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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022090899
(43)【公開日】2022-06-20
(54)【発明の名称】検出装置及び検出方法
(51)【国際特許分類】
H04L 7/00 20060101AFI20220613BHJP
H04L 27/00 20060101ALI20220613BHJP
G02F 2/00 20060101ALI20220613BHJP
【ＦＩ】
H04L7/00 750
H04L27/00 C
H04L27/00 Z
G02F2/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020203478
(22)【出願日】2020-12-08
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤原 正満
(72)【発明者】
【氏名】飯山 法子
(72)【発明者】
【氏名】可児 淳一
(72)【発明者】
【氏名】永妻 忠夫
【テーマコード（参考）】
2K102
5K047
【Ｆターム（参考）】
2K102BA40
2K102BC01
2K102BD01
5K047AA01
5K047BB02
5K047GG27
5K047MM33
(57)【要約】
【課題】第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である検出装置及び検出方法を提供する。
【解決手段】検出装置は、第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、第１連続光を用いて生成するサイドバンド発生器と、第２周波数に近い周波数の光キャリアとして第１光サイドバンドから選択された光キャリアと第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波器と、検波処理の結果に基づいて、要求値に対する差の正負のずれ量を導出するずれ導出部とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】検出装置は、第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、第１連続光を用いて生成するサイドバンド発生器と、第２周波数に近い周波数の光キャリアとして第１光サイドバンドから選択された光キャリアと第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波器と、検波処理の結果に基づいて、要求値に対する差の正負のずれ量を導出するずれ導出部とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、前記第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成するサイドバンド発生器と、
前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波器と、
前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出部と
を備える検出装置。
前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波器と、
前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出部と
を備える検出装置。
【請求項2】
前記サイドバンド発生器は、前記第３周波数に等しい周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成し、
前記検波器は、前記検波処理として光イントラダイン検波処理を実行する、
請求項１に記載の検出装置。
前記検波器は、前記検波処理として光イントラダイン検波処理を実行する、
請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記サイドバンド発生器は、前記第３周波数からずれた周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成し、
前記検波器は、前記検波処理として光ヘテロダイン検波処理を実行する、
請求項１に記載の検出装置。
前記検波器は、前記検波処理として光ヘテロダイン検波処理を実行する、
請求項１に記載の検出装置。
【請求項4】
前記選択された光キャリアを前記第１光サイドバンドから切り出すバンドパスフィルタを備え、
前記検波器は、前記第１光サイドバンドから切り出された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、前記検波処理を実行する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検出装置。
前記検波器は、前記第１光サイドバンドから切り出された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、前記検波処理を実行する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項5】
前記サイドバンド発生器は、前記複数の光キャリアを有する第２光サイドバンドを、更に前記第２連続光を用いて生成し、
前記バンドパスフィルタは、前記第１周波数及び前記第２周波数の間の第４周波数に近い周波数の光キャリアとして第１光キャリアを前記第１光サイドバンドから切り出し、前記第４周波数に近い周波数の光キャリアとして第２光キャリアを前記第２光サイドバンドから切り出し、
前記検波器は、切り出された前記第１光キャリアと切り出された前記第２光キャリアとを用いて、前記検波処理を実行する、
請求項４に記載の検出装置。
前記バンドパスフィルタは、前記第１周波数及び前記第２周波数の間の第４周波数に近い周波数の光キャリアとして第１光キャリアを前記第１光サイドバンドから切り出し、前記第４周波数に近い周波数の光キャリアとして第２光キャリアを前記第２光サイドバンドから切り出し、
前記検波器は、切り出された前記第１光キャリアと切り出された前記第２光キャリアとを用いて、前記検波処理を実行する、
請求項４に記載の検出装置。
【請求項6】
前記第１連続光と前記第２連続光とを結合する結合器を備え、
前記サイドバンド発生器は、結合された前記第１連続光及び前記第２連続光を用いて、前記第１光サイドバンドと前記第２光サイドバンドとを生成する、
請求項５に記載の検出装置。
前記サイドバンド発生器は、結合された前記第１連続光及び前記第２連続光を用いて、前記第１光サイドバンドと前記第２光サイドバンドとを生成する、
請求項５に記載の検出装置。
【請求項7】
前記ずれ導出部は、デジタル信号処理又はアナログ信号によって、前記差の正負のずれ量を導出する、
請求項１から請求項６のいずれ一項に記載の検出装置。
請求項１から請求項６のいずれ一項に記載の検出装置。
【請求項8】
検出装置が実行する検出方法であって、
第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、前記第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成する光サイドバンド発生ステップと、
前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波ステップと、
前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出ステップと
を含む検出方法。
第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、前記第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成する光サイドバンド発生ステップと、
前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波ステップと、
前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出ステップと
を含む検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信の伝送速度は増加の一途を辿っており、近い将来において要求帯域が数１０Ｇｂ／ｓから１００Ｇｂ／ｓ程度になることが予想されている。周波数が１００ＧＨｚを超える電波は、テラヘルツ（ＴＨｚ）波と呼ばれている。テラヘルツ波帯は、現在のスマートフォン等の携帯端末が利用する１ＧＨｚ近辺の電波と比較して、１００倍以上の広帯域を有する。近年、爆発的な帯域の増加要求に応えるため、テラヘルツ波帯を用いる高速な無線通信に注目が集まっている。
【0003】
現在、テラヘルツ波帯のうち、約２００ＧＨｚから約４００ＧＨｚまでの間の約２００ＧＨｚ幅の帯域を有する周波数領域について、最も重点的に研究開発が行われている。この帯域のうちの１００ＧＨｚ幅の帯域を送受信デバイスが利用して、簡易な強度変調方式で送受信デバイスが通信した場合でも、１００Ｇｂ／ｓ程度の通信速度は十分に実現可能である。
【0004】
図１０は、無線送信器１００ａの構成の第１例を示す図である。無線送信器１００ａは、光ファイバ通信で用いられる１．５μｍ帯の光キャリアを間接的に用いて、テラヘルツ波帯の無線信号を生成する（非特許文献１参照）。無線送信器１００ａは、レーザ１１０と、サイドバンド発生器１２０と、発振器１３０とを、光周波数コム発生器として備える。更に、無線送信器１００ａは、波長分波器１４０と、変調器１５０と、波長合波器１６０と、光電気変換器１７０と、アンテナ１８０とを備える。
【0005】
