特開 2024-31069 無線受信装置

(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】P2024031069

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】無線受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2575 20130101AFI20240229BHJP

   G02F 1/03 20060101ALI20240229BHJP

   G02F 1/065 20060101ALI20240229BHJP

   H04B 10/50 20130101ALI20240229BHJP

   H04B 1/18 20060101ALN20240229BHJP

【ＦＩ】

H04B10/2575

G02F1/03 502

G02F1/065

H04B10/50

H04B1/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134378

(22)【出願日】2022-08-25

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、総務省、『無線・光相互変換による超高周波数帯大容量通信技術に関する研究開発：光電気相互変換技術』委託研究（令和３年度から新たに実施する電波資源拡大のための研究開発）、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】304020292

【氏名又は名称】国立大学法人徳島大学

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(71)【出願人】

【識別番号】301022471

【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安井 武史

(72)【発明者】

【氏名】久世 直也

(72)【発明者】

【氏名】時実 悠

(72)【発明者】

【氏名】長谷 栄治

(72)【発明者】

【氏名】岸川 博紀

(72)【発明者】

【氏名】岡村 康弘

(72)【発明者】

【氏名】梶 貴博

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 隼

(72)【発明者】

【氏名】諸橋 功

(72)【発明者】

【氏名】久武 信太郎

【テーマコード（参考）】

2K102

5K062

5K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA22

2K102BA02

2K102BA19

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA18

2K102DA05

2K102DB02

2K102DD01

2K102DD03

2K102DD05

2K102EA02

2K102EB06

2K102EB11

2K102EB16

2K102EB20

5K062AA09

5K062AB02

5K062AB06

5K062AC01

5K062BB14

5K062BC03

5K102AD01

5K102AD04

5K102AH02

5K102PB03

5K102PB15

5K102PC12

5K102PH03

5K102PH11

5K102PH31

(57)【要約】

【課題】高周波無線通信と光通信とのシームレス接続を可能にする。
【解決手段】情報信号で変調された無線信号を受信する無線受信装置であって、受信アンテナと、所定の波長のレーザー光を出力するレーザー発光素子と、前記レーザー光で励起され、前記無線信号のキャリアの周波数と差分周波数だけ異なる繰り返し周波数の光周波数コムを生成する微小光共振器と、前記受信アンテナの受信部に設けられ、さらに前記光周波数コムを構成する光周波数モードのうち任意の光周波数モードを前記無線信号に応じて光変調する電気／光変換素子と、前記光周波数モードの変調成分を分離し、併せて、前記光周波数モードと繰り返し周波数離れた隣接周波数モードであって前記光周波数モードの変調成分と最も近くに隣接する非変調成分を分離する光バンドパスフィルターとを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報信号で変調された無線信号を受信する無線受信装置であって、
受信アンテナと、
所定の波長のレーザー光を出力するレーザー発光素子と、
前記レーザー光で励起され、前記無線信号のキャリアの周波数と差分周波数だけ異なる繰り返し周波数の光周波数コムを生成する微小光共振器と、
前記受信アンテナの受信部に設けられ、さらに前記光周波数コムを構成する光周波数モードのうち任意の光周波数モードを前記無線信号に応じて光変調する電気／光変換素子と、
前記光周波数モードの変調成分を分離し、併せて、前記光周波数モードと繰り返し周波数離れた隣接周波数モードであって前記光周波数モードの変調成分と最も近くに隣接する非変調成分を分離する光バンドパスフィルターとを有する無線受信装置。

【請求項2】

前記差分周波数は１０ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。

【請求項3】

前記任意の光周波数モード変調成分と差分周波数離れて隣接する前記隣接光周波数モードの非変調成分を混合し、光ビート信号を電気信号に変換する復調装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線受信装置。

【請求項4】

前記電気／光変換素子は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、ガリウム・リン（ＧａＰ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ＤＡＳＴからなる群より選択される１種以上の電気光学結晶材料から構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線伝送装置。

【請求項5】

前記電気／光変換素子は電気光学ポリマーによって構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線伝送装置。

