JP2001044548A - 光発生方法及び光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力、狭波長スペクトル幅、低強度雑音の
単一モード光を得るのに好適な光発生方法及び光源を提
供することにある。 【解決手段】 白色光源１から出力される波長スペクト
ル上で広帯域に渡る波長成分を有する白色光は、アイソ
レータ２を通過して、ディスク形光フィルタ３によりフ
ィルタリングされ、その透過光が偏波制御器４により偏
波面を調整されて半導体光増幅器５に入力され、その出
力がアイソレータ６を経由してディスク形光フィルタ７
により再びフィルタリングされ、狭スペクトル幅・高出
力の単一モード光が発生する。偏波制御器４における偏
波制御とは、半導体光増幅器5において最大利得を得る
ように前記半導体レーザの偏波面を制御することであ
る。波長スペクトル幅が狭くかつ出力が高い単一モード
光を、任意の中心波長で容易に発生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低強度雑音でスペ
クトル幅の狭い単一モードのインコヒーレント光を発生
する光発生方法および光源に関し、より詳細には、波長
可変型光フィルタを用いて、波長スぺクトル領域におい
て広帯域の波長成分を有するガウス光から、ガウス光の
帯域のうち特定帯域の波長成分を有する単一モード光を
得て出力する光発生方法および光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】単色光源には、波長スペクトル領域にお
いて広帯域な発光スペクトルを有する白色光から光フィ
ルタによりスペクトルスライスして単一モードの単色光
を得る構成の単一モード光源がある。ここで、単一モー
ド光とは，波長スペクトル領域において、特定の波長を
中心に，単峰性のスペクトル分布を有する光をいう。

【０００３】また、白色光とは、波長スペクトル領域に
おいて広帯域に渡り連続的なスペクトル成分を持つ光を
いい、ガウス光とも呼ばれる。

【０００４】従来、このような単一モード光源として
は、図２１に示すような白色光源８１と光フィルタ９０
を組み合わせたものが典型で、光フィルタ９０からの不
用な戻り光を阻止するために、白色光源８１の出力部に
アイソレータ８２を配置した構成も利用されていた。つ
まり、広帯域のガウス光を発生する広帯域ガウス光源８
１と、特定帯域の通過帯域を有する波長可変型光フィル
タ９０と、波長可変型光フィルタ９０からの不要な戻り
光を防止するためのアイソレータ８２とで構成されてお
り、広帯域ガウス光源８１からのガウス光を、アイソレ
ータ８２を介して波長可変型光フィルタ９０を通過させ
ることによりフィルタリングするようになっている。

【０００５】ここで、白色光源８１としては、白熱灯、
スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）、光増幅
器の増幅された自然放出光（ＡＳＥ）が利用できる。光
フィルタ９０としては、誘電体多層膜フィルタや、音響
光学フィルタ、グレーティングモノクロメータ等が利用
できる。

【０００６】白色光源８１からのガウス光は、波長スぺ
クトル領域において広帯域の波長成分を有しており、こ
のガウス光を波長可変型光フィルタでスぺクトルスライ
スして得る単一モード光源は、波長可変単一モードレー
ザ光源に代わるモードホップフリーの光源であり、従来
から光計測のみならず簡易な波長多重光源として用いら
れている。スぺクトルスライスとは、ガウス光を、波長
可変型光フィルタを通過させることにより、ガウス光の
帯域のうち狭い特定帯域の波長成分を有する単一モード
光を得ることをいう。

【０００７】図２２は、フィルタにより広帯域白色光か
ら任意の中心波長をスペクトルスライスして単一モード
光を得る機構を示す図である。図２２に示すように、ス
ライスされた単一モード光のスペクトル形状はフィルタ
の透過波長特性を反映するものの、光フィルタとして通
過波長が可変であるものを用いれば，透過中心波長を光
フィルタのみで制御することが可能である。

【０００８】また、 単色光源には、白色光源と波長選
択フィルタとを組み合わせ、広帯域な白色光から選択波
長の単色光をスペクトルスライスする構成のものがあ
る。広帯域な白色光源には、例えばエルビウムドープ光
ファイバ増幅器の増幅された自然放出光（ＡＳＥ）が利
用できる。一般に、光ファイバ増幅器のＡＳＥのスペク
トルには微細構造がないので、波長選択フィルタにより
選択される任意の中心波長λc の単色光を得ることがで
きる。また、アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷ
Ｇ）を用いることにより、複数の波長の単色光を一括し
て得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
単一モード光源にあっては、広い波長スペクトル領域に
渡り発生した白色光を、前記光フィルタによりフィルタ
リングするので、得られる単一モード光の出力が極めて
小さくなるという問題があり、さらに、得られた単一モ
ード光の波長スペクトル幅の最小値と通過中心波長以外
の波長スペクトルで発光した光の消光比が用いた光フィ
ルタの性能により制限されること、および、光フィルタ
を通過する波長スペクトル領域での発光現象が全波長ス
ペクトルにわたる発光に対して確率的に生じる事象とな
ることに起因し、得られる単一モード光が、光フィルタ
の通過波長スペクトル幅の現象とともに増大する特性を
有する強度雑音を持つことが問題であった。

【００１０】つまり、従来の単一モード光源にあって
は、広帯域ガウス光源８１として、ＳＬＤやエルミウム
ドープ光ファイバ増幅器(ＥＤＦＡ)等の高出力のものが
利用されてはいるが、それらからのガウス光をスぺクト
ルスライスした場合、得られる単一モード光の出力がき
わめて小さいという問題があった。例えば、１００（ｎ
ｍ）の帯域にわたって均一な１０（ｍＷ）出力のガウス
光を帯域幅０．１（ｎｍ）でスぺクトルスライスした場
合、得られる単一モード光の出力は、高々１０μＷにし
かすぎない。

【００１１】このため、このような微弱な単一モード光
を光増幅器で増幅しようとするが、単に増幅するのであ
っては、十分な誘導放出光を発生せず、光増幅器で増幅
される自然放出光が単一モード光の周囲の帯域に発生し
てしまい、単一モード光のスぺクトル純度が著しく劣化
することとなる。このような劣化は、光通信および計測
においてともに信号対雑音比を劣化させる要因となる。

【００１２】波長スペクトル領域で異なる波長の信号光
を多重化する波長多重技術に基づく光通信方式では、信
号対雑音比の劣化を防止するため，波長スペクトル幅が
狭く、信号光以外の波長成分が信号光に対して十分抑圧
された高いスペクトル純度を持つ、低強度雑音の光源が
望まれている。

【００１３】また、白色光のスペクトルスライスを行う
従来の単色光源は、広帯域の熱雑音的な光源から狭帯域
の単色光を切り出すために、以下に示すように短い観測
時間では本質的な強度雑音を有する。

【００１４】任意の光ビームを有限の時間（Ｔ）で観測
した場合に、ｍ個のフォトンを見出す確率Ｐ(ｍ)は、平
均フォトン流量νをもつ独立な母集団に対してｍ個のフ
ォトンを見出す確率密度関数ｐ(ｍ,ν) と、全母集団の
平均フォトン流量νに対する確率密度関数Ｗ(ν)を用い
て

【００１５】

【数１】

【００１６】と表される。ここで、母集団とは同一のフ
ォトンに帰属するリングを周回する光を意味する。この
ような母集団に対する計数統計はポアソン分布に従うの
で、

【００１７】

【数２】 ｐ(ｍ,ν) ＝（νm／ｍ！）exp(−ν） …（２） となる。

【００１８】熱雑音的な光源であっても、母集団に対し
ては数２のポアソン分布がなりたつ。しかし、短い観測
時間で波長帯域を制限したフォトン計数統計では異なる
時刻で観測対象の母集団が異なるので、全母集団の平均
フォトン流量νに対する確率密度関数Ｗ(ν)は、

【００１９】

【数３】 Ｗ(ν)＝（１／μ）exp(−ν／μ） …（３） のような減衰する分布関数となる。ここで、μは母集団
ごとに異なる平均フォトン流量の平均値である。したが
って、熱雑音波をスペクトルスライスして得る光ビーム
に対するフォトン計数統計は、

