專利名稱：具有大動態(tài)范圍的接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)接收激光束和具一定輸入信號強(qiáng)度的輸入信號并產(chǎn)生一個其束強(qiáng)度隨輸入信號強(qiáng)度而變的透射束。
一個傳統(tǒng)型接收系統(tǒng)，以后面要更詳細(xì)描述的方式，包括一個激光器，一光學(xué)探頭，一個光電變換器和一個接收裝置。該光學(xué)探頭接收來自激光器的激光束和一具有輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號。該光學(xué)探頭產(chǎn)生其束強(qiáng)度隨輸入信號強(qiáng)度而變的透射束。該光電變換器接收來自光學(xué)探頭的透射束，以將該透射束變換成具有變換后幅度的電信號。該接收裝置接收來自光電變換器的電信號。
由于束強(qiáng)度是隨著輸入信號的強(qiáng)度而色散的，故當(dāng)輸入信號強(qiáng)度具有在極大范圍內(nèi)變化的可變信號強(qiáng)度時(shí)，該接收系統(tǒng)具有小的動態(tài)范圍。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供具有大的動態(tài)范圍的接收系統(tǒng)。
本發(fā)明的其他目的將隨說明的進(jìn)行而變得明顯。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面所提供的接收系統(tǒng)包括用于輻射激光束的激光器；用于接收該激光束和一具有輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號，以產(chǎn)生其束強(qiáng)度隨輸入信號強(qiáng)度變化的透射束的光學(xué)探頭；一個光電變換器，用于將來自光學(xué)探頭的透射束變換成有變換后幅度的電信號；一個反饋控制裝置，用于接收電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；一個接收裝置，用于接收該電信號，和一個激光器控制裝置，用于響應(yīng)反饋控制信號如此控制激光器以使變換后幅度近似等于一個恒定幅度而與輸入幅度無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明第二方面所提供的接收系統(tǒng)包括一個用于幅射激光束的激光器；一個光學(xué)探頭，用于接收激光束和具有輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號以產(chǎn)生具有隨輸入信號強(qiáng)度而變的束強(qiáng)度的透射束；一個光電變換器，用于將來自光學(xué)探頭的透射束變換成具有變換后幅度的電信號；一個反饋控制裝置，用于接收電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；一個接收裝置，用于接收反饋控制信號；和一個激光器控制裝置，用于響應(yīng)反饋控制信號控制激光器以使其束強(qiáng)度近似等于一個恒定束強(qiáng)度而與輸入幅度無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明第三方面所提供的接收系統(tǒng)包括用于輻射激光束的激光器；一個第一光學(xué)探頭，用于接收激光束和具有輸入信號強(qiáng)度和輸入信號幅度的輸入信號，以產(chǎn)生具有隨輸入信號強(qiáng)度而變的第一束強(qiáng)度的第一透射束，該第一光學(xué)探頭具有第一性能水平；一個第二光學(xué)探頭，用于接收第一透射束以產(chǎn)生具有第二束強(qiáng)度的第二透射束，該第二光學(xué)探頭具有大致等于第一性能水平的第二性能水平；一個光電變換器，用于將第二透射束轉(zhuǎn)換成具有一變換后強(qiáng)度的電信號；一個反饋控制裝置，用于接收電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；一個接收裝置用于接收反饋控制信號；和一個光學(xué)探頭控制裝置，用于響應(yīng)反饋控制信號控制第二光學(xué)探頭以使第二束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與輸入幅度無關(guān)。
