可視光を利用した光信号伝送装置及び光通信システム
【課題】通信状態を可視化した光信号伝送装置及び光通信システムを提供する。
【解決手段】光信号伝送装置は、パルス光信号を出力するパルス光制御部２００と、パルス光制御部２００から出力されたパルス光信号を入力し、該パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部２０１と、非線形光学部２０１から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部２０２とを備える。パルス光制御部２００は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御する。
【解決手段】光信号伝送装置は、パルス光信号を出力するパルス光制御部２００と、パルス光制御部２００から出力されたパルス光信号を入力し、該パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部２０１と、非線形光学部２０１から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部２０２とを備える。パルス光制御部２００は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形光学効果による赤外光から可視光(第二高調波)への変換に、パルス光による変換効率制御手法を用いて通信状態を可視化した光信号伝送装置及び光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の可視光発生装置の一例を示したものである。光源１００より出力される光信号１ａは、変調器１０１において、データ送信装置１０２からの電気信号１ｂによって制御されるデータ変調を施され、光信号１ｃとして変調器１０１から出力される。ここで送信する光信号として、通常赤外光が用いられる。
【０００３】
送信器１０６から伝送された光信号１ｃは、光スプリッタ１０３によって２つに分波される。その後、分波された光の一方は光受信器１０５に入力され、他方は蛍光受光装置１０４に入力される。発光器１０７に設けられる蛍光受光装置１０４の蛍光材料は、光エネルギーを吸収し励起した後、特定波長の可視光を放出する。この蛍光材料として、例えば、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）などが用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
図１のシステム構成によって、赤外光は可視光に変換され、通信状態を可視化することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３６６３６５号公報
【特許文献２】特許第３５２９１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に示す従来例では、発光する可視光の明るさ、即ち平均パワーは、蛍光受光装置１０４に照射する赤外光の光パワーのみに感応して変化し、信号形式には依存しない。よって、この手法を用いて通信システムの光信号を検出しても、なんらかの赤外光を受信していること以上の情報は知ることができない。さらに光受信器１０５に届いたデータの種類を知るためにはデータ信号を受信及び再生して解析しなければならないため、通信の秘匿性が保たれないうえ、データ信号を解析するための専用の光受信器を用意しなければならなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するため、非線形光学効果による赤外光から可視光(例えば第二高調波)への変換に、パルス光による変換効率制御手法を用いて通信状態を可視化した光信号伝送装置及び光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による第１の態様の光信号伝送装置は、パルス光信号を出力するパルス光制御部と、前記パルス光制御部から出力されたパルス光信号を入力し、前記パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部と、前記非線形光学部から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部とを備え、前記パルス光制御部は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による第２の態様の光信号伝送装置は、第１の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光御御部は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による第３の態様の光信号伝送装置は、第１の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光制御部は、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部、及び、前記周波数変調部の出力光信号に所定の波長分散を生じさせる分散媒質を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による第４の態様の光信号伝送装置は、第２の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う符号器、及び、前記符号器の出力信号に対して復号化を行う復号器を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光信号伝送装置によれば、赤外光から可視光への変換において、入力する赤外光の平均パワーを変えることなく、生成する可視光の明るさ、即ち平均パワーを制御することができるようになる。
【００１３】
さらに、本発明による第１の態様の光通信システムは、本発明による第２の態様の光信号伝送装置と、前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記非線形光学部に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明による第２の態様の光通信システムは、本発明による第３の態様の光信号伝送装置と、前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記分散媒質に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明による第３の態様の光通信システムは、本発明による第４の態様の光信号伝送装置と、前記パルス光源と前記符号器との間、もしくは前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記パルス光源もしくは前記符号器の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記符号器もしくは前記復号器に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記符号器及び前記復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明による第４の態様の光通信システムは、本発明による第１〜３の態様のいずれかの光通信システムにおいて、前記データ信号変調部の後段に設置され、前記データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する光スプリッタを備え、前記光スプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記光スプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明による第５の態様の光通信システムは、本発明による第２の態様の光信号伝送装置と、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明による第６の態様の光通信システムは、本発明による第３の態様の光信号伝送装置と、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号と前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明による第７の態様の光通信システムは、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記符号器の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接統され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記符号器及び復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明による第８の態様の光通信システムは、本発明による第１〜３の態様のいずれかの光通信システムにおいて、前記光合波器の後段に設置され、前記光合波器の出力光信号を２つの出力に分岐するＷＤＭスプリッタを備え、前記ＷＤＭスプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記ＷＤＭスプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする。
【００２１】
本発明の光通信システムによれば、データの送受信手段に加えて、通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することができ、データを受信、再生して解析することなく、視覚で通信状態を認識できるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可視光を利用した光信号伝送装置又は光通信システムを構成して、送信器側での制御により、通信状態に応じて、所望の発光形態の可視光を可視光放射部から発生させる。これにより、施工者やユーザが通信サービスの状態を視覚によって認識できるようになる。またデータ信号を受信及び再生して解析する必要がなくなり、可視光によってサービス状態をモニタリングして、データ信号の秘匿性を向上させるとともに、データ信号を解析するための光受信器も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による光信号伝送装置又は光通信システムの実施例について、図面を参照して説明する。尚、各実施例において、同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。
【００２４】
まず、本発明による実施例１の光信号伝送装置について説明する。
【００２５】
（実施例１）
図２は、本発明による光信号伝送装置の概略を示すブロック図である。図２において、実施例１の光信号伝送装置は、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。尚、本実施例の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する。
【００２６】
パルス光制御部２００は、可視光放射部２０２から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、パルス光の信号（以下、パルス光信号と称する。）を出力する。可視光放射部２０２から放射される可視域の光信号の平均パワーは、後述するように予め設定しておくことができる。尚、好適には、パルス光制御部２００は、８００〜１６００ｎｍの赤外光を光信号として所定の制御により伝送データに対応するパルス光信号を生成して出力する。
【００２７】
非線形光学部２０１は、パルス光制御部２００からのパルス光信号２ａを受信し、非線形光学効果により、光信号を構成するパルス光を可視光に変換した光成分を出力する。好適には、非線形光学部２０１は、パルス光制御部２００から出力されたパルス光信号２ａを入力し、該パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する。尚、ここで述べる非線形光学効果とは、ある波長（ある周波数）の光を入射することによって、物質から整数倍の周波数の光が放出される現象を云い、そのような特性は、様々な物質（気体、固体、液体）によっても生じるものである。また、第二高調波（及び／又は第三高調波）を生じる産業上利用される媒質も数多く知られており、非線形光学部２０１に、例えば周期分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）導波路を用いることができる。
【００２８】
可視光放射部２０２は、非線形光学部２０１により変換された可視光の一部又は全てを外部に放射する。好適には、可視光放射部２０２は、非線形光学部２０１から出力される光信号２ｂのうち、可視域の高調波成分のみを放射する。尚、可視光放射部２０２には、例えば図３に示すように、波長スプリッタ３００（光スプリッタ又はＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)スプリッタを含む。）を好適に用いることができ、赤外光３ａと可視光３ｂとを分波し、赤外光３ａの信号を伝送データ信号として出力するとともに、可視光３ｂのみを外部に放射するように構成する。
【００２９】
実施例１の光信号伝送装置において、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からのパルス光から通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成するしくみを、時間に対する入射光の強度又は第二高調波の強度を示す図４〜図７を参照して説明する。
【００３０】
まず、本実施例の理解のために、所定の波長（例えば、赤外波長）を有する連続光について説明する。
【００３１】
図４は、連続光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。図４において、人射光強度が時間に依らない定数Ｐ0をとるとすると、非線形光学効果によって生じる第二高調波の強度ＰSHGは、式（１）で示すような比例式で表すことができる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このように、時間に対する第二高調波の強度ＰSHGは、時間に依らない定数Ｐ0２となるので、図５に示すように、第二高調波の時間平均強度<ＰSHG >についても、式（１）と同様に定数Ｐ0２に比例する。
【００３４】
次に、所定のパルス幅を有する所定の波長（例えば、赤外）のパルス光について説明する。
【００３５】
図６は、パルス光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
図６において、入射光強度は周期Ｔの周期関数であり、且つ、幅Ｔ／ｎ、ピーク強度ｎ・Ｐ0のパルスである。ここで、ｎは、正の実数であり、ピークファクター（入力信号の波高値）を意味する。このように、図７に示すとおり非線形光学によって生じる第二高調波の強度ＰpulseSHGは、式（２）で示すような比例式で表すことができる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
このため、強度ＰpulseSHGの光の時間的平均強度<ＰpulseSHG >は、式（３）で示すような比例式で表すことができる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
式（３）から、強度ＰpulseSHGは、パルス幅によって決まるピークファクターｎに比例する。このため、パルス幅を調整することで所望の第二高調波の平均強度を得ることができる。例えば、入射光の波長を通信波長帯の１．５μｍ付近にすると、第二高調波の波長はその半分の波長７５０ｎｍ、即ち可視光域の波長として得られる。８００〜１６００ｎｍの赤外光を入射光として用いれば、可視光を生成できるようになる。
【００４０】
以上のように、実施例１の光信号伝送装置において、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。特に、パルス光制御部２００は、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーを所定の値にすることができる。
【００４１】
次に、本発明による実施例２の光信号伝送装置について説明する。
【００４２】
（実施例２）
