JP2000022258A - Wavelength stabilizer for array laser light source - Google Patents

Wavelength stabilizer for array laser light source

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JP2000022258A
JP2000022258A JP10191492A JP19149298A JP2000022258A JP 2000022258 A JP2000022258 A JP 2000022258A JP 10191492 A JP10191492 A JP 10191492A JP 19149298 A JP19149298 A JP 19149298A JP 2000022258 A JP2000022258 A JP 2000022258A
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light source
optical
array laser
light
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Mitsuhiro Tejima
光啓 手島
Masabumi Koga
正文 古賀
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength stabilizer which controls the wavelength of an array laser light source highly accurately. SOLUTION: A wavelength-multiplexed light generating circuit 101 generates a wavelength-multiplexed light comprising a plurality of multiplexed light previously stabilized highly accurately. Then, wavelength of an array laser light source 103 is synchronized with the wavelength of the wavelength-multiplexed light by injecting the wavelength-multiplexed light into the array laser light source 103 via light input/output means 102. The wavelength-multiplexed light or a plurality of single wavelength light is extracted from the array laser source via the light input/output means 102. A wavelength selecting element for selecting/outputting a plurality of or one wavelength light for the array laser light source may be provided. The wavelength-multiplexed light generating circuit may be composed of an optical comb frequency generator or a combination of a plurality of semiconductor lasers, a wavelength monitoring circuit and multiplexer means. The light input/output means may be composed of an optical circulator and an optical branch circuit or an optical multiplexer circuit. The array laser source may be composed of a integrated device of a plurality of the array semiconductor laser and the optical multiplexer circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割型通話路
を繋ぎ替える装置(波長多重通信交換機や中継機など)
などに適用されるアレイレーザ光源の波長安定化装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for switching a wavelength division type communication path (wavelength multiplex communication switch, repeater, etc.).
The present invention relates to a wavelength stabilizing device of an array laser light source applied to, for example,

【0002】[0002]

【従来の技術】波長多重通信で使用される光源は、主に
半導体レーザであるが、その発振波長は、エージングや
温度変化によって変動する。そのため、複数の半導体レ
ーザの波長を同時に、かつ正確に測定する装置が必要で
ある。
2. Description of the Related Art A light source used in wavelength division multiplexing communication is mainly a semiconductor laser, and its oscillation wavelength fluctuates due to aging and temperature change. Therefore, an apparatus for simultaneously and accurately measuring the wavelengths of a plurality of semiconductor lasers is required.

【0003】波長多重光の各波長を監視する従来の波長
監視装置は、一般に掃引型光フイルタ(例えば掃引型フ
ァブリペロー干渉計)の透過中心波長を時間的に掃引
し、波長誤差信号を時間領域に変換して波長弁別を行う
構成になっている。また複数の異なる波長で発振してい
る半導体レーザの出力光を波長多重して波長弁別を行な
つている。
A conventional wavelength monitoring apparatus for monitoring each wavelength of wavelength-division multiplexed light generally sweeps the transmission center wavelength of a sweep type optical filter (for example, a sweep type Fabry-Perot interferometer) with time, and converts a wavelength error signal into a time domain. To perform wavelength discrimination. Further, wavelength discrimination is performed by wavelength multiplexing the output light of the semiconductor laser oscillating at a plurality of different wavelengths.

【0004】図16は、従来の波長監視装置の構成例を
示す(参考文献1:水落ほか,「2電極MQWDFB−
LDを用いた622Mbit/s−16ch FDMコ
ヒーレント光伝送システム」,信学論(B−I),Vo
1.,J77−B−I,No.5,pp.294−30
3,1994)。
FIG. 16 shows an example of the configuration of a conventional wavelength monitoring device (Ref. 1: Suzuki et al., “Two Electrode MQWDFB-
622Mbit / s-16ch FDM Coherent Optical Transmission System Using LD ", IEICE (BI), Vo
1. , J77-BI, No. 5, pp. 294-30
3, 1994).

【0005】図16において、基準波長光Rと波長多重
光Mは、光カプラ671で多重されて掃引型ファブリペ
ロー干渉計672に入力される。掃引型ファブリペロー
干渉計672は、発振器675に同期した鋸波発生器7
6で発生する鋸波sa(図17(a))で掃引され、そ
の透過中心波長に一致する波長の光が光検出器673に
受光される。光検出器673の出力パルスsb(図17
(b))は、微分器678でそのピーク位置が微分検出
され(図17(c))、サンプリング回路679でその
ピーク位置に対応するサンプリングパルスsd(図17
(d))に変換される。このサンプリングパルスと発振
器675の出力信号se(図17(e))は同期検波器
680に入力され、その出力がサンプルホールド回路6
81に入力される。鋸波saと発振器675の出力信号
seは同期しているので、サンプリングパルスsdで発
振器675の出力信号seの位相を検波し、サンプルホ
ールド回路681でその検波出力を保持することによリ
誤差信号sf(図17(f))を得ることができる。セ
レクタ674は、基準波長光Rおよび波長多重光Mの各
波長と、掃引型ファブリペロー干渉計672の透過中心
波長との相対波長誤差信号を順次切り替えて出力する。
In FIG. 16, a reference wavelength light R and a wavelength multiplexed light M are multiplexed by an optical coupler 671 and input to a sweep type Fabry-Perot interferometer 672. The swept Fabry-Perot interferometer 672 includes a sawtooth generator 7 synchronized with an oscillator 675.
The light is swept by the sawtooth wave sa generated in FIG. 6 (FIG. 17A), and the light having the wavelength corresponding to the transmission center wavelength is received by the photodetector 673. The output pulse sb of the photodetector 673 (FIG. 17)
17B, the peak position is differentiated and detected by the differentiator 678 (FIG. 17C), and the sampling pulse sd corresponding to the peak position is obtained by the sampling circuit 679 (FIG. 17).
(D)). This sampling pulse and the output signal se (FIG. 17 (e)) of the oscillator 675 are input to the synchronous detector 680, and the output thereof is supplied to the sample-and-hold circuit 6.
81 is input. Since the saw-tooth wave sa and the output signal se of the oscillator 675 are synchronized, the phase of the output signal se of the oscillator 675 is detected by the sampling pulse sd, and the sample-and-hold circuit 681 holds the detection output, thereby obtaining an error signal. sf (FIG. 17F) can be obtained. The selector 674 sequentially switches and outputs a relative wavelength error signal between each wavelength of the reference wavelength light R and the wavelength multiplexed light M and the transmission center wavelength of the swept Fabry-Perot interferometer 672.

【0006】基準波長光Rに対応する誤差信号は、加算
器677で鋸波発生器676から出力される鋸波に加算
して掃引型ファブリペロー干渉計672に印加され、基
準波長光Rに対応する光検出器673の出力パルスの位
置が鋸波のバイアス点になるように制御される。これに
よリ、掃引型フアブリペロー干渉計672の透過中心波
長を基準波長光Rの波長に安定化することができ、周辺
温度の変動に対する温度補償機能をもたせることができ
る。
The error signal corresponding to the reference wavelength light R is added to a sawtooth wave output from the sawtooth wave generator 676 by an adder 677 and applied to a sweep type Fabry-Perot interferometer 672, which corresponds to the reference wavelength light R. The position of the output pulse from the photodetector 673 is controlled so as to be at the bias point of the sawtooth wave. Thus, the transmission center wavelength of the sweep type Fabry-Perot interferometer 672 can be stabilized at the wavelength of the reference wavelength light R, and a temperature compensation function for fluctuations in the ambient temperature can be provided.

【0007】また、波長多重光Mの各波長に対応する誤
差信号を波長多重光Mの各光源に負帰還し、その注入電
流または温度を制御することによリ波長多重光Mの波長
安定化を図ることができる。
An error signal corresponding to each wavelength of the wavelength multiplexed light M is negatively fed back to each light source of the wavelength multiplexed light M, and the injection current or temperature thereof is controlled to stabilize the wavelength of the wavelength multiplexed light M. Can be achieved.