【００２０】

【数４】

【００２１】となる。なお、短い観測時間であっても、
全スペクトルを対象にフォトンを計数すると、すべての
母集団を対象とするために平均値はどの時刻でも一定と
なる。したがって、確率密度関数はデルタ関数 δ(ν−
μ）となり、熱雑音であってもポアソン分布に従う。

【００２２】数４で示されるフォトンの計数統計では、
短い観測時間ごとにフォトン流量に大きな揺らぎ、すな
わち強度雑音があることを意味している。したがって、
光キャリアの直接変調・直接検波方式を採用している現
在の光通信システムでは、ビットに相当する時間スロッ
トで計数するフォトンの流量により信号の識別を行うの
で、数４に示すような大きな強度雑音を許容することが
できない。

【００２３】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高出力、狭波長ス
ペクトル幅、低強度雑音の単一モード光を得るのに好適
な光発生方法及び光源を提供することにある。

【００２４】また、スペクトル幅が狭くかつ強度雑音が
抑圧されたインコヒーレントな単色光を任意の波長で発
生させることができる安定化単色光源を提供することを
目的とする。

【００２５】さらに、単一モード光のスべクトル純度を
劣化させずに、高出力の単一モード光を得るのに好適な
光発生方法および光源を提供することを目的としてい
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明は、白色光を光フィルタでフィルタリ
ングして得る単一モード光を、光増幅器により増幅し、
増幅された光を前記光フィルタに一致した中心通過波長
を持つ光フィルタによりフィルタリングする工程を少な
くとも１回行うことにより、多数回光増幅器を通過する
ことにより光強度を増大させながら、同時に、多数回光
フィルタを通過してフィルタリングすることにより、波
長スペクトル幅の狭窄化を達成しようしている。

【００２７】このような構成を用いれば、中心通過波長
が一致した多数の光フィルタを通過した単一モード光の
波長スペクトルｐ（λ）は、光フィルタの通過波長特性
をＴ（λ）とすると、

【００２８】

【数５】

【００２９】となり、光フィルタを１回通過するよりも
大幅に波長スペクトル幅を低減した単一モード光を得る
ことができる。

【００３０】さらに、本発明の光発生方法は、白色光を
フィルタリングして得る単一モード光を、光増幅器と光
フィルタが交互に接続された経路を伝搬させることによ
り得られる高出力化と波長スペクトル幅狭窄化の作用
を、一組の光増幅器と光フィルタから成る簡易な構成で
行う光発生方法で、光増幅器が広帯域に渡る白色光源を
兼ねている。

【００３１】ここで、光増幅器が広帯域の白色光源とし
て利用できるのは、光増幅に必要な利得を得るため光増
幅器の光増幅媒体が反転分布状態となって、励起状態か
ら緩和して発生する自然放出光が光増幅器中を伝播する
過程で増幅されて出力されるためである。このような光
は、増幅された自然放出光（amplified spontaneousemi
ssion, ASE）と呼ばれ、光増幅器独特の広帯域で発光ダ
イオードと比べて高出力という特徴を有している。

【００３２】このような方法を実現するため、本発明で
は、光増幅器の出力が光フィルタに入射し、フィルタリ
ングされて透過された光を分岐し、分割された一方の光
を前記光増幅器にフィードバックさせることにより、光
リングを構成する。構成された光リングを、アイソレー
タ等を挿入して光が単一方向に周回すると、光増幅とフ
ィルタリングの作用を多数回光が受けるので、請求項１
に記載された効果を得ることができる。但し、光出力を
光リングに設けられた分岐器から取り出すため、得られ
る単一モード光の波長スペクトルρ（λ）は数５と異な
った狭窄化を示す。すなわち、光フィルタの通過波長特
性Ｔ（λ）と光リングの１周回当たりの強度変化率をγ
として、

【００３３】

【数６】

【００３４】となり、強度変化率γにより波長スペクト
ル幅が大きく影響される。これは、γの大きさに光リン
グ内を実効的に光が周回する回数が依存するためであ
る。一般には、数６は発散するγ＝１近傍の強度変化率
のとき、数６は中心透過波長で（Ｔ＝１となる波長で）
０に漸近する波長スペクトル幅を与える。具体的に試算
すると、Ｔ（λ）をローレンツ型の透過関数とし半値全
幅を０．１ｎｍとすると、γ＝−０．０５ｄＢで出力光
の線幅は０．０１ｎｍとなる。これは、回折格子フィル
タや誘電体多層膜フィルタ等の通常の光フィルタの通過
半値幅が０．１ｎｍ以上であることを考慮すると、十分
な波長スペクトル幅狭窄化であるといえる。

【００３５】ここで、前記光リングにあっては、リング
レーザ共振器と同様の構成のため、１周回当たりの利得
が過剰になると発振しきい値を越え、レーザ発振に至
る。しかし、このようなレーザ発振は、光リング長の波
長レベルの揺らぎに敏感で、発振状態から非発振状態に
急激に変化することによる大きな強度雑音を発生する等
の問題がある。そこで、本発明では、光リングの周回利
得を制御し、このようなレーザ発振を防止するようにし
ている。周回利得制御の具体的手段として、例えば、光
リングに用いる光増幅の利得制御による手段が利用でき
るほか、光リングのいずれかに挿入した可変光減衰器の
減衰量調整による手段も利用可能である。

【００３６】さらに、本発明は、光増幅器に利得飽和特
性を持つ光増幅器を採用することにより、従来技術の第
２の課題である光強度雑音の低減を図っている。

【００３７】白色光を光フィルタによりフィルタリング
して得る単一モード光の強度雑音は、そもそも、光の発
光過程に関わる量子光学的なものである。すなわち、光
強度は単位時間当たりに計数するフォトン数と等価であ
り、光を有限の時間（Ｔ）で観測した場合にｍ個のフォ
トンを検出する確率Ｐ_T（ｍ）は、平均フォトン流量ν
を持つ独立な母集団に対してｍ個のフォトンを検出する
確率ｐ（ｍ、ν）と、全母集団に渡るの平均フォトン流
量νに対する確率分布関数Ｗ（ν）を用いて

【００３８】

【数７】

【００３９】と書ける。ここで母集団とは、相関をもっ
て発光する事象の独立集団の最小単位であって、集団内
ではコヒーレント状態となっている．このような母集団
では、ｍ個のフォトンを検出する確率ｐ（ｍ、ν）に係
るフォトン計数統計はPoisson分布に従うので、

【００４０】

【数８】

【００４１】となる。さて、白色光源を光フィルタによ
りフィルタリングして得た単一モード光に対しては、光
フィルタの通過波長帯域内で発光する事象がランダムな
ので、カオス的な母集団の平均値分布、

【００４２】

【数９】

【００４３】が与えらえる。ここでμは母集団毎に異な
る平均フォトン流量の平均値である。従って、有限の時
間（Ｔ）で観測した場合にｍ個のフォトンを検出する確
率Ｐ_T（ｍ）は

【００４４】

【数１０】

【００４５】となり、カオス光と同様の振る舞いを示
す。ここで、カオス光とは、黒体輻射等の熱雑音光をい
う。このような単一モード光は、波長スペクトル領域で
時間平均した計測では、エルゴードの定理により、安定
な強度分布を与えるが、時間領域では、強度雑音を示
す。ここで、エルゴードの定理とは、母集団平均が時間
平均に等しいことをいう。

【００４６】このようなフォトン数の揺らぎ（すなわち
強度雑音）は、光増幅器の利得飽和特性を利用すること
により低減することができる。コヒーレント光に近い単
一モードレーザ光のフォトン数の揺らぎが光増幅器の利
得飽和を利用して低減できることは過去の論文、Y. Yam
amoto, N. Imoto, and S. Machida, "Amplitude squeez
ing in a semiconductor laser using quantum nondemo
lition measurement and negative feedback," Phys. R
ev. A, Vol.33(5), pp. 3243-3261(1986)で明らかにな
っている。しかし、この技術は、最小不確定性関係から
共役な観測量の一方の量子揺らぎを犠牲にしながら他方
の揺らぎを量子限界以下に抑圧できることに基づき、レ
ーザ光の量子揺らぎをスクイーズする技術に係るもので
あり、大きな雑音を持つ一般の光に対して適用しようと
いう試みは全くなかった。しかし、図２０に示すよう
に、光増幅器の利得飽和により過剰な光強度を抑圧する
光リミッタ作用は、光の強度雑音低減に有効である。