実施例２の光信号伝送装置は、実施例１と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。また、実施例２の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する。実施例２の光信号伝送装置について、特にパルス光制御部２００で所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源を用いた例について説明する。
【００４３】
図８は、実施例２の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図８において、実施例２のパルス光制御部は、パルス光源８００を有している。パルス光源８００は、パルス幅及び／又はピークパワーを外部から調整できるものである。このように、実施例２のパルス光制御部２００は、パルス幅及び／又はピークパワーを調整したパルス光信号８ａを出力する。尚、パルス光源８００としては、レーザを直接変調する構成や、所定の時間間隔で光のパルス列を放射するモード同期レーザを用いる構成とすることができる。
【００４４】
実施例２の光信号伝送装置においても、実施例１と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。特に、パルス光制御部２００は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力することが可能なパルス光源２００を用いることにより、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーを所定の値にすることができる。
【００４５】
次に、本発明による実施例３の光信号伝送装置について説明する。
【００４６】
（実施例３）
実施例３の光信号伝送装置は、実施例１又は２と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２の動作は、実施例１又は２と同様であり、詳細な説明は省略する。実施例３の光信号伝送装置として、特に分散媒質を用いる例について説明する。
【００４７】
図９は、実施例３の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図９において、実施例３のパルス光制御部２００は、単一スペクトル光源９００、変調器９０１、変調信号出力装置９０２及び分散媒質９０３を有している。
【００４８】
変調器９０１は、単一スペクトル光源９００の光信号９ａを入力し、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号９ｃを出力する周波数変調部として機能する。
【００４９】
変調信号出力装置９０２は、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーが所定の値になるように、変調器９０１（即ち、周波数変調部）の出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御する。
【００５０】
分散媒質９０３は、変調器９０１（即ち、周波数変調部）からのパルス光信号９ｃに所定の波長分散を生じさせて、パルス圧縮したパルス光信号９ｄを出力するように機能する。
【００５１】
即ち、単一スペクトル光源９００から出力される光信号９ａは、変調器９０１において、変調信号出力装置９０２からの電気信号９ｂによって周波数変調が施され、光信号９ｃとして光変調器９０１から出力される。また、光信号９ｃは、後段の分散媒質９０３による波長分散によりパルス圧縮され、光信号９ｄとして出力される。
【００５２】
ここで、生成される光信号９ｄの変調度及び変調周波数を変調信号出力装置９０２により調整することで所望のパルス光信号を生成できる。尚、所望のパルス光信号の生成は、レーザを直接変調させる構成を用いてもよい。
【００５３】
実施例３の光信号伝送装置においても、実施例１又は２と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。尚、実施例３において、パルス光制御部２００が分散媒質９０３を備えるとして説明したが、実施例３の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する際には、発光器１０７側に分散媒質９０３を設けることができる。
【００５４】
次に、本発明による実施例４の光信号伝送装置について説明する。
【００５５】
（実施例４）
実施例４の光信号伝送装置は、実施例１〜３と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２の動作は、実施例１又は２と同様であり、詳細な説明は省略する。実施例４の光信号伝送装置として、特にパルス光制御部２００で符号化・復号を用いる例について説明する。
【００５６】
図１０は、実施例４の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図９において、実施例４のパルス光制御部２００は、パルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２を有している。
【００５７】
パルス光源１０００は、例えば実施例２で説明したパルス光源８００と同様に構成できる。
【００５８】
符号器１００１は、パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う。そのような符号化は、時間軸又は周波数軸で光成分を拡散させるものであれば如何なる方法でもよいが、復号器１００２と関連付けて、パルス光源１０００が出力する赤外光の平均パワーを変えることなく、赤外光のピークパワー及びパルス幅を調整するように機能する。
【００５９】
復号器１００２は、符号器１００１により時間軸又は周波数軸で光成分を拡散させて符号化した信号を復号する。そのような復号化は、如何なる方法でもよい。復号器１００２は、符号器１００１と関連付けて、パルス光源１０００が出力する赤外光の平均パワーを変えることなく、赤外光のピークパワー及びパルス幅を調整するように機能する。
【００６０】
即ち、パルス光源１０００から出力されるパルス光信号１０ａは、符号器１００１による符号化により例えば時間軸上で拡散され、光信号１０ｂとして出力される。その後、光信号１０ｂは、後段の復号器１００２によって復号化されることによりパルス光信号１０ｃとして出力される。
【００６１】
このように、符号器１００１及び復号器１００２は、所定の符号化方式及び復号化方式を行うことにより、入力する赤外光の平均パワーを変えることなく、ピークパワーやパルス幅が調整された任意のパルス光を生成できる。
【００６２】
実施例４の光信号伝送装置においても、実施例１〜３と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。尚、実施例４において、パルス光制御部２００が符号器１００１及び復号器１００２を備えるとして説明したが、実施例４の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する際には、送信器１０６側に符号器１００１を、発光器１０７側に復号器１００２を設けることができる。
【００６３】
次に、本発明による実施例５の光通信システムについて説明する。
【００６４】
（実施例５）
図１１は、本発明による実施例５の光通信システムを示すブロック図である。実施例５の光通信システムは、送信器１０６ａ、発光器１０７ａ及び光受信器１０５ａを備えている。送信器１０６ａは、パルス光源１１００、変調器１１０１、データ信号入力装置１１０２及び可視化信号入力装置１１０５を有している。発光器１０７ａは、非線形光学部１１０３、及び可視光放射部１１０４を有している。
【００６５】
パルス光源１１００は、実施例２のパルス光源８００と同様に機能する。
【００６６】
変調器１１０１は、パルス光源１１００と非線形光学部１１０３との間に設置され、パルス光源１１０１の出力光信号１１ａを伝送用のデータで変調して、非線形光学部１１０３に入力する。
【００６７】
データ信号入力装置１１０２は、伝送用のデータの種類に応じて、パルス光源１１００のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定するための信号１１ｆを可視化信号入力装置１１０５に送出するとともに、変調器１１０１の変調を制御するための信号１１ｂを送出する。
【００６８】
可視化信号入力装置１１０５は、データ信号入力装置１１０２からの制御信号１１ｆに基づいて、パルス光源１１００の出力光信号のパルス幅及び／又はピークパワーを制御するための信号１１ｇを出力する。
【００６９】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１１０１及びデータ信号入力装置１１０２から構成され、パルス光源１１００と非線形光学部１１０３との間に設置され、パルス光源１１００の出力光信号を伝送用のデータで変調して、非線形光学部１１０３に入力するように機能する。
【００７０】
非線形光学部１１０３は、実施例１又は実施例２の非線形光学部２０１と同様に機能する。
【００７１】
可視光放射部１１０４は、実施例１又は実施例２の可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００７２】
光受信器１０５ａは、可視光放射部１１０４の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【００７３】
図１１において、パルス光源１１００から出力された光信号は、変調器１１０１においてデータ信号に対応する変調を施され、光信号１１ｃとして出力される。ここで、パルス光源１１００において生成されるパルス光信号１１ａは、データ信号入力装置１１０２からの制御信号１１ｆをもとに、データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【００７４】
即ち、非線形光学部１１０３、可視光放射部１１０４及び光受信器１０５ａは、この順で光ファイバによって直列に接続されている。送信器１０６ａから送出された光信号１１ｃは、非線形光学部１１０３において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１１０４により放射され、非線形光学部１１０３において変換されなかった光信号は可視光放射部１１０４で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【００７５】
これにより、発光器１０７ａでは、光信号について、例えば入力パルス光信号の幅及びピークパワーのパターンを変えることで、伝送データの種類に応じて可視光放射部１１０４の光放射パターン（例えば、点滅パターン）が異なるように制御でき、伝送用のデータの種類又は光通信状態を可視化すると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データ受信も可能にする。
【００７６】
次に、本発明による実施例６の光通信システムについて説明する。
【００７７】
（実施例６）
図１２は、本発明による実施例６の光通信システムを示すブロック図である。実施例６の光通信システムは、送信器１０６ｂ、発光器１０７ｂ、及び光受信器１０５ａを備えている。送信器１０６ｂは、単一スペクトル光源１２００、変調器１２０１,１２０２、可視化信号入力装置１２０３、及びデータ信号入力装置１２０４を有する。発光器１０７ｂは、分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６、及び可視光放射部１２０７を有する。
【００７８】
単一スペクトル光源１２００は、実施例３の単一スペクトル光源９００と同様に機能する。
【００７９】
変調器１２０１は、実施例３の変調器９０１（即ち、周波数変調部）と同様に機能する。尚、実施例３の変調器９０１は、変調信号出力装置９０２からの制御信号に基づいて制御されるとして説明したが、本実施例の変調器１２０１は、可視化信号入力装置１２０３からの制御信号に基づいて制御される。
【００８０】
変調器１２０２は、変調器１２０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１２０５との間に設置され、変調器１２０１の出力光信号を伝送用のデータで変調して、分散媒質１２０５に入力する。
【００８１】
即ち、本実施例のデータ信号変調部は、変調器１２０２及びデータ信号入力装置１２０４から構成されており、変調器１２０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１２０５との間に設置され、変調器１２０１の出力光信号を伝送用のデータで変調して、分散媒質１２０５に入力するように機能する。
【００８２】
可視化信号入力装置１２０３は、データ信号入力装置１２０４で設定される伝送用のデータの種類に応じて、変調器１２０１の出力光信号の変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する。
【００８３】
データ信号入力装置１２０４は、変調器１２０２に対しては伝送用のデータで変調するための制御信号１２ｄを出力し、且つ、変調器１２０１に対して伝送用のデータの種類に応じた変調を施すために、発光器側で可視化するための信号として、変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定するための信号１２ｉを可視化信号入力装置１２０３に送出する。
【００８４】
分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６及び可視光放射部１２０７は、それぞれ実施例３の分散媒質９０３、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００８５】
実施例６の光受信器１０５ａは、実施例５の光受信器１０５ａと同様に、可視光放射部１２０７の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号１２ｈを受信して伝送用のデータを再生する。
【００８６】
即ち、パルス光源１２００から出力された光信号は、変調器１２０１において可視化信号１２ｂによる変調を施され、光信号１２ｃとして出力される。次に、光信号１２ｃは、変調器１２０２においてデータ信号入力装置１２０４による変調を施され、光信号１２ｅとして出力される。
【００８７】
このように、変調器１２０１において生成されるパルス光１２ｃは、データ信号入力装置１２０４からの制御信号１２ｉをもとに、データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【００８８】
尚、変調器１２０２及びデータ信号入力装置１２０４で構成されるデータ信号変調部は、単一スペクトル光源１２００の後段且つ変調器１２０１の前段に配置する構成でも良い。
【００８９】
また、分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６、及び可視光放射部１２０７は、この順で光ファイバによって直列に接続されている。さらに、可視光放射部１２０７の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｂから送出された光信号１２ｅは、分散媒質１２０５において波長分散を生じ、パルス光信号１２ｆを生成する。パルス光信号１２ｆは、非線形光学部１２０６において一部が可視光に変換される。変換された可視光は可視光放射部１２０７により放射され、非線形光学部１２０６において変換されなかった光信号は、可視光放射部１２０７で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【００９０】
これにより、発光器１０７ｂで光信号は可視化されると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データの受信も可能となる。
【００９１】
次に、本発明による実施例７の光通信システムについて説明する。
【００９２】
（実施例７）
図１３は、本発明による実施例７の光通信システムを示すブロック図である。実施例７の光通信システムは、送信器１０６ｃ、発光器１０７ｃ及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｃは、パルス光源１３００、変調器１３０１、データ信号入力装置１３０２、符号器１３０３及び可視化信号入力装置１３０７を有する。本実施例の発光器１０７ｃは、復号器１３０４、非線形光学部１３０５及び可視光放射部１３０６を有する。
