特許 6031803 光多重通信用の発信機および通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6031803

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】光多重通信用の発信機および通信システム

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/313 20060101AFI20161114BHJP

   H04B 10/524 20130101ALI20161114BHJP

   G02F 1/055 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/313

   H04B9/00 524

   G02F1/055 505

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-86048(P2012-86048)

(22)【出願日】2012年4月5日

(65)【公開番号】特開2013-217998(P2013-217998A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(72)【発明者】

【氏名】今岡 功

【審査官】 林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０４３５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１４５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９８４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 D. H. McMahon，"Multimode optical switching"，LASER FOCUS with fiberoptic communicaions，１９７９年 ３月，Vol.15, No.3，p.46-64

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／００−１／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２９−１／３９

Ｇ０２Ｂ ６／１２−６／１４

Ｈ０４Ｂ １０／５２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｒｅｃｔ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を放出する光源と、
前記光を導く主光路を形成する導光手段と、
前記主光路上に設けられ、第１の信号に応じて前記光を変調する、第１の変調手段と、
前記主光路上において、前記第１の変調手段よりも下流に設けられ、第２の信号に応じて前記光を変調する、第２の変調手段と
を備え、
前記第１の変調手段は、屈折率可変部を備える屈折変調手段であり、
前記屈折率可変部は、前記第１の信号として印加される電圧に応じて屈折率が変化し、
前記屈折変調手段は、前記屈折率可変部における屈折率の変化に応じて、前記光の一部を前記主光路から分岐させ、これによって前記光を変調し、
前記導光手段および前記第１の変調手段は、前記主光路を形成するコアと、前記主光路の外周に配置されるクラッドとを備え、
前記屈折率可変部は、前記コアまたは前記クラッドとして構成され、
前記電圧は、前記第１の信号に応じて所定の範囲内で変動し、
前記電圧が前記範囲内である場合、前記コアの屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも大きく、
前記第１の変調手段は前記主光路に沿って延び、
前記第１の変調手段は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲部を備え、
前記電圧が前記範囲の下限である場合、前記主光路を伝播する光は、前記第１湾曲部における前記コアと前記クラッドとの境界面において全反射を起こし、
前記電圧が前記範囲の上限である場合、前記主光路を伝播する光の一部が前記境界面を透過し、これによって前記主光路から分岐し、
前記導光手段は、前記第１の曲率よりも小さい第２の曲率で湾曲する第２湾曲部を備え、
前記第２湾曲部および前記第１の変調手段のコアは、同一平面内において互いに逆の向きに湾曲する、
光多重通信用の発信機。

【請求項2】

前記第１の変調手段は、前記第１の信号に応じて前記屈折率可変部に印加される電圧を変化させる電圧印加部を備える、請求項１に記載の発信機。

【請求項3】

前記第２の変調手段は前記屈折変調手段である、請求項１または２に記載の発信機。

【請求項4】

前記光源は発光ダイオードであり、前記導光手段は光ファイバである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発信機。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の発信機と、
前記第１の変調手段によって分岐させられた光を受光する光検出手段と、
前記光検出手段が受光した光を復調して前記第１の信号を再生する復調手段と
を備える通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光多重通信用の発信機および通信システムに関し、とくに屈折率の変化によって光を変調するものに関する。

【背景技術】

【0002】

光多重通信システムとして、送信データに基づいて生成された駆動電流信号に基づいて光源を制御し、可視光信号を受信機に対して出力するものが提案されている。特許文献１には、光分岐回路を用いて複数の光源を準備し、これらの光源をそれぞれ対応する変調器で並列的に変調する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１２３０７３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、従来の光多重通信システムでは、送信機に用いられる光源を複数準備する必要があった。このため、たとえば構成が複雑になったりコストが増加したりといった問題があった。なお、特許文献１のように単一の光源からの光を分岐させ、擬似的に複数の光源のように扱うことも可能であるが、そのような構成ではそれぞれの変調器に供給される光の強度が低くなる。また、分岐回路が必要になり構成が複雑になる。