【００４７】つまり、本発明の安定化単色光源では、利
得飽和のある光増幅媒体を光リング内に挿入し、散発的
なレーザ発振を抑圧するようにしている。利得飽和は、
図２０に示すように、入力光強度ａに依存せずに一定の
光出力（飽和出力）ｃを定める。このため、飽和出力を
適当に最適化することにより、フォトン流量ｍの上限ｍ
sat を個別母集団におけるレーザ発振閾値ｍth以下に
し、レーザ発振を阻止することができる。

【００４８】従って、上述した光増幅器が利得飽和特性
を持てば、本発明の構成では光は多数回に渡って利得飽
和特性を有する光増幅器を通過することになるので、強
度雑音の大幅な抑圧効果を得る。

【００４９】さらに、本発明の光発生方法は、前記光フ
ィルタの中心通過帯域を制御する光フィルタ制御手段を
備え、前記光フィルタの制御手段は、前記光フィルタの
通過中心波長を特定するための通過波長情報を記憶した
記憶手段を有し、さらに、指令値として中心通過波長が
与えられたときは前記中心通過波長情報を前記記憶手段
から読み出し、前記光フィルタの中心波長が指令値とし
て与えられた中心通過波長と一致するように前記光フィ
ルタを制御する。

【００５０】このような構成であれば、光フィルタでフ
ィルタリングを行う場合には、指令波長として中心通過
波長が与えられると、光フィルタ制御手段により、通過
波長情報が記憶手段から読み出され、光フィルタの透過
光の中心通過波長が指令値として与えられた中心通過波
長と一致するように、読み出された通過波長情報に基づ
て光フィルタが制御される。これにより、指令値として
与えられた中心通過波長に等しい中心波長を持つ単一モ
ード光が得られる。

【００５１】さらに、本発明の光源は、利得飽和特性を
有する光増幅器として、半導体光増幅器を用いる光源で
ある。

【００５２】ここでいう半導体光増幅器とは、半導体レ
ーザと同様に、電流注入により反転分布を実現できるヘ
テロ接合を有する構造中に光導波路を形成したものであ
って、レーザ発振を防止するために端面反射が防止され
ている構造を持ち、一方の端面から光を入力し、他方の
端面から前記導波路中を伝播しながら増幅された光を出
力するようになっている。このような半導体光増幅器で
は、入力光強度により反転分布に寄与しているキャリア
の密度が変化する速度が早く、その結果として、入力光
強度変化の速い成分に対しても応答して増幅作用を示
す。

【００５３】このような特性を有する前記半導体光増幅
器のもう一つの特徴は、反転分布に寄与するキャリアと
しての注入電子を蓄える容量に制限があるため、大きな
光入力に対しては十分な誘導放出による光増幅作用が得
られず、その結果として、大きな利得飽和特性が生じ
る。

【００５４】このような特性を有する前記半導体光増幅
器を用いることにより、光の強度雑音大幅に抑圧するこ
とができ、さらに、抑圧される雑音の周波数帯域も高
い。このため、光通信等の分野が対象とする周波数帯域
（〜４０ＧＨｚ）で低雑音の単一モード光を得ることが
できる。

【００５５】また、本発明の光源は、半導体光増幅器へ
入力される光の偏波を制御する光源である。

【００５６】前記半導体光増幅器は、半導体レーザと同
様の構造を有しているため、若干の偏波依存利得特性を
有している。このような半導体光増幅器は、単一偏波の
光に対しては、偏波方向に依存した利得特性を有する。
このため、入力光の偏波方向と半導体光増幅器の偏波方
向が一致していない場合には、利得が低下する。上述し
たような半導体光増幅器を用いた構成では、半導体光増
幅器を通過した光は、入力光が無偏波状態であっても、
単一偏波に近い光を出力するので、このような偏波に起
因した利得低下の影響を受ける。

【００５７】しかし、前述の偏波を制御できる構成であ
れば、偏波依存性を補償して高利得状態で前記半導体光
増幅器を利用でき、その結果、利得飽和の作用と高出力
化の効果を増強し、高安定・高出力な単一モード光を得
ることができる。

【００５８】さらに、本発明の光源は、半導体光増幅器
の利得飽和により制限される光強度を改善するため、前
記光フィルタの透過部に新たな光増幅器を配置した光源
である。この新たな光増幅器に、応答速度が遅い希土類
元素添加光ファイバ増幅器または半導体光増幅器のいず
れも適用可能である。

【００５９】このような構成であれば、大きな利得飽和
特性を得るために絶対利得を犠牲にした半導体光増幅器
を用いた場合でも、高出力の単一モード光を得ることが
できる。

【００６０】さらに、本発明の光源は、前記光フィルタ
がディスク形の平行平面基板形状を有し、ディスク面に
対して垂直またはほぼ垂直に通過する平行光を、ディス
クの回転対称軸のまわりの見込み角度を変数として中心
通過波長が変化するようにフィルタリングする光フィル
タであって、前記見込み角度を定める手段がディスク状
に書き込まれたマークを検出することにより成る見込み
角度検出手段を備え、前記見込み角度と前記光フィルタ
近傍の温度を変数として中心通過波長の情報が記憶され
た記憶手段を用いて、指令値として与えられた中心通過
波長に光フィルタの中心透過波長が一致するように前記
光フィルタの見込み角度を制御すると同時に、前記光フ
ィルタ近傍の温度を検出して前記光フィルタの中心通過
波長が指令値と一致するように常に前記光フィルタの見
込み角度を微調整するようになっている光源である。こ
こで、ディスクの回転対称軸まわりの見込み角度を変数
として中心通過波長が変化するような波長特性は、見込
み角度に比例またはほぼ比例したキャビティ層の厚みを
有する誘電体多層膜帯域通過光フィルタにより与えられ
る。

【００６１】このような構成であれば、光フィルタとし
て用いるディスク形の誘電体多層膜光フィルタの通過波
長特性を校正することにより、光源の使用環境温度に影
響されることなく、指令された波長に一致した中心波長
を有する単一モード光を簡易な構成で得ることができ
る。

【００６２】さらに、本発明の光源は、ディスク形の光
フィルタの見込み角度を変える手段として超音波モータ
を用いた光源である。

【００６３】超音波モータとは、進行波形の横波（進行
方向に対して垂直な方向に振動する波）を表面に発生さ
せ、表面と摩擦抵抗をもって接触している物体を進行波
の波面に乗せて移動するモータであり、小形・高駆動力
という特徴を有し、さらに、摩擦により非駆動時では移
動される物体を同じ位置に保持するという特徴を有す
る。

【００６４】このような構成であれば、前記ディスク形
の光フィルタとその制御系をコンパクトに組み立てるこ
とができるばかりでなく、指令値として与えられた中心
通過波長に光フィルタの中心通過波長が一致するように
前記ディスク形光フィルタの見込み角度を前記記憶手段
に記憶した通過波長情報を読み出してその情報に基づい
て最適な値に設定すれば、温度変動がない場合には逐次
制御することなく常に最適状態を自己保持することがで
きる。また、温度変動があった場合であっても、温度を
モニタして前記ディスク形光フィルタの見込み角度を読
み出した通過波長情報に基づいてディスク形光フィルタ
の見込み角度を補正して、指令値に一致した中心通過波
長を得ることができる。このような構成により、指令さ
れた波長に一致した中心波長を有する単一モード光を安
定して得ることができる。