【００９３】
本実施例のパルス光源１３００、符号器１３０３及び復号器１３０４は、それぞれ実施例４のパルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２と同様に機能する。
【００９４】
また、本実施例の非線形光学部１３０５及び可視光放射部１３０６は、それぞれ実施例４（即ち、実施例１に説明される。）の非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００９５】
変調器１３０１は、パルス光源１３００と符号器１３０３との間、もしくは符号器１３０３と復号器１３０４との間に設置され、パルス光源１３００もしくは符号器１３０３の出力光信号を伝送用のデータで変調する。
【００９６】
データ信号入力装置１３０２は、伝送用のデータの種類に応じて、符号器１３０３及び復号器１３０４において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する。尚、復号器１３０４は、符号化したデータを復号するために必要な情報を予め有することができ、或いは又、伝送用のデータにそのような情報を補助情報としてデータ信号入力装置１３０２から符号器１３０３を経て受信することができる。
【００９７】
可視化信号入力装置１３０７は、データ信号入力装置１３０２からの制御信号１３ｇに基づいて、パルス光源１３００又は変調器１３０１の出力光信号を符号化するための信号１３ｈを符号器１３０３に出力する。
【００９８】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１３０１及びデータ信号入力装置１３０２から構成されており、パルス光源１３００と符号器１３０３との間、もしくは符号器１３０３と復号器１３０４との間に設置され、パルス光源１３００もしくは符号器１３０３の出力光信号を伝送用のデータで変調して、符号器１３０３もしくは復号器１３０４に入力するように機能する。
【００９９】
実施例７の光受信器１０５ａは、実施例５又は実施例６の光受信器１０５ａと同様に、可視光放射部１３０６の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１００】
図１３において、パルス光源１３００から出力された光信号は、変調器１３０１においてデータ信号による変調を施され、光信号１３ｂとして出力される。次に、光信号１３ｂは、符号器１３０３において符号化を施され、光信号１３ｃとして出力される。
【０１０１】
ここで符号器１３０３において生成される光信号１３ｃは、データ信号入力装置１３０２からの制御信号１３ｇをもとに、データ信号に対応したバルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１０２】
前述したように、変調器１３０１及びデータ信号入力装置１３０２で構成されるデータ信号変調部は、符号器１３０３の後段に配置してもよい。
【０１０３】
図１３において、復号器１３０４、非線形光学部１３０５、及び可視光放射部１３０６の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１３０６の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｃから送出された光信号１３ｃは、復号器１３０４によって複号化され、パルス光信号１３ｄを生成する。パルス光信号１３ｄは、非線形光学部１３０５において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１３０６により放射され、非線形光学部１３０５において変換されなかった光信号は可視光放射部１３０６で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１０４】
これにより、発光器１０７ｃで光信号は可視化されると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データの受信も可能となる。
【０１０５】
次に、本発明による実施例８の光通信システムについて説明する。
【０１０６】
（実施例８）
図１４は、本発明による実施例８の光通信システムを示すブロック図である。実施例８の光通信システムは、前述した実施例の送信器１０６ａ（或いは送信器１０６ｂ又は送信器１０６ｃ）、前述した実施例の発光器１０７ａ（或いは発光器１０７ｂ又は発光器１０７ｃ）、光スプリッタ１４０１及び光受信器１０５ｂを備えている。本実施例の送信器及び発光器は、それぞれ実施例５〜７のいずれかの光通信システムにおける送信器及び発光器の組み合わせと同様に構成することができる。しかしながら、本実施例では、光スプリッタ１４０１を設けることにより、光受信器１０５ｂが発光器に対して直列に接続されていない点で相違する。尚、図１４は、代表的に実施例５（図１１参照）からの変形例として示している。即ち、非線形光学部１４０２及び可視光放射部１４０３の各々は、図２に示す非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１０７】
図１４において、光スプリッタ１４０１は、送信器のデータ信号変調部の後段に設置され、該データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する。即ち、光スプリッタ１４０１の一方の出力は、非線形光学部１４０２に向かう経路に送出され、光スプリッタ１４０１の他方の出力は、光受信器１０５ｂに向かう経路に送出される。
【０１０８】
即ち、光スプリッタ１４０１は、送信器１０６ａから送出された赤外の光信号を、例えば２つの出力に分波する。図１４において、送信器１０６ａからの光信号の一方は、発光器１０７ａで可視化され、送信器１０６ａからの光信号の他方は、発光器１０７ａを経由せずに光受信器１０５ｂに入力される。本実施例によれば、発光器１０７ａ及び光受信器１０５ｂを直列に接続する形態に比べて光受信器１０５ｂに入力される光信号の損失を低減することができる。
【０１０９】
次に、本発明による実施例９の光通信システムについて説明する。
【０１１０】
（実施例９）
図１５は、本発明による実施例９の光通信システムを示すブロック図である。実施例９の光通信システムは、送信器１０６ｄ、発光器１０７ｄ及び光受信器１０５ａを備えている。実施例９の送信器１０６ｄは、単一スペクトル光源１５００、変調器１５０１、パルス光源１５０２、データ信号入力装置１５０３、ＷＤＭカプラ１５０４及び可視化信号入力装置１５０７を有する。また、実施例９の発光器１０７ｄは、非線形光学部１５０５及び可視光放射部１５０６を有する。
【０１１１】
変調器１５０１は、単一スペクトル光源１５００の光信号１５ｂを入力し、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。
【０１１２】
パルス光源１５０２は、例えば実施例２で説明したパルス光源８００と同様に構成できる。
【０１１３】
データ信号入力装置１５０３は、伝送用のデータの種類に応じて、パルス光源１５０２のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定するための信号１５ｈを可視化信号入力装置１５０７に送出するとともに、変調器１５０１の変調を制御するための信号１５ｃを送出する。
【０１１４】
可視化信号入力装置１５０７は、データ信号入力装置１５０３からの制御信号１５ｈに基づいて、パルス光源１５０２の出力光信号のパルス幅及び／又はピークパワーを制御するための信号１５ｉを出力する。
【０１１５】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１５０１及びデータ信号入力装置１５０３から構成される。
【０１１６】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１５００及びデータ信号変調部（変調器１５０１及びデータ信号入力装置１５０３）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１１７】
図１５において、ＷＤＭカプラ１５０４は、パルス光源１５０２と非線形光学部１５０５との間に設置され、パルス光源１５０２の出力光信号、及び、データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１１８】
本実施例の非線形光学部１５０５及び可視光放射部１５０６は、それぞれ実施例５（図１１参照）の非線形光学部１１０３及び可視光放射部１１０４と同様に機能する。
【０１１９】
また、本実施例の光受信器１０５ａは、可視光放射部１５０６の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１２０】
即ち、本実施例における送信器１０６ｄにおいて、パルス光源１５０２から生成されるパルス光信号１５ａの波長λ１と、単一スペクトル光源１５００による光信号１５ｂに対して変調器１５０１により変調を施した光信号１５ｄの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１５ａ及び光信号１５ｄは、ＷＤＭカプラ１５０４によって波長多重され、光信号１５ｅとして出力される。
【０１２１】
ここで、パルス光源１５０２において生成されるパルス光信号１５ａは、データ信号入力装置１５０３からの制御信号１５ｈをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１２２】
図１５において、非線形光学部１５０５、及び可視光放射部１５０６の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１５０６の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｄから送出された光信号１５ｅは、非線形光学部１５０５において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１５０６により外部に放射され、非線形光学部１５０５において変換されなかった光信号は、可視光放射部１５０６で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１２３】
これにより、光信号１５ｅは、発光器１０７ｄにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１２４】
次に、本発明による実施例１０の光通信システムについて説明する。
【０１２５】
（実施例１０）
図１６は、本発明による実施例１０の光通信システムを示すブロック図である。実施例１０の光通信システムは、送信器１０６ｅ、発光器１０７ｅ及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｅは、単一スペクトル光源１６００、変調器１６０１、可視化信号入力装置１６０２、単一スペクトル光源１６０３、変調器１６０４、データ信号入力装置１６０５、及びＷＤＭカプラ１６０６を有する。発光器１０７ｅは、分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８及び可視光放射部１６０９を有する。
【０１２６】
単一スペクトル光源１６００,１６０３は、それぞれ同一又は異なる単一波長レーザとすることができる。尚、単一スペクトル光源１６００は、実施例３の単一スペクトル光源９００と同様に機能する。
【０１２７】
変調器１６０１,１６０４は、それぞれ単一スペクトル光源１６００，１６０３の光信号１６ａ,１６ｄを入力し、変調器１６０１は所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部として機能し、変調器１６０４は伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。即ち、変調器１６０１（即ち、周波数変調部）は、実施例３の変調器９０１と同様に機能する。ここで、実施例３の変調器９０１は、変調信号出力装置９０２からの制御信号に基づいて制御されるとして説明したが、本実施例の変調器１６０１は、可視化信号入力装置１６０２からの制御信号に基づいて制御される。
【０１２８】
データ信号入力装置１６０５は、伝送用のデータの種類に応じて、可視化信号入力装置１６０２を経て変調器１６０１の変調を制御するための信号１６ｋを送出するとともに、伝送用のデータについて変調器１６０４の変調を制御するための信号１６ｅを送出する。
【０１２９】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１６０４及びデータ信号入力装置１６０５から構成される。
【０１３０】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１６０３及びデータ信号変調部（変調器１６０４及びデータ信号入力装置１６０５）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１３１】
可視化信号入力装置１６０２は、データ信号入力装置１６０５で設定される伝送用のデータの種類に応じた制御をするための信号１６ｋを受信し、変調器１６０１の出力光信号の変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する。
【０１３２】
本実施例の分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８及び可視光放射部１６０９は、それぞれ実施例３の分散媒質９０３、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１３３】
ＷＤＭカプラ１６０６は、変調器１６０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１６０７との間に設置され、変調器１６０１の出力光信号と本実施例のデータ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１３４】
また、本実施例の光受信器１０５ａは、可視光放射部１６０９の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１３５】
即ち、本実施例における送信器１０６ｅにおいて、単一スペクトル光源１６００から生成されるパルス光信号１６ａに対して変調器１６０１により変調を施して生成した光信号１６ｃの波長λ１と、単一スペクトル光源１６０３による光信号１６ｄに対して変調器１６０４により変調を施した光信号１６ｆの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１６ｃ及び光信号１６ｆは、ＷＤＭカプラ１６０６によって波長多重され、光信号１６ｇとして出力される。
【０１３６】
ここで、変調器１６０１において生成されるパルス光信号１６ｃは、データ信号入力装置１６０５からの制御信号１６ｋをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１３７】
図１６において、分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８、及び可視光放射部１６０９の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１６０９の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｅから送出された光信号１６ｇは、分散媒質１６０７において波長分散を生じ、パルス光信号を生成する。そのパルス光信号は、一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１６０９により外部に放射され、非線形光学部１６０８において変換されなかった光信号は、可視光放射部１６０９で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１３８】
これにより、光信号１６ｇは、発光器１０７ｅにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１３９】
次に、本発明による実施例１１の光通信システムについて説明する。
【０１４０】
（実施例１１）