【0005】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、光多重通信において、単一の光源を用いて複数の信号を送信することができる発信機および通信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の問題を解決するため、この発明に係る光多重通信用の発信機は、光を放出する光源と、光を導く主光路を形成する導光手段と、主光路上に設けられ、第１の信号に応じて光を変調する、第１の変調手段と、主光路上において、第１の変調手段よりも下流に設けられ、第２の信号に応じて光を変調する、第２の変調手段とを備え、第１の変調手段は、屈折率可変部を備える屈折変調手段であり、屈折率可変部は、第１の信号として印加される電圧に応じて屈折率が変化し、屈折変調手段は、屈折率可変部における屈折率の変化に応じて、光の一部を主光路から分岐させ、これによって光を変調し、導光手段および第１の変調手段は、主光路を形成するコアと、主光路の外周に配置されるクラッドとを備え、屈折率可変部は、コアまたはクラッドとして構成され、電圧は、第１の信号に応じて所定の範囲内で変動し、電圧が範囲内である場合、コアの屈折率は、クラッドの屈折率よりも大きく、第１の変調手段は主光路に沿って延び、第１の変調手段は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲部を備え、電圧が範囲の下限である場合、主光路を伝播する光は、第１湾曲部におけるコアとクラッドとの境界面において全反射を起こし、電圧が範囲の上限である場合、主光路を伝播する光の一部が境界面を透過し、これによって主光路から分岐し、導光手段は、第１の曲率よりも小さい第２の曲率で湾曲する第２湾曲部を備え、第２湾曲部および第１の変調手段のコアは、同一平面内において互いに逆の向きに湾曲する。

【0007】

このような構成によれば、主光路に複数の変調手段を設け、上流に位置する変調手段が光の一部を主光路から分岐させ、これによって変調を行う。また、下流に位置する変調手段は、上流の変調手段が分岐させなかった光を利用して変調を行う。

【0008】

第１の変調手段は、第１の信号に応じて屈折率可変部に印加される電圧を変化させてもよい。
第２の変調手段は屈折変調手段であってもよい。
光源はレーザーダイオードであり、導光手段は光ファイバであってもよい。

【0009】

また、この発明に係る通信システムは、上述の発信機と、第１の変調手段によって分岐させられた光を受光する光検出手段と、光検出手段が受光した光を復調して第１の信号を再生する復調手段とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明の発信機および通信システムによれば、上流の変調手段が分岐させなかった光を利用して下流に位置する変調手段が変調を行うので、単一の光源によって複数の変調手段に光を供給することができる。このため、たとえば光源の構成が簡素になり、またコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る光多重通信システムの構成の概略を示す模式図である。

【図2】図１の光ファイバ部および変調手段に関連する構成を説明する拡大図である。

【図3】図２のコアに印加される電圧に対する屈折率の変化を表すグラフである。

【図4】図２に示す構成を、コアの軸を含む平面によって切断した断面図である。

【図5】図４において異なる電圧における光の反射および透過の様子を説明する図である。

【図6】各変調手段の動作タイミングと、各変調手段において発生するパルスとの関係の例を示す図である。

【図7】実施の形態２における時分割制御の例を示す図である。

【図8】実施の形態３における位相制御の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光多重通信システム１の構成の概略を示す模式図である。本発明に係る光多重通信システム１は、発信機１０および受信機２１〜２３を備える。発信機１０は、光ファイバ部１１と、光ファイバ部１１に設けられる複数の変調手段（第１の変調手段３１、第２の変調手段３２および第３の変調手段３３）と、これらの変調手段にそれぞれ信号を供給する信号源（第１の信号源４１、第２の信号源４２および第３の信号源４３）と、各信号源を制御する制御手段５０と、光ファイバ部１１に光を供給する光源６０とを備える。

【0013】

光源６０はたとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、光を放出して光ファイバ部１１に入射させる。光ファイバ部１１は、入射した光を軸方向に導く主光路Ｌを形成する導光手段として機能する。変調手段３１〜３３は、主光路Ｌ上に上流から下流に向かう順で設けられる。すなわち、主光路Ｌ上において、変調手段３１が最も上流に設けられ、変調手段３２は変調手段３１よりも下流に設けられ、さらに変調手段３３は変調手段３２よりも下流に設けられる。また、変調手段３１〜３３は、それぞれ入力される信号（第１の信号、第２の信号および第３の信号）に応じて光を変調する。