【0008】以上示した従来構成に用いられる掃引型フ
ァブリペロー干渉計は、圧電素子によって共振器長を掃
引する機構が必要であるものの、比較的簡単な光学回路
で実現できる。また、掃引型ファブリペロー干渉計の透
過中心波長および通過帯域幅を適宜選択することによ
リ、所望の分解能で広範囲の波長変化を監視できる利点
がある。
The sweep type Fabry-Perot interferometer used in the conventional configuration described above requires a mechanism for sweeping the resonator length by a piezoelectric element, but can be realized by a relatively simple optical circuit. Further, by appropriately selecting the transmission center wavelength and the pass band width of the swept Fabry-Perot interferometer, there is an advantage that a wide-range wavelength change can be monitored with a desired resolution.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来構成においては、掃引型ファブリペロー干渉計は
圧電素子によって共振器長を掃引するため、図18に示
すように、圧電素子の電圧に対する変移量にヒステリシ
スを有するので、測定確度が限定される。言い替えれ
ば、掃引型ファブリペロー干渉計は相対波長差を測定す
るためのものであって、絶対波長に対する確度は保証さ
れていなかった。
By the way, in the conventional structure as described above, the sweep type Fabry-Perot interferometer sweeps the resonator length by the piezoelectric element, and therefore, as shown in FIG. Hysteresis in the amount of displacement limits measurement accuracy. In other words, the swept Fabry-Perot interferometer is for measuring the relative wavelength difference, and the accuracy with respect to the absolute wavelength is not guaranteed.

【0010】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、アレイレーザ光源の波長を高確度に制御するアレイ
レーザ光源の波長安定化装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a wavelength stabilizing device for an array laser light source that controls the wavelength of the array laser light source with high accuracy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、あらかじめ高確度に安定化させ
た複数の波長光を多重化した波長多重光を発生する波長
多重光発生手段と、該波長多重光発生回路から発生した
前記波長多重光をアレイレーザ光源へ注入することによ
って該アレイレーザ光源の波長を該波長多重光の波長に
同期させる光入力手段と、波長安定化された前記アレイ
レーザ光源から波長多重光ないしは複数の単一波長光を
取り出す光出力手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a wavelength multiplexing light generating means for generating a wavelength multiplexing light obtained by multiplexing a plurality of wavelength lights stabilized in advance with high accuracy. Light input means for synchronizing the wavelength of the array laser light source with the wavelength of the wavelength multiplexed light by injecting the wavelength multiplexed light generated from the wavelength multiplexed light generation circuit into the array laser light source, and wavelength stabilized. Light output means for extracting wavelength multiplexed light or a plurality of single wavelength lights from the array laser light source.

【0012】ここで、好ましくは、前記光入力手段およ
び前記光出力手段として光サーキュレータおよび光分岐
回路ないし光分波回路を有し、該光サーキュレータおよ
び光分岐回路ないし光分波回路を介して前記波長多重光
発生手段から発生した前記波長多重光を前記アレイレー
ザ光源に注入することによって、該アレイレーザ光源の
波長を該波長多重光のどれか一つの波長に同期させる。
Preferably, the optical input means and the optical output means include an optical circulator and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit, and the optical circulator and the optical branching circuit or the optical demultiplexing circuit are used for the optical circulator. By injecting the wavelength multiplexed light generated from the wavelength multiplexed light generating means into the array laser light source, the wavelength of the array laser light source is synchronized with any one of the wavelength multiplexed light.

【0013】また、好ましくは、前記光入力手段として
光分岐回路ないし光分波回路を有し、前記アレイレーザ
光源の光出力端面でない端面から該光分岐回路ないし光
分波回路を介して前記波長多重光を注入することによっ
て、該アレイレーザ光源の波長を該波長多重光のどれか
一つの波長に同期させる。
Preferably, the optical input means has an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit, and the wavelength of the wavelength is transmitted from an end face other than the optical output end face of the array laser light source via the optical branching circuit or the optical demultiplexing circuit. By injecting the multiplex light, the wavelength of the array laser light source is synchronized with any one of the wavelength multiplex lights.

【0014】また、好ましくは、波長安定化された前記
アレイレーザ光源の波長光は、前記光サーキュレータか
ら出力される。
Preferably, the wavelength-stabilized wavelength light of the array laser light source is output from the optical circulator.

【0015】また、好ましくは、波長安定化された前記
アレイレーザ光源の光出力端面から各波長光が出力され
る。
Preferably, each wavelength light is output from the light output end face of the wavelength-stabilized array laser light source.

【0016】また、好ましくは、前記アレイレーザ光源
が、複数のアレイ半導体レーザと光分岐回路ないし光分
波回路とを集積したデバイスで構成される。
Preferably, the array laser light source is a device in which a plurality of array semiconductor lasers and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit are integrated.

【0017】また、好ましくは、前記波長多重光発生手
段が、複数の波長光を発生するための複数の半導体レー
ザと、該複数の半導体レーザから発生した複数の波長光
を多重する合波手段と、該合波手段から出力する波長多
重光を分岐する分岐手段と、該分岐手段で分岐された前
記波長多重光と基準波長光との誤差量を基に前記複数の
半導体レーザの波長を制御する波長監視手段とによって
構成される。
Preferably, the wavelength multiplexing light generating means includes a plurality of semiconductor lasers for generating a plurality of wavelength lights, and a multiplexing means for multiplexing the plurality of wavelength lights generated from the plurality of semiconductor lasers. Branching means for branching the wavelength multiplexed light output from the multiplexing means, and controlling the wavelengths of the plurality of semiconductor lasers based on an error amount between the wavelength multiplexed light and the reference wavelength light branched by the branching means. Wavelength monitoring means.

【0018】また、好ましくは、前記波長多重光発生手
段が、光周波数コム発生器によって構成される。
Preferably, the wavelength-division multiplexing light generating means is constituted by an optical frequency comb generator.

【0019】また、好ましくは、前記光周波数コム発生
器は、所定の周波数間隔の光を出力するモード同期レー
ザと、該モード同期レーザのフリースペクトルレンジ周
波数ないしフリースペクトルレンジの分周または逓倍周
波数の信号を発生する信号源と、該信号源から出力され
た信号を前記モード同期レーザの逆バイアス電圧に重畳
して印加する手段と、前記モード同期レーザのフリース
ペクトルレンジの逓倍周波数に等しい基準光を出力する
周波数安定化光源と、前記基準光を前記モード同期レー
ザに入力して注入同期させる手段とを備えたものであ
る。
Preferably, the optical frequency comb generator includes a mode-locked laser that outputs light at a predetermined frequency interval, and a free spectral range frequency of the mode-locked laser or a frequency division or multiplication frequency of the free spectral range. A signal source for generating a signal, means for superimposing and applying a signal output from the signal source to a reverse bias voltage of the mode-locked laser, and a reference light equal to a multiplication frequency of a free spectral range of the mode-locked laser. A frequency-stabilized light source to be output; and means for inputting the reference light to the mode-locked laser and performing injection locking.

【0020】また、好ましくは、波長安定化された前記
アレイレーザ光源から複数ないしは一つの波長光を選択
出力する波長選択素子を有する。
Preferably, the apparatus further comprises a wavelength selection element for selectively outputting a plurality of or one wavelength light from the wavelength stabilized array laser light source.

【0021】また、好ましくは、前記波長選択素子は、
音響光学フィルタ、またはアレイ導波路格子である。
Preferably, the wavelength selecting element is
An acousto-optic filter or an arrayed waveguide grating.

【0022】また、好ましくは、前記波長選択素子は、
光スイッチ、または光分波回路と該光スイッチとの組合
わせである。
Preferably, the wavelength selecting element is
An optical switch or a combination of an optical demultiplexing circuit and the optical switch.

【0023】本発明では、波長多重光発生手段であらか
じめ高確度に安定化した波長多重光を光入力手段を介し
てアレイレーザ光源へ注入することによって、アレイレ
ーザ光源の波長を波長多重光の波長に同期させ、光出力
手段によって波長多重光ないしは複数の単一波長光を取
り出すようにしているので、光パス網の規定波長に波長
制御することができ、また、アレイレーザ光源の波長安
定化は波長多重光入力の安定化だけで済み、電気的制御
回路は不要となり、簡単な構成でアレイレーザ光源の波
長を高確度に制御することができる。
In the present invention, the wavelength of the wavelength multiplexed light is adjusted by injecting the wavelength multiplexed light stabilized in advance with high accuracy by the wavelength multiplexed light generating means into the array laser light source through the light input means. In this case, wavelength multiplexed light or a plurality of single-wavelength lights are taken out by the optical output means, so that the wavelength can be controlled to the specified wavelength of the optical path network. Only the stabilization of the wavelength multiplexed light input is required, and no electrical control circuit is required, and the wavelength of the array laser light source can be controlled with high accuracy with a simple configuration.