図１７は、本発明による実施例１１の光通信システムを示すブロック図である。実施例１１の光通信システムは、送信器１０６ｆ、発光器１０７ｆ、及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｆは、パルス光源１７００、符号器１７０１、単一スペクトル光源１７０２、変調器１７０３、データ信号入力装置１７０４、ＷＤＭカプラ１７０５及び可視化信号入力装置１７０９を有する。本実施例の発光器１０７ｆは、復号器１７０６、非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８を有する。
【０１４１】
本実施例のパルス光源１７００、符号器１７０１及び復号器１７０６は、それぞれ実施例４のパルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２と同様に機能する。
【０１４２】
また、本実施例の非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８は、それぞれ実施例４（即ち、実施例１に説明される。）の非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１４３】
変調器１７０３は、単一スペクトル光源１７０２の光信号１７ｃを入力し、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。
【０１４４】
データ信号入力装置１７０４は、伝送用のデータの種類に応じて、符号器１７０１の所定の符号化方式に応じた符号化を制御するための信号１７ｋを送出するとともに、伝送用のデータについて変調器１７０３の変調を制御するための信号１７ｄを送出する。尚、復号器１７０６は、符号器１７０１で符号化したデータを復号するために必要な情報（所定の復号方式に応じた情報）を予め有することができ、或いは又、伝送用のデータにそのような情報を補助情報としてデータ信号入力装置１７０４から符号器１７０１を経て受信することができる。
【０１４５】
可視化信号入力装置１７０９は、データ信号入力装置１７０４からの制御信号１７ｋに基づいて、パルス光源１７００の出力光信号を符号化するための信号１７ｗを符号器１７０１に出力する。
【０１４６】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１７０３及びデータ信号入力装置１７０４から構成される。
【０１４７】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１７０２及びデータ信号変調部（変調器１７０３及びデータ信号入力装置１７０４）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１４８】
ＷＤＭカプラ１７０５は、符号器１７０１と復号器１７０６との間に設置され、符号器１７０１の出力光信号、及び、本実施例のデータ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１４９】
実施例１１の光受信器１０５ａは、可視光放射部１７０８の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１５０】
即ち、本実施例における送信器１０６ｆにおいて、パルス光源１７００から生成されるパルス光信号１７ａに対して符号器１７０１によって符号化を施した光信号１７ｂの波長λ１と、単一スペクトル光源１７０２による光信号１７ｃに対して変調器１７０３により変調を施した光信号１７ｆの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１７ｂ及び光信号１７ｆは、ＷＤＭカプラ１７０５によって波長多重され、光信号１７ｇとして出力される。
【０１５１】
ここで、符号器１７０１において生成されるパルス光信号１７ｂは、データ信号入力装置１７０４からの制御信号１７ｋをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１５２】
図１７において、復号器１７０６、非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１７０８の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｆから送出される光信号１７ｇは、復号器１７０６によって符号化され、パルス光信号１７ｈを生成する。そのパルス光信号１７ｈは、非線形光学部１７０７において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１７０８により外部に放射され、非線形光学部１７０７において変換されなかった光信号は、可視光放射部１７０８で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１５３】
これにより、光信号１７ｇは、発光器１０７ｆにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１５４】
次に、本発明による実施例１２の光通信システムについて説明する。
【０１５５】
（実施例１２）
図１８は、本発明による実施例１２の光通信システムを示すブロック図である。実施例１２の光通信システムは、前述した実施例の送信器１０６ｄ（或いは送信器１０６ｅ又は送信器１０６ｆ）、前述した実施例の発光器１０７ｄ（或いは発光器１０７ｅ又は発光器１０７ｆ）、ＷＤＭスプリッタ１８０１及び光受信器１０５ｂを備えている。本実施例の送信器及び発光器は、それぞれ実施例９〜１１のいずれかの光通信システムにおける送信器及び発光器の組み合わせと同様に構成することができる。しかしながら、本実施例では、ＷＤＭスプリッタ１８０１を設けることにより、光受信器１０５ｂが発光器に対して直列に接続されていない点で相違する。尚、図１８は、代表的に実施例９（図１５参照）からの変形例として示している。即ち、非線形光学部１８０２及び可視光放射部１８０３の各々は、図２に示す非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１５６】
図１８において、ＷＤＭスプリッタ１８０１は、送信器のデータ信号変調部の後段に設置され、該データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する。即ち、光スプリッタ１８０１の一方の出力は、非線形光学部１８０２に向かう経路に送出され、光スプリッタ１８０１の他方の出力は、光受信器１０５ｂに向かう経路に送出される。
【０１５７】
つまり、ＷＤＭスプリッタ１８０１は、送信器１０６ｄから送出された波長多重光信号を、例えば波長λ１の可視化するための光信号を発光器１０７ｄへ、波長λ２の伝送データ信号を光受信器１０５ｂへ向かうように分岐する。これにより、送信器１０６ｄからの波長多重光信号の波長λ１の可視化するための光信号は、発光器１０７ｄで可視化され、波長λ２の伝送データの光信号は、発光器１０７ｄを経由せずに光受信器１０５ｂに入力される。このため、発光器１０７ｄと光受信器１０５ｂを直列に接続する形態に比べて光受信器１０５ｂに入力される光信号の損失を低減することができる。
【０１５８】
前述した実施例では、特定の形態について説明したが、本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明による光信号伝送装置又は光通信システムであれば、通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することができるため、伝送データを受信及び再生して解析することを必要としていた光通信システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】従来の可視光発生装置の一例を示す図である。
【図２】本発明による実施例１の光信号伝送装置の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明による可視光放射部の一例を示す図である。
【図４】連続光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
【図５】連続光を送出する場合の時間に対する第二高調波の強度を示す図である。
【図６】パルス光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
【図７】パルス光を送出する場合の時間に対する第二高調波の強度を示す図である。
【図８】本発明による実施例２の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図９】本発明による実施例３の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図１０】本発明による実施例４の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図１１】本発明による実施例５の光通信システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明による実施例６の光通信システムを示すブロック図である。
【図１３】本発明による実施例７の光通信システムを示すブロック図である。
【図１４】本発明による実施例８の光通信システムを示すブロック図である。
【図１５】本発明による実施例９の光通信システムを示すブロック図である。
【図１６】本発明による実施例１０の光通信システムを示すブロック図である。
【図１７】本発明による実施例１１の光通信システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明による実施例１２の光通信システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１００ 光源
１０１ 変調器
１０２ データ送信装置
１０３ 光スプリッタ
１０４ 蛍光受光装置
１０５ 光受信器
１０５ａ，１０５ｂ 光受信器
１０６ 送信器
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ，１０６ｆ 送信器
１０７ 発光器
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ 発光器
２００ パルス光制御部
２０１ 非線形光学部
２０２ 可視光放射部
３００ 波長スプリッタ
８００ パルス光源
９００ 単一スペクトル光源
９０１ 変調器
９０２ 変調信号出力装置
９０３ 分散媒質
１０００ パルス光源
１００１ 符号器
１００２ 復号器
１１００ パルス光源
１１０１ 変調器
１１０２ データ信号入力装置
１１０３ 非線形光学部
１１０４ 可視光放射部
１１０５ 可視化信号入力装置
１２００ 単一スペクトル光源
１２０１ 変調器
１２０２ 変調器
１２０３ 可視化信号入力装置
１２０４ データ信号入力装置
１２０５ 分散媒質
１２０６ 非線形光学部
１２０７ 可視光放射部
１３００ パルス光源
１３０１ 変調器
１３０２ データ信号入力装置
１３０３ 符号器
１３０４ 復号器
１３０５ 非線形光学部
１３０６ 可視光放射部
１３０７ 可視化信号入力装置
１４０１ 光スプリッタ
１４０２ 非線形光学部
１４０３ 可視光放射部
１５００ 単一スペクトル光源
１５０１ 変調器
１５０２ パルス光源
１５０３ データ信号入力装置
１５０４ ＷＤＭカプラ
１５０５ 非線形光学部
１５０６ 可視光放射部
１５０７ 可視化信号入力装置
１６００ 単一スペクトル光源
１６０１ 変調器
１６０２ 可視化信号入力装置
１６０３ 単一スペクトル光源
１６０４ 変調器
１６０５ データ信号入力装置
１６０６ ＷＤＭカプラ
１６０７ 分散媒質
１６０８ 非線形光学部
１６０９ 可視光放射部
１７００ パルス光源
１７０１ 符号器
１７０２ 単一スペクトル光源
１７０３ 変調器
１７０４ データ信号入力装置
１７０５ ＷＤＭカプラ
１７０６ 復号器
１７０７ 非線形光学部
１７０８ 可視光放射部
１７０９ 可視化信号入力装置
１８０１ ＷＤＭスプリッタ
１８０２ 非線形光学部
１８０３ 可視光放射部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形光学効果による赤外光から可視光(第二高調波)への変換に、パルス光による変換効率制御手法を用いて通信状態を可視化した光信号伝送装置及び光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の可視光発生装置の一例を示したものである。光源１００より出力される光信号１ａは、変調器１０１において、データ送信装置１０２からの電気信号１ｂによって制御されるデータ変調を施され、光信号１ｃとして変調器１０１から出力される。ここで送信する光信号として、通常赤外光が用いられる。
【０００３】
送信器１０６から伝送された光信号１ｃは、光スプリッタ１０３によって２つに分波される。その後、分波された光の一方は光受信器１０５に入力され、他方は蛍光受光装置１０４に入力される。発光器１０７に設けられる蛍光受光装置１０４の蛍光材料は、光エネルギーを吸収し励起した後、特定波長の可視光を放出する。この蛍光材料として、例えば、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）などが用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
図１のシステム構成によって、赤外光は可視光に変換され、通信状態を可視化することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３６６３６５号公報
【特許文献２】特許第３５２９１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に示す従来例では、発光する可視光の明るさ、即ち平均パワーは、蛍光受光装置１０４に照射する赤外光の光パワーのみに感応して変化し、信号形式には依存しない。よって、この手法を用いて通信システムの光信号を検出しても、なんらかの赤外光を受信していること以上の情報は知ることができない。さらに光受信器１０５に届いたデータの種類を知るためにはデータ信号を受信及び再生して解析しなければならないため、通信の秘匿性が保たれないうえ、データ信号を解析するための専用の光受信器を用意しなければならなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するため、非線形光学効果による赤外光から可視光(例えば第二高調波)への変換に、パルス光による変換効率制御手法を用いて通信状態を可視化した光信号伝送装置及び光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による第１の態様の光信号伝送装置は、パルス光信号を出力するパルス光制御部と、前記パルス光制御部から出力されたパルス光信号を入力し、前記パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部と、前記非線形光学部から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部とを備え、前記パルス光制御部は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による第２の態様の光信号伝送装置は、第１の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光御御部は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による第３の態様の光信号伝送装置は、第１の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光制御部は、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部、及び、前記周波数変調部の出力光信号に所定の波長分散を生じさせる分散媒質を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による第４の態様の光信号伝送装置は、第２の態様の光信号伝送装置において、前記パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う符号器、及び、前記符号器の出力信号に対して復号化を行う復号器を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光信号伝送装置によれば、赤外光から可視光への変換において、入力する赤外光の平均パワーを変えることなく、生成する可視光の明るさ、即ち平均パワーを制御することができるようになる。
【００１３】