【請求項6】

前記微小光共振器は非線形光学効果を有する媒質であって、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、ガリウム砒素アルミニウム（ＡｌＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群より選択される１種以上の媒質から構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線伝送装置。

【請求項7】

前記受信アンテナはパラボラアンテナ、カセグレンアンテナまたはホーンアンテナ等であり、アンテナ焦点付近に前記電気／光変換素子が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の無線伝送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、他の基地局等から無線信号を受信する、無線受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、移動（無線）通信（２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ等）では、半導体技術の進歩に伴う技術革新が、世代進化（高速化、高周波化）を牽引してきた。しかし、次世代移動通信（Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ／６Ｇ）で扱う周波数はキャリア周波数３００ＧＨｚ以上のいわゆるテラヘルツ帯（以降、ＴＨｚ帯）に及ぶとされ、電気的手法の技術的限界（周波数上限）に達する可能性がある。つまり、無線キャリア波の低出力化と位相ノイズ増大、信号伝送損失の増大による高周波化と省電力化の両立困難、光通信と移動通信の信号変換に伴う時間遅延といった本質的問題が顕在化すると言われている。

【0003】

ＴＨｚ波の検出には、一般的には電気的手法が利用される。ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）のような高速ＴＨｚ検出素子を用いると、テラヘルツ波を電気信号として直接検出することが出来る（ホモダイン検出または自乗検出）。一方、ＴＨｚ波（ＲＦ信号）と局部発振器（ＬＯ信号）を高周波ミキサーでミキシングして、両者の差周波であるビート信号（ＩＦ信号）をマイクロ波帯やＲＦ帯で計測することも出来る（ヘテロダイン検出）。

【0004】

一方、光ファイバー網を用いた光通信は最速の情報伝送速度を有し、最近ではデバイス内部の電子配線を光配線に置き換えて超高速・大容量・低遅延・低消費電力を実現するシリコン・フォトニクスの技術開発が進んでいる。このような背景から、無線通信においても、光学的に電波を検出する例が最近見受けられる。例えば、空間伝搬するＴＨｚ波を電気光学結晶に印加される電界信号として捉え、電気光学効果（例えば、ポッケルス効果）を用いることにより、ＴＨｚの伝送情報を変調サイドバンド光として光信号に重畳することが出来る（非特許文献１）。また、ＴＨｚ波（無線キャリア）周波数程度だけ周波数が離間された２モード光を用い、一方のモード光の変調サイドバンド光と、それに隣接した他方のモード光の非変調キャリア光の光ビート信号を検出することにより、共通の位相ノイズを相殺すると共にヘテロダイン検出により、信号対雑音比（ＳＮ比）を向上する手法が開示されている（非特許文献２）。

【0005】

一方、微小光共振器から生成した光周波数コム（マイクロ光コム）を用いて、ＴＨｚ波（無線キャリア）周波数に等しい光周波数差で光位相も同期した２モード光を生成し、光学的なＴＨｚ波発生に用いられている（非特許文献３）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】T. Kaji, I. Morohashi, Y. Tominari, N. Sekine, T. Yamada, and A. Otomo, "W-band optical modulators using electro-optic polymer waveguides and patch antenna arrays," Optics Express,Vol. 29, Issue 19, pp. 29604-29614 (2021).

【非特許文献2】S. Hisatake, H. H. N. Pham, and T. Nagatsuma, "Visualization of the spatial-temporal evolution of continuous electromagnetic waves in the terahertz range based on photonics technology," Optica, Vol. 1, Issue 6, pp. 365-371 (2014).