【0024】また、本発明では、波長多重光発生手段と
して複数の半導体レーザの出力波長を多重し、その一部
を波長監視回路に入力し、波長監視回路は規定波長から
の誤差量を半導体レーザに負帰還して波長制御を行なう
ことで、光クロスコネクトなどの装置内において制御回
路の経済化が図れ、小型化が可能となる。
According to the present invention, the wavelength multiplexed light generating means multiplexes the output wavelengths of a plurality of semiconductor lasers and inputs a part of the output wavelengths to a wavelength monitoring circuit. By performing wavelength control with negative feedback to the control circuit, the control circuit can be made economical in a device such as an optical cross-connect and the size can be reduced.

【0025】また、本発明では、波長多重発生手段を光
周波数コム発生器で構成することで、さらに小型化する
ことが可能となり、波長多重発生回路の経済化が図れ
る。
Further, according to the present invention, the wavelength multiplexing generating means is constituted by an optical frequency comb generator, so that the size can be further reduced, and the wavelength multiplexing generating circuit can be made more economical.

【0026】また、本発明では、波長安定化されたアレ
イレーザ光源から波長選択素子を介して複数ないしは一
つの波長光のみを選択出力することで、規定波長のうち
任意の波長数の光を得ることができ、所望の波長光が運
用状態により変化するシステムに対しても対応が可能と
なる。
Further, in the present invention, by selectively outputting a plurality of or only one wavelength light from a wavelength stabilized array laser light source via a wavelength selection element, light having an arbitrary number of wavelengths out of a specified wavelength is obtained. This makes it possible to cope with a system in which light of a desired wavelength changes depending on an operation state.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0028】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態におけるアレイレーザ光源の波長安定化
装置の概略構成を示す。図1において、波長多重光発生
回路101は複数の波長光を多重してあらかじめ高確度
に安定化した波長多重光を発生する。波長多重光発生回
路101から出射するあらかじめ高確度に安定化した波
長多重光は、光注入手段としての光入出力手段102を
介してアレイレーザ光源103に注入される。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a wavelength stabilizing device for an array laser light source according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a wavelength multiplexed light generating circuit 101 multiplexes a plurality of wavelength lights to generate a wavelength multiplexed light which is stabilized with high accuracy in advance. The wavelength multiplexed light, which has been stabilized in advance with high accuracy, emitted from the wavelength multiplexing light generation circuit 101 is injected into the array laser light source 103 via the light input / output means 102 as light injection means.

【0029】アレイレーザ光源103としてDFB(分
布帰還)半導体レーザ(DFB−LD)を複数集積化し
たDFB−LDアレイを例にあげる。DFB‐LDの波
長特性は温度/注入電流により若干波長変化(約10G
Hz/℃,約1GHz/mA)する。
An example of the array laser light source 103 is a DFB-LD array in which a plurality of DFB (distributed feedback) semiconductor lasers (DFB-LD) are integrated. The wavelength characteristics of the DFB-LD slightly change with temperature / injection current (about 10G
Hz / ° C, about 1 GHz / mA).

【0030】波長安定化時には、温度/注入電流をおお
むね規定波長の近傍になるような値に設定する。この
時、規定波長に設定されている波長多重光をアレイレー
ザ光源103であるDFB半導体レーザに注入しておく
と、波長多重光のうちの一つの波長と半導体レーザの波
長差が引き込み幅(波長多重光の波長間隔にくらべ小さ
い)内に入ると、注入同期現象により、DFB半導体レ
ーザの発振波長は、注入波長多重光の一つの波長(光注
入がなされる前に発振していた波長に近い波長多重光の
ひとつ)に同期する。光入出力手段102によってその
同期した波長多重光ないしは複数の単一波長光を取り出
す。
At the time of wavelength stabilization, the temperature / injection current is set to a value so as to be approximately in the vicinity of the specified wavelength. At this time, if the wavelength-division multiplexed light set to the specified wavelength is injected into the DFB semiconductor laser that is the array laser light source 103, the difference between one wavelength of the wavelength-division multiplexed light and the wavelength of the semiconductor laser becomes the drawing width (wavelength). When the wavelength falls within the wavelength interval of the multiplexed light, the oscillation wavelength of the DFB semiconductor laser is close to one wavelength of the injection wavelength multiplexed light (the wavelength oscillated before the light injection is performed) due to the injection locking phenomenon. To one of the wavelength multiplexed lights). The synchronized wavelength-multiplexed light or a plurality of single-wavelength lights are extracted by the optical input / output means 102.

【0031】このように、本実施の形態では、あらかじ
め高確度に安定化した波長多重光をアレイレーザ光源1
03へ注入することによって、アレイレーザ光源103
の波長を波長多重光の波長に同期させ、光入出力手段1
02によって波長多重光ないしは複数の単一波長光を取
り出す。このため、アレイレーザ光源103の波長安定
化は波長多重光入力の安定化だけで済み、電気的制御回
路は不要となり、簡単な構成でアレイレーザ光源の波長
を高確度に制御することができる。
As described above, in the present embodiment, the wavelength multiplexed light stabilized in advance with high accuracy is
03, the array laser light source 103
Is synchronized with the wavelength of the wavelength division multiplexed light,
02 extracts wavelength-multiplexed light or a plurality of single-wavelength lights. For this reason, the wavelength stabilization of the array laser light source 103 is only required to stabilize the wavelength multiplexed light input, and no electrical control circuit is required, and the wavelength of the array laser light source can be controlled with high accuracy with a simple configuration.

【0032】(第2の実施の形態)図2は本発明の第2
の実施の形態におけるアレイレーザ光源の波長安定化装
置の概略構成を示す。本実施の形態では、上記光入出力
手段102として、光サーキュレータ104および光分
岐回路ないし光分波回路105を用いている。光分岐回
路としては光スプリッタなどが使用でき、光分波回路と
しては回折格子、アレイ導波路格子などが使用できる。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a wavelength stabilizing device for an array laser light source according to the embodiment. In this embodiment, an optical circulator 104 and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit 105 are used as the optical input / output means 102. An optical splitter or the like can be used as the optical branching circuit, and a diffraction grating or an arrayed waveguide grating can be used as the optical branching circuit.

【0033】波長多重光発生回路101から発生した波
長多重光を、サーキュレータ104および光分岐回路な
いし光分波回路105を介してアレイレーザ光源103
にその光源の出力端面から注入することで、アレイレー
ザ光源103の波長を波長多重光のどれか一つの波長に
同期させ、その同期した波長をサーキュレータ104か
ら出力する。
The wavelength-division multiplexed light generated from the wavelength-division multiplexed light generation circuit 101 is passed through a circulator 104 and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit 105 to an array laser light source 103
In this case, the wavelength of the array laser light source 103 is synchronized with any one of the wavelength multiplexed lights, and the synchronized wavelength is output from the circulator 104.

【0034】(第3の実施の形態)図3は本発明の第3
の実施の形態におけるアレイレーザ光源の波長安定化装
置の概略構成を示す。本実施の形態では、波長多重光の
上記注入手段として光分岐回路ないし光分波回路105
を用いている。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a wavelength stabilizing device for an array laser light source according to the embodiment. In this embodiment, an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit 105 is used as the means for injecting wavelength-division multiplexed light.
Is used.

【0035】波長多重光発生回路101から発生した波
長多重光を、光分岐回路ないし光分波回路105を介し
てアレイレーザ光源103にその光源の出力端面でない
端面から注入することで、アレイレーザ光源103の波
長を波長多重光のどれか一つの波長に同期させ、その同
期した波長をアレイレーザ光源103の他方の端面から
出力する。
The wavelength-division multiplexed light generated from the wavelength-division multiplexing light generating circuit 101 is injected into the array laser light source 103 through an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit 105 from an end face other than the output end face of the light source, thereby providing an array laser light source. The wavelength 103 is synchronized with any one of the wavelength multiplexed lights, and the synchronized wavelength is output from the other end face of the array laser light source 103.