【0014】

変調手段３１〜３３によって変調された光は、主光路Ｌからそれぞれ対応する分岐光路（第１の分岐光路Ｌ１、第２の分岐光路Ｌ２および第３の分岐光路Ｌ３）に分岐する（分岐の動作については後述する）。受信機２１〜２３は、それぞれ、変調手段３１〜３３によって分岐光路Ｌ１〜Ｌ３に分岐させられた光を受光する。たとえば受信機２１は分岐光路Ｌ１を伝播する光を受光する第１の光検出手段を備える。この光検出手段は、公知のＭＯＳやＣＣＤを用いた受光素子等によって構成することができる。また、受信機２１は、受光した光を復調して第１の信号を再生する第１の復調手段を備える。

【0015】

受信機２２および受信機２３も、受信機２１と同様の構成を備える。このような構成により、光多重通信システム１は、単一の光源６０からの光を利用し、複数の変調手段３１〜３３と複数の受信機２１〜２３との間で多重通信を行う。

【0016】

図２は、光ファイバ部１１および変調手段３１〜３３に関連する構成を説明する拡大図である。なお、図２には変調手段３１のみを示すが、本実施形態では変調手段３２および変調手段３３も変調手段３１と同様の構成を有する。

【0017】

光ファイバ部１１は公知の光ファイバとしての構成を有する。たとえば、主光路Ｌを形成するコア１０１と、コア１０１の外周に配置されるクラッド１０２とを備える。また、変調手段３１は主光路Ｌに沿って延びる形状を有し、主光路Ｌを形成するコア１１１と、コア１１１の外周に配置されるクラッド１１２とを備える。クラッド１１２はコア１１１を包むように存在する。

【0018】

変調手段３１のコア１１１は、透明性（すなわち光伝導性）を持ち、電圧の印加により屈折率が変化する材料によって構成される。すなわち、本実施形態では、コア１１１は屈折率可変部であり、変調手段３１は屈折変調手段である。このような材料としては、たとえばＰＬＺＴを用いることができる。また変調手段３１のクラッド１１２は、コア１１１よりも屈折率が低い材料によって構成される。

【0019】

クラッド１１２には一対の電極１４０が設けられる。図２にはこのうち一方（たとえば陽極）のみを示すが、コア１１１およびクラッド１１２に対してこれと反対の位置にもう一方の電極（たとえば陰極）が同様の構成で設けられる。一対の電極１４０は信号源４１に接続され、信号源４１が発生する電圧をコア１１１およびクラッド１１２に印加する。このように、信号源４１および電極１４０は、第１の信号に応じて、コア１１１およびクラッド１１２に印加される電圧を変化させる、電圧印加部として機能する。また、これに伴い、印加される電圧に応じてコア１１１およびクラッド１１２の屈折率が変化する。なお、電圧の印加による屈折率の変化量はコア１１１とクラッド１１２とでは異なる。本実施形態では上述のようにコア１１１の材料にＰＬＺＴが用いられており、コア１１１の屈折率変化はクラッド１１２よりも大きい。
なお、図２では電極１４０およびその周辺部分にはクラッド１１２が設けられず、コア
１１１に直接電極１４０が接触しているが、電極１４０はクラッド１１２を介して取り付けられてもよい。

【0020】

図３は、コア１１１に印加される電圧Ｖに対するコア１１１の屈折率ｎの変化を表すグラフである。第１の入力信号に応じて信号源４１が発生する電圧（または電圧の絶対値）の下限をＶ０（たとえばＶ０＝０）とし、上限をＶ１とする。すなわち、コア１１１に印加される電圧ＶはＶ０≦Ｖ≦Ｖ１の範囲内で変動する。
Ｖ＝Ｖ０のときｎ＝ｎ０であり、Ｖ＝Ｖ１のときｎ＝ｎ１である。Ｖ０＜Ｖ＜Ｖ１のときｎ０＜ｎ＜ｎ１であり、たとえばｎはＶに対して線形に変化する。また、クラッド１１２の屈折率をｎ２とすると、Ｖ０≦Ｖ≦Ｖ１であれば常にｎ＞ｎ２である。（なお、本実施形態ではｎ２は常に一定とするが、Ｖ０≦Ｖ≦Ｖ１においてｎ＞ｎ２を満たすものであればｎ２は一定でなくともよい。）
また、光ファイバ部１１のコア１０１およびクラッド１０２は、たとえばそれぞれ変調手段３１のコア１１１およびクラッド１１２と同一の材料によって構成することができる。