光周波数コム発生器は、一定の周波数間隔（コム間隔）で周波数軸上に並ぶ多数の光キャリアである多波長光キャリア（複数のモードを有する光周波数コム）を、モニタ光として生成する。図１０では、１．５μｍ帯のレーザ１１０（光源）は、レーザ１１０から出力された単一波長「ｆ０」の連続光（出力光）を、サイドバンド発生器１２０に出力する。発振器１３０は、発振器１３０から出力された周波数「Δｆ」の正弦波信号を用いて、サイドバンド発生器１２０を駆動する。ここで、周波数「Δｆ」が逓倍された周波数がテラヘルツ波の周波数となるように、正弦波信号の周波数「Δｆ」の値は設定される。光周波数コム発生器は、レーザ１１０から出力された連続光の周波数「ｆ０」を中心として、正弦波信号の周波数「Δｆ」が逓倍（ｉ倍）された周波数「ｆ０＋ｉΔｆ」の多数の光キャリア（光サイドバンド）を生成する。この「ｉ」は、０以外の整数（自然数）である。
【0006】
サイドバンド発生器１２０は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）強度変調器又はニオブ酸リチウム位相変調器等の光変調器を有する。サイドバンド発生器１２０は、レーザ１１０から出力された連続光を変調することによって、周波数「ｆ０」の光キャリアに対して光サイドバンドを生成する。周波数「ｆ０」の光キャリアと光サイドバンドとを含む多波長光キャリアは、光周波数コム発生器の出力として、波長分波器１４０に入力される。
【0007】
波長分波器１４０は、所定の第１周波数の光キャリアである第１光キャリアと、所定の第２周波数の光キャリアである第２光キャリアとを、多波長光キャリアから切り出す。ここで、波長分波器１４０は、第１光キャリアの周波数と第２光キャリアの周波数との間の差（周波数差）と、生成されるテラヘルツ波の周波数とが等しくなるように、多波長光キャリアから切り出される第１光キャリア及び第２光キャリアを選択する。「ｉ＝ｍ」の２波長の光キャリア（２本のサイドバンド）が選択された場合、周波数「ｆＴ＝｜２ｍ｜Δｆ」のテラヘルツ波を発生させることができる。
【0008】
変調器１５０は、データ発生器（不図示）から送信されたデータ信号（デジタル信号）を用いて第１光キャリアを変調することによって、変調光キャリアを生成する。波長合波器１６０は、この変調光キャリアと、変調されていない第２光キャリアである無変調光キャリアとを合波する。波長合波器１６０は、光キャリアの合波結果を、光電気変換器１７０（フォトミキサ）に出力する。
【0009】
光電気変換器１７０は、例えば、テラヘルツ波帯においても光電気変換帯域を有する単一走行キャリアフォトダイオード（Uni-Travelling-Carrier Photodiode : UTC-PD）である。光電気変換器１７０は、光キャリアの合波結果に対する光電気変換によって、周波数差（ビート周波数）に応じたテラヘルツ波帯の電気信号を生成する。アンテナ１８０は、光電気変換器１７０によって変換された電気信号に応じた無線信号を無線区間に向けて送信する。
【0010】
無線送信器１００ａによって生成されたテラヘルツ波の周波数の精度は、発振器１３０が有する周波数の精度に近似しており、非常に高精度である。すなわち、波長合波器１６０の出力において、周波数「ｆＴ＝｜２ｍ｜Δｆ」は非常に安定している。しかしながら、サイドバンド発生器１２０から出力された各光キャリアの光強度は、光サイドバンドの生成による多波長化によって、サイドバンド発生器１２０に入力された各光キャリアの光強度と比較して低下する。このため、各光キャリアの光強度の低下に応じて光信号対雑音比（Optical Signal-to-Noise Ratio）が劣化するので、アンテナ１８０から送信されるテラヘルツ波帯の無線信号の送信ＳＮＲが劣化するという問題がある。
【0011】
図１１は、無線送信器１００ｂの構成の第２例を示す図である。無線送信器１００ｂは、アンテナ１８０から送信されるテラヘルツ波帯の無線信号の送信ＳＮＲの劣化を防ぐことができる。無線送信器１００ｂは、光周波数コムを用いずに、周波数が互いに異なる連続光を用いる。無線送信器１００ｂは、レーザ１１０－１とレーザ１１０－２とを、個別光源として備える。更に、無線送信器１００ｂは、変調器１５０と、波長合波器１６０と、光電気変換器１７０と、アンテナ１８０とを備える。
【0012】
レーザ１１０－１は、所定の第１周波数「ｆ１」の連続光を、波長合波器１６０に出力する。レーザ１１０－２は、第１周波数とは異なる第２周波数「ｆ２」の連続光を、変調器１５０に出力する。光電気変換器１７０は、光電気変換によるビート周波数としての周波数｜ｆ１－ｆ２｜のテラヘルツ波の電気信号を生成する。
【0013】
無線送信器１００ｂでは、光サイドバンドが生成されないので、レーザ１１０から出力された連続光の多波長化による光強度の低下がない。このため、光信号対雑音比は劣化しないので、無線送信器１００ｂのアンテナ１８０から送信されるテラヘルツ波の無線信号の送信ＳＮＲは、図１０に示された無線送信器１００ａの無線信号の送信ＳＮＲよりも高い。しかしながら、無線送信器１００ｂの各レーザ１１０から出力された連続光における周波数の安定度は、図１０に示された無線送信器１００ａの発振器１３０の正弦波信号における周波数の安定度よりも遥かに低い。この理由は、無線送信器１００ｂにおいて生成されるテラヘルツ波の周波数が、無線送信器１００ｂの各レーザ１１０から出力された連続光における周波数の安定度に依存するためである。
【0014】
このように、無線送信器１００ｂでは、各レーザ１１０から出力された連続光の周波数揺らぎに応じて、生成されるテラヘルツ波の周波数が大きく変化するという問題がある。すなわち、複数の光源から出力された各連続光の波長揺らぎに応じて、連続光の間の周波数差「２ｍΔｆ」が揺らぐという問題がある。この「ｍ」は、０以外の整数（自然数）である。
【0015】
しかしながら、レーザ１１０から出力された連続光の間の周波数差を一定に保つことができるのであれば、無線送信器１００ｂの構成は有力な構成となり得る。２台のレーザから出力された連続光の周波数差を一定に保つ技術は、光ヘテロダイン受信を利用する光伝送システムにおいて用いられている（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0016】
【非特許文献1】“Real-time 100-Gbit/s QPSK Transmission Using Photonics-based 300-GHz-band wireless Link”, IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP), TuM1.1, 2016.
【非特許文献2】“622Mbit/s-16ch FDMコヒーレント光伝送装置”, テレビジョン学会技術報告，1993年 17巻 18号 pp.25-30．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
図１２は、光ヘテロダイン受信を利用する光伝送システムの構成例を示す図である。この光伝送システムは、レーザ１１０－３と、レーザ１１０－４と、変調器１９０と、結合器１９１と、光電気変換器１９２と、周波数弁別器１９３とを備える。図１２では、光伝送システムは、結合器１９１と、光電気変換器１９２とを、ヘテロダイン検波器として備える。送信器のレーザ１１０－４から出力された連続光は、送信器の変調器１９０によって、データ信号（デジタル信号）を用いて変調される。ヘテロダイン受信器のレーザ１１０－３から出力された連続光は、ヘテロダイン受信器において局発光として使用される。
【0018】
レーザ１１０－３から出力された連続光の周波数と、レーザ１１０－４から出力された連続光の周波数との差（周波数差）の要求値は、ヘテロダイン検波器において規定された中間周波数「ｆＩＦ（＝｜ｆ３－ｆ４｜）」である。結合器１９１と光電気変換器１９２とを有するヘテロダイン検波器の出力は、周波数弁別器１９３によって弁別される。これによって、周波数弁別器１９３は、規定値「ｆＩＦ」からの正負のずれ量「Δｘ」に比例した値（図１２に示された「ａΔｘ」）を、振幅情報として検出する。この振幅情報の検出結果のフィードバック制御によって、各レーザ１１０の周波数を安定化させることができる。しかしながら、テラヘルツ波帯で動作可能な周波数弁別器は存在しなので、図１２に示された送信器を周波数の安定化のために用いることができない。
【0019】
このように、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合には、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することができない場合がある。
【0020】
上記事情に鑑み、本発明は、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である検出装置及び検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明の一態様は、第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、前記第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成するサイドバンド発生器と、前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波器と、前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出部とを備える検出装置である。
【0022】
本発明の一態様は、検出装置が実行する検出方法であって、第１連続光の第１周波数と第２連続光の第２周波数との差の要求値が第３周波数の自然数倍である場合に、前記第３周波数に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、前記第１連続光を用いて生成する光サイドバンド発生ステップと、前記第２周波数に近い周波数の光キャリアとして前記第１光サイドバンドから選択された光キャリアと前記第２連続光とを用いて、検波処理を実行する検波ステップと、前記検波処理の結果に基づいて、前記要求値に対する前記差の正負のずれ量を導出するずれ導出ステップとを含む検出方法である。
【発明の効果】
【0023】
本発明により、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第１実施形態における、検出装置の構成例を示す図である。
【図2】第１実施形態における、検出装置の動作例を示すフローチャートである。