【００６５】さらに、本発明の光源は、前記光フィルタ
に電気発振器の周波数に応じて中心通過波長を制御する
音響光学光フィルタを用いた光源で、周波数を変数とし
た中心通過波長を中心通過波長情報として記憶する手段
を持ち、指令値として中心通過波長が与えられたときに
は、前記中心通過波長情報を前記記憶手段から読み出
し、前記光フィルタの中心通過波長が指令値と一致する
ように前記光フィルタを制御する電気発振器の周波数を
制御するようになっている。

【００６６】このような構成であれば、電気発振器の周
波数を制御する速度の範囲内で高速に光フィルタの中心
通過波長を切り替えることができるので、指令値を受け
るタイミングに応じて前記速度ですみやかに単一モード
の中心波長が設定される。

【００６７】また、本発明の安定化単色光源は、１以上
の光増幅媒体と、波長選択フィルタと、光分岐器と、光
減衰器とをリング状に接続して光リングを形成し、光増
幅媒体の少なくとも１つが利得飽和特性を有し、光リン
グを周回するモードがレーザ発振閾値以下の状態となる
ように光減衰器の減衰量を調整し、光分岐器から波長選
択フィルタで選択された波長の単色光を分岐出力する構
成である。

【００６８】すなわち、光増幅媒体から出力された光を
波長選択フィルタでスペクトルスライスし、光減衰器を
介して光増幅媒体に入力する光リングを形成し、光増幅
媒体の励起レベルと光減衰器の減衰量を調整することに
より、光が光リング内を減衰しながら複数回周回する構
成とする。

【００６９】光増幅媒体を含む光リング内に波長選択フ
ィルタを挿入すると、自然放出光の発生帯域が波長選択
フィルタの帯域内に制限される。このため、短い観測時
間内でもすべての母集団を対象にフォトン計数を行うこ
とになる。したがって、母集団の平均フォトン流量の平
均値は観測する時刻によらず一定となる。そして、確率
密度関数Ｗ(ν)はデルタ関数に近づき、光リング内を減
衰しながら周回する雑音波であっても、フォトン計数統
計の確率密度関数ｐ(ｍ,ν) は、図７（ｂ）に示すよう
なポアソン分布となる。

【００７０】ここで、光増幅媒体の利得が飽和しない場
合には、フォトン流量ｍが無限大であっても確率密度関
数は０に収束するものの完全には０とならない。このた
め、図７（ａ）に示すようにある母集団に対して、光リ
ングの発振閾値以上のフォトン流量が発生し、かつそれ
らが光リングに共鳴する波長と偏波条件を満たしてレー
ザ発振に至る確率が存在する。レーザ発振状態では、母
集団に依存することなく平均フォトン流量は一定なの
で、図７（ｂ）に示すように全母集団に対するフォトン
の計数統計はポアソン分布を示す。一つの母集団から発
振モードが成長すると、全母集団に対するフォトン計数
統計の確率密度関数の広がりは、雑音波のそれよりも小
さい。

【００７１】しかし、このようなレーザ発振状態は、光
リング中の揺らぎ（例えば、ファイバ長の揺らぎ等）に
より長時間持続することが困難である。このため、発振
状態から非発振状態に急激に変化し、大きな強度雑音を
発生する。非発振状態では、再び個々の母集団が競合
し、一つの優位な母集団がレーザ発振状態となり、同様
の強度雑音を発生させる。このような散発的なレーザ発
振による強度雑音は、光通信システムでは大きな障害と
なる。

【００７２】光リングで減衰しながら周回する光は、波
長選択フィルタを複数回通過するために帯域幅が狭窄化
される。フィルタの透過関数をＴ(λ)、周回ごとの正味
の損失をγとすると、全透過関数Ｔeff(λ) は、

【００７３】

【数１１】 Ｔeff(λ)＝Ｔ＋γＴ2＋γ2Ｔ3＋…＝Ｔ／(１−γＴ） …(１１) となる。Ｔをローレンツ型の透過関数とし、半値全幅を
０．３ｎｍとすると、ｇ＝０．０５ｄＢで出力光のスペ
クトル幅は０．０３ｎｍとなる。このような狭線幅の雑
音波であっても、フォトン計数統計はポアソン分布に従
う。

【００７４】また、本発明の光発生方法は、自然光を光
フィルタでフィルタリングして単一モード光を出力する
光発生方法であって、前記自然光を発生させる光源とし
て光増幅器を用い、前記光フィルタの通過帯域幅よりも
広い帯域幅を有し、かつ、その帯域に前記光フィルタの
通過中心波長を含む自然光を前記光増幅器に入力するこ
とにより、前記光増幅器において、前記単一モード光の
中心波長近傍の光の発生確率を増大させ、前記光増幅器
で増幅された自然光フィルタでフィルタリングする。こ
こで、 「単一モード光」とは、波長スぺクトル領域で
単峰性を示す光（特定帯域の波長成分だけが突出した
光）をいう。

【００７５】さらに、本発明の光発生方法は、波長スぺ
クトル領域において広帯域の波長成分を有する自然先か
ら、前記自然光の帯域のうち、特定帯域の波長成分を有
する単一モード光を得て出力する光発生方法であって、
前記自然光を、少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を
有する光フィルタでフィルタリングし、さらに、光フィ
ルタの透過光を光増幅器で増幅して少なくとも前記特定
帯域の通過帯域幅を有する光フィルタでフィルタリング
する工程を、少なくとも１回行って前記単一モード光を
得る。

【００７６】このような方法によれぼ、自然光は、ま
ず、光フィルタでフィルタリングされる。これにより、
光フィルタの透過光は、自然光の帯域のうち、特定帯域
の波長成分以外の成分がフィルタリングされ、特定帯域
の波長成分を有するものとなる。次いで、光フィルタの
透過光は、光増幅器で増幅され、光フィルタでフィルタ
リングされる。この増幅の際には、光フィルタの透過光
に光増幅器で増幅される自然放出光が含まれてしまう
が、次段の光フィルタでこの自然放出光がフィルタリン
グされ、結果として、特定帯域の波長成分が特に増幅さ
れることとなる。単一モード光は、こうした増幅・フィ
ルタリングといった工程が少なくとも１回行われること
により得られる。

【００７７】ここで、光フィルタの透過光を光増幅器で
増幅して少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する
光フィルタでフィルタリングする工程は、少なくとも１
回行えばよいが、必要によっては複数回行ってもよい。

【００７８】また、自然光をフィルタリングする光フィ
ルタと、増幅器からの増幅光をフィルタリングする光フ
ィルタとは、同一のものを用いてもよいし、異なる別々
のものを用いてもよい。

【００７９】さらに、本発明の先発生方法は、前記自然
光を少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する第１
の光フィルタでフィルタリングする工程と、前記第１の
光フィルタの透過光を光増幅器で増幅する工程と、前記
光増幅器からの増幅光を少なくとも前記特定帯域の通過
帯域幅を有する第２の光フィルタでフィルタリングする
工程と、前記第２の光フィルタの透過光を前記単一モー
ド光として得る工程とを含む。

【００８０】ここで、第１の光フィルタと第２の光フィ
ルタとは、同一の特性を有して構成されていてもよい
し、少なくとも特定帯域の通過帯域幅を有していれば、
異なる特性を有して構成されていてもよい。これら光フ
ィルタは、単一モード光である単一モード光のプロファ
イルが第２の光フィルタの透過プロファイルにより決定
されることから、２つの通過中心波長を厳密に一致させ
る必要はなく、例えば、第１の光フィルタは、特定帯域
を含むより広い帯域の通過帯域幅を有しており、これに
対して、第２の光フィルタは、特定帯域のみの通過帯域
幅を有していても構わない。ただし、単一モード光であ
る単一モード光の波長確度を保障するためには、第２の
光フィルタに対して、通過中心波長をあらかじめ厳密に
校正しておくほか、温度および気圧の補償をする必要が
ある。

【００８１】さらに、本発明の光発生方法は、前記第２
の光フィルタは、前記第１の光フィルタの通過帯域の通
過中心波長と同一の通過中心波長を有し、かつ、前記第
１の光フィルタの通過帯域幅と同一またはこれよりも狭
い通過帯域幅を有している。

