置
の概略図である。１１は入射信号光であり周波数変調さ
れたレーザー光であって選択反射ミラー１８により参照
光と重なって同一方向に進行する。１２は参照光であっ
て信号光と異なる一定した周波数を持つ。信号光及び参
照光は、偏光子１３によって直線偏光となって旋光分散
要素１４に入射する。１４により偏光面間に角度を生じ
て信号光と参照光が三次非線形光学要素１５を透過する
と、非線形屈折率変化によって参照光が楕円偏光化す
る。参照光は、検光子１６を一部透過した後、バンドパ
スフィルター１７によって信号光を取り除いて出射され
る。 【００１０】ここで、検光子１６は信号光が無いときに
参照光を消光する方位に設定してある。この時、信号光
が周波数変調を受けていない角周波数ω0であって旋光
分散要素１４を出射したときの信号光と参照光の偏光面
間の角度をηとすると、出射される参照光の強度はｓｉ
ｎ２ηの２乗に比例する。ここで信号光が周波数変調を
受けて角周波数がΔωだけ変化した場合、旋光分散要素
１４を透過した信号光は旋光分散によって旋光角が変化
する。この時の旋光角の変化量をΔη0とすると、出射
される参照光の強度はｓｉｎ（２η＋２Δη0）の２乗
に比例した量になる。 【００１１】このように、入射信号光に乗った周波数変
調信号は、波長の異なる参照光の強度変調に変換されて
出射される。この時の信号強度の変化量は近似的に２Δ
η0ｓｉｎ４ηに比例する。以上、周波数変調について
説明したが、位相変調の場合は微分が出力信号の強度変
化に変換されて取り出される。また、旋光分散要素と三
次非線形光学要素は個別のもので説明したが、旋光分散
要素と三次非線形光学要素が一体化した場合でも同様に
変換が可能であることは言うまでもない。 【００１２】 【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成により光の
角度変調を強度変調に変換して波長の異なる別の参照光
に乗せることができる。
ス、光情報処理、光通信等の分野において用いられる光
角度変調−強度変調変換方法に関する。 【０００２】 【従来の技術およびその問題点】光情報処理は、光が有
する高速性、並列性という優れた特性を十分に発揮させ
る次世代の通信、情報処理の基幹になるものとして注目
されている。光通信、光情報処理は一部で実用化され、
盛んに利用されているが、これらのものは光の強度上に
変調信号を乗せるといった方式が取られており、光の高
速性を十分に発揮できないという問題点があった。そこ
で、大容量、超高速に通信及び信号処理を行う為には光
の振動自身、即ち光の周波数や位相を直接変調する角度
変調方式が必要とされる。 【０００３】 【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、前記
問題点を解決し、旋光性物質の旋光分散特性と三次以上
の非線形光学効果を組み合わせることにより、簡単な構
造で角度変調された光信号を強度変調された光信号に変
換することができる新規な変換方法を提供することであ
る。本発明は、角度変調された光信号を強度変調された
光信号に変換する方法であって、入射光として、角度変
調された信号光及び信号光とは周波数の異なる参照光を
用い、信号光及び参照光を同一偏光面で旋光分散要素に
入射させて、参照光及び信号光の相互の偏光面間に角度
を生じさせるとともに、信号光の周波数の変化を旋光角
の変化に変換し、次いで、参照光及び信号光を三次以上
の非線形光学効果を有する非線形光学要素に入射させて
信号光の旋光角の変化による非線形光学要素を励起する
角度の変化を、参照光の偏光変化として取り出し、この
参照光の偏光変化を偏光要素によって光強度の変化とし
て出力することを特徴とする光角度変調−強度変調変換
方法に関する。 【０００４】本発明の旋光分散要素としては、旋光分散
性能を有する物質の結晶やポリマー、あるいは旋光分散
性能を有する物質をポリマーや溶液中にドープしたり、
ポリマーの側鎖に導入したものが挙げられる。あるい
は、旋光性を有するポリマーや低分子中に色素等の発色
物質を導入し発色物質に旋光分散性能を誘起したもので
もよい。また、複数の旋光分散性材料をブレンドしたも
のでもよい。 【０００５】旋光分散性能を有する物質としては、分子
自体が旋光分散性能を有するキラル化合物や、結晶化に
より旋光分散性能を示す物質、あるいは、外部の電場、
磁場、あるいは基板のラビング等により旋光分散性能を
示す物質などが挙げられる。例えば、アミノ酸、ポリペ
プチド、酒石酸、ヘリセン、ポリグルタメート、水晶、
コレステリック液晶、ネマチック液晶等が挙げられる。 【０００６】三次以上の非線形光学効果を有する非線形
光学要素としては、三次以上の非線形性を有する物質の
結晶やポリマー、あるいは三次以上の非線形性を有する
物質をポリマーや溶液中にドープしたり、ポリマーの側
鎖に導入したものが挙げられる。もちろん、前記旋光分