【図3】第１実施形態の第１変形例における、光受信器の構成例を示す図である。
【図4】第２実施形態における、検出装置の構成例を示す図である。
【図5】第２実施形態における、検出装置の動作例を示すフローチャートである。
【図6】第２実施形態の第２変形例における、検出装置の構成例を示す図である。
【図7】第３実施形態における、検出装置の構成例を示す図である。
【図8】第４実施形態における、検出装置の構成例を示す図である。
【図9】各実施形態における、検出装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図10】従来における、無線送信器の構成の第１例を示す図である。
【図11】従来における、無線送信器の構成の第２例を示す図である。
【図12】従来における、光ヘテロダイン受信を利用する光伝送システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における、検出装置１ａの構成例を示す図である。検出装置１ａは、周波数又は周波数差（ビート周波数）のずれ量を検出する装置（検出器）である。検出装置１ａは、例えば、図１０に示された無線送信器１００ａに備えられる。検出装置１ａは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２ａと、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、イントラダイン検波器１５と、アナログデジタル変換器１６－１と、アナログデジタル変換器１６－２と、デジタル信号処理器１７と、フィードバック部１８とを備える。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における、検出装置１ａの構成例を示す図である。検出装置１ａは、周波数又は周波数差（ビート周波数）のずれ量を検出する装置（検出器）である。検出装置１ａは、例えば、図１０に示された無線送信器１００ａに備えられる。検出装置１ａは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２ａと、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、イントラダイン検波器１５と、アナログデジタル変換器１６－１と、アナログデジタル変換器１６－２と、デジタル信号処理器１７と、フィードバック部１８とを備える。
【0026】
レーザ１０－１（第１レーザ）は、例えば半導体レーザである。レーザ１０－１は、周波数「ｆ１」の連続光（レーザ光）を、分岐器１１－１に出力する。レーザ１０－２（第２レーザ）は、例えば半導体レーザである。レーザ１０－２は、周波数「ｆ１」とは異なる周波数「ｆ２」の連続光（レーザ光）を、分岐器１１－２に出力する。
【0027】
分岐器１１－１は、周波数「ｆ１」の連続光を分岐する。分岐器１１－１は、分岐器１１－１によって分岐された連続光のうちの一方の連続光を、サイドバンド発生器１３に出力する。分岐器１１－１は、分岐器１１－１によって分岐された連続光のうちの他方の連続光を、波長合波器（例えば、図１０又は図１１に示された波長合波器１６０）に出力する。
【0028】
分岐器１１－２は、周波数「ｆ２」の連続光を分岐する。分岐器１１－２は、分岐器１１－２によって分岐された連続光のうちの一方の連続光を、イントラダイン検波器１５に出力する。すなわち、分岐器１１－２は、周波数「ｆ２」の光キャリア３１を、イントラダイン検波器１５に出力する。分岐器１１－２は、分岐器１１－２によって分岐された連続光のうちの他方の連続光を、変調器（例えば、図１０又は図１１に示された変調器１５０）に出力する。
【0029】
変調器１５０に出力された周波数「ｆ１」の連続光と、波長合波器１６０に出力された周波数「ｆ２」の連続光とは、例えば図１０又は図１１に示された無線送信器において、テラヘルツ波の無線信号の生成に用いられる。
【0030】
発振器１２ａは、周波数「Δｆ（＝０＋Δｆ）」の正弦波信号を、サイドバンド発生器１３に出力する。ここで、周波数「Δｆ」は、レーザ１０－１から出力された連続光の周波数「ｆ１」と、レーザ１０－２から出力された連続光の周波数「ｆ２」との差の要求値の「１／ｎ（nは、０以外の整数（自然数））」である。したがって、レーザ１０－１から出力された連続光の周波数「ｆ１」と、レーザ１０－２から出力された連続光の周波数「ｆ２」との差（周波数間隔）の要求値は、「｜ｎ｜Δｆ」と表される。なお、周波数の差の要求値は、例えば、無線送信器を有する通信システムの要求値として予め定められる。
【0031】
サイドバンド発生器１３には、分岐器１１－１によって分岐された連続光のうちの一方の連続光が入力される。サイドバンド発生器１３は、発振器１２ａから出力された正弦波信号を用いて、周波数「ｆ１」に対して光サイドバンドを生成する。ここで、サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ１」に対して周波数「Δｆ」が逓倍（ｉ倍）された異なる周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の複数の光キャリアを有する多波長光キャリアを生成する。すなわち、サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ１」に対して、コム幅「Δｆ」の複数のモードを有する光周波数コムを生成する。サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された多波長光キャリア（光周波数コム）を、バンドパスフィルタ１４に出力する。
【0032】
バンドパスフィルタ１４は、周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリア３０を、周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドから切り出す。バンドパスフィルタ１４は、周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリア３０を、イントラダイン検波器１５に出力する。
【0033】
イントラダイン検波器１５には、バンドパスフィルタ１４によって多波長光キャリアのうちから切り出された光キャリア３０（選択された光キャリア）が、バンドパスフィルタ１４から入力される。イントラダイン検波器１５には、分岐器１１－２によって分岐された連続光のうちの一方の連続光が、分岐器１１－２から入力される。イントラダイン検波器１５に分岐器１１－２から入力された光キャリア３１（連続光）の周波数は、「ｆ２」である。
【0034】
イントラダイン検波器１５は、光デジタルコーレント伝送において使用される光９０度ハイブリッド受信器を備える。イントラダイン検波器１５は、周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリア３０と、分岐器１１－２から入力された周波数「ｆ２」の光キャリア３１とを用いて、光イントラダイン検波を実行する。イントラダイン検波器１５は、Ｑチャネルのアナログ信号を、光イントラダイン検波のＱチャネルの出力として、アナログデジタル変換器１６－１に出力する。イントラダイン検波器１５は、Ｉチャネルのアナログ信号を、光イントラダイン検波のＩチャネルの出力として、アナログデジタル変換器１６－２に出力する。
【0035】
アナログデジタル変換器１６－１は、一定のサンプリング周波数で、Ｑチャネルのアナログ信号を量子化する。アナログデジタル変換器１６－１は、Ｑチャネルのデジタル信号を、デジタル信号処理器１７に出力する。アナログデジタル変換器１６－２は、一定のサンプリング周波数で、Ｉチャネルのアナログ信号を量子化する。アナログデジタル変換器１６－２は、Ｉチャネルのデジタル信号を、デジタル信号処理器１７に出力する。
【0036】
デジタル信号処理器１７（ずれ導出部）は、Ｑチャネルのデジタル信号とＩチャネルのデジタル信号とを用いて、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との間の周波数差（ビート周波数）の要求値に対する、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との間の周波数差のずれ量「Δｘ」を導出する処理（デジタル信号処理）を実行する。デジタル信号処理器１７は、周波数差の要求値に対して、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）と、切り出された周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリア３０との間の周波数差のずれ量を導出する。なお、周波数差のずれが無い場合には、ずれ量「Δｘ」は０である。
【0037】
導出されたずれ量「Δｘ」を用いて各レーザ１０の連続光（出力光）の周波数を安定化させるためには、ずれ量の絶対値が導出されるだけでなく、ずれ量の正負（ずれ方向）が検出される必要がある。イントラダイン検波器１５は、光イントラダイン検波（例えば、参考文献１：“Frequency estimation in intradyne reception”, IEEE Photon. Technol. Lett., Vol. 19, No. 6, pp.366-368, 2007.）を用いて、ずれ量の正負を検出する。
【0038】
光イントラダイン検波の結果である電気信号（アナログ信号）「Ｖｐ（ｋ）」は、「Ｖｐ（ｋ）」の絶対値が１に規格化された場合、複素表現を用いて式（１）のように表される。
【0039】
【数1】
【0040】
ここで、「ｔｋ」は、ｋ番目のサンプル点における時刻を表す。「φｋ」は、光位相差を表す。すなわち、「φｋ」は、レーザ１０－１から出力された連続光の位相と、レーザ１０－２から出力された連続光の位相との差を表す。式（１）の実部は、Ｉチャネルの出力を表す。式（１）の虚部は、Ｑチャネルの出力を表す。
【0041】
ｋ番目のサンプル点における電気信号「Ｖｐ（ｋ）」と、ｋ番目に対してサンプル点が１個分ずれている「ｋ－１」番目のサンプル点における電気信号「Ｖｐ（ｋ－１）」の複素共役「Ｖｐ＊（ｋ－１）」との積は、式（２）のように表される。