【００８２】さらに、本発明の光発生方法は、前記自然
光を少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する光フ
ィルタでフィルタリングする工程と、前記光フィルタの
透過光を光増幅器で増幅して得たものを前記光フィルタ
にフィードバックする工程と、前記光フィルタの透過光
を前記単一モード光として得る工程とを含む。

【００８３】さらに、本発明の光発生方法は、前記フィ
ルタリングは、指令値として通過中心波長が与えられる
と、前記光フィルタの通過帯域を特定するための通過帯
域情報を記憶した記憶手段から当該通過帯域情報を読み
出し、前記光フィルタの通過帯域の通過中心波長が指令
値として与えられた通過中心波長と一致するように、読
み出した通過帯域情報に基づいて前記光フィルタを制御
することにより行う。

【００８４】さらに、本発明の光発生方法は、前記光フ
ィルタは、所定の通過帯域幅を有しかつ円周方向に沿っ
て通過中心波長が変化するディスク型光フィルタであっ
て、ディスクフィルタの回転角度に応じて通過中心波長
を変化させ、ディスクフィルタ表面に対して一定の位置
から光を人射して回転軸方向に通過させてフィルタリン
グを行うものであり、前記フィルタリングは、指令値と
して通過中心波長が与えられると、前記光フィルタの異
なる通過中心波長ごとにそのときのディスクフィルタの
回転角度を対応付けた通過帯域情報を記憶した記憶手段
から当該通過帯域情報を読み出し、前記光フィルタの通
過帯域の通過中心波長が指令値として与えられた通過中
心波長と一致するように、読み出した通過帯域情報に基
づいて前記光フィルタのディスクフィルタの回転角度を
制御することにより行う。

【００８５】一方、本発明の光源は、自然光を光フィル
タでフィルタリングして単一モード光を出力する光源で
あって、前記自然光を発生させる光増幅器を備え、前記
光フィルタの通過帯域幅よりも広い帯域幅を有し、か
つ、その帯域に前記光フィルタの通過中心波長を含む自
然光を前記光増幅器に入力することにより、前記光増幅
器において、前記単一モード光の中心波長近傍の光の発
生確率を増大させ、前記光増幅器で増幅された自然光を
前記光フィルタでフィルタリングするようになってい
る。

【００８６】このような構成であれば、光フィルタの通
過帯域幅よりも広い帯域幅を有し、かつ、その帯域に光
フィルタの通過中心波長を含む自然光が、光増幅器に入
力され、これにより、光増幅器において、単一モード光
の中心波長近傍の光の発生確率が増大する。そして、光
増幅器で増幅された自然光が光フィルタでフィルタリン
グされる。

【００８７】さらに、本発明の光源は、波長スぺクトル
領域において広帯域の波長成分を有する自然光から、前
記自然光の帯域のうち、特定帯域の波長成分を有する単
一モード光を得て出力する光源であって、前記自然光
を、少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する光フ
ィルタでフィルタリングするようになっており、さら
に、光フィルタの透過光を光増幅器で増幅して少なくと
も前記特定帯域の通過帯域幅を有する光フィルタでフィ
ルタリングする処理を、少なくとも１回行って前記単一
モード光を得るようになっている。

【００８８】このような構成であれば、自然光は、ま
ず、光フィルタでフィルタリングされる。これにより、
光フィルタの透過光は、自然光の帯域のうち、特定帯域
の波長成分以外の成分がフィルタリングされ、特定帯域
の波長成分を有するものとなる。次いで、光フィルタの
透過光は、光増幅器で増幅され、光フィルタでフィルタ
リングされる。この増幅の際には、光フィルタの透過光
に光増幅器で増幅される自然放出光が含まれてしまう
が、次段の光フィルタでこの自然放出光がフィルタリン
グされ、結果として、特定帯域の波長成分が特に増幅さ
れることとなる。単一モード光は、こうした増幅・フィ
ルタリングといった処理が少なくとも１回行われること
により得られる。

【００８９】ここで、光フィルタの透過光を光増幅器で
増幅して少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する
光フィルタでフィルタリングする処理は、少なくとも１
回行うようになっていればよいが、必要によっては複数
回行うようになっていてもよい。

【００９０】また、自然光をフィルタリングする光フィ
ルタと、増幅器からの増幅光をフィルタリングする光フ
ィルタとは、同一のものであってもよいし、異なる別々
のものであってもよい。

【００９１】さらに、本発明の光源は、光増幅器と、少
なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する第１の光フ
ィルタと、少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有す
る第２の光フィルタとを備え、前記自然光を前記第１の
光フィルタでフィルタリングし、前記第１の光フィルタ
の透過光を前記光増幅器で増幅し、前記光増幅器からの
増幅光を前記第２の光フィルタでフィルタリングし、前
記第２の光フィルタの透過光を前記単一モード光として
得るようになっている。

【００９２】このような構成であれば、自然光が第１の
光フィルタでフィルタリングされ、第１の光フィルタの
透過光が光増幅器で増幅され、光増幅器からの増幅光が
第２の光フィルタでフィルタリングされ、第２の光フィ
ルタの透過光が単一モード光として得られる。

【００９３】ここで、第１の光フィルタと第２の光フィ
ルタとは、同一の特性を有して構成されていてもよい
し、少なくとも特定帯域の通過帯域幅を有していれば、
異なる特性を有して構成されていてもよい。これら光フ
ィルタは、単一モード光である単一モード光のプロファ
イルが第２の光フィルタの透過プロファイルにより決定
されることから、２つの通過中心波長を厳密に一致させ
る必要はなく、例えば、第１の光フィルタは、特定帯域
を含むより広い帯域の通過帯域幅を有しており、これに
対して、第２の光フィルタは、特定帯域のみの通過帯域
幅を有していても構わない。ただし、単一モード光であ
る単一モード光の波長確度を保障するためには、第２の
光フィルタに対して、通過中心波長をあらかじめ厳密に
校正しておくほか、温度および気圧の補償をする必要が
ある。

【００９４】さらに、本発明の光源は、前記第２の光フ
ィルタは、前記第１の光フィルタの通過帯域の通過中心
波長と同一の通過中心波長を有し、かつ、前記第１の光
フィルタの通過帯域幅と同一またはこれよりも狭い通過
帯域幅を有している。

【００９５】さらに、本発明の光源は、光増幅器と、少
なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有する光フィルタ
とを備え、前記自然光を前記光フィルタでフィルタリン
グし、前記光フィルタの透過光を前記光増幅器で増幅し
て得たものを前記光フィルタにフィールバックし、前記
光フィルタの透過光を前記単一モード光として得るよう
になっている。

【００９６】このような構成であれぽ、自然光が光フィ
ルタでフィルタリングされ、光フィルタの透過光が光増
幅器で増幅され、こうして得られたものが光フィルタに
フィードバックされる。そして、フィードバックされた
増幅光は、再び光フィルタでフィルタリングされ、この
光フィルタの透過光が単一モード光として得られる。

【００９７】さらに、本発明の光源は、前記光フィルタ
の通過帯域を制御する光フィルタ制御手段を備え、前記
光フィルタ制御手段は、前記光フィルタの通過帯域を特
定するための通過帯域情報を記憶した記憶手段を有し、
さらに、指令値として通過中心波長が与えられたとき
は、前記通過帯域情報を前記記憶手段から読み出し、前
記光フィルタの通過帯域の通過中心波長が指令値として
与えられた通過中心波長と一致するように、読み出した
通過帯域情報に基づいて前記光フィルタを制御するよう
になっている。

【００９８】このような構成であれば、光フィルタでフ
ィルタリングを行う場合は、指令値として通過中心波長
が与えられると、光フィルタ制御手段により、通過帯域
情報が記憶手段から読み出され、光フィルタの通過帯域
の通過中心波長が指令値として与えられた通過中心波長
と一致するように、読み出された通過帯域情報に基づい
て光フィルタが制御される。これにより、光フィルタへ
の入射光は、指令値として与えられた通過中心波長の通
過帯域幅でフィルタリングされる。

【００９９】ここで、異なる複数の光フィルタ（第１の
光フィルタおよび第２の光フィルタ）を用いる場合は、
これら光フィルタは、通過中心波長が同時に変わるよう
に制御するのが好ましい。