【非特許文献3】N. Kuse, K. Nishimoto, Y. Tokizane, S. Okada, G. Navickaite, M. Geiselmann, K. Minoshima, and T. Yasui,"Low phase noise THz generation from a fiber-referenced Kerr microresonator soliton comb," arXiv:2204.02564 (2022).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、電気的ＴＨｚ検出法は、装置が中型・複雑・高価で、電磁誘導ノイズ等に弱いという問題点がある。また、無線通信と光通信の接続において、電気信号／光信号間での信号変換に伴う時間遅延が生じる。一方、光学的ＴＨｚ検出法は、ＴＨｚ波伝送情報を、電気光学効果を介して瞬時に光キャリア信号に重畳し、光信号として計測出来るので、小型・単純・安価で技術的に成熟した光通信プラットフォームをそのまま流用できる。その結果、光通信との親和性が良好で汎用性も高いが、次世代移動通信で利用されるＴＨｚ周波数帯では低い電気／光変換効率のため、高速無線通信に十分な検出感度を得ることが困難である。また、ＴＨｚ波（無線キャリア）周波数程度だけ周波数が離間され、かつ低位相ノイズな２モード光を得るのは困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る無線受信装置は、情報信号で変調された無線信号を受信する無線受信装置であって、受信アンテナと、所定の波長のレーザー光を出力するレーザー発光素子と、前記レーザー光で励起され、前記無線信号のキャリアの周波数と差分周波数だけ異なる繰り返し周波数の光周波数コムを生成する微小光共振器と、前記受信アンテナの受信部に設けられ、さらに前記光周波数コムを構成する光周波数モードのうち任意の光周波数モードを前記無線信号に応じて光変調する電気／光変換素子と、前記光周波数モードの変調成分を分離し、併せて、前記光周波数モードと繰り返し周波数離れた隣接周波数モードであって前記光周波数モードの変調成分と最も近くに隣接する非変調成分を分離する光バンドパスフィルターとを有する。

【0009】

前記差分周波数は１０ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下であってもよい。

【0010】

前記任意の光周波数モード変調成分と差分周波数離れて隣接する前記隣接光周波数モードの非変調成分を混合し、光ビート信号を電気信号に変換する復調装置をさらに備えたものであってもよい。

【0011】

前記電気／光変換素子は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、ガリウム・リン（ＧａＰ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ＤＡＳＴからなる群より選択される１種以上の電気光学結晶材料から構成されるものであってもよい。

【0012】

前記電気／光変換素子は電気光学ポリマー（以下、「ＥＯポリマー」という場合がある）によって構成されるものであってもよい。

【0013】

前記微小光共振器は非線形光学効果を有する媒質であって、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、ガリウム砒素アルミニウム（ＡｌＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群より選択される１種以上の媒質から構成されるものであってもよい。

【0014】

前記受信アンテナはパラボラアンテナ、カセグレンアンテナ、またはホーアンテナ等であり、アンテナの焦点付近に前記電気／光変換素子が設けられたものであってもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、テラヘルツ帯の無線キャリアで送られてくる無線伝送信号をキャリア光に高効率・低位相ノイズ・低時間遅延で重畳することができ、通常の光通信プラットフォームで容易に情報信号を復調することができる。その結果、Ｂｅｙｏｎｄ５Ｇ以降の通信規格の要望をも満たし、光通信とのシームレス接続を可能にする無線受信装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態の無線受信装置のブロック図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態における電気/光変換素子および受信アンテナの具体例を示した模式図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態における電気/光変換素子の具体例を示す概念図である。

【図4】本発明の第１実施の形態の電気/光変換素子の動作説明図である。

【図5】本発明の第１実施の形態の動作説明図である。

【図6】本発明の第２実施の形態の無線受信装置のブロック図である。

【図7】本発明の第１の実施例のフローチャートである。

【図8】本発明の第２の実施例の実験方法を示す説明図である。

【図9】本発明の第２の実施例の実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態における無線受信装置２は、無線基地局１から送信される無線信号を受信し、無線信号に含まれる情報信号を、光キャリアに重畳して復調装置３に伝送するまでの処理を行う装置を想定したものである。

【0018】

図１に本実施の形態における無線受信装置２のブロック図を示す。図１において、無線受信装置２は受信アンテナ２０１を有し、無線信号Ｓ４を受信する。受信アンテナ２０１には受信アンテナ２０１が受信した無線信号を光変調信号に変換する電気／光変換素子２０２が設けられている。受信アンテナ２０１の具体例を図２に示す。