【0036】105として光分岐回路を使用する場合
は、アレイレーザ光源103としては、フィルタ特性を
有するレーザ、例えばDFB−LD,DBR(分布ブラ
ック反射)−LDを用いるのが好ましい。
When an optical branch circuit is used as 105, it is preferable to use a laser having a filter characteristic, for example, a DFB-LD or DBR (distributed black reflection) -LD as the array laser light source 103.

【0037】(第4の実施の形態)図4は、本発明の第
4の実施例を示す構成図であり、図5はその出力特性を
示す。本実施の形態は、図1〜図3に示すアレイレーザ
光源103が、複数の半導体レーザと光分波回路とが集
積されたデバイスで構成された、アレイ型半導体レーザ
[参考文献2]である場合の構成例を示す。他の構成部
分は図1〜図3と同様なのでその説明と図示は省略す
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows its output characteristics. The present embodiment is an array-type semiconductor laser [Reference Document 2] in which the array laser light source 103 shown in FIGS. 1 to 3 is configured by a device in which a plurality of semiconductor lasers and an optical demultiplexing circuit are integrated. An example of the configuration in the case is shown. Other components are the same as those shown in FIGS.

【0038】[参考文献2]R.Monnard, M.Zirngibl,
C.R.Doerr, C.H.Joyner, and L.w.Stulz, "Demonstrati
on of an eight-wavelength fast packet switching tr
ansmitter of 2.5 ‐Gb/s bit stream, "IEEE Photonic
s Tech.Lett., vol.10, no.3,pp.430-431, 1998. 図4において、120は光ファイバ、121は入射端
面、122は光増幅器、123は自由空間領域(スラブ
導波路)、124は導波路格子、125は自由空間領域
(スラブ導波路)、126は光増幅器、および127は
出射端面である。
[Reference 2] R. Monnard, M. Zirngibl,
CRDoerr, CHJoyner, and LwStulz, "Demonstrati
on of an eight-wavelength fast packet switching tr
ansmitter of 2.5 ‐Gb / s bit stream, `` IEEE Photonic
s Tech. Lett., vol. 10, no. 3, pp. 430-431, 1998. In FIG. 4, reference numeral 120 denotes an optical fiber, 121 denotes an incident end face, 122 denotes an optical amplifier, and 123 denotes a free space region (slab waveguide). ), 124 are waveguide gratings, 125 is a free space region (slab waveguide), 126 is an optical amplifier, and 127 is an emission end face.

【0039】このアレイ型半導体レーザは、光分波回路
123〜125に半導体光増幅器を集積した構成であ
り、入射端面121と出射端面127の反射器による共
振器構造と利得媒質としての半導体光増幅器122、1
26によるレーザ構成のものである。光ファイバ120
から導入されたレーザ光が、両端面の反射器間で反射を
繰り返す共振現象により、図5に示すような、8チャン
ネルの線スペクトルを有する波長多重光が出射端面12
7から取り出される。その動作原理は図1〜図3に記載
したアレイレーザ光源103と同様である。また、装置
全体の動作も上述した第1〜第3実施形態と同様であ
る。
This array type semiconductor laser has a configuration in which a semiconductor optical amplifier is integrated in optical demultiplexing circuits 123 to 125, and has a resonator structure formed by reflectors at an input end face 121 and an output end face 127, and a semiconductor optical amplifier as a gain medium. 122, 1
26 is a laser configuration. Optical fiber 120
As shown in FIG. 5, a wavelength multiplexed light having an eight-channel line spectrum is emitted from the emission end face 12 by a resonance phenomenon in which the laser light introduced from the light source is repeatedly reflected between the reflectors on both end faces.
7 The operating principle is the same as that of the array laser light source 103 shown in FIGS. The operation of the entire apparatus is the same as in the above-described first to third embodiments.

【0040】(第5の実施の形態)図6、図7および図
8は、本発明の第5の実施の形態を示す構成図である。
本実施形態は、図1、図2、および図3に示した波長多
重発生回路101を、複数の半導体レーザ210と波長
監視回路240と合波手段220と分岐手段230とに
よって構成した場合を例示する。なお、他の構成部分は
図1〜図3と同様なので、その説明と図示は省略する。
また、装置全体の動作も上述した第1〜第3実施形態と
同様であるので、その説明は省略する。
(Fifth Embodiment) FIGS. 6, 7 and 8 are configuration diagrams showing a fifth embodiment of the present invention.
This embodiment exemplifies a case where the wavelength division multiplexing generation circuit 101 shown in FIGS. 1, 2 and 3 includes a plurality of semiconductor lasers 210, a wavelength monitoring circuit 240, a multiplexing unit 220 and a branching unit 230. I do. The other components are the same as those shown in FIGS. 1 to 3, and a description and illustration thereof will be omitted.
Also, the operation of the entire apparatus is the same as in the above-described first to third embodiments, and a description thereof will be omitted.

【0041】図6に示すように、複数の半導体レーザ
(波長安定化光源)210の出力波長を光合波器220
で多重し、その一部をカプラ230を介して波長監視回
路240に入力する。波長監視回路240は規定波長か
らの誤差量を波長制御回路250によって半導体レーザ
210に負帰還することで波長制御を行なう。このよう
に、複数の半導体レーザ210の出力を波長監視回路2
40によって波長制御した波長多重光源を波長多重光と
して用いるようにし、この波長多重光源を光クロスコネ
クト装置(図示しない)などに一つ配備し、複数のアレ
イレーザ光源に分配することで小型化が可能となる。
As shown in FIG. 6, the output wavelengths of a plurality of semiconductor lasers (wavelength stabilized light sources) 210 are
And a part thereof is input to the wavelength monitoring circuit 240 via the coupler 230. The wavelength monitoring circuit 240 performs wavelength control by negatively feeding back the error amount from the specified wavelength to the semiconductor laser 210 by the wavelength control circuit 250. In this way, the outputs of the plurality of semiconductor lasers 210 are
The wavelength multiplexed light source controlled in wavelength by 40 is used as wavelength multiplexed light, and one wavelength multiplexed light source is provided in an optical cross-connect device (not shown) and distributed to a plurality of array laser light sources to reduce the size. It becomes possible.

【0042】更に詳述すると、図6に示す波長監視回路
240は、後述のアレイ導波路格子(AWG)242、
後述の温度制御回路246および光電変換・増幅回路2
48等を有する。光電変換・増幅回路248は、例えば
フォトダイオード(PD)と対数増幅器(Log.Am
p)からなる。波長制御回路250は規定波長からの誤
差量を得るための位相比較回路252、帰還路フイルタ
(フィードバックフィルタ)254、ディジタルアナロ
グ(D/A)変換器256およびパーソナルコンピュー
タ258等からなる。なお、D/A変換器256はデジ
タル制御の場合に挿入するものであって、波長制御回路
250をアナログ制御で構成する揚合はD/A変換器2
56は必要ない。
More specifically, the wavelength monitoring circuit 240 shown in FIG. 6 includes an arrayed waveguide grating (AWG) 242 described later,
Temperature control circuit 246 and photoelectric conversion / amplification circuit 2 described later
48 and the like. The photoelectric conversion / amplification circuit 248 includes, for example, a photodiode (PD) and a logarithmic amplifier (Log. Am).
p). The wavelength control circuit 250 includes a phase comparison circuit 252 for obtaining an error amount from a specified wavelength, a feedback path filter (feedback filter) 254, a digital / analog (D / A) converter 256, a personal computer 258, and the like. Note that the D / A converter 256 is inserted in the case of digital control, and that the wavelength control circuit 250 is configured by analog control.
56 is not required.