【０１００】さらに、本発明の光源は、前記光フィルタ
は、所定の通過帯域幅を有し、かつ円周方向に沿って通
過中心波長が変化するディスク型光フィルタであって、
ディスクフィルタの回転角度に応じて通過中心波長を変
化させ、ディスクフィルタ表面に対して一定の位置から
光を入射して回転軸方向に通過させてフィルタリングを
行うようになっており、前記光フィルタの通過帯域を制
御する光フィルタ制御手段を備え、前記光フィルタ制御
手段は、前記光フィルタの異なる通過中心波長ごとにそ
のときのディスクフィルタの回転角度を対応付けた通過
帯域情報を記憶した記憶手段を有し、さらに、指令値と
して通過中心波長が与えられたときは、前記通過帯域情
報を前記記憶手段から読み出し、前記光フィルタの通過
帯域の通過中心波長が指令値として与えられた通過中心
波長と一致するように、読み出した通過帯域情報に基づ
いて前記光フィルタのディスクフィルタの回転角度を制
御するようになっている。

【０１０１】このような構成であれば、光フィルタでフ
ィルタリングを行う場合は、指令値として通過中心波長
が与えられると、光フィルタ制御手段により、通過帯域
情報が記憶手段から読み出され、光フィルタの通過帯域
の通過中心波長が指令値として与えられた通過中心波長
と一致するように、読み出された通過帯域情報に基づい
て光フィルタのディスクフィルタの回転角度が制御され
る。これにより、光フィルタへの入射光は、指令値とし
て与えられた通過中心波長の通過帯域幅でフィルタリン
グされる。

【０１０２】ここで、異なる複数の光フィルタ（第１の
光フィルタおよび第２の光フィルタ）を用いる場合は、
これら光フィルタは、通過中心波長が同時に変わるよう
に制御するのが好ましい。

【０１０３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【０１０４】（第１の実施形態）図１は、本発明に係る
光発生方法及び光源の第１の実施形態を示す図である。
この第１の実施形態に係る光発生方法及び光源は、白色
光源１、アイソレータ２及び６、ディスク形光フィルタ
３、７、偏波制御器４、半導体光増幅器５、フィルタ制
御回路８、９、記憶装置１０、１１から構成されてい
る。

【０１０５】白色光源１から出力される波長スペクトル
上で広帯域に渡る波長成分を有する白色光は、アイソレ
ータ２を通過して、ディスク形光フィルタ３によりフィ
ルタリングされ、さらに、その透過光が偏波制御器４に
より偏波面を調整されて半導体光増幅器５に入力され、
その出力がアイソレータ６を経由してディスク形光フィ
ルタ７により再びフィルタリングされ、狭スペクトル幅
・高出力の単一モード光が発生する。ここで、偏波制御
器４における偏波制御とは、半導体光増幅器5において
最大利得を得るように前記半導体レーザの偏波面を制御
することである。なお、白色光源１及び半導体光増幅器
５が偏波無依存性であれば、偏波制御器４は省略でき
る。

【０１０６】ディスク形光フィルタ３及び７は、中心波
長指令ｄを受けて、各々に対応したフィルタ制御回路
８、９により、中心通過波長が中心波長指令ｄが指示す
る指令値に一致するようにそれぞれ独立に制御される。
すなわち、フィルタ制御回路８は、ディスク形光フィル
タ３の通過波長情報を記憶している記憶装置１０から通
過波長情報を読み出し、同光フィルタにおけるディスク
の見込み角度を検出した見込み角度検出信号ｂ１と温度
ｔ１を用いて、中心通過波長が指令値に一致するように
目標となる見込み角度を算出し、見込み角度が算出値に
一致するように見込み角度制御信号ａ１を同光フィルタ
に送信して、ディスク形光フィルタ３を制御するように
なっている。

【０１０７】同様に、ディスク形光フィルタ７は、通過
波長情報を記憶した記憶装置１１の情報と見込み角度検
出信号ｂ２と温度ｔ２とを用いて目標となる見込み角度
を算出し、見込み角度制御信号ａ２を送信して、同ディ
スク形光フィルタ７の制御をフィルタ制御回路９を用い
て行うようになっている。

【０１０８】ディスク形光フィルタ３、７の構成を図４
に示す。ディスク形フィルタのフィルタリングを行う本
体のディスクフィルタ３１は、光ファイバ３４から出射
するコリメートビーム（平行光）をミラー３３によりデ
ィスク面に対して垂直もしくはほぼ垂直に入射させ、透
過光を別の光ファイバ３６へ入射することにより、入射
光を波長領域でフィルタリングする。ディスクフィルタ
３１の外周部にはマーク３８が付与されており、このマ
ーク３８を検出することにより、コリメートビームの通
過位置を定めている。このようなマーク検出の手段の典
型は、発光ダイオード（ＬＥＤ）３２を光源としてその
下にマーク３８による光照射部の変化を検出して位置情
報としての見込み角度Θを知る方法で、ロータリーエン
コーダ３２ａという。ディスクフィルタ３１は、見込み
角度Θに依存して変化する中心通過波長特性を有してお
り、回転軸の回りにディスクを回転させることにより見
込み角度Θを変え、中心通過波長を変えている。ディス
クを回転する手段としては、超小型化が可能な超音波モ
ータ３０を利用することができる。

【０１０９】ディスクフィルタ３１のフィルタ部の構造
を図５に示す。波長をフィルタリングする機能は、ウエ
ッジ層３８と呼ばれる層を高反射層（ＨＲ）３９で挟む
ことにより成る光共振器３７の波長選択機能により発現
される。ウエッジ層３８の厚みはほぼ通過する光の媒質
の屈折率を考慮した実効波長の１／２であり、また、高
反射層３９は実効波長の１／４の厚みの層で屈折率の異
なる２つの層を交互に積層したものである。このような
膜構造にあって、ウエッジ層３８の厚みh（Θ）をディ
スクの見込み角度Θに対して線形ないしほぼ線形にＳｉ
Ｏ₂等の基板４０に形成することにより、見込み角度Θ
に比例あるいはほぼ比例した中心通過波長のフィルタリ
ングを行うことができる。なお、基板４０の裏面には反
射防止コート４０ａを付与し、好ましくない基板反射を
防止している。

【０１１０】このような構成にあっては、図６に示すよ
うに、ディスクの見込み角度Θを、温度をパラメータと
して中心通過波長３９の関数として校正し、その情報を
記憶装置１０、１１に蓄積しておけば、指令値として中
心波長が与えられ、かつ、ディスクフィルタが設置され
ている近傍の温度を検出することにより、最適な見込み
角度を算出することができる。

【０１１１】なお、以上述べた第１の実施形態では、白
色光を光フィルタによりフィルタリングした透過光を、
一組の半導体光増幅器５と光フィルタ７を通過させて、
高出力化及び波長スペクトルの狭窄化を行っているが、
前記半導体光増幅器と光フィルタの組を多数通過させる
ことにより、より大きな効果を得ることができる。

【０１１２】（第２の実施形態）図２は、本発明に係る
光発生方法及び光源の第２の実施形態を示す図である。
この第２の実施形態に係る光発生方法及び光源は、半導
体光増幅器５、アイソレータ２、ディスク形光フィルタ
３、光増幅器２２、分岐器２４、光減衰器２３、偏波制
御器４から成る光リングにより構成され、分岐器２４か
ら単一モード光を取り出すようになっている。

【０１１３】取り出す単一モード光は、光半導体光増幅
器５、光増幅器２２で発生した種となる光がリング内を
周回することにより得られる。すなわち、半導体光増幅
器５、光増幅器２２は、第１の実施形態における白色光
源1と同様の作用を有している。ここで、光減衰器２３
は、前記光リングにおけるレーザ発振を防止するように
周回利得を制御する。なお、半導体光増幅器５の利得が
高い場合には、光増幅器２２は省略できる。