圖1是一傳統(tǒng)接收系統(tǒng)的方塊圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一個接收系統(tǒng)的方塊圖；圖3是圖2所示接收系統(tǒng)的光學(xué)探頭的簡要前視圖；圖4是用于描述圖2所示接收系統(tǒng)操作的曲線圖；圖5(A)至5(D)是用于說明圖2所示接收系統(tǒng)操作的另一些曲線圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的接收系統(tǒng)的方塊圖7是用于描述圖6所示接收系統(tǒng)操作的曲線圖；圖8(A)至8(D)是用于描述圖6所示接收系統(tǒng)操作的另一些曲線圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的接收系統(tǒng)的方塊圖；以及圖10(A)至10(E)是用于描述圖9所示接收系統(tǒng)操作的曲線圖。
現(xiàn)參照圖1，說明一種傳統(tǒng)式接收裝置，以便更好地理解本發(fā)明。該傳統(tǒng)式接收裝置包括激光器21，光學(xué)探頭23，光電變換器25和接收裝置27。光學(xué)探頭23通過光纖29和31連接到激光器21和光電變換器25。光電變換器25經(jīng)導(dǎo)線33連接到接收裝置27。
激光器21輻射激光束。光學(xué)探頭23通過光纖29接收來自激光器21的激光束。再者，光學(xué)探頭23通過天線(未示出)接收輸入信號I。該輸入信號為高頻信號。該輸入信號具有一輸入信號強(qiáng)度和一輸入幅度。該光學(xué)探頭23用該輸入信號調(diào)制激光束，以產(chǎn)生束強(qiáng)度隨輸入信號強(qiáng)度而變的透射束。
光電變換器25通過光纖31接收來自光學(xué)探頭23的透射束，以將透射束變換成具有變換后幅度的電信號。該接收裝置27通過導(dǎo)線33接收來自光電變換器25的電信號。
由于該束強(qiáng)度是隨輸入信號強(qiáng)度而色散的，故當(dāng)輸入信號強(qiáng)度具有在一極大范圍內(nèi)變化的可變信號強(qiáng)度時(shí)，該接收系統(tǒng)具有小的動態(tài)范圍。
參考圖2，3，4和5，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的接收系統(tǒng)。類似元部件由同一標(biāo)號表示。
在圖2中，該接收系統(tǒng)包括激光器21，光學(xué)探頭23，光電變換器25，接收裝置27，反饋控制裝置35，和激光器控制裝置37。反饋控制裝置35通過導(dǎo)線39和41連接到光電變換器25和激光器控制裝置37。激光器控制裝置37通過導(dǎo)線43連接到激光器21。
接收裝置27通過導(dǎo)線33接收來自光電變換器25的電信號。反饋控制裝置35通過導(dǎo)線39接收來自光電變換器25的電信號以響應(yīng)該電信號產(chǎn)生反饋控制信號。激光器控制裝置37通過導(dǎo)線41接收來自反饋控制裝置35的反饋控制信號。激光器控制裝置37響應(yīng)反饋控制信號控制激光器21，以使電信號的變換后幅度近似等于一恒定幅度而與輸入信號I的輸入幅度無關(guān)。
在圖3中，光學(xué)探頭23包括一襯底45，形成在襯底45上的入射光波導(dǎo)47，形成在襯底45上要從入射光波導(dǎo)47分出的兩個相-移光波導(dǎo)49，形成在襯底45上以連接相移光波導(dǎo)49的輸出(outgoing)光波導(dǎo)51，和形成在相移光波導(dǎo)49上或其附近的兩個調(diào)制電極53。
調(diào)制電極53分別被連接到天線55。通過天線55向調(diào)制電極53供以輸入信號I，以建立一個響應(yīng)輸入信號I的可變電場。該入射光波導(dǎo)被連接到光纖29并通過光纖29接收來自激光器21的激光束。輸出光波導(dǎo)51被連接到光纖31。每個相移光波導(dǎo)49具有隨所述可變電場變化的可變折射率，該可變電場是在調(diào)制電極53被供以輸入信號I時(shí)，由調(diào)制電極53提供的。相移光波導(dǎo)49的可變折射率是依賴可變電場的強(qiáng)度而變化的。這導(dǎo)致通過相移光波導(dǎo)49發(fā)射的激光束相位的變化。該輸出光波導(dǎo)45接合來自相移光波導(dǎo)49的激光束，以產(chǎn)生和發(fā)射透射束。