【0019】

受信アンテナ２０１は凹状の反射面を有するパラボラアンテナやカセグレンアンテナであってもよい。また、開口面に凸レンズを有したホーンアンテナであってもよい。いずれにおいても、アンテナ焦点付近に電気／光変換素子２０２が設けられている。なお、本実施の形態においては、無線基地局１のアンテナもハイゲインの指向性アンテナであるとし、伝送ロスが最小となるように受信アンテナ２０１との位置調整が十分にできているものとする。

【0020】

さらに図１において、２０３は単一周波数（波長）のレーザー光を発するレーザー発光部である。発光波長が１５５０ｎｍまたはその周辺の波長に合わせこまれた光を発するＤＦＢレーザーが好ましい。２０４は微小光共振器であり、前記レーザー光で励起され、光周波数コムを生成する。光周波数コムとは、多数の光周波数モード列が等周波数間隔で櫛の歯状に光位相が揃った状態で立ち並んだ超離散マルチスペクトル構造を有する光である。

【0021】

微小光共振器２０４は半導体基板上に環状に形成されたものであってもよい。直径は４０μｍ～４００μｍであってもよい。また、非線形光学効果を有する媒質であって、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、ガリウム砒素アルミニウム（ＡｌＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群より選択される１種以上の媒質から構成されるものであってもよい。

【0022】

微小光共振器２０４により生成された光周波数コム（マイクロ光コム）は光学的共振器長が短いため、隣接する光周波数モード間の周波数をテラヘルツ帯まで高く設計することができる。隣接する光周波数モード間の周波数（ｆｒｅｐ）は５０ＧＨｚ～３ＴＨｚに、好ましくは１００ＧＨｚ～１ＴＨｚに、さらに好ましくは３５０ＧＨｚ～６００ＧＨｚに設定してもよい。

【0023】

本実施の形態においては、光周波数コムの繰り返し周波数（ｆｒｅｐ）は、無線信号のキャリア周波数（ｆＴＨｚ）より差分周波数Δｆだけ異なる繰り返し周波数に設定されている。Δｆは後段において中間周波数として扱われるものであり、電子回路で扱える周波数以下であることが好ましいが、情報信号の低域まで近づくと情報信号に歪等が生じる。例えば１０ＧＨｚ～１００ＧＨｚ程度が好ましい。

【0024】

ここで、無線信号Ｓ４に含まれるキャリアが別の光周波数コムから生成されたものであるとして、繰り返し周波数（すなわちキャリア周波数）をｆＴＨｚとした場合、受信側の光周波数コムの繰り返し周波数（ｆｒｅｐ）はｆＴＨｚ－ΔｆまたはｆＴＨｚ＋Δｆであればよい。言い換えれば、レーザー発光部２０３によって励起される微小光共振器２０４は繰り返し周波数ｆＴＨｚ－ΔｆまたはｆＴＨｚ＋Δｆの光周波数コムを生成するものであればよい。

【0025】

２０５は光バンドパスフィルターであり、光周波数コムからそれぞれ隣接する任意の光周波数モードｍ３およびｍ４（それぞれ周波数はν３およびν４、光周波数差はｆｒｅｐ）を分離抽出する。本実施の形態においては、光周波数モードｍ３およびｍ４はいずれも電気／光変換素子２０２に供給される。

【0026】

電気／光変換素子２０２は電気光学（ＥＯ）材料中に、あるいは基板に設けられた光導波路にプローブ光を伝搬させ、その位相を外部からの電界に応じて変調させる機能を有するものである。電気光学材料として例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）結晶を使った、いわゆるＬＮ変調器でもよい。本実施の形態の場合、「外部からの電界」とはすなわち受信アンテナが受信した無線信号（Ｓ４）を意味する。ニオブ酸リチウム以外に、電気光学結晶材料としてテルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、ガリウム・リン（ＧａＰ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ＤＡＳＴ、ＥＯポリマーを用いてもよい。