【０１１４】中心波長指令ｄを受けたときには、第１の
実施形態と同様に、記憶装置１３に蓄積されたディスク
形光フィルタ３の中心通過波長情報を読みとり、見込み
角度検出信号ｂ３と温度ｔ３を用いて最適見込み角度を
算出して見込み角度制御信号ａ３をつくり、ディスク形
光フィルタ３を制御する。

【０１１５】このような構成にあっては、簡易な構成で
フィルタリングした単一モード光の増幅と波長スペクト
ルの狭窄化を効率よく行えるので、第１の実施形態より
もより高出力・狭スペクトル幅の単一モード光を得るこ
とができる。

【０１１６】（第３の実施形態）図３は、本発明に係る
光発生方法及び光源の第３の実施形態を示す図である。
この第３の実施の形態に係る光発生方法及び光源は、半
導体光増幅器５、アイソレータ２、音響光学光フィルタ
２３、光増幅器１９、分岐器２４、光減衰器２３、偏波
制御器４から成る光リングにより構成され、分岐器２４
から単一モード光を取り出すようになっている。このよ
うな構成は、第２の実施形態に同じである。

【０１１７】音響光学光フィルタ２６とは、電圧により
屈折率が変化する現象を利用した電気工学結晶を材料と
して形成された誘電体導波路に、マイクロ波の周波数帯
域の電気信号が重畳できる電極が形成され、外部から交
流の電気信号を印加すると、その周波数に相当する屈折
率の空間変調が生じる。このような空間変調の周期性を
利用することにより、電気信号の周波数に相当する波長
を持つ光をフィルタリングすることができる。

【０１１８】第３の実施形態では、このような音響光学
光フィルタ２６の中心透過波長と電気信号の周波数との
関係を記憶装置２９に中心通過波長情報として蓄積し、
中心波長指令ｄを受けたときには、中心通過波長情報を
読み出し、音響光学光フィルタ２６の中心波長と指令値
が一致するように電気発振器２７が電気発振器制御回路
２８により制御され，電気発振器２７から出力される電
気信号が音響光学光フィルタ２６に印加されて，指令値
に一致した中心波長を持つ単一モード光を得るようにな
っている。

【０１１９】音響光学光フィルタ２６の中心波長は、印
加される電気信号の周波数により速やかに制御されるの
で、第１または２の実施形態における中心波長制御の速
度よりも大幅に速い速度（〜μｓ）で単一モード光の中
心波長を切り替えることが可能である。

【０１２０】（第４の実施形態）図８は、本発明の安定
化単色光源の第４の実施形態を示す。本実施形態の安定
化単色光源は、利得飽和を有する半導体光増幅器（参考
文献：中川清司 他著、「光増幅器とその応用」、オ
ーム社）４１、波長選択フィルタ４２、光分岐器４３、
光減衰器４４をリング状に接続した構成であり、光分岐
器４３から光出力（単色光）を外部に取り出す。

【０１２１】光減衰器４４は、例えば金属薄膜の吸収減
衰を利用するＮＤフィルタを用い、光リングを周回する
モードがレーザ発振閾値以下の状態になるように減衰量
を調整する。波長選択フィルタ４２は、誘電体多層膜フ
ィルタが一般的であるが、ファイバグレーティングと光
サーキュレータを組み合わせた構成でもよい。

【０１２２】半導体光増幅器４１では、光強度が次に示
す微分方程式に従って増大する。

【０１２３】

【数１２】

【０１２４】ここで、Ｉは光強度、ｇは利得係数、αは
導波路の損失、ｚは伝搬距離である。一方、飽和利得特
性は、

【０１２５】

【数１３】 ｇ(I) ＝ｇ₀／(１＋Ｉ／Ｉsat） …（１３）と
表される。ここで、ｇ₀ は光を入力しないときの利得係
数、Ｉsat （＝ｈν・ｍsat ）は飽和光強度である。半
導体光増幅器に入射した光は伝搬するに従って増幅され
るが、数１３に示すように光強度の増大とともに利得が
減少する。利得が導波路の損失αと一致すると正味の利
得が０となる。その後は光強度は増大せず、その光強度
Ｉcは、

【０１２６】

【数１４】 Ｉc ＝（ｇ₀／α−１）Ｉsat …（１４） となる。半導体光増幅器の長さＬが短く光強度がＩc に
達しない場合は、入力光強度に応じて半導体光増幅器の
出力光強度も変化するが、Ｌが十分大きい場合には入力
光強度に関わらず半導体光増幅器の出力光強度は一定値
Ｉc となる。

【０１２７】（第５の実施形態）図９は、本発明の安定
化単色光源の第５の実施形態を示す。本実施形態の安定
化単色光源は、広帯域白色光源としてのエルビウムドー
プ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ、上記参考文献）４
５、波長選択フィルタ４２、利得飽和を有する半導体光
増幅器４１、光分岐器４３、光減衰器４４をリング状に
接続した構成であり、光分岐器４３から光出力（単色
光）を外部に取り出す。

【０１２８】なお、波長選択フィルタ４２、ＥＤＦＡ４
５、半導体光増幅器４１の順に配置してもよい。また、
ＥＤＦＡを２段構成とし、その間に波長選択フィルタ４
２を配置してもよい。

【０１２９】ＥＤＦＡ４５は、半導体光増幅器４１の自
然放出光よりも出力が大きい特徴を有しており、広い波
長範囲で波長選択が可能である。また、ＥＤＦＡ４５の
出力と光減衰器４４とを独立に制御することにより、光
リングの正味の損失を一定に保持しながら、半導体光増
幅器４１の入力光強度を制御することが可能となる。こ
れは、スペクトル幅に直接影響する正味の損失を一定に
することにより、スペクトル幅を変えずに光リングを調
整するのに便利な機能である。したがって、本実施形態
の構成では、半導体光増幅器４１の特性のばらつきを補
償し、光リングを最適化することが可能となる。

【０１３０】以上示した第４の実施形態および第５の実
施形態の構成では、出力光（単色光）の波長が波長選択
フィルタ４２の選択波長で決まり固定である。この出力
光（単色光）の波長を可変させるには、選択波長を可変
できる光フィルタを用いる必要がある。以下に示す第６
の実施形態および第７の実施形態では、図８に示す第４
の実施形態の構成において、波長選択フィルタ４２に代
えて広帯域の連続波長可変光フィルタを用いる例を示
す。なお、図９に示す第５の実施形態においても同様に
適用可能である。

【０１３１】連続波長可変光フィルタとしては、第６の
実施形態では誘電体多層膜フィルタの透過中心波長を円
周方向に変化させたディスク型波長可変光フィルタ（参
考文献：Y.Katagiri et al.,^Synchro-Scanned Rotat
ing Tunable Optical Disk Filter for Wavelength Dis
crimination", IEEE Photonics Technology Letters,vo
l.10,no.3, 1998)を示し、第７の実施形態では音響光学
波長可変光フィルタ（参考文献：小山次郎 他著、
「光波電子工学」、コロナ社）を示す。

【０１３２】（第６の実施形態）図１０は、本発明の安
定化単色光源の第６の実施形態を示す。本実施形態の安
定化単色光源は、第４の実施形態の波長選択フィルタ４
２をディスク型波長可変フィルタ４１を含む掃引型波長
可変光フィルタモジュール５０に置き換えたものであ
る。

【０１３３】掃引型波長可変光フィルタモジュール５０
は、ディスク型波長可変フィルタ５１と、それを回転さ
せるＤＣサーボモータ５２と、その回転を制御するＰＬ
Ｌ回路５３とにより構成され、ＰＬＬ回路５３に入力す
る外部クロック５４に同期して選択波長を掃引する。な
お、ディスク型波長可変フィルタ５１の回転は、光リン
グの周回時間に比べて十分に遅くする必要がある。通常
のものでは回転数は高々 200rps であるので、回転速度
による光の減衰周回を妨げることはなく、安定な出力光
を得ることができる。

【０１３４】また、選択波長に応じて半導体光増幅器４
１の利得が異なるので、外部クロック５４に同期する利
得制御部５５を備え、選択波長の切り替えに同期して半
導体光増幅器４１の利得を制御する。利得制御の方法と
しては、例えば半導体光増幅器４１へ注入するバイアス
電流値を制御する。