さらに、本発明による第１の態様の光通信システムは、本発明による第２の態様の光信号伝送装置と、前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記非線形光学部に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明による第２の態様の光通信システムは、本発明による第３の態様の光信号伝送装置と、前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記分散媒質に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明による第３の態様の光通信システムは、本発明による第４の態様の光信号伝送装置と、前記パルス光源と前記符号器との間、もしくは前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記パルス光源もしくは前記符号器の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記符号器もしくは前記復号器に入力するデータ信号変調部と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記符号器及び前記復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明による第４の態様の光通信システムは、本発明による第１〜３の態様のいずれかの光通信システムにおいて、前記データ信号変調部の後段に設置され、前記データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する光スプリッタを備え、前記光スプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記光スプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明による第５の態様の光通信システムは、本発明による第２の態様の光信号伝送装置と、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明による第６の態様の光通信システムは、本発明による第３の態様の光信号伝送装置と、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号と前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明による第７の態様の光通信システムは、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記符号器の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、前記可視光放射部の後段に接統され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、前記データの種類に応じて、前記符号器及び復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明による第８の態様の光通信システムは、本発明による第１〜３の態様のいずれかの光通信システムにおいて、前記光合波器の後段に設置され、前記光合波器の出力光信号を２つの出力に分岐するＷＤＭスプリッタを備え、前記ＷＤＭスプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記ＷＤＭスプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする。
【００２１】
本発明の光通信システムによれば、データの送受信手段に加えて、通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することができ、データを受信、再生して解析することなく、視覚で通信状態を認識できるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可視光を利用した光信号伝送装置又は光通信システムを構成して、送信器側での制御により、通信状態に応じて、所望の発光形態の可視光を可視光放射部から発生させる。これにより、施工者やユーザが通信サービスの状態を視覚によって認識できるようになる。またデータ信号を受信及び再生して解析する必要がなくなり、可視光によってサービス状態をモニタリングして、データ信号の秘匿性を向上させるとともに、データ信号を解析するための光受信器も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による光信号伝送装置又は光通信システムの実施例について、図面を参照して説明する。尚、各実施例において、同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。
【００２４】
まず、本発明による実施例１の光信号伝送装置について説明する。
【００２５】
（実施例１）
図２は、本発明による光信号伝送装置の概略を示すブロック図である。図２において、実施例１の光信号伝送装置は、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。尚、本実施例の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する。
【００２６】
パルス光制御部２００は、可視光放射部２０２から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、パルス光の信号（以下、パルス光信号と称する。）を出力する。可視光放射部２０２から放射される可視域の光信号の平均パワーは、後述するように予め設定しておくことができる。尚、好適には、パルス光制御部２００は、８００〜１６００ｎｍの赤外光を光信号として所定の制御により伝送データに対応するパルス光信号を生成して出力する。
【００２７】
非線形光学部２０１は、パルス光制御部２００からのパルス光信号２ａを受信し、非線形光学効果により、光信号を構成するパルス光を可視光に変換した光成分を出力する。好適には、非線形光学部２０１は、パルス光制御部２００から出力されたパルス光信号２ａを入力し、該パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する。尚、ここで述べる非線形光学効果とは、ある波長（ある周波数）の光を入射することによって、物質から整数倍の周波数の光が放出される現象を云い、そのような特性は、様々な物質（気体、固体、液体）によっても生じるものである。また、第二高調波（及び／又は第三高調波）を生じる産業上利用される媒質も数多く知られており、非線形光学部２０１に、例えば周期分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）導波路を用いることができる。
【００２８】
可視光放射部２０２は、非線形光学部２０１により変換された可視光の一部又は全てを外部に放射する。好適には、可視光放射部２０２は、非線形光学部２０１から出力される光信号２ｂのうち、可視域の高調波成分のみを放射する。尚、可視光放射部２０２には、例えば図３に示すように、波長スプリッタ３００（光スプリッタ又はＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)スプリッタを含む。）を好適に用いることができ、赤外光３ａと可視光３ｂとを分波し、赤外光３ａの信号を伝送データ信号として出力するとともに、可視光３ｂのみを外部に放射するように構成する。
【００２９】
実施例１の光信号伝送装置において、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からのパルス光から通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成するしくみを、時間に対する入射光の強度又は第二高調波の強度を示す図４〜図７を参照して説明する。
【００３０】
まず、本実施例の理解のために、所定の波長（例えば、赤外波長）を有する連続光について説明する。
【００３１】
図４は、連続光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。図４において、人射光強度が時間に依らない定数Ｐ0をとるとすると、非線形光学効果によって生じる第二高調波の強度ＰSHGは、式（１）で示すような比例式で表すことができる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このように、時間に対する第二高調波の強度ＰSHGは、時間に依らない定数Ｐ0２となるので、図５に示すように、第二高調波の時間平均強度<ＰSHG >についても、式（１）と同様に定数Ｐ0２に比例する。
【００３４】
次に、所定のパルス幅を有する所定の波長（例えば、赤外）のパルス光について説明する。
【００３５】
図６は、パルス光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
図６において、入射光強度は周期Ｔの周期関数であり、且つ、幅Ｔ／ｎ、ピーク強度ｎ・Ｐ0のパルスである。ここで、ｎは、正の実数であり、ピークファクター（入力信号の波高値）を意味する。このように、図７に示すとおり非線形光学によって生じる第二高調波の強度ＰpulseSHGは、式（２）で示すような比例式で表すことができる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
このため、強度ＰpulseSHGの光の時間的平均強度<ＰpulseSHG >は、式（３）で示すような比例式で表すことができる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
式（３）から、強度ＰpulseSHGは、パルス幅によって決まるピークファクターｎに比例する。このため、パルス幅を調整することで所望の第二高調波の平均強度を得ることができる。例えば、入射光の波長を通信波長帯の１．５μｍ付近にすると、第二高調波の波長はその半分の波長７５０ｎｍ、即ち可視光域の波長として得られる。８００〜１６００ｎｍの赤外光を入射光として用いれば、可視光を生成できるようになる。
【００４０】
以上のように、実施例１の光信号伝送装置において、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。特に、パルス光制御部２００は、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーを所定の値にすることができる。
【００４１】
次に、本発明による実施例２の光信号伝送装置について説明する。
【００４２】
（実施例２）
実施例２の光信号伝送装置は、実施例１と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。また、実施例２の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する。実施例２の光信号伝送装置について、特にパルス光制御部２００で所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源を用いた例について説明する。
【００４３】
図８は、実施例２の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図８において、実施例２のパルス光制御部は、パルス光源８００を有している。パルス光源８００は、パルス幅及び／又はピークパワーを外部から調整できるものである。このように、実施例２のパルス光制御部２００は、パルス幅及び／又はピークパワーを調整したパルス光信号８ａを出力する。尚、パルス光源８００としては、レーザを直接変調する構成や、所定の時間間隔で光のパルス列を放射するモード同期レーザを用いる構成とすることができる。
【００４４】
実施例２の光信号伝送装置においても、実施例１と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。特に、パルス光制御部２００は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力することが可能なパルス光源２００を用いることにより、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御して、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーを所定の値にすることができる。
【００４５】
次に、本発明による実施例３の光信号伝送装置について説明する。
【００４６】
（実施例３）
実施例３の光信号伝送装置は、実施例１又は２と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２の動作は、実施例１又は２と同様であり、詳細な説明は省略する。実施例３の光信号伝送装置として、特に分散媒質を用いる例について説明する。
【００４７】
図９は、実施例３の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図９において、実施例３のパルス光制御部２００は、単一スペクトル光源９００、変調器９０１、変調信号出力装置９０２及び分散媒質９０３を有している。
【００４８】
変調器９０１は、単一スペクトル光源９００の光信号９ａを入力し、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号９ｃを出力する周波数変調部として機能する。
【００４９】
変調信号出力装置９０２は、可視光放射部２０２から放射される光信号のうち、可視域である高調波成分の光信号の平均パワーが所定の値になるように、変調器９０１（即ち、周波数変調部）の出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御する。
【００５０】
分散媒質９０３は、変調器９０１（即ち、周波数変調部）からのパルス光信号９ｃに所定の波長分散を生じさせて、パルス圧縮したパルス光信号９ｄを出力するように機能する。
【００５１】
即ち、単一スペクトル光源９００から出力される光信号９ａは、変調器９０１において、変調信号出力装置９０２からの電気信号９ｂによって周波数変調が施され、光信号９ｃとして光変調器９０１から出力される。また、光信号９ｃは、後段の分散媒質９０３による波長分散によりパルス圧縮され、光信号９ｄとして出力される。
【００５２】
ここで、生成される光信号９ｄの変調度及び変調周波数を変調信号出力装置９０２により調整することで所望のパルス光信号を生成できる。尚、所望のパルス光信号の生成は、レーザを直接変調させる構成を用いてもよい。
【００５３】
実施例３の光信号伝送装置においても、実施例１又は２と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。尚、実施例３において、パルス光制御部２００が分散媒質９０３を備えるとして説明したが、実施例３の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する際には、発光器１０７側に分散媒質９０３を設けることができる。
【００５４】
次に、本発明による実施例４の光信号伝送装置について説明する。
【００５５】
（実施例４）
実施例４の光信号伝送装置は、実施例１〜３と同様に（図２参照）、パルス光制御部２００、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を備える。非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２の動作は、実施例１又は２と同様であり、詳細な説明は省略する。実施例４の光信号伝送装置として、特にパルス光制御部２００で符号化・復号を用いる例について説明する。
【００５６】
図１０は、実施例４の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。図９において、実施例４のパルス光制御部２００は、パルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２を有している。
【００５７】
パルス光源１０００は、例えば実施例２で説明したパルス光源８００と同様に構成できる。
【００５８】