【0043】波長安定化光源210を構成する複数の半
導体レーザから出力する複数の波長光を、光合波器22
0で多重し、その多重光の一部をカプラ230を介して
波長監視回路240に入力する。波長監視回路240は
規定波長からの誤差量を波長制御回路250によって波
長安定化光源210の半導体レーザに負帰還することで
波長制御を行う。
A plurality of wavelength lights output from a plurality of semiconductor lasers constituting the wavelength stabilizing light source 210 are transmitted to the optical multiplexer 22.
The multiplexed light is input to the wavelength monitoring circuit 240 via the coupler 230. The wavelength monitoring circuit 240 performs wavelength control by negatively feeding back the error amount from the specified wavelength to the semiconductor laser of the wavelength stabilizing light source 210 by the wavelength control circuit 250.

【0044】図7および図8は、図6のアレイ導波路格
子242および温度制御回路246の内容を詳細に示し
たものである。
FIGS. 7 and 8 show the contents of the arrayed waveguide grating 242 and the temperature control circuit 246 of FIG. 6 in detail.

【0045】まず、図7において、基準光源244から
の基準波長光(波長λ0)とカプラ230からの監視対
象の波長多重光(彼長λ1〜λn)は、波長監視回路2
42内の光カプラ211で多重されて、アレイ導波路格
子242の所定の入力導波路に入力される。アレイ導波
路格子242は、基板231上に形成した入力用導波路
アレイ232、入力側コンケイブスラブ導波路233、
導波路長差△Lで順次長くなる複数本の導波路からなる
アレイ導波路234、出力側コンケイブスラブ導波路2
35、出力用導波路アレイ236を順次接続した構成で
ある。本例では、アレイ導波路234にヒータ213が
取リ付けられる。発振器214から出力される参照信号
Saは電流回路215に入力され、ヒータ213の温度
を制御する。
First, in FIG. 7, the reference wavelength light (wavelength λ 0) from the reference light source 244 and the wavelength-division multiplexed light (the wavelengths λ 1 to λn) to be monitored from the coupler 230 are transmitted to the wavelength monitoring circuit 2.
The multiplexed light is multiplexed by the optical coupler 211 in the optical waveguide 42 and is input to a predetermined input waveguide of the arrayed waveguide grating 242. The arrayed waveguide grating 242 includes an input waveguide array 232 formed on a substrate 231, an input-side concave slab waveguide 233,
An arrayed waveguide 234 composed of a plurality of waveguides which are sequentially elongated by a waveguide length difference ΔL, an output-side concave slab waveguide 2
35, a configuration in which output waveguide arrays 236 are sequentially connected. In this example, a heater 213 is attached to the arrayed waveguide 234. The reference signal Sa output from the oscillator 214 is input to the current circuit 215 and controls the temperature of the heater 213.

【0046】アレイ導波路格子242の出力導波路#0
〜#nには、光電変換・増幅回路248を構成する光検
出器216−0,216−i(iは1〜n)が接続され
る(図8(A))。これら光検出器216−0,216
−iの出力は、それぞれ光電変換・増幅回路248を構
成する増幅器217−0,217−1介して位相比較器
252−0,252−iに接続される。位相比較器25
2−0,252−iには、発振器214から出力される
参照信号Saが入力され、その出力はそれぞれローパス
フィルタ(LPF)254−0,254−iに入力され
る。ローパスフィルタ254−0の出力は積分器260
−0に入力される。積分器260−0の出力には温度制
御回路246が接続される。温度制御回路246は、ア
レイ導波路格子242の温度を調整するペルチェクーラ
(ペルチェ素子)222を制御する。なお、位相比較器
252−0、ローパスフイルタ254−0、積分器26
0−0は図6に示すようにパーソナルコンピュータ25
8に置き換えることができる。
Output waveguide # 0 of arrayed waveguide grating 242
To #n are connected to photodetectors 216-0 and 216-i (i is 1 to n) constituting the photoelectric conversion / amplification circuit 248 (FIG. 8A). These photodetectors 216-0,216
The output of -i is connected to the phase comparators 252-0, 252-i via the amplifiers 217-0, 217-1 constituting the photoelectric conversion / amplification circuit 248, respectively. Phase comparator 25
Reference signals Sa output from the oscillator 214 are input to 2-0 and 252-i, and the outputs are input to low-pass filters (LPF) 254-0 and 254-i, respectively. The output of the low-pass filter 254-0 is the integrator 260
Input to −0. A temperature control circuit 246 is connected to the output of the integrator 260-0. The temperature control circuit 246 controls a Peltier cooler (Peltier element) 222 that adjusts the temperature of the arrayed waveguide grating 242. The phase comparator 252-0, the low-pass filter 254-0, and the integrator 26
0-0 is a personal computer 25 as shown in FIG.
8 can be replaced.

【0047】(第6の実施の形態)図9、図10は、本
発明の第6の実施の形態を示す構成図である。本実施の
形態は、図1、図2、および図3に示した波長多重発生
回路101を光周波数コム発生器で構成した場合を例示
する。本例は上述の第5の実施の形態の場合に比べ、さ
らに小型化することが可能となる。なお、他の構成部分
は図1〜図3と同様なので、その説明と図示は省略す
る。また、装置全体の動作も上述した第1〜第3実施形
態と同様であるので、その説明は省略する。
(Sixth Embodiment) FIGS. 9 and 10 are configuration diagrams showing a sixth embodiment of the present invention. This embodiment exemplifies a case where the wavelength division multiplexing generation circuit 101 shown in FIGS. 1, 2 and 3 is constituted by an optical frequency comb generator. In this example, it is possible to further reduce the size as compared with the case of the above-described fifth embodiment. The other components are the same as those shown in FIGS. 1 to 3, and a description and illustration thereof will be omitted. Also, the operation of the entire apparatus is the same as in the above-described first to third embodiments, and a description thereof will be omitted.

【0048】図9は光周波数コム発生器の構成を示す。
この光周波数コム発生器は、シンセサイザ352、増幅
器353、バイアスティ354、モード同期レーザ35
1、およびモード同期レーザ351のフリースペクトル
レンジの逓倍周波数の光周波数を有する基準光を出力す
る周波数安定化光源311とを備え、その基準光fsを
光減衰器312および光サーキュレータ313を介して
モード同期レーザ351に入力し、注入同期させる構成
のものである。なお、光減衰器312は基準光が注入同
期に必要な光パワーになるように調整するためのもので
あり、周波数安定化光源311が適切な光パワーを有し
ていれば光減衰器312は省いても良い。
FIG. 9 shows the structure of the optical frequency comb generator.
The optical frequency comb generator includes a synthesizer 352, an amplifier 353, a bias tee 354, and a mode-locked laser 35.
And a frequency-stabilized light source 311 for outputting a reference light having an optical frequency of a frequency multiplied by the free spectrum range of the mode-locked laser 351, and the reference light fs is subjected to a mode through an optical attenuator 312 and an optical circulator 313 The configuration is such that it is inputted to the synchronous laser 351 and injection-locked. The optical attenuator 312 is for adjusting the reference light to the optical power required for injection locking. If the frequency stabilized light source 311 has an appropriate optical power, the optical attenuator 312 is You may omit it.

【0049】上記の周波数安定化光源311の内部構成
例を図10に示す。図10において、半導体レーザ32
1は、周波数安定化光源311の出力となる周波数fs
の基準光を出力する。半導体レーザ322は、ガスセル
323、光検出器324、および制御回路325により
制御され、分子または原子の吸収線に周波数安定化され
た周波数fmの絶対周波数基準光を出力する。この周波
数fsの基準光と周波数fmの絶対周波数基準光は、合
波器326で合波され、光検出器327で電気信号に変
換される。この時、両者の差周波数|fm−fs|がビ
ート信号として検出される。
FIG. 10 shows an example of the internal configuration of the frequency stabilized light source 311. In FIG. 10, the semiconductor laser 32
1 is the frequency fs which is the output of the frequency stabilized light source 311
The reference light is output. The semiconductor laser 322 is controlled by the gas cell 323, the photodetector 324, and the control circuit 325, and outputs an absolute frequency reference light having a frequency fm whose frequency is stabilized to an absorption line of a molecule or an atom. The reference light having the frequency fs and the absolute frequency reference light having the frequency fm are multiplexed by the multiplexer 326 and converted into an electric signal by the photodetector 327. At this time, the difference frequency | fm−fs | between them is detected as a beat signal.