散性能を有する物質が三次以上の非線形性を同時に有す
るものでもよい。 【０００７】三次以上の非線形性を有する物質として
は、大きな非局在化π電子系を有するものが挙げられ、
例えば、ＤＡＮＳＥ（４−ジメチルアミノ−４’−ニト
ロスチルベン）、テトラキス（２，４−キシリル）ブタ
トリエン、９，１０−ビス（３，３−ジフェニル−３−
ヒドロキシプロピニル）アントラセン、２−（４−ニト
ロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール、２−
（４−ニトロフェニル）−４，５−ビス（４−メトキシ
フェニル）イミダゾール、テトラチオテトラセン、３，
６−ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−イミダゾール−
２−イリデン）−１，４−シクロヘキサジエン、２−
（チオピラン−４−イリデン）−１，３−ジチオール、
１，１，６，６−テトラフェニル−ヘキサ−１，５−ジ
エン−３イン、３，３’−ジエチルオキサカルボシアニ
ン、３，３’−ジエチルオキサジカルボシアニン等が挙
げられ、また励起子の効果によるＣｕＣｌ、ＣｄＳｅ、
ＺｎＳｅ等や分子配向効果による二硫化炭素やニトロベ
ンゼン等が挙げられる。また、偏光要素としては、例え
ば、複屈折を利用したもの、二色性を利用したもの、反
射を利用したもの等が挙げられる。 【０００８】本発明においては、旋光性の波長分散、即
ち周波数分散と三次以上の非線形光学効果を利用して角
度変調−強度変調変換を行う。入射信号光の周波数、即
ち波長が変化すると旋光角が変化するため、非線形光学
要素を励起する角度が変化し、一緒に照射した参照光の
偏光を変化させ、その結果、偏光要素を透過する参照光
の量が変化する。したがって、角度変調された光信号を
強度変調された光信号に変換することができる。ここ
で、入射信号光の強度は、非線形光学要素の非線形屈折
率変化が高次の効果により飽和する領域、即ちそれ以上
強度を上げても屈折率があまり変化しない領域にあるこ
とが望ましい。 【０００９】 【実施例】以下に、実施例を示して本発明を具体的に説
明する。 実施例１ 図１は、本発明における周波数変調された光信号を周波
数の異なる参照光に強度変調信号に変換して乗せる装置
の概略図である。１１は入射信号光であり周波数変調さ
れたレーザー光であって選択反射ミラー１８により参照
光と重なって同一方向に進行する。１２は参照光であっ
て信号光と異なる一定した周波数を持つ。信号光及び参
照光は、偏光子１３によって直線偏光となって旋光分散
要素１４に入射する。１４により偏光面間に角度を生じ
て信号光と参照光が三次非線形光学要素１５を透過する
と、非線形屈折率変化によって参照光が楕円偏光化す
る。参照光は、検光子１６を一部透過した後、バンドパ
スフィルター１７によって信号光を取り除いて出射され
る。 【００１０】ここで、検光子１６は信号光が無いときに
参照光を消光する方位に設定してある。この時、信号光
が周波数変調を受けていない角周波数ω0であって旋光
分散要素１４を出射したときの信号光と参照光の偏光面
間の角度をηとすると、出射される参照光の強度はｓｉ
ｎ２ηの２乗に比例する。ここで信号光が周波数変調を
受けて角周波数がΔωだけ変化した場合、旋光分散要素
１４を透過した信号光は旋光分散によって旋光角が変化
する。この時の旋光角の変化量をΔη0とすると、出射
される参照光の強度はｓｉｎ（２η＋２Δη0）の２乗
に比例した量になる。 【００１１】このように、入射信号光に乗った周波数変
調信号は、波長の異なる参照光の強度変調に変換されて
出射される。この時の信号強度の変化量は近似的に２Δ
η0ｓｉｎ４ηに比例する。以上、周波数変調について
説明したが、位相変調の場合は微分が出力信号の強度変
化に変換されて取り出される。また、旋光分散要素と三
次非線形光学要素は個別のもので説明したが、旋光分散
要素と三次非線形光学要素が一体化した場合でも同様に
変換が可能であることは言うまでもない。 【００１２】 【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成により光の
角度変調を強度変調に変換して波長の異なる別の参照光
に乗せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明における周波数変調された光信
号を周波数の異なる参照光に強度変調信号に変換して乗
せる装置の概略図である。 【符号の説明】 １１ 入射信号光 １２ 参照光 １３ 偏光子 １４ 旋光分散要素 １５ 三次非線形光学要素 １６ 検光子 １７ バンドパスフィルター １８ ミラー
号を周波数の異なる参照光に強度変調信号に変換して乗