【0021】

図２に戻る。変調手段３１は、第１湾曲部１１０を備える。第１湾曲部１１０は、一定の向きに一定の曲率１／Ｒ１（第１の曲率）で湾曲している（なお図２では曲率１／Ｒ１はコア１１１の中心軸における曲率を表す）。
図４は、図２に示す構成を、コア１１１の軸を含む平面によって切断した断面図である。コア１１１とクラッド１１２との境界面Ｂは、その外縁Ｂ１および内縁Ｂ２のみが現れている。

【0022】

図５は、図４の構造において、異なる電圧に応じた光の反射および透過の様子を説明する図である。図５（ａ）はＶ＝Ｖ０の状態を示し、図５（ｂ）はＶ＝Ｖ１の状態を示す。主光路Ｌを伝播する光が外縁Ｂ１に入射する入射角θの最小値をθｍｉｎとする（すなわち、主光路Ｌを伝播する光はすべてθｍｉｎ以上の入射角θをもって外縁Ｂ１に入射する）。Ｖ＝Ｖ０の場合、図３に示すようにコア１１１とクラッド１１２の屈折率の比ｎ０／ｎ２は比較的大きい。このため、図５（ａ）のように、主光路Ｌから外縁Ｂ１に入射角θｍｉｎで入射した光が、外縁Ｂ１で全反射を起こし、分岐せずに主光路Ｌ内にとどまるように設計可能である。なおθ＞θｍｉｎとなる場合も同様であるので、主光路Ｌ内を伝播する光は外部に漏れず主光路Ｌ内を伝播し続けることになる。

【0023】

一方、Ｖ＝Ｖ１の場合、図３に示すようにコア１１１とクラッド１１２の屈折率の比ｎ１／ｎ２は比較的小さい。このため、全反射の臨界角が広角側にシフトし、θｍｉｎよりも大きくなる（なおθｍｉｎは図５（ａ）の場合と図５（ｂ）の場合とで同一の値である）。すなわち、図５（ｂ）のように、主光路Ｌから外縁Ｂ１に入射角θｍｉｎで入射した光の一部が外縁Ｂ１を透過し、これによって主光路Ｌから分岐光路Ｌ１へと分岐して漏れ出すように設計可能である。

【0024】

このように、変調手段３１は、コア１１１における屈折率ｎの変化に応じて、光の一部を主光路Ｌから分岐させ、これによって光を変調する。たとえば、光を分岐させることによってパルスが存在することを表し、光を分岐させないことによってパルスが存在しないことを表すことができる。

【0025】

なお、変調手段３１の曲率１／Ｒ１（図２参照）は、主光路Ｌの特性（コア１１１の屈折率ｎおよび電圧Ｖに対する変動、クラッド１１２の屈折率ｎ２、入射角θの最小値θｍｉｎ、等）によって決まる臨界曲率より若干大きめの角度（すなわち若干ゆるやかな曲率）として選択することができる。ここで、「臨界曲率」とは、電圧Ｖが上限Ｖ１である場合に、入射角θｍｉｎで外縁Ｂ１に入射した光が全反射を起こす範囲内で最大の曲率である。
また、Ｖ＝Ｖ１のときに主光路Ｌから分岐する光の割合は曲率および屈折率等の諸条件によって定まり、たとえば３０％程度の光が分岐する構成とすることができる。