【0050】一方、信号源328は、絶対周波数fmと
モード同期レーザのフリースペクトルレンジの逓倍周波
数fs′の差周波数f0=|fm−fs′|の周波数信
号を発生する。
On the other hand, the signal source 328 generates a frequency signal having a difference frequency f0 = | fm-fs '| between the absolute frequency fm and the multiplied frequency fs' of the free spectrum range of the mode-locked laser.

【0051】周波数/位相比較器329は、光検出器3
27で検出された周波数|fm−fs|の信号と、信号
源328から出力される周波数f0の信号の周波数|f
m−fs′|の信号の周波数差および位相を比較し、信
号誤差(||fm−fs′|−f0|)を出力する。制
御回路330は、この誤差信号を半導体レーザ321の
駆動回路に負帰還し、この誤差信号がゼロになるよう
に、すなわち、半導体レーザ321の周波数fsがモー
ド同期レーザのフリースペクトルレンジの整数倍(f
s′)になるように制御する。
The frequency / phase comparator 329 is connected to the photodetector 3
27 and the frequency | f of the signal of frequency f0 output from the signal source 328.
The frequency difference and the phase of the signal of m-fs '| are compared, and a signal error (|| fm-fs' | -f0 |) is output. The control circuit 330 negatively feeds back the error signal to the drive circuit of the semiconductor laser 321 so that the error signal becomes zero, that is, the frequency fs of the semiconductor laser 321 is an integral multiple of the free spectrum range of the mode-locked laser ( f
s').

【0052】このような構成で、フリースペクトルレン
ジの整数倍でスペクトル純度の高い基準光をモード同期
レーザ351に入力することにより、モード同期レーザ
351の1つの発振モードは基準光の周波数に引き込ま
れて安定化され(注入同期)、また他のモードも(基準
光を含む)厳密な周波数に安定化される。
In such a configuration, by inputting the reference light having an integral multiple of the free spectrum range and a high spectral purity to the mode-locked laser 351, one oscillation mode of the mode-locked laser 351 is drawn to the frequency of the reference light. And the other modes (including the reference light) are stabilized at a strict frequency.

【0053】以上のような構成で得られる出力光スペク
トルは、図11に示すように、変調周波数の逓倍周波数
あるいは共振器のフリースペクトルレンジ周波数間隔に
線スペクトルが立っているスペクトル形状である。な
お、図11は注入同期時の光スペクトルを測定したもの
であり、注入同期する基準光の周波数は193.100
THz、光パワーは−26dBmである。
As shown in FIG. 11, the output light spectrum obtained by the above configuration has a spectrum shape in which a line spectrum stands at a frequency multiplied by the modulation frequency or a frequency interval of the free spectrum range of the resonator. FIG. 11 shows a measurement of the optical spectrum at the time of injection locking, and the frequency of the reference light for injection locking is 193.100.
At THz, the optical power is -26 dBm.

【0054】このように、基準光で注入同期させたモー
ド同期レーザ351は、基準光の周波数を含むフリース
ペクトルレンジ間隔のコムを発生し、特に広い範囲にわ
たって比較的に平坦な光スペクトルを発生することがで
きる。
As described above, the mode-locked laser 351 injection-locked with the reference light generates a comb with a free spectrum range interval including the frequency of the reference light, and generates a relatively flat optical spectrum particularly over a wide range. be able to.

【0055】(第7の実施の形態)図12、図13、図
14および図15は、本発明の第7の実施の形態を示す
構成図である。
(Seventh Embodiment) FIGS. 12, 13, 14 and 15 are configuration diagrams showing a seventh embodiment of the present invention.

【0056】本実施の形態は、上述した本発明の第1の
実施形態から第6の実施形態に示した構成において、波
長安定化されたアレイレーザ光源103から波長選択素
子(たとえば音響光学フィルタ、アレイ導波路格子な
ど)を介して複数ないしは一つの波長光のみを選択出力
する構成を例示する。
In the present embodiment, in the configuration shown in the first to sixth embodiments of the present invention, the wavelength-selective element (for example, an acousto-optic filter, A configuration in which only a plurality of or only one wavelength light is selectively output via an arrayed waveguide grating or the like will be exemplified.

【0057】例えば図12および図13に示すように、
波長選択素子106は、出力光(波長多重光ないしは各
波長光が複数本数)に対して、配置される。即ち、図1
2の場合であると、波長選択素子106は光サーキュレ
ータ104出力光である波長多重光に対して配置され、
波長選択素子106により波長多重光から複数ないしは
一つの波長光を選択して出力光として出力する。
For example, as shown in FIGS.
The wavelength selection element 106 is disposed for output light (wavelength multiplexed light or a plurality of wavelength lights). That is, FIG.
In the case of 2, the wavelength selection element 106 is arranged for the wavelength multiplexed light that is the output light of the optical circulator 104,
A plurality of or one wavelength light is selected from the wavelength multiplexed light by the wavelength selection element 106 and output as output light.

【0058】また、図13の場合であると、波長選択素
子106はアレイレーザ光源103から出力する各波長
光出力に対して配置され、波長選択素子106により各
波長光出力から複数ないしは一つの波長光を選択して出
力光として出力する。
In the case of FIG. 13, the wavelength selecting element 106 is disposed for each wavelength light output output from the array laser light source 103, and the wavelength selecting element 106 separates a plurality of or one wavelength from each wavelength light output. Light is selected and output as output light.

【0059】波長選択素子106の機能として、例えば
音響光学フィルタを用いる場合には、波長多重光の一つ
または複数の波長光を取り出すことが可能である。
As a function of the wavelength selection element 106, for example, when an acousto-optic filter is used, it is possible to take out one or a plurality of wavelengths of wavelength multiplexed light.

【0060】さらに、音響光学フィルタ以外の実施形態
を図14、図15に示す。図14は波長多重光を光分波
回路107を用いて各波長光に分波し、この各波長光か
ら光スイッチ108のよって一つまたは複数の波長光を
取り出す構成を示す。光スイッチ108としては、アレ
イ導波路格子、バルク形電子式スイッチ、平面導波路形
電子式スイッチなどを利用できる。
Further, embodiments other than the acousto-optic filter are shown in FIGS. FIG. 14 shows a configuration in which the wavelength division multiplexed light is demultiplexed into each wavelength light by using the optical demultiplexing circuit 107, and one or a plurality of wavelength lights are extracted from each wavelength light by the optical switch 108. As the optical switch 108, an arrayed waveguide grating, a bulk electronic switch, a planar waveguide electronic switch, or the like can be used.

【0061】図15は複数の各波長光出力に対して光ス
イッチ108を配備し、光スイッチ108により一つま
たは複数の波長光を取り出す構成を示す。
FIG. 15 shows a configuration in which an optical switch 108 is provided for each of a plurality of wavelength light outputs, and one or a plurality of wavelength lights are extracted by the optical switch 108.

【0062】このように、アレイレーザ光源103の安
定化手法により波長安定化した波長光の中から、複数な
いしは一つの波長光を選択する機能を備えることで、所
望の波長光が運用状態により変化するシステムに対して
も対応が可能となる。
As described above, by providing the function of selecting a plurality of or one wavelength light from the wavelength lights stabilized by the method of stabilizing the array laser light source 103, the desired wavelength light changes depending on the operation state. It is possible to cope with a system that does.

【0063】なお、装置全体の動作は、上述した第1〜
第3実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
The operation of the entire apparatus is the same as that of the first to the above.
Since the third embodiment is the same as the third embodiment, the description is omitted.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
The following effects are obtained.

【0065】(1)波長多重光発生手段であらかじめ高
確度に安定化した波長多重光を光入力手段を介してアレ
イレーザ光源へ注入することによって、アレイレーザ光
源の波長を波長多重光の波長に同期させ、光出力手段に
よって波長多重光ないしは複数の単一波長光を取り出す
ようにしているので、光パス網の規定波長に波長制御す
ることができる。また、アレイレーザ光源の波長安定化
は波長多重光入力の安定化だけで済み、電気的制御回路
は不要となり、簡単な構成でアレイレーザ光源の波長を
高確度に制御することができる。
(1) The wavelength of the wavelength multiplexed light is converted into the wavelength of the wavelength multiplexed light by injecting the wavelength multiplexed light stabilized in advance with high accuracy by the wavelength multiplexed light generating means into the array laser light source through the light input means. Synchronization is performed so that wavelength multiplexed light or a plurality of single-wavelength lights are extracted by the optical output means, so that the wavelength can be controlled to the specified wavelength of the optical path network. Further, the wavelength stabilization of the array laser light source is only required to stabilize the wavelength multiplexed light input, and no electrical control circuit is required, and the wavelength of the array laser light source can be controlled with high accuracy by a simple configuration.