例如，如圖4所示，在曲線S1，S2和S3處光學(xué)探頭23的性能水平是不同的。再者，假設(shè)，輸入信號I體現(xiàn)在曲線A1，A2和A3處。假設(shè)輸入信號I體現(xiàn)在曲線A1和光學(xué)探頭23的性能水平體現(xiàn)在曲線S1，則光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度體現(xiàn)在曲線B1。假設(shè)輸入信號I體現(xiàn)在曲線A2及光學(xué)探頭23的性能水平體現(xiàn)在曲線S2，則來自光學(xué)探頭23透射束的束強(qiáng)度體現(xiàn)在曲線B2。假設(shè)輸入信號I體現(xiàn)在曲線A3及光學(xué)探頭23的性能水平體現(xiàn)在曲線S3，則來自光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度體現(xiàn)在曲線B3。
例如，假設(shè)輸入信號I是如圖5(A)所示那樣變化的，則來自反饋控制裝置35的控制信號是如圖5(B)那樣變化。激光器控制裝置37將激光器21控制成使其激光束如圖5(C)所示那樣變化。在此情況下，來自光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度是如圖5(D)所示那樣變化。因此，來自光電變換器25的電信號如圖5(D)所示那樣變化。也就是說，電信號的變換后幅度近似等于一恒定幅度而與輸入信號I的輸入幅度無關(guān)。
參照圖6，7和8，將對按本發(fā)明第二實(shí)施例的接收系統(tǒng)加以描述。其中相同元部件用相同標(biāo)號表示。
在圖6中，該接收系統(tǒng)包括激光器21，光學(xué)探頭23，光電變換器25，接收裝置27，反饋控制裝置35和激光器控制裝置37。反饋控制裝置35通過導(dǎo)線39和導(dǎo)線57被連到光電變換器25和接收裝置27。激光器控制裝置37通過導(dǎo)線59連接到反饋控制裝置35。
接收裝置27接收來自反饋控制裝置35的反饋控制信號。激光器控制裝置37接收來自反饋控制裝置35的反饋控制信號。激光器控制裝置37響應(yīng)反饋控制信號控制激光器21以使來自光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與輸入信號I的輸入幅度無關(guān)。
在圖7中，假設(shè)當(dāng)輸入信號I體現(xiàn)在曲線A4時(shí)，光學(xué)探頭23的性能水平隨時(shí)間推移在曲線S4，S5和S6變化。在此情況下，來自光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度近似等于線B所示的恒定束強(qiáng)度。
例如，當(dāng)輸入信號I為圖8(A)中所示信號時(shí)，來自反饋控制裝置35的反饋控制信號則表示在圖8(B)中。當(dāng)激光器控制裝置37接收反饋控制信號時(shí)，激光器控制裝置37響應(yīng)反饋控制信號控制激光器21，以使其激光束是圖8(c)所示激光束。在此情況下，來自光學(xué)探頭23的透射束的束強(qiáng)度近似等于如圖8(D)所示的恒定束強(qiáng)度。
參照圖9和10，對按本發(fā)明第三實(shí)施例的接收系統(tǒng)加以說明。其中相同部分用相同標(biāo)號表示。
在圖9中，該接收系統(tǒng)包括激光器21，第一光學(xué)探頭61，第二光學(xué)探頭63，光電變換器25，反饋控制裝置35，接收裝置27和光學(xué)探頭控制裝置65。第一光學(xué)探頭61通過光纖29連接到激光器21。第二光學(xué)探頭63通過光纖67連接到第一光學(xué)探頭61。光學(xué)探頭控制裝置65通過導(dǎo)線69和71連接到反饋控制裝置35和第二光學(xué)探頭63。
第一光學(xué)探頭61等效于光學(xué)探頭23。第一光學(xué)探頭61接收來自激光器21的激光束和輸入信號I并產(chǎn)生第一透射束，該透射束具有隨輸入信號I的輸入信號強(qiáng)度而變的第一束強(qiáng)度。第一光學(xué)探頭61具有第一性能水平。
第二光學(xué)探頭63等同于第一光學(xué)探頭61。第二光學(xué)探頭63具有與第一性能水平基本相等的第二性能水平。該第二光學(xué)探頭63接收來自第一光學(xué)探頭61的第一透射束并產(chǎn)生具有第二束強(qiáng)度的第二透射束。光電變換器25接收來自第二光學(xué)探頭63的第二透射束并將第二透射束變換成具有變換后強(qiáng)度的電信號。