符号器１００１は、パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う。そのような符号化は、時間軸又は周波数軸で光成分を拡散させるものであれば如何なる方法でもよいが、復号器１００２と関連付けて、パルス光源１０００が出力する赤外光の平均パワーを変えることなく、赤外光のピークパワー及びパルス幅を調整するように機能する。
【００５９】
復号器１００２は、符号器１００１により時間軸又は周波数軸で光成分を拡散させて符号化した信号を復号する。そのような復号化は、如何なる方法でもよい。復号器１００２は、符号器１００１と関連付けて、パルス光源１０００が出力する赤外光の平均パワーを変えることなく、赤外光のピークパワー及びパルス幅を調整するように機能する。
【００６０】
即ち、パルス光源１０００から出力されるパルス光信号１０ａは、符号器１００１による符号化により例えば時間軸上で拡散され、光信号１０ｂとして出力される。その後、光信号１０ｂは、後段の復号器１００２によって復号化されることによりパルス光信号１０ｃとして出力される。
【００６１】
このように、符号器１００１及び復号器１００２は、所定の符号化方式及び復号化方式を行うことにより、入力する赤外光の平均パワーを変えることなく、ピークパワーやパルス幅が調整された任意のパルス光を生成できる。
【００６２】
実施例４の光信号伝送装置においても、実施例１〜３と同様に、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２により、パルス光制御部２００からの光信号の通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することが可能となる。尚、実施例４において、パルス光制御部２００が符号器１００１及び復号器１００２を備えるとして説明したが、実施例４の光信号伝送装置を光通信システムに適用する場合、送信器１０６にパルス光制御部２００を、発光器１０７に非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２を設けて構成する際には、送信器１０６側に符号器１００１を、発光器１０７側に復号器１００２を設けることができる。
【００６３】
次に、本発明による実施例５の光通信システムについて説明する。
【００６４】
（実施例５）
図１１は、本発明による実施例５の光通信システムを示すブロック図である。実施例５の光通信システムは、送信器１０６ａ、発光器１０７ａ及び光受信器１０５ａを備えている。送信器１０６ａは、パルス光源１１００、変調器１１０１、データ信号入力装置１１０２及び可視化信号入力装置１１０５を有している。発光器１０７ａは、非線形光学部１１０３、及び可視光放射部１１０４を有している。
【００６５】
パルス光源１１００は、実施例２のパルス光源８００と同様に機能する。
【００６６】
変調器１１０１は、パルス光源１１００と非線形光学部１１０３との間に設置され、パルス光源１１０１の出力光信号１１ａを伝送用のデータで変調して、非線形光学部１１０３に入力する。
【００６７】
データ信号入力装置１１０２は、伝送用のデータの種類に応じて、パルス光源１１００のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定するための信号１１ｆを可視化信号入力装置１１０５に送出するとともに、変調器１１０１の変調を制御するための信号１１ｂを送出する。
【００６８】
可視化信号入力装置１１０５は、データ信号入力装置１１０２からの制御信号１１ｆに基づいて、パルス光源１１００の出力光信号のパルス幅及び／又はピークパワーを制御するための信号１１ｇを出力する。
【００６９】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１１０１及びデータ信号入力装置１１０２から構成され、パルス光源１１００と非線形光学部１１０３との間に設置され、パルス光源１１００の出力光信号を伝送用のデータで変調して、非線形光学部１１０３に入力するように機能する。
【００７０】
非線形光学部１１０３は、実施例１又は実施例２の非線形光学部２０１と同様に機能する。
【００７１】
可視光放射部１１０４は、実施例１又は実施例２の可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００７２】
光受信器１０５ａは、可視光放射部１１０４の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【００７３】
図１１において、パルス光源１１００から出力された光信号は、変調器１１０１においてデータ信号に対応する変調を施され、光信号１１ｃとして出力される。ここで、パルス光源１１００において生成されるパルス光信号１１ａは、データ信号入力装置１１０２からの制御信号１１ｆをもとに、データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【００７４】
即ち、非線形光学部１１０３、可視光放射部１１０４及び光受信器１０５ａは、この順で光ファイバによって直列に接続されている。送信器１０６ａから送出された光信号１１ｃは、非線形光学部１１０３において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１１０４により放射され、非線形光学部１１０３において変換されなかった光信号は可視光放射部１１０４で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【００７５】
これにより、発光器１０７ａでは、光信号について、例えば入力パルス光信号の幅及びピークパワーのパターンを変えることで、伝送データの種類に応じて可視光放射部１１０４の光放射パターン（例えば、点滅パターン）が異なるように制御でき、伝送用のデータの種類又は光通信状態を可視化すると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データ受信も可能にする。
【００７６】
次に、本発明による実施例６の光通信システムについて説明する。
【００７７】
（実施例６）
図１２は、本発明による実施例６の光通信システムを示すブロック図である。実施例６の光通信システムは、送信器１０６ｂ、発光器１０７ｂ、及び光受信器１０５ａを備えている。送信器１０６ｂは、単一スペクトル光源１２００、変調器１２０１,１２０２、可視化信号入力装置１２０３、及びデータ信号入力装置１２０４を有する。発光器１０７ｂは、分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６、及び可視光放射部１２０７を有する。
【００７８】
単一スペクトル光源１２００は、実施例３の単一スペクトル光源９００と同様に機能する。
【００７９】
変調器１２０１は、実施例３の変調器９０１（即ち、周波数変調部）と同様に機能する。尚、実施例３の変調器９０１は、変調信号出力装置９０２からの制御信号に基づいて制御されるとして説明したが、本実施例の変調器１２０１は、可視化信号入力装置１２０３からの制御信号に基づいて制御される。
【００８０】
変調器１２０２は、変調器１２０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１２０５との間に設置され、変調器１２０１の出力光信号を伝送用のデータで変調して、分散媒質１２０５に入力する。
【００８１】
即ち、本実施例のデータ信号変調部は、変調器１２０２及びデータ信号入力装置１２０４から構成されており、変調器１２０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１２０５との間に設置され、変調器１２０１の出力光信号を伝送用のデータで変調して、分散媒質１２０５に入力するように機能する。
【００８２】
可視化信号入力装置１２０３は、データ信号入力装置１２０４で設定される伝送用のデータの種類に応じて、変調器１２０１の出力光信号の変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する。
【００８３】
データ信号入力装置１２０４は、変調器１２０２に対しては伝送用のデータで変調するための制御信号１２ｄを出力し、且つ、変調器１２０１に対して伝送用のデータの種類に応じた変調を施すために、発光器側で可視化するための信号として、変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定するための信号１２ｉを可視化信号入力装置１２０３に送出する。
【００８４】
分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６及び可視光放射部１２０７は、それぞれ実施例３の分散媒質９０３、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００８５】
実施例６の光受信器１０５ａは、実施例５の光受信器１０５ａと同様に、可視光放射部１２０７の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号１２ｈを受信して伝送用のデータを再生する。
【００８６】
即ち、パルス光源１２００から出力された光信号は、変調器１２０１において可視化信号１２ｂによる変調を施され、光信号１２ｃとして出力される。次に、光信号１２ｃは、変調器１２０２においてデータ信号入力装置１２０４による変調を施され、光信号１２ｅとして出力される。
【００８７】
このように、変調器１２０１において生成されるパルス光１２ｃは、データ信号入力装置１２０４からの制御信号１２ｉをもとに、データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【００８８】
尚、変調器１２０２及びデータ信号入力装置１２０４で構成されるデータ信号変調部は、単一スペクトル光源１２００の後段且つ変調器１２０１の前段に配置する構成でも良い。
【００８９】
また、分散媒質１２０５、非線形光学部１２０６、及び可視光放射部１２０７は、この順で光ファイバによって直列に接続されている。さらに、可視光放射部１２０７の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｂから送出された光信号１２ｅは、分散媒質１２０５において波長分散を生じ、パルス光信号１２ｆを生成する。パルス光信号１２ｆは、非線形光学部１２０６において一部が可視光に変換される。変換された可視光は可視光放射部１２０７により放射され、非線形光学部１２０６において変換されなかった光信号は、可視光放射部１２０７で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【００９０】
これにより、発光器１０７ｂで光信号は可視化されると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データの受信も可能となる。
【００９１】
次に、本発明による実施例７の光通信システムについて説明する。
【００９２】
（実施例７）
図１３は、本発明による実施例７の光通信システムを示すブロック図である。実施例７の光通信システムは、送信器１０６ｃ、発光器１０７ｃ及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｃは、パルス光源１３００、変調器１３０１、データ信号入力装置１３０２、符号器１３０３及び可視化信号入力装置１３０７を有する。本実施例の発光器１０７ｃは、復号器１３０４、非線形光学部１３０５及び可視光放射部１３０６を有する。
【００９３】
本実施例のパルス光源１３００、符号器１３０３及び復号器１３０４は、それぞれ実施例４のパルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２と同様に機能する。
【００９４】
また、本実施例の非線形光学部１３０５及び可視光放射部１３０６は、それぞれ実施例４（即ち、実施例１に説明される。）の非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【００９５】
変調器１３０１は、パルス光源１３００と符号器１３０３との間、もしくは符号器１３０３と復号器１３０４との間に設置され、パルス光源１３００もしくは符号器１３０３の出力光信号を伝送用のデータで変調する。
【００９６】
データ信号入力装置１３０２は、伝送用のデータの種類に応じて、符号器１３０３及び復号器１３０４において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する。尚、復号器１３０４は、符号化したデータを復号するために必要な情報を予め有することができ、或いは又、伝送用のデータにそのような情報を補助情報としてデータ信号入力装置１３０２から符号器１３０３を経て受信することができる。
【００９７】
可視化信号入力装置１３０７は、データ信号入力装置１３０２からの制御信号１３ｇに基づいて、パルス光源１３００又は変調器１３０１の出力光信号を符号化するための信号１３ｈを符号器１３０３に出力する。
【００９８】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１３０１及びデータ信号入力装置１３０２から構成されており、パルス光源１３００と符号器１３０３との間、もしくは符号器１３０３と復号器１３０４との間に設置され、パルス光源１３００もしくは符号器１３０３の出力光信号を伝送用のデータで変調して、符号器１３０３もしくは復号器１３０４に入力するように機能する。
【００９９】
実施例７の光受信器１０５ａは、実施例５又は実施例６の光受信器１０５ａと同様に、可視光放射部１３０６の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１００】
図１３において、パルス光源１３００から出力された光信号は、変調器１３０１においてデータ信号による変調を施され、光信号１３ｂとして出力される。次に、光信号１３ｂは、符号器１３０３において符号化を施され、光信号１３ｃとして出力される。
【０１０１】
ここで符号器１３０３において生成される光信号１３ｃは、データ信号入力装置１３０２からの制御信号１３ｇをもとに、データ信号に対応したバルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１０２】
前述したように、変調器１３０１及びデータ信号入力装置１３０２で構成されるデータ信号変調部は、符号器１３０３の後段に配置してもよい。
【０１０３】
図１３において、復号器１３０４、非線形光学部１３０５、及び可視光放射部１３０６の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１３０６の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｃから送出された光信号１３ｃは、復号器１３０４によって複号化され、パルス光信号１３ｄを生成する。パルス光信号１３ｄは、非線形光学部１３０５において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１３０６により放射され、非線形光学部１３０５において変換されなかった光信号は可視光放射部１３０６で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１０４】
これにより、発光器１０７ｃで光信号は可視化されると同時に、光受信器１０５ａにおいて伝送データの受信も可能となる。
【０１０５】
次に、本発明による実施例８の光通信システムについて説明する。
【０１０６】
（実施例８）
図１４は、本発明による実施例８の光通信システムを示すブロック図である。実施例８の光通信システムは、前述した実施例の送信器１０６ａ（或いは送信器１０６ｂ又は送信器１０６ｃ）、前述した実施例の発光器１０７ａ（或いは発光器１０７ｂ又は発光器１０７ｃ）、光スプリッタ１４０１及び光受信器１０５ｂを備えている。本実施例の送信器及び発光器は、それぞれ実施例５〜７のいずれかの光通信システムにおける送信器及び発光器の組み合わせと同様に構成することができる。しかしながら、本実施例では、光スプリッタ１４０１を設けることにより、光受信器１０５ｂが発光器に対して直列に接続されていない点で相違する。尚、図１４は、代表的に実施例５（図１１参照）からの変形例として示している。即ち、非線形光学部１４０２及び可視光放射部１４０３の各々は、図２に示す非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１０７】