【0026】

以上は変調手段３１の構成であるが、変調手段３２および変調手段３３も同様の構成を有する。したがって、図１に示すように、変調手段３１において分岐しなかった光は主光路Ｌを伝播して変調手段３２に達し、その一部は変調手段３２において分岐して外部に漏れ出す。さらに、変調手段３２でも分岐しなかった光は主光路Ｌを伝播して変調手段３３に達し、その一部は変調手段３３において分岐して外部に漏れ出す。すなわち、上流の変調手段（たとえば変調手段３１）は、下流の変調手段（たとえば変調手段３２および変調手段３３）までの主光路Ｌの一部を構成する。このように、単一の光源６０から複数の信号を取り出すことが可能となる。

【0027】

以上のように、本発明の実施の形態１に係る発信機１０および光多重通信システム１によれば、上流の変調手段が分岐させなかった光を利用して下流に位置する変調手段が変調を行うので、単一の光源６０によって複数の変調手段に光を供給することができる。このため、たとえば光源の構成が簡素になり、またコストを低減できる。

【0028】

また、図１に示すように、光ファイバ部１１は複数の第２湾曲部１２０を備える。第２湾曲部１２０は、主光路Ｌにおいて、変調手段３１と変調手段３２の間の位置、変調手段３２と変調手段３３との間の位置、および変調手段３３よりも下流の位置に設けられる。 第２湾曲部１２０は、第１湾曲部１１０と同一の平面において、第１湾曲部１１０とは反対の向きに、一定の曲率１／Ｒ２（第２の曲率）で湾曲している（なお図１では曲率１／Ｒ２は光ファイバ部１１の中心軸における曲率を表す）。なお、本実施形態では第２湾曲部１２０の曲率は第１湾曲部１１０の曲率よりもゆるやかである（Ｒ１＜Ｒ２）が、主光路Ｌを伝播する光が第２湾曲部１２０から外部に漏れ出さない範囲であればこの条件を満たさないものであってもよい。すなわち、コア１１１およびクラッド１１２の屈折率差から求められる最小曲率よりも大きな曲率であればよい。最小曲率よりも大きな曲率であればコア１１１を伝播する光が全反射するからである。

【0029】

また、第２湾曲部１２０は、各変調手段からの分岐光路Ｌ１〜Ｌ３が互いに平行となるように構成される。たとえば、変調手段３１に入射する光の伝播方向と、変調手段３２に入射する光の伝播方向と、変調手段３３に入射する光の伝播方向とがすべて平行となるように第１湾曲部１１０および第２湾曲部１２０を構成し、さらに変調手段３１〜３３をすべて同じ向きに配置する。このような構成によれば、受信機２１〜２３をすべて同じ向きに配置できるので、分岐光路Ｌ１〜Ｌ３の構造および受信機２１〜受信機２３の配置を簡素にすることができる。

【0030】

上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
最下流の変調手段（第３の変調手段３３）よりも下流では主光路Ｌを維持する必要がないので、最下流の変調手段は、屈折率が変化する材料によって構成されたものでなくともよい。たとえば、印加される電圧に応じて光を透過または遮蔽することによって変調を行う変調手段であってもよい。また、第３の変調手段３３を設けない場合には、同様に第２の変調手段３２をそのような変調手段としてもよい。

【0031】

光ファイバ部１１は、第２湾曲部１２０を備えないものであってもよい。この場合には、各変調手段から分岐する光がそのままでは互いに平行とならないが、実施の形態１と同様に単一の光源６０によって複数の変調手段に光を供給することができる。

【0032】

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、各変調手段の動作タイミングを特定するものである。
図６は、各変調手段の動作タイミングに制限を設けない場合（上述の実施の形態１の一例）において、各変調手段の動作タイミングと、各変調手段において発生するパルス（すなわち各変調手段において分岐する光の強度）との関係の例を示す。この例では、説明の便宜上、各変調手段はいずれも光の５０％を分岐させるように示しているが、実際に分岐する光はたとえば３０％程度である。