【0066】(2)波長多重光発生手段として複数の半
導体レーザの出力波長を多重し、その一部を波長監視回
路に入力し、波長監視回路は規定波長からの誤差量を半
導体レーザに負帰還して波長制御を行なうことで、光ク
ロスコネクトなどの装置内において制御回路の経済化が
図れ、小型化が可能となる。
(2) The output wavelengths of a plurality of semiconductor lasers are multiplexed as wavelength multiplexed light generating means, and a part of the output wavelengths is input to a wavelength monitoring circuit, and the wavelength monitoring circuit negatively feeds back the error amount from the specified wavelength to the semiconductor laser. By performing wavelength control in such a manner, the control circuit can be made economical in a device such as an optical cross-connect, and the size can be reduced.

【0067】(3)波長多重発生手段を光周波数コム発
生器で構成することで、さらに小型化することが可能と
なり、波長多重発生回路の経済化が図れる。
(3) By configuring the wavelength multiplexing generation means with an optical frequency comb generator, it is possible to further reduce the size and to achieve economical use of the wavelength multiplexing generation circuit.

【0068】(4)波長安定化されたアレイレーザ光源
から波長選択素子を介して複数ないしは一つの波長光の
みを選択出力することで、規定波長のうち任意の波長数
の光を得ることができ、所望の波長光が運用状態により
変化するシステムに対しても対応が可能となる。
(4) By selectively outputting a plurality of or only one wavelength light from the wavelength-stabilized array laser light source via the wavelength selection element, light having an arbitrary number of wavelengths out of the specified wavelength can be obtained. Also, it is possible to cope with a system in which light of a desired wavelength changes depending on an operation state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態におけるアレイレー
ザ光源の波長安定化装置の概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a wavelength stabilizing device of an array laser light source according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態におけるアレイレー
ザ光源の波長安定化装置の概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a wavelength stabilizing device of an array laser light source according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態におけるアレイレー
ザ光源の波長安定化装置の概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a wavelength stabilizing device of an array laser light source according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態における複数の半導
体レーザと光分波回路とが集積されたデバイスでアレイ
レーザ光源が構成されたアレイ型半導体レーザの構成例
を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an array-type semiconductor laser in which an array laser light source is configured by a device in which a plurality of semiconductor lasers and an optical demultiplexing circuit are integrated according to a fourth embodiment of the present invention. .

【図5】図4のアレイ型半導体レーザの出力特性を示す
グラフである。
FIG. 5 is a graph showing output characteristics of the array type semiconductor laser of FIG. 4;

【図6】本発明の第5の実施の形態における複数の半導
体レーザと波長監視回路と合波手段とによって波長多重
発生回路を構成した場合の波長多重光供給モジュールの
構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a wavelength division multiplexing light supply module when a wavelength division multiplexing generation circuit is configured by a plurality of semiconductor lasers, a wavelength monitoring circuit, and a multiplexing unit according to a fifth embodiment of the present invention. is there.

【図7】図6の波長監視回路の詳細な構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the wavelength monitoring circuit of FIG. 6;

【図8】(A)は、図7の要部の構成を示す図、(B)
は、図7の変形例の要部の構成を示す図である。
8A is a diagram showing a configuration of a main part of FIG. 7, and FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a main part of a modification of FIG. 7.

【図9】本発明の第6の実施の形態における波長多重発
生回路を光周波数コム発生器で構成した場合の光周波数
コム発生器の構成例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical frequency comb generator when a wavelength division multiplexing generation circuit according to a sixth embodiment of the present invention is configured by an optical frequency comb generator.

【図10】図9の光周波数コム発生器に用いる周波数安
定化光源の構成例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a frequency stabilized light source used in the optical frequency comb generator of FIG.

【図11】図9の光周波数コム発生器の光スペクトルの
測定結果を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a measurement result of an optical spectrum of the optical frequency comb generator of FIG. 9;

【図12】本発明の第7の実施の形態における波長選択
素子を用いた波長安定化装置の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wavelength stabilizing device using a wavelength selection element according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施の形態における波長選択
素子を用いた波長安定化装置の構成の他の例を示すブロ
ック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing another example of the configuration of the wavelength stabilizing device using the wavelength selection element according to the seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第7の実施の形態における波長選択
素子として光スイッチを用いた構成の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a configuration using an optical switch as a wavelength selection element according to a seventh embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第7の実施の形態における波長選択
素子として光スイッチを用いた構成の他の例を示すブロ
ック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing another example of a configuration using an optical switch as a wavelength selection element according to the seventh embodiment of the present invention.

【図16】従来の波長監視装置の構成例を示すブロック
図である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional wavelength monitoring device.

【図17】従来の波長監視装置の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 17 is a waveform chart showing the operation of the conventional wavelength monitoring device.

【図18】圧電素子の電圧に対する変移量にヒステリシ
ス特性を有することを示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing that the amount of displacement of the piezoelectric element with respect to the voltage has a hysteresis characteristic.

【符号の説明】 101 波長多重光発生回路 102 光入出力手段 103 アレイレーザ光源 104 光サーキュレータ 105 光分岐回路または光分波回路 106 波長選択素子 107 光分波回路 108 光スイッチ 121 入射端面 122 光増幅器 123 自由空間領域(スラブ導波路) 124 導波路格子 125 自由空間領域(スラブ導波路) 126 光増幅器 127 出射端面 210 波長安定化光源(複数の半導体レーザ) 211 光カプラ 213 ヒータ 214 発振器 215 電流回路 216−0,216−i 光検出器 217−0,217−1 増幅器 220 光合波器 222 ペルチェクーラ(ペルチェ素子) 223 光スイッチ 230 カプラ 231 基板 232 入力用導波路アレイ 233 入力側コンケイブスラブ導波路 234 アレイ導波路 235 出力側コンケイブスラブ導波路 236 出力用導波路アレイ 240 波長監視回路 242 アレイ導波路格子(AWG) 243 アレイ導波路 246 温度制御回路 248 光電変換・増幅回路 250 波長制御回路 252、252−0,252−i 位相比較器 254 帰還路フイルタ 254−0,254−i ローパスフィルタ 256 ディジタルアナログ(D/A)変換器 258 パーソナルコンピュータ 260−0 積分器 311 周波数安定化光源 312 光減衰器 321 半導体レーザ 322 半導体レーザ 323 ガスセル 325 制御回路 326 合波器 327 光検出器 328 信号源 329 周波数/位相比較器 324 光検出器 330 制御回路 351 モード同期レーザ 352 シンセサイザ 353 増幅器 354 バイアスティDESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Wavelength multiplexing light generating circuit 102 Optical input / output means 103 Array laser light source 104 Optical circulator 105 Optical branching circuit or optical demultiplexing circuit 106 Wavelength selecting element 107 Optical demultiplexing circuit 108 Optical switch 121 Incident end face 122 Optical amplifier 123 free space region (slab waveguide) 124 waveguide grating 125 free space region (slab waveguide) 126 optical amplifier 127 emission end face 210 wavelength stabilized light source (plural semiconductor lasers) 211 optical coupler 213 heater 214 oscillator 215 current circuit 216 −0,216-i Photodetector 217-0,217-1 Amplifier 220 Optical multiplexer 222 Peltier cooler (Peltier element) 223 Optical switch 230 Coupler 231 Substrate 232 Input waveguide array 233 Input concave slab waveguide 234 Ray waveguide 235 Output side concave slab waveguide 236 Output waveguide array 240 Wavelength monitoring circuit 242 Array waveguide grating (AWG) 243 Array waveguide 246 Temperature control circuit 248 Photoelectric conversion / amplification circuit 250 Wavelength control circuit 252, 252 0,252-i Phase comparator 254 Feedback path filter 254-0,254-i Low pass filter 256 Digital analog (D / A) converter 258 Personal computer 260-0 Integrator 311 Frequency stabilized light source 312 Optical attenuator 321 Semiconductor Laser 322 semiconductor laser 323 gas cell 325 control circuit 326 multiplexer 327 photodetector 328 signal source 329 frequency / phase comparator 324 photodetector 330 control circuit 351 mode-locked laser 352 synthesizer 353 amplifier 354 Bias tee