【0027】

本明細書において、電気光学ポリマー（ＥＯポリマー）としては、例えば、特願２０１９－５３７６６９明細書に記載の電気光学ポリマーが挙げられる。

【0028】

ＥＯポリマーを用いた電気／光変換素子２０２の構造および動作を、図３～図５を用いてさらに詳しく説明する。まず無線伝送装置１から送られてきた無線信号Ｓ４は受信アンテナ２０１により電気／光変換素子２０２に外部電界として印加される。無線信号Ｓ４は周波数ｆＴＨｚ（例えば３００ＧＨｚ）のキャリア信号が情報信号で変調されたものであってもよい。電気／光変換素子２０２の構造は、図３（ａ）、（ｂ）に示す構造であってもよいが、特に限定されない。同図（ａ）は斜視図を同図（ｂ）は断面構造図をそれぞれ示す。

【0029】

両図において、電気／光変換素子２０２はＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）上に設けられたＥＯポリマーよりなる光導波路を有する。また、その両側にＵＶ硬化性樹脂に埋め込まれるように金パッチアンテナが設けられている。無線信号の電界成分が光導波路を跨いで振動しているとき、光導波路を挟む金パッチアンテナの間に交流電界が生じる。この電界はＥＯポリマーに対してポッケルス効果を生じさせ、屈折率を変化させる（Δｎ）。これにより、ＥＯ材料の内部を伝搬する光周波数モードに位相変調が引き起こされる。この様子を図４に示す。

【0030】

後述のように、光周波数モードｍ３の変調成分と、光周波数モードｍ３から繰り返し周波数ｆｒｅｐ離れた隣接周波数モードｍ４の非変調成分を最終的に抽出できればよいので、電気／光変換素子２０２には光周波数モードｍ３のみを供給してもよいが、本実施の形態では光周波数モードｍ３、ｍ４の両方を電気／光変換素子２０２に入力し、最後に光バンドパスフィルター２０７で２波を分離する構成について説明する。

【0031】

ＴＨｚ波によって誘起された電気光学的位相変調により、光周波数モード対（ｍ３およびｍ４）の光周波数スペクトラムには、各光周波数モードの光（非変調成分）とｆＴＨｚ離れた位置に変調信号成分が現れる（図５におけるＳ５）。

【0032】

バンドパスフィルター２０７は、光増幅素子２０６で増幅された電気／光変換素子２０２の出力光Ｓ５から光周波数モード光（ｍ４）の非変調成分と光周波数モード光（ｍ３）の変調成分を抽出する（Ｓ６）。ただし、このとき、最も近接している光周波数モード光の非変調成分と変調成分を抽出する。図５の例では、光周波数モードｍ３とｍ４とそれぞれにおける変調信号成分はｆＴＨｚ（例えば３００ＧＨｚ）間隔で電気／光変換素子２０２から出力されるが、バンドパスフィルター２０７は光周波数モードｍ３の変調信号成分と光周波数モードｍ４の非変調信号成分とを抽出する。本実施の形態においては、無線信号Ｓ４は周波数ｆＴＨｚ（３００ＧＨｚ）のキャリア（無線信号に含まれていたキャリア）が情報信号で変調されたものであり、光周波数モード対（ｍ３およびｍ４）の光周波数差はｆＴＨｚ－Δｆであるから、バンドパスフィルター２０７で抽光周波数モードｍ３の変調信号成分と光周波数モードｍ４の非変調信号成分との周波数間隔は（ν３＋ｆＴＨｚ）－（ν３＋ｆＴＨｚ－Δｆ）＝Δｆとなる。

【0033】

Δｆはいわゆる中間周波数に相当する周波数であり、本実施の形態では３０ＧＨｚとしている。そこで周波数差Δｆ＝３０ＧＨｚの両者を混合し、光ビート信号を電気信号に変換すれば、３０ＧＨｚのキャリア信号（ベースバンド信号）で変調された伝送情報信号が得られる。３０ＧＨｚ程度であれば通常の電子回路を用いて復調処理は可能である。本実施の形態では、バンドパスフィルター２０７の出力光は光ファイバーを通して復調装置３に送られ（Ｓ６）、復調装置３内部で電気的に復調処理がなされ、最終的にベースバンドの情報信号が得られる。

【0034】

なお、本実施の形態において、ＥＯ材料としてＥＯポリマーを用いた。ＥＯポリマーは、従来の電気光学結晶（ＺｎＴｅやＬＮなどの無機材料）と比較して大きなＥＯ係数を有する一方で、ＴＨｚ領域での損失が比較的低く、数１００ＧＨｚ以上の超高速応答が可能である。また、ＴＨｚ波と光信号の群速度ミスマッチの調整も可能である。