図１４において、光スプリッタ１４０１は、送信器のデータ信号変調部の後段に設置され、該データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する。即ち、光スプリッタ１４０１の一方の出力は、非線形光学部１４０２に向かう経路に送出され、光スプリッタ１４０１の他方の出力は、光受信器１０５ｂに向かう経路に送出される。
【０１０８】
即ち、光スプリッタ１４０１は、送信器１０６ａから送出された赤外の光信号を、例えば２つの出力に分波する。図１４において、送信器１０６ａからの光信号の一方は、発光器１０７ａで可視化され、送信器１０６ａからの光信号の他方は、発光器１０７ａを経由せずに光受信器１０５ｂに入力される。本実施例によれば、発光器１０７ａ及び光受信器１０５ｂを直列に接続する形態に比べて光受信器１０５ｂに入力される光信号の損失を低減することができる。
【０１０９】
次に、本発明による実施例９の光通信システムについて説明する。
【０１１０】
（実施例９）
図１５は、本発明による実施例９の光通信システムを示すブロック図である。実施例９の光通信システムは、送信器１０６ｄ、発光器１０７ｄ及び光受信器１０５ａを備えている。実施例９の送信器１０６ｄは、単一スペクトル光源１５００、変調器１５０１、パルス光源１５０２、データ信号入力装置１５０３、ＷＤＭカプラ１５０４及び可視化信号入力装置１５０７を有する。また、実施例９の発光器１０７ｄは、非線形光学部１５０５及び可視光放射部１５０６を有する。
【０１１１】
変調器１５０１は、単一スペクトル光源１５００の光信号１５ｂを入力し、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。
【０１１２】
パルス光源１５０２は、例えば実施例２で説明したパルス光源８００と同様に構成できる。
【０１１３】
データ信号入力装置１５０３は、伝送用のデータの種類に応じて、パルス光源１５０２のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定するための信号１５ｈを可視化信号入力装置１５０７に送出するとともに、変調器１５０１の変調を制御するための信号１５ｃを送出する。
【０１１４】
可視化信号入力装置１５０７は、データ信号入力装置１５０３からの制御信号１５ｈに基づいて、パルス光源１５０２の出力光信号のパルス幅及び／又はピークパワーを制御するための信号１５ｉを出力する。
【０１１５】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１５０１及びデータ信号入力装置１５０３から構成される。
【０１１６】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１５００及びデータ信号変調部（変調器１５０１及びデータ信号入力装置１５０３）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１１７】
図１５において、ＷＤＭカプラ１５０４は、パルス光源１５０２と非線形光学部１５０５との間に設置され、パルス光源１５０２の出力光信号、及び、データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１１８】
本実施例の非線形光学部１５０５及び可視光放射部１５０６は、それぞれ実施例５（図１１参照）の非線形光学部１１０３及び可視光放射部１１０４と同様に機能する。
【０１１９】
また、本実施例の光受信器１０５ａは、可視光放射部１５０６の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１２０】
即ち、本実施例における送信器１０６ｄにおいて、パルス光源１５０２から生成されるパルス光信号１５ａの波長λ１と、単一スペクトル光源１５００による光信号１５ｂに対して変調器１５０１により変調を施した光信号１５ｄの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１５ａ及び光信号１５ｄは、ＷＤＭカプラ１５０４によって波長多重され、光信号１５ｅとして出力される。
【０１２１】
ここで、パルス光源１５０２において生成されるパルス光信号１５ａは、データ信号入力装置１５０３からの制御信号１５ｈをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１２２】
図１５において、非線形光学部１５０５、及び可視光放射部１５０６の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１５０６の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｄから送出された光信号１５ｅは、非線形光学部１５０５において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１５０６により外部に放射され、非線形光学部１５０５において変換されなかった光信号は、可視光放射部１５０６で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１２３】
これにより、光信号１５ｅは、発光器１０７ｄにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１２４】
次に、本発明による実施例１０の光通信システムについて説明する。
【０１２５】
（実施例１０）
図１６は、本発明による実施例１０の光通信システムを示すブロック図である。実施例１０の光通信システムは、送信器１０６ｅ、発光器１０７ｅ及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｅは、単一スペクトル光源１６００、変調器１６０１、可視化信号入力装置１６０２、単一スペクトル光源１６０３、変調器１６０４、データ信号入力装置１６０５、及びＷＤＭカプラ１６０６を有する。発光器１０７ｅは、分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８及び可視光放射部１６０９を有する。
【０１２６】
単一スペクトル光源１６００,１６０３は、それぞれ同一又は異なる単一波長レーザとすることができる。尚、単一スペクトル光源１６００は、実施例３の単一スペクトル光源９００と同様に機能する。
【０１２７】
変調器１６０１,１６０４は、それぞれ単一スペクトル光源１６００，１６０３の光信号１６ａ,１６ｄを入力し、変調器１６０１は所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部として機能し、変調器１６０４は伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。即ち、変調器１６０１（即ち、周波数変調部）は、実施例３の変調器９０１と同様に機能する。ここで、実施例３の変調器９０１は、変調信号出力装置９０２からの制御信号に基づいて制御されるとして説明したが、本実施例の変調器１６０１は、可視化信号入力装置１６０２からの制御信号に基づいて制御される。
【０１２８】
データ信号入力装置１６０５は、伝送用のデータの種類に応じて、可視化信号入力装置１６０２を経て変調器１６０１の変調を制御するための信号１６ｋを送出するとともに、伝送用のデータについて変調器１６０４の変調を制御するための信号１６ｅを送出する。
【０１２９】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１６０４及びデータ信号入力装置１６０５から構成される。
【０１３０】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１６０３及びデータ信号変調部（変調器１６０４及びデータ信号入力装置１６０５）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１３１】
可視化信号入力装置１６０２は、データ信号入力装置１６０５で設定される伝送用のデータの種類に応じた制御をするための信号１６ｋを受信し、変調器１６０１の出力光信号の変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する。
【０１３２】
本実施例の分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８及び可視光放射部１６０９は、それぞれ実施例３の分散媒質９０３、非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１３３】
ＷＤＭカプラ１６０６は、変調器１６０１（即ち、周波数変調部）と分散媒質１６０７との間に設置され、変調器１６０１の出力光信号と本実施例のデータ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１３４】
また、本実施例の光受信器１０５ａは、可視光放射部１６０９の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１３５】
即ち、本実施例における送信器１０６ｅにおいて、単一スペクトル光源１６００から生成されるパルス光信号１６ａに対して変調器１６０１により変調を施して生成した光信号１６ｃの波長λ１と、単一スペクトル光源１６０３による光信号１６ｄに対して変調器１６０４により変調を施した光信号１６ｆの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１６ｃ及び光信号１６ｆは、ＷＤＭカプラ１６０６によって波長多重され、光信号１６ｇとして出力される。
【０１３６】
ここで、変調器１６０１において生成されるパルス光信号１６ｃは、データ信号入力装置１６０５からの制御信号１６ｋをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１３７】
図１６において、分散媒質１６０７、非線形光学部１６０８、及び可視光放射部１６０９の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１６０９の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｅから送出された光信号１６ｇは、分散媒質１６０７において波長分散を生じ、パルス光信号を生成する。そのパルス光信号は、一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１６０９により外部に放射され、非線形光学部１６０８において変換されなかった光信号は、可視光放射部１６０９で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１３８】
これにより、光信号１６ｇは、発光器１０７ｅにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１３９】
次に、本発明による実施例１１の光通信システムについて説明する。
【０１４０】
（実施例１１）
図１７は、本発明による実施例１１の光通信システムを示すブロック図である。実施例１１の光通信システムは、送信器１０６ｆ、発光器１０７ｆ、及び光受信器１０５ａを備えている。本実施例の送信器１０６ｆは、パルス光源１７００、符号器１７０１、単一スペクトル光源１７０２、変調器１７０３、データ信号入力装置１７０４、ＷＤＭカプラ１７０５及び可視化信号入力装置１７０９を有する。本実施例の発光器１０７ｆは、復号器１７０６、非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８を有する。
【０１４１】
本実施例のパルス光源１７００、符号器１７０１及び復号器１７０６は、それぞれ実施例４のパルス光源１０００、符号器１００１及び復号器１００２と同様に機能する。
【０１４２】
また、本実施例の非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８は、それぞれ実施例４（即ち、実施例１に説明される。）の非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１４３】
変調器１７０３は、単一スペクトル光源１７０２の光信号１７ｃを入力し、伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ変調部として機能する。
【０１４４】
データ信号入力装置１７０４は、伝送用のデータの種類に応じて、符号器１７０１の所定の符号化方式に応じた符号化を制御するための信号１７ｋを送出するとともに、伝送用のデータについて変調器１７０３の変調を制御するための信号１７ｄを送出する。尚、復号器１７０６は、符号器１７０１で符号化したデータを復号するために必要な情報（所定の復号方式に応じた情報）を予め有することができ、或いは又、伝送用のデータにそのような情報を補助情報としてデータ信号入力装置１７０４から符号器１７０１を経て受信することができる。
【０１４５】
可視化信号入力装置１７０９は、データ信号入力装置１７０４からの制御信号１７ｋに基づいて、パルス光源１７００の出力光信号を符号化するための信号１７ｗを符号器１７０１に出力する。
【０１４６】
本実施例のデータ信号変調部は、変調器１７０３及びデータ信号入力装置１７０４から構成される。
【０１４７】
本実施例のデータ光発生部は、単一スペクトル光源１７０２及びデータ信号変調部（変調器１７０３及びデータ信号入力装置１７０４）から構成され、伝送用のデータで変調された光信号を出力する。
【０１４８】
ＷＤＭカプラ１７０５は、符号器１７０１と復号器１７０６との間に設置され、符号器１７０１の出力光信号、及び、本実施例のデータ光発生部の出力光信号を合波する光合波器として機能する。
【０１４９】
実施例１１の光受信器１０５ａは、可視光放射部１７０８の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して伝送用のデータを再生する。
【０１５０】
即ち、本実施例における送信器１０６ｆにおいて、パルス光源１７００から生成されるパルス光信号１７ａに対して符号器１７０１によって符号化を施した光信号１７ｂの波長λ１と、単一スペクトル光源１７０２による光信号１７ｃに対して変調器１７０３により変調を施した光信号１７ｆの波長λ２とは、異なる波長であり、パルス光信号１７ｂ及び光信号１７ｆは、ＷＤＭカプラ１７０５によって波長多重され、光信号１７ｇとして出力される。
【０１５１】
ここで、符号器１７０１において生成されるパルス光信号１７ｂは、データ信号入力装置１７０４からの制御信号１７ｋをもとに、伝送データ信号に対応したパルス幅及びピークパワーを持つ。
【０１５２】
図１７において、復号器１７０６、非線形光学部１７０７及び可視光放射部１７０８の順で光ファイバによって直列に接続されおり、可視光放射部１７０８の後段に光受信器１０５ａが接続されている。送信器１０６ｆから送出される光信号１７ｇは、復号器１７０６によって符号化され、パルス光信号１７ｈを生成する。そのパルス光信号１７ｈは、非線形光学部１７０７において一部が可視光に変換される。変換された可視光は、可視光放射部１７０８により外部に放射され、非線形光学部１７０７において変換されなかった光信号は、可視光放射部１７０８で放射されることなく、光受信器１０５ａに入力される。
【０１５３】
これにより、光信号１７ｇは、発光器１０７ｆにより伝送データの種類に応じて光信号を視覚で認識されると同時に、光受信器１０５ａにより伝送データの受信も可能となる。
【０１５４】
次に、本発明による実施例１２の光通信システムについて説明する。
【０１５５】
（実施例１２）
図１８は、本発明による実施例１２の光通信システムを示すブロック図である。実施例１２の光通信システムは、前述した実施例の送信器１０６ｄ（或いは送信器１０６ｅ又は送信器１０６ｆ）、前述した実施例の発光器１０７ｄ（或いは発光器１０７ｅ又は発光器１０７ｆ）、ＷＤＭスプリッタ１８０１及び光受信器１０５ｂを備えている。本実施例の送信器及び発光器は、それぞれ実施例９〜１１のいずれかの光通信システムにおける送信器及び発光器の組み合わせと同様に構成することができる。しかしながら、本実施例では、ＷＤＭスプリッタ１８０１を設けることにより、光受信器１０５ｂが発光器に対して直列に接続されていない点で相違する。尚、図１８は、代表的に実施例９（図１５参照）からの変形例として示している。即ち、非線形光学部１８０２及び可視光放射部１８０３の各々は、図２に示す非線形光学部２０１及び可視光放射部２０２と同様に機能する。
【０１５６】
図１８において、ＷＤＭスプリッタ１８０１は、送信器のデータ信号変調部の後段に設置され、該データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する。即ち、光スプリッタ１８０１の一方の出力は、非線形光学部１８０２に向かう経路に送出され、光スプリッタ１８０１の他方の出力は、光受信器１０５ｂに向かう経路に送出される。