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 あらかじめ高確度に安定化させた複数の
波長光を多重化した波長多重光を発生する波長多重光発
生手段と、 該波長多重光発生回路から発生した前記波長多重光をア
レイレーザ光源へ注入することによって該アレイレーザ
光源の波長を該波長多重光の波長に同期させる光入力手
段と、 波長安定化された前記アレイレーザ光源から波長多重光
ないしは複数の単一波長光を取り出す光出力手段とを有
することを特徴とするアレイレーザ光源の波長安定化装
置。
1. A wavelength multiplexing light generating means for generating wavelength multiplexing light obtained by multiplexing a plurality of wavelength lights stabilized in advance with high accuracy, and an array laser for generating the wavelength multiplexing light generated from the wavelength multiplexing light generating circuit. Light input means for synchronizing the wavelength of the array laser light source with the wavelength of the wavelength multiplexed light by injecting the light into the light source; and light for extracting wavelength multiplexed light or a plurality of single wavelength lights from the wavelength stabilized array laser light source. A wavelength stabilizing device for an array laser light source, comprising: an output unit.
【請求項2】 前記光入力手段および前記光出力手段と
して光サーキュレータおよび光分岐回路ないし光分波回
路を有し、 該光サーキュレータおよび光分岐回路ないし光分波回路
を介して前記波長多重光発生手段から発生した前記波長
多重光を前記アレイレーザ光源に注入することによっ
て、該アレイレーザ光源の波長を該波長多重光のどれか
一つの波長に同期させることを特徴とする請求項1に記
載のアレイレーザ光源の波長安定化装置。
2. An optical circulator and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit as the optical input means and the optical output means, and the wavelength multiplexed light is generated via the optical circulator and the optical branching circuit or the optical demultiplexing circuit. 2. The method according to claim 1, wherein the wavelength of the array laser light source is synchronized with any one of the wavelength multiplexed lights by injecting the wavelength multiplexed light generated by the means into the array laser light source. Array laser light source wavelength stabilization device.
【請求項3】 前記光入力手段として光分岐回路ないし
光分波回路を有し、 前記アレイレーザ光源の光出力端面でない端面から該光
分岐回路ないし光分波回路を介して前記波長多重光を注
入することによって、該アレイレーザ光源の波長を該波
長多重光のどれか一つの波長に同期させることを特徴と
する請求項1に記載のアレイレーザ光源の波長安定化装
置。
3. An optical input circuit comprising an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit as the optical input means, wherein the wavelength-division multiplexed light is transmitted from an end face other than the optical output end face of the array laser light source via the optical branching circuit or the optical demultiplexing circuit. 2. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 1, wherein the wavelength of the array laser light source is synchronized with any one of the wavelength multiplexed lights by injection.
【請求項4】 波長安定化された前記アレイレーザ光源
の波長光は、前記光サーキュレータから出力されること
を特徴とする請求項2に記載のアレイレーザ光源の波長
安定化装置。
4. The wavelength stabilizing apparatus for an array laser light source according to claim 2, wherein the wavelength stabilized wavelength light of the array laser light source is output from the optical circulator.
【請求項5】 波長安定化された前記アレイレーザ光源
の光出力端面から各波長光が出力されることを特徴とす
る請求項3に記載のアレイレーザ光源の波長安定化装
置。
5. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 3, wherein each wavelength light is output from a light output end face of the wavelength stabilized array laser light source.
【請求項6】 前記アレイレーザ光源が、複数のアレイ
半導体レーザと光分岐回路ないし光分波回路とを集積し
たデバイスで構成されることを特徴とする請求項1ない
し5のいずれかに記載のアレイレーザ光源の波長安定化
装置。
6. The device according to claim 1, wherein the array laser light source is constituted by a device in which a plurality of array semiconductor lasers and an optical branching circuit or an optical demultiplexing circuit are integrated. Array laser light source wavelength stabilizing device.
【請求項7】 前記波長多重光発生手段が、 複数の波長光を発生するための複数の半導体レーザと、 該複数の半導体レーザから発生した複数の波長光を多重
する合波手段と、 該合波手段から出力する波長多重光を分岐する分岐手段
と、 該分岐手段で分岐された前記波長多重光と基準波長光と
の誤差量を基に前記複数の半導体レーザの波長を制御す
る波長監視手段とによって構成されることを特徴とする
請求項1ないし6のいずれかに記載のアレイレーザ光源
の波長安定化装置。
7. The wavelength multiplexing light generating means, a plurality of semiconductor lasers for generating a plurality of wavelength lights, a multiplexing means for multiplexing a plurality of wavelength lights generated from the plurality of semiconductor lasers, Branching means for branching the wavelength multiplexed light output from the wave means, and wavelength monitoring means for controlling the wavelengths of the plurality of semiconductor lasers based on an error amount between the wavelength multiplexed light and the reference wavelength light branched by the branching means. 7. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記波長多重光発生手段が、光周波数コ
ム発生器によって構成されることを特徴とする請求項1
ないし6のいずれかに記載のアレイレーザ光源の波長安
定化装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein said wavelength multiplexing light generating means is constituted by an optical frequency comb generator.
7. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to any one of claims 6 to 6.
【請求項9】 前記光周波数コム発生器は、 所定の周波数間隔の光を出力するモード同期レーザと、 該モード同期レーザのフリースペクトルレンジ周波数な
いしはフリースペクトルレンジの分周または逓倍周波数
の信号を発生する信号源と、 該信号源から出力された信号を前記モード同期レーザの
逆バイアス電圧に重畳して印加する手段と、 前記モード同期レーザのフリースペクトルレンジの逓倍
周波数に等しい基準光を出力する周波数安定化光源と、 前記基準光を前記モード同期レーザに入力して注入同期
させる手段とを備えたことを特徴とする請求項8に記載
のアレイレーザ光源の波長安定化装置。
9. An optical frequency comb generator, comprising: a mode-locked laser that outputs light at a predetermined frequency interval; and a signal having a free spectral range frequency of the mode-locked laser or a frequency division or multiplication frequency of the free spectral range. A signal source to be superimposed, a signal output from the signal source being superimposed on a reverse bias voltage of the mode-locked laser, and a means for outputting a reference light equal to a multiple frequency of a free spectral range of the mode-locked laser. 9. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 8, comprising: a stabilizing light source; and means for inputting the reference light to the mode-locked laser and performing injection locking.
【請求項10】 波長安定化された前記アレイレーザ光
源から複数ないしは一つの波長光を選択出力する波長選
択素子を有することを特徴とする請求項1ないし9のい
ずれかに記載のアレイレーザ光源の波長安定化装置。
10. The array laser light source according to claim 1, further comprising a wavelength selection element for selectively outputting a plurality of or one wavelength light from the wavelength-stabilized array laser light source. Wavelength stabilizer.
【請求項11】 前記波長選択素子は、音響光学フィル
タ、またはアレイ導波路格子であることを特徴とする請
求項10に記載のアレイレーザ光源の波長安定化装置。
11. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 10, wherein the wavelength selection element is an acousto-optic filter or an arrayed waveguide grating.
【請求項12】 前記波長選択素子は、光スイッチ、ま
たは光分波回路と該光スイッチとの組合わせであること
を特徴とする請求項10に記載のアレイレーザ光源の波
長安定化装置。
12. The wavelength stabilizing device for an array laser light source according to claim 10, wherein the wavelength selecting element is an optical switch or a combination of an optical demultiplexing circuit and the optical switch.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100556209B1 (en) * 2001-09-29 2006-03-03 한국표준과학연구원 Apparatus for Wavelength Stabilization of Multichannel Source and Method Thereof and Apparatus for Optical Comb Generating and Injection Locking for it
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