【0033】

図６（ａ）は光源６０が放出する光の強度であり、理想的には一定である。図６（ｂ）〜（ｄ）は、第１の変調手段３１、第２の変調手段３２および第３の変調手段３３が発生するパルスの時間幅および強度を示す。このパルスは、各変調手段が主光路Ｌから分岐させる光に対応する。この例では各パルスは理想的な矩形であるものとする。図６（ｅ）は、主光路Ｌにおいて最下流の変調手段（すなわち変調手段３３）よりも下流まで伝播する光、すなわち残光の強度である。

【0034】

図６（ｂ）のように、最上流に位置する第１の変調手段３１ではパルスの波形および強度は均一であるが、下流に進むにつれ、図６（ｃ）および（ｄ）のように、上流での分岐の影響を受けてパルスの波形および強度が変化する。たとえばパルスＰ１とパルスＰ２は時間的に重複しており、主光路Ｌの光の５０％が第１の変調手段３１においてパルスＰ１として分岐し、このため第２の変調手段３２には到達しないので、第２変調手段３２のパルスＰ２は強度が落ちる。同様に、パルスＰ３とパルスＰ４は一部が時間的に重複しているので、重複している部分について下流のパルスＰ４の強度が落ち、波形が歪む。

【0035】

このように、各変調手段の動作タイミングに制限を設けない場合には、単一の光源６０からの光が主光路Ｌに直列に配置された変調手段３１〜３３において取り出されるので、後段になるに従って主光路Ｌ内の光強度のばらつきが大きくなり、信号伝達の信頼性を考慮した設計が必要となる。

【0036】

これに対し、実施の形態２では、各変調手段の動作タイミングを制御する。たとえば、各変調手段を同期させ時分割で制御する。
図７は、実施の形態２における時分割制御の例を示す。各変調手段は、制御手段５０（図１）の制御に応じ、それぞれ異なるタイミングで主光路Ｌの光を分岐させる。制御の単位となる時間帯として、第１の時間帯Ｔ１、第２の時間帯Ｔ２および第３の時間帯Ｔ３が設けられ、この順に、互いに重複しないように配置される。
各時間帯は互いに等しい長さを有し、また、等しい周期で繰り返される。本実施形態では、第３の時間帯Ｔ３の直後に次の第１の時間帯Ｔ１が配置されている。

【0037】

各変調手段は、それぞれ対応する時間帯においてのみ光を分岐させる。すなわち、第１の変調手段３１は第１の時間帯Ｔ１においてのみ光を分岐させ、第２の変調手段３２は第２の時間帯Ｔ２においてのみ光を分岐させ、第３の変調手段３３は第３の時間帯Ｔ３においてのみ光を分岐させる。したがって、ある変調手段（たとえば第２の変調手段３２）が主光路Ｌの光の一部を分岐させている間は、他の変調手段（たとえば第１の変調手段３１および第３の変調手段３３）は光を分岐させないことになる。

【0038】

以上のように、実施の形態２では、変調手段３１〜３３を同期させ、信号を送るタイミングを時分割制御する。よって、下流の変調手段（たとえば第３の変調手段３３）は、上流の変調手段（たとえば第１の変調手段３１および第２の変調手段３２）によって影響を受けず、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように各変調手段からの信号の品質を維持することができる。すなわち、変調手段３１〜３３から送信される光信号を、主光路Ｌの上流・下流を問わず同等の品質で送信することが可能になる。

【0039】

なお、上述の実施の形態２では各時間帯が隙間なく連続しているが、各時間帯の間には余裕時間帯が設けられても良い。この余裕時間にはいずれの変調手段も光を分岐させない制御とすれば、隣接する時間帯の重複をより確実に防止することができる。

【0040】

また、実施の形態２では各時間帯の長さが互いに等しいが、各時間帯の長さが互いに異なっていてもよい。たとえば、時間帯Ｔ１の長さが時間帯Ｔ２の長さより大きくなるよう制御してもよい。このようにすると、異なるレートの信号を並列して送信することができる。

【0041】

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態２において、各変調手段の動作タイミングを変更するものである。
図８は、実施の形態３における位相制御の例を示す。各変調手段は、制御手段５０（図１）の制御に応じ、それぞれ異なるタイミングで主光路Ｌの光を分岐させる。制御の周期はＴであり、この周期Ｔが繰り返される。この周期Ｔは、すべての変調手段について共通である。