【0042】
【数2】
【0043】
各レーザ１０から出力された連続光のコヒーレンス時間よりもサンプリング周期「Ｔ（＝ｔｋ－ｔｋ－１）」が十分短い場合には、「φｋ＝φｋ－１」と見做すことができる。これを用いて、式（２）は、式（３）のように近似できる。
【0044】
【数3】
【0045】
ここで、複素平面（ＩＱ平面）上の位相回転角「２πΔｘＴ」が「－π＜２πΔｘＴ＜πの範囲にある場合、周波数差のずれ量「Δｘ」は、式（４）に示された範囲内で一意に導出することができる。
【0046】
【数4】
【0047】
また、１個分ではなくｐ個分だけサンプル点がずらされた場合では、周波数差のずれ量「Δｘ」は、式（５）の範囲で一意に導出される。
【0048】
【数5】
【0049】
デジタル信号処理器１７は、周波数差のずれ量「Δｘ」を示す信号（以下「エラー信号」という。）を、フィードバック部１８に出力する。フィードバック部１８は、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との間の周波数差の要求値が満たされるように、エラー信号（デジタル信号）に基づいてレーザ１０－１の駆動電流を調整する。フィードバック部１８は、エラー信号に基づいてレーザ１０－２の駆動電流を調整してもよい。
【0050】
上記の参考文献１では、データが重畳された光信号の周波数と局発光の周波数とのずれ量を検出するために、複素共役演算におけるサンプルのずれ量が、データ信号のシンボル長に限定されている。これに対して検出装置１ａでは、レーザ１０－１から出力された連続光と、レーザ１０－２から出力された連続光との間の周波数差のずれ量が検出されるので、サンプルのずれ量は、１サンプル単位で任意に設定可能である。
【0051】
また、多波長光キャリアから切り出された光キャリア３０を用いて光イントラダイン検波が実行されたことによって、光イントラダイン検波には不要である光キャリアを用いて周波数差の成分が生成されないので、ずれ量「Δｘ」の検出範囲は、理論的には無限大となる。ただし実際には、イントラダイン検波器１５の帯域とアナログデジタル変換器１６の帯域とがそれぞれ有限であることから、ずれ量「Δｘ」の検出範囲は、これらのデバイスの制限を受ける。
【0052】
検出装置１ａが導出可能なずれ量「Δｘ」の範囲（検出範囲）は、周波数「ｆ２」の連続光と周波数「ｆ１＋（ｎ±１）Δｆ」との間の周波数差の成分と、導出されるべき周波数差の成分とが混同されない範囲である。すなわち、検出装置１ａが導出可能なずれ量「Δｘ」の範囲（検出範囲）は、「－Δｆ／２＜Δｘ＜Δｆ／２」の範囲である。
【0053】
次に、検出装置１ａの動作例を説明する。
図２は、検出装置１ａの動作例を示すフローチャートである。サイドバンド発生器１３は、周波数「Δｆ」が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」（多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された連続光を用いて生成する（ステップＳ１０１）。イントラダイン検波器１５は、周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」から選択された光キャリア３０と、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）とを用いて、光イントラダイン検波処理を実行する（ステップＳ１０２）。デジタル信号処理器１７は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する（ステップＳ１０３）。
図２は、検出装置１ａの動作例を示すフローチャートである。サイドバンド発生器１３は、周波数「Δｆ」が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」（多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された連続光を用いて生成する（ステップＳ１０１）。イントラダイン検波器１５は、周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」から選択された光キャリア３０と、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）とを用いて、光イントラダイン検波処理を実行する（ステップＳ１０２）。デジタル信号処理器１７は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する（ステップＳ１０３）。
【0054】
以上のように、サイドバンド発生器１３は、第１連続光の第１周波数「ｆ１」と第２連続光の第２周波数「ｆ２」との差の要求値が第３周波数「Δｆ」の自然数倍である場合に、第３周波数「Δｆ」に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンド（第１の多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された第１連続光を用いて生成する。第１実施形態における、第３周波数「Δｆ」に基づく周波数とは、第３周波数に等しい周波数である。バンドパスフィルタ１４は、第２周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして選択された光キャリア３０を、第１光サイドバンドから切り出す。イントラダイン検波器１５は、第２周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして第１光サイドバンドから選択された光キャリア３０（切り出された光キャリア）と、光キャリア３１（第２連続光）とを用いて、光イントラダイン検波処理を実行する。デジタル信号処理器１７（ずれ導出部）は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する。
【0055】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0056】
従来では、複数のレーザから出力された連続光の間における大きな周波数差が、光電変換を用いて生成された周波数差の成分に基づいて直接検出される場合、広帯域な電気デバイス（例えば、周波数弁別器）が検出装置に必要である。テラヘルツ波は非常に高周波であるため、そのような高周波で動作し得る電気デバイスの実現は困難である。これに対して、検出装置１ａは、周波数が互いに異なる２本の連続光のうちの一方の連続光に対して、光サイドバンドを生成する。また、検出装置１ａは、これら２本の連続光のうちの他方の連続光の周波数と、生成された光サイドバンドの周波数とを接近させる。検出装置１ａは、光サイドバンドから切り出された光キャリアと２本の連続光のうちの他方の連続光とに対して光電変換を実行することによって、周波数差の成分を導出する。このため、検出装置１ａは、広帯域な電気デバイスを必要としないという顕著な効果を奏する。
【0057】
（第１実施形態の第１変形例）
従来の光デジタルコヒーレント伝送では、光受信器に伝送された光信号の偏波がランダムであることから、光受信器のイントラダイン検波器の光９０度ハイブリッド検波器において偏波ダイバーシティが併用されている。これに対して第１実施形態では、検出装置１ａが送信器（例えば、無線送信器又は光送信器）に備えられているので、レーザ１０からイントラダイン検波器１５までの間において連続光の偏波は保持される。このため、イントラダイン検波器１５の光９０度ハイブリッド検波器において、偏波ダイバーシティは併用されていない。
従来の光デジタルコヒーレント伝送では、光受信器に伝送された光信号の偏波がランダムであることから、光受信器のイントラダイン検波器の光９０度ハイブリッド検波器において偏波ダイバーシティが併用されている。これに対して第１実施形態では、検出装置１ａが送信器（例えば、無線送信器又は光送信器）に備えられているので、レーザ１０からイントラダイン検波器１５までの間において連続光の偏波は保持される。このため、イントラダイン検波器１５の光９０度ハイブリッド検波器において、偏波ダイバーシティは併用されていない。
【0058】
第１実施形態では、このような理由で、光受信器のイントラダイン検波器の光９０度ハイブリッド検波器の出力であるＱチャネルのアナログ信号が、アナログデジタル変換器１６－１にイントラダイン検波器１５から出力されている。また、光受信器のイントラダイン検波器の光９０度ハイブリッド検波器の出力であるＩチャネルのアナログ信号が、アナログデジタル変換器１６－２にイントラダイン検波器１５から出力されている。
【0059】
これに対して第１実施形態の変形例では、レーザ１０からイントラダイン検波器１５までの間において連続光の偏波が保持されない場合について、イントラダイン検波器１５の構成例を説明する。
【0060】
図３は、第１実施形態の変形例における、光受信器２００の構成例を示す図である。光受信器２００は、イントラダイン検波器１５に備えられる。光受信器２００の光９０度ハイブリッド検波器２０４は、偏波ダイバーシティの構成を備える。このため、光受信器２００は、直交偏波に対して、Ｉチャネルのアナログ信号とＱチャネルのアナログ信号とを、４個のアナログデジタル変換器２０５に入力する。各アナログデジタル変換器２０５は、入力されたアナログ信号に対してサンプリング処理を実行することによってアナログ信号を量子化する。各デジタル信号処理部２０７は、量子化の結果に対してデジタル信号処理を実行することによって、ずれ量「Δｘ」を導出する。
【0061】
光受信器２００は、一般的な光イントラダイン検波によるデジタルコヒーレント受信器の構成を備える。光受信器２００は、偏光ビームスプリッタ２０１（Polarization Beam Splitter : PBS）、局部発振光源２０２、偏光ビームスプリッタ２０３、光９０度ハイブリッド検波器２０４－１～２０４－２、アナログデジタル変換器２０５－１～２０５－２（Ａ／Ｄ変換器）、アナログデジタル変換器２０６－１～２０６－２及びデジタル信号処理部２０７を備える。
【0062】