【0035】

（第２の実施の形態）
図６に本発明の第２の実施の形態のブロック図を示す。図６において、受信アンテナ２０１、電気／光変換素子２０２、レーザー発光部２０３、微小光共振器２０４、光増幅素子２０６、光バンドパスフィルター２０７は図１で示されたものと同等の機能を有する。本実施の形態においては、バンドパスフィルター２０５１とバンドパスフィルター２０５２によって光周波数モードｍ３とこれと隣接する光周波数モードｍ４がそれぞれ独立に分離され、光周波数モードｍ３のみがキャリア光として電気／光変換素子２０２に供給される。

【0036】

以上のように構成したことにより、光周波数モードｍ４には変調信号が含まれない。このため、光バンドパスフィルター２０７によって隣接モードの変調信号からのクロストークを除去する必要がなくなり、光バンドパスフィルター２０７の仕様を緩和することができる。

【実施例0037】

以下本発明の実施例について説明する。

【0038】

（第１の実施例）
図７に第１の実施例のフローチャートを示す。同図は無線信号Ｓ４をアンテナ２０１で受信してから光バンドパスフィルター２０７で変調信号成分が抽出されるまでの各ステップでの利得と損失を見積もったものである。

【0039】

まず、マイクロ光コムの出力を光増幅した後に光バンドパスフィルターで抽出された、変調対象となる光周波数モード対（ｍ３およびｍ４）のパワーはそれぞれ６ｍＷ（７．７６ｄＢｍ）であるとする。この光周波数モード対（ｍ３およびｍ４）はキャリア光として電気／光変換素子に供給され、無線信号Ｓ４の周波数で変調成分が光サイドバンドして生成される。図７では、光周波数モード（ｍ３）の変調側波帯（高周波側）のみを表示している。ここで、無線信号に含まれる情報信号（変調成分）は周波数４分割多重で送信されているとする。また、各周波数チャネルの情報信号（変調成分）の変換効率を－５０ｄＢ（０．００００１倍）程度とし、光増幅器のゲインを＋４０ｄＢ、光バンドパスフィルターの損失を－３ｄＢとする。以上の条件下では、光バンドパスフィルターの出力に含まれる情報信号（変調成分）は１周波数チャネルあたり－５．２４ｄＢｍ（０．３ｍＷ）と見積もれる。

【0040】

（第２の実施例）
本実施例では、実際に無線信号Ｓ４（周波数１００ＧＨｚ）を電気／光変換素子２０２であるＥＯポリマー変調デバイスに照射し、キャリア光に対して光変調を行った実験について説明する。本実施例の実験方法を図８に示す。本実施例においては、キャリア光は波長１５６６ｎｍのＣＷレーザーを用いて生成され、偏光制御の後、テーパー＆レンズファイバーでカップリングしてＥＯポリマー変調デバイス上の光導波路に供給される。

【0041】

一方無線信号Ｓ４は周波数１００ＧＨｚのキャリアのみとし、適当なパワーで一点に集められ、ＥＯポリマー変調デバイス上に照射される。その結果、先述のように、無線信号Ｓ４の電界成分によってキャリア光が変調を受け、その変調光が光ファイバーを通って光スペクトラムアナライザーに送られる。

【0042】

光スペクトラムアナライザーによって測定された光スペクトラムの様子を図９に示す。光キャリア信号から波長で約１ｎｍ離れた両側の位置に変調サイドバンドが立っているのが確認される。これはキャリア光が１００ＧＨｚの無線信号により変調を受けたことを意味する。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、移動端末や無線基地局からの無線信号を受信し、光伝送する交換局や中継局に用いることができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 無線基地局
２ 無線受信装置
３ 復調装置
２０１ 受信アンテナ
２０２ 電気／光変換素子
２０３ レーザー発光部
２０４ 微小光共振器
２０５，２０７ 光バンドパスフィルター
２０６ 光増幅器
２０５１，２０５２ 光バンドパスフィルター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】