【0042】

各変調手段は、周期Ｔにおける特定の位相に対応する時刻においてのみ光を分岐させる。すなわち、第１の変調手段３１は周期Ｔにおける位相θ１に相当する時刻においてのみ光を分岐させ、第２の変調手段３２は周期Ｔにおける位相θ２に相当する時刻においてのみ光を分岐させ、第３の変調手段３３は周期Ｔにおける位相θ３に相当する時刻においてのみ光を分岐させる。なお、図８ではパルスの時間的位置はパルスの中央を基準として決められるが、これはパルスの開始時点等を基準として決めてもよい。また、パルスの幅は、同一の周期Ｔにおける隣接する周期のパルス（たとえば位相θ１およびθ２に対応する２つのパルス）が互いに干渉しないよう設計される。

【0043】

したがって、実施の形態２と同様に、ある変調手段（たとえば第２の変調手段３２）が主光路Ｌの光の一部を分岐させている間は、他の変調手段（たとえば第１の変調手段３１および第３の変調手段３３）は光を分岐させないことになる。

【0044】

以上のように、実施の形態３では、変調手段３１〜３３を同期させ、信号を送るタイミングを位相シフト制御する。よって、実施の形態２と同様に、下流の変調手段は上流の変調手段によって影響を受けず、図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように各変調手段からの信号の品質を維持することができる。すなわち、変調手段３１〜３３から送信される光信号を、主光路Ｌの上流・下流を問わず同等の品質で送信することが可能になる。

【0045】

また、実施の形態３では、各変調手段は周期Ｔのうち特定の位相に対応する時刻においてのみパルスを発生させるので、ひとつの変調手段から連続してパルスが発生することがない。たとえば図８（ｂ）〜（ｄ）から明らかなように、ひとつの変調手段から送信されるパルスの間には少なくとも周期Ｔに等しい時間間隔が存在することになる。したがって、受光側の受信分解能を高める必要がない。たとえば図８に示す場合では、送信側の制御手段５０は１つの周期Ｔにおいて最大で３つのパルスを発生させる必要があるが、受信側の受信機２１、受信機２２および受信機２３はそれぞれ周期Ｔにおいて最大で１つのパルスを検出できればよい。

【0046】

実施の形態１〜３において、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）はたとえば非レーザーの発光ダイオードであるが、レーザーダイオードであってもよく、その他の光源であってもよい。

【0047】

実施の形態１〜３では、コアが屈折率可変部であり、コアの屈折率を電圧に応じて変化させることで変調を行っている。たとえば、図３の例では、印加される電圧Ｖの増加に応じてコアの屈折率ｎがｎ０からｎ１に減少する一方、クラッドの屈折率はｎ２で一定である。
変形例として、クラッドを屈折率可変部とし、クラッドの屈折率を電圧に応じて変化させることで変調を行ってもよい。たとえば、クラッドの材料にＰＬＺＴを用いて、電圧の増加に応じて屈折率が増加するよう構成し、コアの材料にはクラッドより屈折率が大きくクラッドより屈折率変化量が小さい材料を用いることで、このような構成を実現することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 光多重通信システム、１０ 発信機、１１ 光ファイバ部、２１〜２３ 受信機、３１ 第１の変調手段（屈折変調手段）、３２ 第２の変調手段（屈折変調手段）、３３ 第３の変調手段、４１〜４３ 信号源、５０ 制御手段、６０ 光源、１０１ コア、１０２ クラッド、１１０ 第１の湾曲部、１１１ コア（屈折率可変部）、１１２ クラッド、１２０ 第２の湾曲部、１４０ 電極、Ｂ 境界面（Ｂ１ 外縁、Ｂ２ 内縁）、Ｌ 主光路、Ｌ１〜Ｌ３ 分岐光路、Ｔ１ 第１の時間帯、Ｔ２ 第２の時間帯、Ｔ３ 第３の時間帯、Ｖ 電圧（Ｖ０ 下限、Ｖ１ 上限）、θ１ 位相（第１の位相時刻）、θ２ 位相（第２の位相時刻）、θ３ 位相。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】