偏光ビームスプリッタ２０１は、偏波スプリッタである。偏光ビームスプリッタ２０１には、バンドパスフィルタ１４から出力された光キャリアが、光信号として入力される。また、偏光ビームスプリッタ２０１には、分岐器１１－２から出力された連続光が、光信号として入力される。偏光ビームスプリッタ２０１は、入力された光信号を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。偏光ビームスプリッタ２０１は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
【0063】
局部発振光源２０２は、局発光を出力する。偏光ビームスプリッタ２０３は、偏波スプリッタである。偏光ビームスプリッタ２０３は、局部発振光源２０２から出力された局発光を入力する。偏光ビームスプリッタ２０３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。偏光ビームスプリッタ２０３は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
【0064】
光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、水平偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、スプリッタ２０８－１～２０８－２、π／２遅延器２０９、カプラ２１０－１～２１０－２及びバランスド受信器２１１－１～２１１－２を備える。
【0065】
スプリッタ２０８－１は、偏光ビームスプリッタ２０１から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－１は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１及び２１０－２に出力する。スプリッタ２０８－２は、偏光ビームスプリッタ２０３から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－２は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１と、π／２遅延器２０９に出力する。
【0066】
π／２遅延器２０９は、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１０－２に出力する。カプラ２１０－１は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－１に出力する。
【0067】
カプラ２１０－２は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、π／２遅延器２０９が出力したπ／２分遅延した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－２に出力する。
【0068】
バランスド受信器２１１－１は、カプラ２１０－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してアナログデジタル変換器２０５－１に出力する。バランスド受信器２１１－２は、カプラ２１０－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してアナログデジタル変換器２０５－２に出力する。
【0069】
アナログデジタル変換器２０５－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。アナログデジタル変換器２０５－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
【0070】
光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、垂直偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、スプリッタ２１２－１～２１２－２、π／２遅延器２１３、カプラ２１４－１～２１４－２及びバランスド受信器２１５－１～２１５－２を備える。
【0071】
スプリッタ２１２－１は、偏光ビームスプリッタ２０１から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－１は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１及び２１４－２に出力する。スプリッタ２１２－２は、偏光ビームスプリッタ２０３から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－２は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１と、π／２遅延器２１３に出力する。π／２遅延器２１３は、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１４－２に出力する。
【0072】
カプラ２１４－１は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－１に出力する。
【0073】
カプラ２１４－２は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、π／２遅延器２１３が出力したπ／２分遅延した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－２に出力する。
【0074】
バランスド受信器２１５－１は、カプラ２１４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してアナログデジタル変換器２０６－１に出力する。バランスド受信器２１５－２は、カプラ２１４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してアナログデジタル変換器２０６－２に出力する。
【0075】
アナログデジタル変換器２０６－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。アナログデジタル変換器２０６－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
【0076】
デジタル信号処理部２０７は、アナログデジタル変換器２０５－１～２０５－４それぞれから出力されたデジタルのサンプリング信号を入力する。デジタル信号処理部２０７は、入力したサンプリング信号を復調する。光受信器２００が行う処理は、デジタルコヒーレント伝送で用いられる一般的なイントラダイン受信器と同様である。
【0077】
これによって、レーザ１０からイントラダイン検波器１５までの間において連続光の偏波が保持されない場合でも、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0078】
（第１実施形態の第２変形例）
検出装置１ａがバンドパスフィルタ１４を備えていない場合について説明する。サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された多波長光キャリアを、イントラダイン検波器１５に出力する。イントラダイン検波器１５は、サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドを含む多波長光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光イントラダイン検波を実行する。
検出装置１ａがバンドパスフィルタ１４を備えていない場合について説明する。サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された多波長光キャリアを、イントラダイン検波器１５に出力する。イントラダイン検波器１５は、サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドを含む多波長光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光イントラダイン検波を実行する。
【0079】
デジタル信号処理器１７は、サイドバンド発生器１３によって生成された光サイドバンド（複数の光キャリア）の周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」のうちで、周波数「ｆ２」に最も近い周波数「ｆ１＋ｎΔｆ（ｉ＝ｎ）」（選択された光キャリアの周波数）に対する周波数「ｆ２」のずれ量「Δｘ」を導出する。すなわち、デジタル信号処理器１７は、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との差（周波数差）の要求値「ｆＴ＝｜ｎ｜Δｆ」からのずれ量「Δｘ」を導出する。
【0080】
デジタル信号処理器１７は、周波数「ｆ２」の連続光と周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリアとの間だけでなく、サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドと、周波数「ｆ２」の連続光との間の各周波数差のずれ量を、一括で導出する。
【0081】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、検出装置１ａがバンドパスフィルタ１４を備えることなく、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0082】
（第２実施形態）
第２実施形態では、光イントラダイン検波が実行される代わりに、光ヘテロダイン検波が実行される点が、第１実施形態との差分である。第２実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
第２実施形態では、光イントラダイン検波が実行される代わりに、光ヘテロダイン検波が実行される点が、第１実施形態との差分である。第２実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。
【0083】