せる装置の概略図である。 【符号の説明】 １１ 入射信号光 １２ 参照光 １３ 偏光子 １４ 旋光分散要素 １５ 三次非線形光学要素 １６ 検光子 １７ バンドパスフィルター １８ ミラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−284827（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−128522（ＪＰ，Ｕ)
特表 昭63−500069（ＪＰ，Ａ)
横沢伊裕，他，キラル物質の施光分散
を利用した光カーシャッター，1993年春
季第40回応用物理学関係連合講演会講演
予稿集，1993年 ３月29日，第３分冊,
ｐｐ．1156
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 2/00
G02F 1/35
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 角度変調された光信号を強度変調された
光信号に変換する方法であって、入射光として、角度変
調された信号光及び信号光とは周波数の異なる参照光を
用い、信号光及び参照光を同一偏光面で旋光分散要素に
入射させて、参照光及び信号光の相互の偏光面間に角度
を生じさせるとともに、信号光の周波数の変化を旋光角
の変化に変換し、次いで、参照光及び信号光を三次以上
の非線形光学効果を有する非線形光学要素に入射させて
信号光の旋光角の変化による非線形光学要素を励起する
角度の変化を、参照光の偏光変化として取り出し、この
参照光の偏光変化を偏光要素によって光強度の変化とし
て出力することを特徴とする光角度変調−強度変調変換
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25866993A JP3365004B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 光角度変調−強度変調変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25866993A JP3365004B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 光角度変調−強度変調変換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07114051A JPH07114051A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3365004B2 true JP3365004B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17323458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25866993A Expired - Fee Related JP3365004B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 光角度変調−強度変調変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365004B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8515499D0 (en) * | 1985-06-19 | 1985-07-24 | British Telecomm | Digital information transmission system |
| JPS63128522U (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-23 | ||
| JPH01284827A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光変調素子及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP25866993A patent/JP3365004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 横沢伊裕，他，キラル物質の施光分散を利用した光カーシャッター，１９９３年春季第４０回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，１９９３年 ３月２９日，第３分冊，ｐｐ．１１５６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07114051A (ja) | 1995-05-02 |
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Legal Events
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