光學(xué)探頭控制裝置65接收來自反饋控制裝置35的反饋控制信號。該光學(xué)探頭控制裝置65響應(yīng)反饋控制信號控制第二光學(xué)探頭63，以使來自第二光學(xué)探頭63的第二透射束的第二束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與輸入信號I的輸入幅度無關(guān)。
例如，當(dāng)來自激光器21的激光束如圖10(A)中所示那樣和輸入信號I呈現(xiàn)為圖10(B)中所示時(shí)，來自第一光學(xué)探頭61的第一透射束的第一束強(qiáng)度被呈現(xiàn)為圖10(C)所示。在此情況下，來自第二光學(xué)探頭63的第二透射束的第二束強(qiáng)度表示在圖10(D)中。也就是說，第二束強(qiáng)度近似等于恒定束強(qiáng)度。而且，在此情況下，來自反饋控制裝置35的反饋控制信號示于圖10(E)中。
權(quán)利要求
1.一種接收系統(tǒng)，包括—用于幅射激光束的激光器；—用于接收所述激光束和具有一輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號，以產(chǎn)生其束強(qiáng)度隨所述輸入信號而變化的透射束的光學(xué)探頭；—光電變換器，用于將來自所述光學(xué)探頭的所述透射束變換成具有變換后幅度的電信號；—反饋控制裝置，用于接收所述電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；—接收裝置，用于接收所述電信號；以及—激光器控制裝置，用于響應(yīng)所述反饋控制信號控制所述激光器，以使所述變換后幅度近似等于一恒定幅度，而與所述輸入幅度無關(guān)。
2.一種接收系統(tǒng)包括—用于輻射激光束的激光器；—光學(xué)探頭，用于接收所述激光束和具有輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號，以產(chǎn)生其束強(qiáng)度隨所述輸入信號強(qiáng)度而變的透射束；—光電變換器，用于將來自所述光學(xué)探頭的所述透射束變換成具有變換后幅度的電信號；—反饋控制裝置，用于接收所述電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；—接收裝置，用于接收所述反饋控制信號；以及—激光器控制裝置，用于響應(yīng)所述反饋控制信號控制所述激光器以使所述束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與所述輸入幅度無關(guān)。
3.一種接收系統(tǒng)，包括—用于輻射激光束的激光器；—第一光學(xué)探頭，用于接收所述激光束和具有輸入信號強(qiáng)度和輸入幅度的輸入信號以產(chǎn)生具有隨所述輸入信號強(qiáng)度而變的第一束強(qiáng)度的第一透射束，所述第一光學(xué)探頭具有第一性能水平；—第二光學(xué)探頭，用于接收所述第一透射束以產(chǎn)生具有第二束強(qiáng)度的第二透射束，所述第二光學(xué)探頭具有基本等同所述第一性能水平的第二性能水平；—光電變換器，用于將所述第二透射束變換成具有變換后強(qiáng)度的電信號；—反饋控制裝置，用于接收所述電信號以產(chǎn)生反饋控制信號；—接收裝置，用于接收所述反饋控制信號，以及—光學(xué)探頭控制裝置，用于響應(yīng)所述反饋控制信號控制所述第二光學(xué)探頭，以使所述第二束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與所述輸入幅度無關(guān)。
全文摘要
光學(xué)探頭61，接收激光器21的激光束和輸入信號I以產(chǎn)生束強(qiáng)度隨信號I強(qiáng)度而變的透射束。接收器27接收光電變換器25的電信號，反饋控制器35隨該電信號產(chǎn)生反饋控制信號。激光控制器37響應(yīng)反饋控制信號控制激光器使變換后幅度近似等于恒定值而與輸入幅度無關(guān)，還可使其束強(qiáng)度近似恒定而與輸入幅度無關(guān)。一接收系統(tǒng)可包括不同光探頭63及其控制器使不同透射束的不同束強(qiáng)度近似等于一恒定束強(qiáng)度而與輸入信號幅度無關(guān)。
文檔編號H04B10/04GK1123493SQ95101809
公開日1996年5月29日 申請日期1995年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月10日
發(fā)明者船木秀文 申請人:株式會社東金