図４は、第２実施形態における、検出装置１ｂの構成例を示す図である。検出装置１ｂは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２と、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、アナログデジタル変換器１６と、デジタル信号処理器１７と、フィードバック部１８と、ヘテロダイン検波器１９とを備える。
【0084】
第２実施形態では、検出装置１ｂがヘテロダイン検波器１９を備えているので、検出装置１ｂは、光９０度ハイブリッド検波器を備えていない。このため、ヘテロダイン検波器１９の出力は１系統となるので、検出装置１ｂは、１台のアナログデジタル変換器１６を備えていればよい。
【0085】
発振器１２ｂは、周波数「Δｆ’」の正弦波信号を、サイドバンド発生器１３に出力する。ここで、周波数「Δｆ’」は、第１実施形態における周波数「Δｆ」とは異なる周波数である。サイドバンド発生器１３に発振器１２ｂから出力される正弦波信号の周波数「Δf’」が周波数「Δf」に対してずれているので、周波数差の成分は、中間周波数に零周波数から移行する。これによって、光ヘテロダイン検波が可能となる。
【0086】
サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ’」の光サイドバンドと、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）との間の各周波数差のアナログ信号は、一括で生成される。バンドパスフィルタ１４は、周波数「ｆ１＋ｎΔｆ’」の光キャリア３２を、光キャリア３１の周波数に近い周波数の光キャリアとして、周波数「ｆ１＋ｉΔｆ’」の光サイドバンドから切り出す。
【0087】
ヘテロダイン検波器１９には、バンドパスフィルタ１４によって多波長光キャリアのうちから切り出された光キャリア３２（選択された光キャリア）が、バンドパスフィルタ１４から入力される。なお、第１実施形態の第２変形例と同様に、ヘテロダイン検波器１９には、多波長光キャリアがサイドバンド発生器１３から入力されてもよい。
【0088】
ヘテロダイン検波器１９には、分岐器１１－２によって分岐された連続光のうちの一方の連続光が、分岐器１１－２から入力される。ヘテロダイン検波器１９は、生成された多波長光キャリアのうちから切り出された光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光ヘテロダイン検波を実行する。すなわち、ヘテロダイン検波器１９は、切り出された周波数「ｆ１＋ｎΔｆ’」の光キャリア３２と周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）との間の周波数差を検出する。
【0089】
デジタル信号処理器１７によって導出されるずれ量「Δｘ」の検出範囲は、周波数「ｆ２」の連続光と周波数「ｆ１＋（ｎ±１）Δｆ’」との間の周波数差の成分と、導出されるべき周波数差の成分とが混同されない範囲である。
【0090】
ヘテロダイン検波器１９は、光結合器と、光電気変換器とを備える。ヘテロダイン検波器１９は、周波数「ｆ２」の連続光と周波数「ｆ１＋ｎΔｆ’（ｉ＝ｎ）」の光キャリアとの間の周波数差のアナログ信号を、光電変換を用いて生成する。アナログデジタル変換器１６は、周波数差のアナログ信号を、周波数差のデジタル信号に変換する。
【0091】
デジタル信号処理器１７は、周波数差のデジタル信号に基づいて、周波数差の成分を導出する。デジタル信号処理器１７は、レーザ１０－１から出力された連続光の周波数「ｆ１」と、レーザ１０－２から出力された連続光の周波数「ｆ２」との差（周波数差）の要求値「ｆＴ＝｜ｎ｜Δｆ」からのずれ量「Δｘ」を導出する。
【0092】
図４には、ヘテロダイン検波器１９の出力における、周波数差のアナログ信号の電気スペクトルが示されている。「Δf’＜Δf」が成り立つ場合、導出されるずれ量「Δｘ」は、中間周波数「ｆＴ－ｎΔｆ’」に対する正負のずれ量である。「Δf’＞Δf」が成り立つ場合、導出されるずれ量「Δｘ」は、中間周波数「ｎΔｆ’－ｆＴ」に対する正負のずれ量である。
【0093】
各レーザ１０から出力された各連続光の周波数が所定基準値に対して正方向にずれる確率と、各連続光の周波数が負方向にずれる確率とは等しい。したがって、導出可能なずれ量が正方向と負方向とで均等である場合に、デジタル信号処理器１７が周波数差のずれ量「Δｘ」を最も効率的に導出することが可能である。
【0094】
周波数「ｆ１＋ｎΔｆ’」の光キャリア３２をバンドパスフィルタ１４が多波長光キャリアの光サイドバンドから切り出すことによって、|Δf－Δf’|の値が大きくなる。これに応じて、使用される中間周波数「ｆＩＦ」が高くなるので、導出可能なずれ量「Δｘ」の範囲が広がる。
【0095】
「Δf’＜Δf」が成り立つ場合、使用される中間周波数は、「ｆＴ－ｎΔｆ’」である。この場合、理論的には「－（ｆＴ－ｎΔｆ’）＜Δｘ＜∞」の範囲で、周波数差のずれ量「Δｘ」の導出が可能である。
【0096】
「Δf’＞Δf」が成り立つ場合、使用される中間周波数は、「ｎΔｆ’－ｆＴ」である。この場合、理論的には「－∞＜Δｘ＜ｎΔｆ’－ｆＴ」の範囲で、周波数差のずれ量「Δｘ」の導出が可能である。
【0097】
次に、検出装置１ｂの動作例を説明する。
図５は、検出装置１ａの動作例を示すフローチャートである。サイドバンド発生器１３は、周波数「Δｆ」からずれた周波数「Δｆ’」が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」（多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された連続光を用いて生成する（ステップＳ２０１）。ヘテロダイン検波器１９は、周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」から選択された光キャリア３２と、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）とを用いて、光ヘテロダイン検波処理を実行する（ステップＳ２０２）。デジタル信号処理器１７は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する（ステップＳ２０３）。
図５は、検出装置１ａの動作例を示すフローチャートである。サイドバンド発生器１３は、周波数「Δｆ」からずれた周波数「Δｆ’」が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」（多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された連続光を用いて生成する（ステップＳ２０１）。ヘテロダイン検波器１９は、周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして光サイドバンド「ｆ１＋ｉΔｆ」から選択された光キャリア３２と、周波数「ｆ２」の光キャリア３１（連続光）とを用いて、光ヘテロダイン検波処理を実行する（ステップＳ２０２）。デジタル信号処理器１７は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する（ステップＳ２０３）。
【0098】
以上のように、サイドバンド発生器１３は、第１連続光の第１周波数「ｆ１」と第２連続光の第２周波数「ｆ２」との差の要求値が第３周波数「Δｆ」の自然数倍である場合に、第３周波数「Δｆ」に基づく周波数が逓倍された異なる周波数の複数の光キャリアを有する第１光サイドバンド（第１の多波長光キャリア）を、レーザ１０－１から出力された第１連続光を用いて生成する。第２実施形態における、第３周波数「Δｆ」に基づく周波数とは、第３周波数「Δｆ」からずれた周波数「Δｆ’」である。バンドパスフィルタ１４は、第２周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして選択された光キャリア３２を、第１光サイドバンドから切り出す。イントラダイン検波器１５は、第２周波数「ｆ２」に近い周波数の光キャリアとして第１光サイドバンドから選択された光キャリア３２（切り出された光キャリア）と、光キャリア３１（第２連続光）とを用いて、光ヘテロダイン検波処理を実行する。デジタル信号処理器１７（ずれ導出部）は、検波処理の結果に基づいて、周波数差の要求値に対する、周波数差の正負のずれ量「Δｘ」を導出する。
【0099】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。また、第１実施形態において使用された光イントラダイン検波の代わりに、発振器１２ｂから出力される正弦波信号の周波数が「Δf’」に「Δf」からずらされた上で光ヘテロダイン検波が実行されることによって、アナログデジタル変換器１６等の電気デバイスの個数を削減することが可能である。
【0100】
（第２実施形態の第１変形例）
検出装置１ｂがバンドパスフィルタ１４を備えていない場合について説明する。サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された多波長光キャリアを、ヘテロダイン検波器１９に出力する。ヘテロダイン検波器１９は、生成された多波長光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光ヘテロダイン検波を実行する。
検出装置１ｂがバンドパスフィルタ１４を備えていない場合について説明する。サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された多波長光キャリアを、ヘテロダイン検波器１９に出力する。ヘテロダイン検波器１９は、生成された多波長光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光ヘテロダイン検波を実行する。
【0101】
ヘテロダイン検波器１９は、サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドを含む多波長光キャリアと、分岐器１１－２から入力された連続光とを用いて、光ヘテロダイン検波を実行する。
【0102】