【０１５７】
つまり、ＷＤＭスプリッタ１８０１は、送信器１０６ｄから送出された波長多重光信号を、例えば波長λ１の可視化するための光信号を発光器１０７ｄへ、波長λ２の伝送データ信号を光受信器１０５ｂへ向かうように分岐する。これにより、送信器１０６ｄからの波長多重光信号の波長λ１の可視化するための光信号は、発光器１０７ｄで可視化され、波長λ２の伝送データの光信号は、発光器１０７ｄを経由せずに光受信器１０５ｂに入力される。このため、発光器１０７ｄと光受信器１０５ｂを直列に接続する形態に比べて光受信器１０５ｂに入力される光信号の損失を低減することができる。
【０１５８】
前述した実施例では、特定の形態について説明したが、本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明による光信号伝送装置又は光通信システムであれば、通信状態と対応付けられた発光形態の可視光を生成することができるため、伝送データを受信及び再生して解析することを必要としていた光通信システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】従来の可視光発生装置の一例を示す図である。
【図２】本発明による実施例１の光信号伝送装置の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明による可視光放射部の一例を示す図である。
【図４】連続光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
【図５】連続光を送出する場合の時間に対する第二高調波の強度を示す図である。
【図６】パルス光を送出する場合の時間に対する入射光の強度を示す図である。
【図７】パルス光を送出する場合の時間に対する第二高調波の強度を示す図である。
【図８】本発明による実施例２の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図９】本発明による実施例３の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図１０】本発明による実施例４の光信号伝送装置におけるパルス光制御部の一例を示す図である。
【図１１】本発明による実施例５の光通信システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明による実施例６の光通信システムを示すブロック図である。
【図１３】本発明による実施例７の光通信システムを示すブロック図である。
【図１４】本発明による実施例８の光通信システムを示すブロック図である。
【図１５】本発明による実施例９の光通信システムを示すブロック図である。
【図１６】本発明による実施例１０の光通信システムを示すブロック図である。
【図１７】本発明による実施例１１の光通信システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明による実施例１２の光通信システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１００ 光源
１０１ 変調器
１０２ データ送信装置
１０３ 光スプリッタ
１０４ 蛍光受光装置
１０５ 光受信器
１０５ａ，１０５ｂ 光受信器
１０６ 送信器
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ，１０６ｆ 送信器
１０７ 発光器
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ 発光器
２００ パルス光制御部
２０１ 非線形光学部
２０２ 可視光放射部
３００ 波長スプリッタ
８００ パルス光源
９００ 単一スペクトル光源
９０１ 変調器
９０２ 変調信号出力装置
９０３ 分散媒質
１０００ パルス光源
１００１ 符号器
１００２ 復号器
１１００ パルス光源
１１０１ 変調器
１１０２ データ信号入力装置
１１０３ 非線形光学部
１１０４ 可視光放射部
１１０５ 可視化信号入力装置
１２００ 単一スペクトル光源
１２０１ 変調器
１２０２ 変調器
１２０３ 可視化信号入力装置
１２０４ データ信号入力装置
１２０５ 分散媒質
１２０６ 非線形光学部
１２０７ 可視光放射部
１３００ パルス光源
１３０１ 変調器
１３０２ データ信号入力装置
１３０３ 符号器
１３０４ 復号器
１３０５ 非線形光学部
１３０６ 可視光放射部
１３０７ 可視化信号入力装置
１４０１ 光スプリッタ
１４０２ 非線形光学部
１４０３ 可視光放射部
１５００ 単一スペクトル光源
１５０１ 変調器
１５０２ パルス光源
１５０３ データ信号入力装置
１５０４ ＷＤＭカプラ
１５０５ 非線形光学部
１５０６ 可視光放射部
１５０７ 可視化信号入力装置
１６００ 単一スペクトル光源
１６０１ 変調器
１６０２ 可視化信号入力装置
１６０３ 単一スペクトル光源
１６０４ 変調器
１６０５ データ信号入力装置
１６０６ ＷＤＭカプラ
１６０７ 分散媒質
１６０８ 非線形光学部
１６０９ 可視光放射部
１７００ パルス光源
１７０１ 符号器
１７０２ 単一スペクトル光源
１７０３ 変調器
１７０４ データ信号入力装置
１７０５ ＷＤＭカプラ
１７０６ 復号器
１７０７ 非線形光学部
１７０８ 可視光放射部
１７０９ 可視化信号入力装置
１８０１ ＷＤＭスプリッタ
１８０２ 非線形光学部
１８０３ 可視光放射部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光信号を出力するパルス光制御部と、
前記パルス光制御部から出力されたパルス光信号を入力し、前記パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部と、
前記非線形光学部から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部とを備え、
前記パルス光制御部は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光御御部は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源であることを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光制御部は、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部、及び、前記周波数変調部の出力光信号に所定の波長分散を生じさせる分散媒質を有することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う符号器、及び、前記符号器の出力信号に対して復号化を行う復号器を有することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光信号伝送装置と、
前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記非線形光学部に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項３に記載の光信号伝送装置と、
前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記分散媒質に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
請求項４に記載の光信号伝送装置と、
前記パルス光源と前記符号器との間、もしくは前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記パルス光源もしくは前記符号器の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記符号器もしくは前記復号器に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記符号器及び前記復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の光通信システムにおいて、
前記データ信号変調部の後段に設置され、前記データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する光スプリッタを備え、
前記光スプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、
前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記光スプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項２に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
請求項３に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号と前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】
請求項４に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記符号器の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接統され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記符号器及び復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の光通信システムにおいて、
前記光合波器の後段に設置され、前記光合波器の出力光信号を２つの出力に分岐するＷＤＭスプリッタを備え、
前記ＷＤＭスプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、
前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記ＷＤＭスプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする光通信システム。
【請求項１】
パルス光信号を出力するパルス光制御部と、
前記パルス光制御部から出力されたパルス光信号を入力し、前記パルス光信号、及び、パルス光入力による非線形過程で生じる高調波成分の信号を出力する非線形光学部と、
前記非線形光学部から出力される光信号のうち、可視域の高調波成分のみを放射する可視光放射部とを備え、
前記パルス光制御部は、前記可視光放射部から放射される可視域の光信号の平均パワーが所定の値になるように、出力パルス光のパルス幅及び／又はピークパワーを制御することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光御御部は、所望のパルス幅及びピークパワーを有するパルス光信号を出力するパルス光源であることを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光制御部は、所定の繰り返し周波数及び変調度で周波数変調された光信号を出力する周波数変調部、及び、前記周波数変調部の出力光信号に所定の波長分散を生じさせる分散媒質を有することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光信号伝送装置において、前記パルス光源からのパルス光信号に対して時間軸又は周波数軸による符号化を行う符号器、及び、前記符号器の出力信号に対して復号化を行う復号器を有することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光信号伝送装置と、
前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記非線形光学部に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項３に記載の光信号伝送装置と、
前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記分散媒質に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
請求項４に記載の光信号伝送装置と、
前記パルス光源と前記符号器との間、もしくは前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記パルス光源もしくは前記符号器の出力光信号を伝送用のデータで変調して、前記符号器もしくは前記復号器に入力するデータ信号変調部と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記符号器及び前記復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の光通信システムにおいて、
前記データ信号変調部の後段に設置され、前記データ信号変調部の出力光信号を２つの出力に分岐する光スプリッタを備え、
前記光スプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、
前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記光スプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項２に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記パルス光源と前記非線形光学部との間に設置され、前記パルス光源の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記パルス光源のパルス幅及び／又はピークパワーを所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
請求項３に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記周波数変調部と前記分散媒質との間に設置され、前記周波数変調部の出力光信号と前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接続され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記周波数変調部において変調周波数及び／又は周波数変調度を所定の値に設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】
請求項４に記載の光信号伝送装置と、
伝送用のデータで変調された光信号を出力するデータ光発生部と、
前記符号器と前記復号器との間に設置され、前記符号器の出力光信号、及び、前記データ光発生部の出力光信号を合波する光合波器と、
前記可視光放射部の後段に接統され、外部に放射されることなく通過してきた光信号を受信して前記データを再生する光受信器と、
前記データの種類に応じて、前記符号器及び復号器において所定の符号化方式及び復号化方式に応じた制御を設定する可視化信号入力装置と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の光通信システムにおいて、
前記光合波器の後段に設置され、前記光合波器の出力光信号を２つの出力に分岐するＷＤＭスプリッタを備え、
前記ＷＤＭスプリッタの一方の出力は、前記非線形光学部に向かう経路に送出され、
前記光受信器は、前記可視光放射部の出力光信号を受信する代わりに、前記ＷＤＭスプリッタの他方の出力を受信することを特徴とする光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−４９４７７（Ｐ２００９−４９４７７Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１０９９３（Ｐ２００７−２１０９９３）
【出願日】平成１９年８月１３日（２００７．８．１３）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１３日（２００７．８．１３）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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