デジタル信号処理器１７は、周波数「ｆ２」の連続光と周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」の光キャリアとの間だけでなく、サイドバンド発生器１３から出力された周波数「ｆ１＋ｉΔｆ」の光サイドバンドと、周波数「ｆ２」の連続光との間の各周波数差のずれ量を、一括で導出する。
【0103】
「Δf’＜Δf」が成り立ち、かつ、「Δf’＝３ｎΔｆ／（３ｎ＋１）」が成り立ちつ場合、使用される中間周波数「ｆＩF」は、「ｎΔｆ／（３ｎ＋１）」である。この場合、「－ｎΔｆ／（３ｎ＋１）＜Δｘ＜ｎΔｆ／（３ｎ＋１）」の範囲で、周波数差のずれ量「Δｘ」の導出が可能である。
【0104】
「Δf’＜Δf」が成り立ち、かつ、「Δf’＝３ｎΔｆ／（３ｎ－１）」が成り立ちつ場合、使用される中間周波数「ｆＩF」は、「ｎΔｆ／（３ｎ－１）」である。この場合、「－ｎΔｆ／（３ｎ－１）＜Δｘ＜ｎΔｆ／（３ｎ－１）」の範囲で、周波数差のずれ量「Δｘ」の導出が可能である。
【0105】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、検出装置１ｂがバンドパスフィルタ１４を備えることなく、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0106】
（第２実施形態の第２変形例）
図６は、第２実施形態の変形例における、検出装置１ｃの構成例を示す図である。検出装置１ｃは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２と、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、フィードバック部１８と、ヘテロダイン検波器１９と、周波数弁別器２０とを備える。このように第２実施形態の第２変形例では、検出装置１ｃは、周波数弁別器２０を備える。周波数弁別器２０は、デジタル信号処理ではなくアナログ信号処理によって、周波数差のずれ量「Δｘ」を導出する。
図６は、第２実施形態の変形例における、検出装置１ｃの構成例を示す図である。検出装置１ｃは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２と、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、フィードバック部１８と、ヘテロダイン検波器１９と、周波数弁別器２０とを備える。このように第２実施形態の第２変形例では、検出装置１ｃは、周波数弁別器２０を備える。周波数弁別器２０は、デジタル信号処理ではなくアナログ信号処理によって、周波数差のずれ量「Δｘ」を導出する。
【0107】
周波数弁別器２０は、エラー信号（アナログ信号）をフィードバック部１８に出力する。フィードバック部１８は、周波数「ｆ１」と周波数「ｆ２」との間の周波数差の要求値が満たされるように、エラー信号に基づいてレーザ１０－１の駆動電流を調整する。フィードバック部１８は、エラー信号に基づいてレーザ１０－２の駆動電流を調整してもよい。
【0108】
（第２実施形態の第３変形例）
第１実施形態の第２変形例と同様に、検出装置１ｃはバンドパスフィルタ１４を備えなくてもよい。したがって、ヘテロダイン検波器１９には、多波長光キャリアがサイドバンド発生器１３から入力されてもよい。
第１実施形態の第２変形例と同様に、検出装置１ｃはバンドパスフィルタ１４を備えなくてもよい。したがって、ヘテロダイン検波器１９には、多波長光キャリアがサイドバンド発生器１３から入力されてもよい。
【0109】
（第３実施形態）
第３実施形態では、周波数「ｆ１」の連続光だけでなく周波数「ｆ２」の連続光に対しても光サイドバンドが生成される点が、第１実施形態及び第２実施形態との差分である。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態との差分を中心に説明する。
第３実施形態では、周波数「ｆ１」の連続光だけでなく周波数「ｆ２」の連続光に対しても光サイドバンドが生成される点が、第１実施形態及び第２実施形態との差分である。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態との差分を中心に説明する。
【0110】
図７は、第３実施形態における、検出装置１ｄの構成例を示す図である。検出装置１ｄは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２ａと、サイドバンド発生器１３－１と、サイドバンド発生器１３－２と、バンドパスフィルタ１４－１と、バンドパスフィルタ１４－２と、イントラダイン検波器１５と、アナログデジタル変換器１６－１と、アナログデジタル変換器１６－２と、デジタル信号処理器１７と、フィードバック部１８とを備える。
【0111】
サイドバンド発生器１３－１には、分岐器１１－１によって分岐された連続光のうちの一方の連続光が入力される。サイドバンド発生器１３－１は、発振器１２ｄから出力された正弦波信号を用いて、周波数「ｆ１」に対して光サイドバンドを生成する。サイドバンド発生器１３－１は、サイドバンド発生器１３－１によって生成された多波長光キャリア（光周波数コム）を、バンドパスフィルタ１４－１に出力する。バンドパスフィルタ１４－１は、サイドバンド発生器１３－１によって生成された多波長光キャリアから切り出された周波数「ｆ１＋ｍΔｆ」の光キャリアを、イントラダイン検波器１５に出力する。ここで、「ｍ（＝ｎ／２）」は、０以外の整数（自然数）である。
【0112】
サイドバンド発生器１３－２には、分岐器１１－２によって分岐された連続光のうちの一方の連続光が入力される。サイドバンド発生器１３－２は、発振器１２ｄから出力された正弦波信号を用いて、周波数「ｆ２」に対して光サイドバンドを生成する。サイドバンド発生器１３－２は、サイドバンド発生器１３－２によって生成された多波長光キャリア（光周波数コム）を、バンドパスフィルタ１４－２に出力する。バンドパスフィルタ１４－２は、サイドバンド発生器１３－２によって生成された多波長光キャリアから切り出された周波数「ｆ２－ｍΔｆ」の光キャリアを、イントラダイン検波器１５に出力する。
【0113】
イントラダイン検波器１５は、分岐器１１－１によって分岐された連続光に基づく光キャリア３５と、分岐器１１－２によって分岐された連続光に基づく光キャリア３６とを用いて、光イントラダイン検波を実行する。すなわち、イントラダイン検波器１５は、分岐器１１－１によって分岐された連続光に基づく多波長光キャリアにおいて周波数「ｆ０」に最も近い周波数の光キャリア３５と、分岐器１１－２によって分岐された連続光に基づく多波長光キャリアにおいて周波数「ｆ０」に最も近い周波数の光キャリア３６との間の周波数差のずれを検出する。
【0114】
以上のように、サイドバンド発生器１３－１は、複数の光キャリアを有する第１光サイドバンドを、レーザ１０－１から出力された第１連続光を用いて生成する。サイドバンド発生器１３－２は、複数の光キャリアを有する第２光サイドバンドを、レーザ１０－２から出力された第２連続光を用いて生成する。バンドパスフィルタ１４－１は、第１周波数「ｆ１」及び第２周波数「ｆ２」の間の第４周波数「ｆ０」（例えば、第１周波数「ｆ１」及び第２周波数「ｆ２」の間を等分する周波数）に近い周波数の光キャリアとして光キャリア３３（第１光キャリア）を、第１光サイドバンドから切り出す。バンドパスフィルタ１４－２は、第４周波数「ｆ０」に近い周波数の光キャリアとして光キャリア３４（第２光キャリア）を、第２光サイドバンドから切り出す。イントラダイン検波器１５は、切り出された光キャリア３３と切り出された光キャリア３４とを用いて、イントラダイン検波処理を実行する。
【0115】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、発振器又１２ｄ及びサイドバンド発生器１３における負担を低減させた上で、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0116】
上述の第１実施形態では、切り出された光キャリアの周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」を周波数「ｆ２」に近づけるために、発振器１２ａから出力される正弦波信号の周波数「Δｆ」を大きくする必要がある。又は、第１実施形態では、切り出された光キャリアの周波数「ｆ１＋ｎΔｆ」を周波数「ｆ２」に近づけるために、サイドバンド発生器１３の光変調器を高電圧で駆動して変調指数を極端に大きくする必要がある。
【0117】
これに対し第３実施形態では、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の連続光の光サイドバンドが生成されるだけでなく、分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の連続光の光サイドバンドが生成されるので、発振器又１２ｄ及びサイドバンド発生器１３における負担を低減させることが可能である。
【0118】
（第４実施形態）
第４実施形態では、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の連続光と分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の連続光とが結合される点が、第１実施形態から第３実施形態までとの差分である。第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態までとの差分を中心に説明する。
第４実施形態では、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の連続光と分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の連続光とが結合される点が、第１実施形態から第３実施形態までとの差分である。第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態までとの差分を中心に説明する。
【0119】
図８は、第４実施形態における、検出装置１ｅの構成例を示す図である。検出装置１ｅは、レーザ１０－１と、レーザ１０－２と、分岐器１１－１と、分岐器１１－２と、発振器１２と、サイドバンド発生器１３と、バンドパスフィルタ１４（BPF）と、アナログデジタル変換器１６と、デジタル信号処理器１７と、フィードバック部１８と、結合器２１と、光電気変換器２２とを備える。
【0120】
結合器２１は、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の連続光と、分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の連続光とを結合する。結合器２１は、周波数「ｆ１」の連続光と周波数「ｆ２」の連続光との結合結果を、サイドバンド発生器１３に出力する。
【0121】
サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ１」に対して周波数「Δｆ’」が逓倍（ｉ倍）された異なる周波数「ｆ１＋ｉΔｆ’」の複数の光キャリアを有する多波長光キャリアを、多波長光キャリアのいずれかの光キャリアの周波数が周波数「ｆ０」に近くなるように生成する。すなわち、サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ１」に対して、コム幅「Δｆ’」の複数のモードを有する光周波数コムを、光周波数コムのいずれかのモードの周波数が周波数「ｆ０」に近くなるように生成する。
【0122】
サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ２」に対して周波数「Δｆ’」が逓倍（ｉ倍）された異なる周波数「ｆ２＋ｉΔｆ’」の複数の光キャリアを有する多波長光キャリアを、多波長光キャリアのいずれかの光キャリアの周波数が周波数「ｆ０」に近くなるように生成する。すなわち、サイドバンド発生器１３は、周波数「ｆ２」に対して、コム幅「Δｆ’」の複数のモードを有する光周波数コムを、光周波数コムのいずれかのモードの周波数が周波数「ｆ０」に近くなるように生成する。
【0123】
サイドバンド発生器１３は、サイドバンド発生器１３によって生成された各多波長光キャリア（各光周波数コム）を、バンドパスフィルタ１４に出力する。バンドパスフィルタ１４は、周波数「ｆ０＝ｆ１－ｍΔf’」の光キャリア３５を、異なる周波数「ｆ１＋ｉΔｆ’」の複数の光キャリアを有する多波長光キャリアから切り出す。バンドパスフィルタ１４は、周波数「ｆ０＝ｆ２＋ｍΔf’」の光キャリア３６を、異なる周波数「ｆ２＋ｉΔｆ’」の複数の光キャリアを有する多波長光キャリアから切り出す。ここで、「ｍ（＝ｎ／２）」は、０以外の整数（自然数）である。
【0124】
光電気変換器２２は、分岐器１１－１によって分岐された連続光に基づく光キャリア３５と、分岐器１１－２によって分岐された連続光に基づく光キャリア３６とを用いて、光ヘテロダイン検波を実行する。すなわち、光電気変換器２２は、分岐器１１－１によって分岐された連続光に基づく多波長光キャリアにおいて周波数「ｆ０」に最も近い周波数の光キャリア３５と、分岐器１１－２によって分岐された連続光に基づく多波長光キャリアにおいて周波数「ｆ０」に最も近い周波数の光キャリア３６との間の周波数差のずれを検出する。
【0125】
以上のように、結合器２１は、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の第１連続光（第１の分岐光）と、分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の第２連続光（第２の分岐光）とを結合する。サイドバンド発生器１３は、結合された第１連続光及び第２連続光を用いて、光キャリア３５を含む第１光サイドバンドを生成する。サイドバンド発生器１３は、結合された第１連続光及び第２連続光を用いて、光キャリア３６を含む第２光サイドバンドを生成する。
【0126】
これによって、第１レーザの連続光の周波数と第２レーザの連続光の周波数との差である周波数差が所定値以上に大きい場合でも、発振器又１２ｅ及びサイドバンド発生器１３における負担を低減させた上で、周波数差の要求値に対する実際の周波数差のずれ量を検出することが可能である。
【0127】
上述の第２実施形態では、切り出された光キャリアの周波数「ｆ２＋ｎΔｆ」を周波数「ｆ１」に近づけるために、発振器１２ｂから出力される正弦波信号の周波数「Δｆ」を大きくする必要がある。又は、第２実施形態では、切り出された光キャリアの周波数「ｆ２＋ｎΔｆ」を周波数「ｆ１」に近づけるために、サイドバンド発生器１３の光変調器を高電圧で駆動して変調指数を極端に大きくする必要がある。
【0128】
これに対し、第３実施形態では、分岐器１１－２によって分岐された周波数「ｆ２」の連続光の光サイドバンドが生成されるだけでなく、分岐器１１－１によって分岐された周波数「ｆ１」の連続光の光サイドバンドが生成されるので、発振器１２ｅ及びサイドバンド発生器１３における負担を低減させることが可能である。
【0129】
（第４実施形態の第１変形例）
図６に示された検出装置１ｃと同様に、検出装置１ｅは、周波数弁別器を備えてもよい。周波数差のずれ量「Δｘ」は、デジタル信号処理を用いて導出される代わりに、周波数弁別器によるアナログ信号処理を用いて導出されてもよい。
図６に示された検出装置１ｃと同様に、検出装置１ｅは、周波数弁別器を備えてもよい。周波数差のずれ量「Δｘ」は、デジタル信号処理を用いて導出される代わりに、周波数弁別器によるアナログ信号処理を用いて導出されてもよい。
【0130】
（第４実施形態の第２変形例）
検出装置１ｅは、光電気変換器２２の代わりに、イントラダイン検波器１５を備えてもよい。検出装置１ｅは、複数のアナログデジタル変換器１６を備えてもよい。発振器１２ｅは、周波数「Δｆ（＝０＋Δｆ）」の正弦波信号を、サイドバンド発生器１３に出力してもよい。光電気変換器２２は、周波数「ｆ１」の連続光と周波数「ｆ２」の連続光との結合結果における光キャリア３５と光キャリア３６とを用いて、光イントラダイン検波を実行してもよい。
検出装置１ｅは、光電気変換器２２の代わりに、イントラダイン検波器１５を備えてもよい。検出装置１ｅは、複数のアナログデジタル変換器１６を備えてもよい。発振器１２ｅは、周波数「Δｆ（＝０＋Δｆ）」の正弦波信号を、サイドバンド発生器１３に出力してもよい。光電気変換器２２は、周波数「ｆ１」の連続光と周波数「ｆ２」の連続光との結合結果における光キャリア３５と光キャリア３６とを用いて、光イントラダイン検波を実行してもよい。
【0131】
（各実施形態における、検出装置のハードウェア構成例）
図９は、各実施形態における、検出装置１のハードウェア構成例を示す図である。検出装置１の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ３００が、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶部４００に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記録媒体である。通信部５００は、検出装置１による処理結果を外部装置（不図示）に送信する。通信部５００は、通信回線を経由してプログラムを受信してもよい。
図９は、各実施形態における、検出装置１のハードウェア構成例を示す図である。検出装置１の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ３００が、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶部４００に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記録媒体である。通信部５００は、検出装置１による処理結果を外部装置（不図示）に送信する。通信部５００は、通信回線を経由してプログラムを受信してもよい。
【0132】
検出装置１の各機能部のうちの一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。
【0133】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【0134】
例えば、分岐器１１－１は、レーザ１０－１から出力された連続光に関して、データ変調された連続光を分岐してもよい。又は、分岐器１１－２は、レーザ１０－２から出力された連続光に関して、データ変調された連続光を分岐してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0135】
本発明は、通信システムに適用可能である。
【符号の説明】
【0136】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ…検出装置、１０…レーザ、１１…分岐器、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…発振器、１３…サイドバンド発生器、１４…バンドパスフィルタ、１５…イントラダイン検波器、１６…アナログデジタル変換器、１７…デジタル信号処理器、１８…フィードバック部、１９…ヘテロダイン検波器、２０…周波数弁別器、２１…結合器、２２…光電気変換器、３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６…光キャリア、１００ａ，１００ｂ…無線送信器、１１０…レーザ、１２０…サイドバンド発生器、１３０…発振器、１４０…波長分波器、１５０…変調器、１６０…波長合波器、１７０…光電気変換器、１８０…アンテナ、１９０…変調器、１９１…結合器、１９２…光電気変換器、１９３…周波数弁別器、２００…光受信器、２０１…偏光ビームスプリッタ、２０２…局部発振光源、２０３…偏光ビームスプリッタ、２０４…光９０度ハイブリッド検波器、２０５…アナログデジタル変換器、２０６…アナログデジタル変換器、２０７…デジタル信号処理部、２０８…スプリッタ、２０９…π／２遅延器、２１０…カプラ、２１１…バランスド受信器、２１２…スプリッタ、２１３…π／２遅延器、２１４…カプラ、２１５…バランスド受信器、３００…プロセッサ、４００…記憶部、５００…通信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】