【０１３５】なお、本実施形態では、連続波長可変光フ
ィルタとしてディスク型波長可変光フィルタを用いた例
を示したが、誘電体多層膜フィルタの透過中心波長を直
線方向に変化させたリニア型波長可変光フィルタを用
い、直線的に移動させる構成としてもよい。

【０１３６】（第７の実施形態）図１１は、本発明の安
定化単色光源の第７の実施形態を示す。本実施形態の安
定化単色光源は、第４の実施形態の波長選択フィルタ４
２を音響光学波長可変光フィルタ（ＡＯＴＦ）６１を含
む掃引型波長可変光フィルタモジュール６０に置き換え
たものである。

【０１３７】掃引型波長可変光フィルタモジュール６０
は、印加されるＲＦ信号の周波数に応じて選択波長が変
化するＡＯＴＦ６１と、ＡＯＴＦ６１にＲＦ信号を印加
するドライバ６２と、ＲＦ信号の周波数を掃引するスイ
ーパ６３とにより構成され、スイーパ６３に入力する外
部クロック５４に同期して選択波長を掃引する。ＡＯＴ
Ｆ６１の掃引速度は電気回路に依存して極めて速いの
で、光リングの周回時間を考慮して掃引速度を設定する
必要がある。なお、周回時間よりも掃引速度が速くなる
と、雑音波が光リングを十分に周回しない間に選択波長
が変化してしまい、強度雑音の抑圧が困難となる。利得
制御部５５については、第６の実施形態と同様である。

【０１３８】（第８の実施形態）図１２は、本発明の安
定化単色光源の第８の実施形態を示す。本実施形態の安
定化単色光源の特徴は、図９に示す第５の実施形態の波
長可変フィルタ４２をアレイ導波路回折格子型フィルタ
（ＡＷＧ）７１に置き換え、複数の波長の単色光を一括
して得るところにある。半導体光増幅器４１、光分岐器
４３、光減衰器４４は、ＡＷＧ７１で分波される各波長
対応に設けられ、さらに各波長の光を合波してＥＤＦＡ
４５に入力する光合波器としてＡＷＧ７１を利用する。

【０１３９】ＡＷＧ７１は、入力用導波路、第１の扇形
スラブ導波路、導波路長が順次長くなる複数の導波路か
らなる導波路アレイ、第２の扇形スラブ導波路、出力用
導波路を順次接続した構成であり、合分波器として機能
する。

【０１４０】ＥＤＦＡ４５から出力される広帯域の白色
光は、ＡＷＧ７１で複数の波長λ1,λ2,λ3,λ4 に分波
される。すなわち、ＡＷＧ７１を通過する帯域は複数個
存在する。それらは、互いに相関のない強度雑音を有す
る（母集団が異なる）ので、個別に利得飽和のある半導
体光増幅器４１−１〜４１−４に入力する。各半導体光
増幅器４１−１〜４１−４を通過した光は、それぞれ光
分岐器４３−１〜４３−４を介してその一部が外部に分
岐され、残りが次段の光減衰器４４−１〜４４−４に入
力される。各光減衰器４４−１〜４４−４を通過した光
は、ＡＷＧ７１の所定のポートに入力することにより１
つのポートに合波され、ＥＤＦＡ４５に入力される。

【０１４１】なお、各分波チャネルごとに光減衰器４４
−１〜４４−４を配置することにより、利得の波長依存
性により特定の波長でもレーザ発振を防止し、すべての
波長で略等しい光出力を得ることができる。

【０１４２】また、以上示した各実施形態において、光
リングの光の伝搬方向を規定する光アイソレータを適当
な位置に配置するようにしてもよい。

【０１４３】（第９の実施形態）図１は、本発明に係る
光発生方法および光源の第９の実施形態を示す図である
この第９の実施形態は、複数の波長可変型光フィルタ９
０、１１０を用いて、波長スぺクトル領域において広帯
域の波長成分を有するガウス光から、ガウス光の帯域の
うち、特定帯域の波長成分を有する単一モード光を得て
出力する場合にっいて適用したものである。

【０１４４】この光源は、図１３に示すように、エルミ
ウムドープ光ファイパ増幅器である光増幅器８０、１０
０と、デイスク型光フィルタである波長可変型光フィル
タ９０、１１０と、波長可変型光フィルタ９０のデイス
クフィルタを回転させるデイスタ回転モータ９９と、波
長可変型光フィルタ１１０のデイスクフィルタを回転さ
せるディスタ回転モータ１１９と、ディスク回転モータ
９９、１１９に回転角度指令信号を出力することにより
波長可変型光フィルタ９０、１１０の通過帯域を制御す
る光フィルタ制御部１３０と、で構成されており、光増
幅器１００からのガウス光を、波長可変型光フィルタ９
０、光増幅器１００、波長可変型光フィルタ１１０をそ
の順で通過させることにより、フィルタリングするよう
になっている。

【０１４５】光フィルタ制御部１３０は、制御プログラ
ムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ
１３２と、所定領域にあらかじめＣＰＵ１３２の制御プ
ログラム等を格納しているＲＯＭ１３４と、ＲＯＭ１３
４等から読み出したデータやＣＰＵ１３２の演算過程で
必要な演算結果を格納するためのメインメモリ１３６
と、デイスタ回転モータ９９、１１９へのデータの出力
を媒介する周辺機器インターフェース１３８と、ヒュー
マンインターフェースとしてデータの入力が可能なキー
ボードやマウス等からなる入力デバイス１４０と、メイ
ンメモリ１３６の特定領域に格納されている表示用デー
タを画像信号に変換して出力するグラフィックインター
フェース１３２と、画像信号に基づいて画面を表示する
出力ディスプレイ１３４と、ポータブルストレージメデ
ィアドライブ１３６と、マスストレージデバイス１３８
とで構成されており、これらの機器１３２〜１４２は、
データを転送するための信号線であるバス１４９で相互
にかつデータ授受可能に接続されている。

【０１４６】メインメモリ１３６は、特定領域として、
出力ディスプレイ１４４に表示するための表示用データ
を格納するＶＲＡＭを有しており、ＶＲＡＭは、グラフ
ィックインターフェース１４２とＣＰＵ１３２とで独立
にアクセスが可能となっている。なお、グラフィックイ
ンターフェース１４２は、ＶＲＡＭに格納されている表
示用データを先頭アドレスから所定周期で順次読み出
し、読み出した表示用データを画像信号に変換して出力
ディスプレイ１４４に出力するようになっている。

【０１４７】次に、波長可変型光フィルタ９０、１１０
の構成を図１４、図１６を参照しながら説明する。図１
４および図１５は、波長可変型光フィルタ９０、１１０
の構成を示す図であり、図１６は、波長可変型光フィル
タ９０、１１０のフィルタリング特性を示す図である。

【０１４８】波長可変型光フィルタ９０、１１０は、い
ずれも同一機能を有して構成されているため、ここで
は、波長可変型光フィルタ９０の構成のみを説明し、波
長可変型光フィルタ１１０についての説明は省略する。

【０１４９】波長可変型光フィルタ９０は、図１４に示
すように、所定の通過帯域幅を有しかつ円周方向に沿っ
て通過中心波長が変化するディスタ型光フィルタであっ
て、ディスクフィルタの回転角度に応じて通過中心波長
を変化させ、デイスクフィルタ表面に対して一定の位置
から光を人射して回転軸方向に通過させてフィルタリン
グを行うようになっている。

【０１５０】波長可変型光フィルタ９０のデイスクフィ
ルタは、ＳｉＯ₂からなる基板層としての石英層９１上
に、円周方向に沿って通過中心波長が変化するフィルタ
層９２を積層して構成されている。フィルタ層９２は、
通常の誘電休多層膜で構成されるものであって、円周方
向に沿って一定の厚みを有する高反射率層９２ａ上に、
円周方向に沿って厚みが変化（中心角０〜πの範囲で中
心角の増加に比例して厚みが増加し、中心角π〜２πの
範囲で中心角の増加に比例して厚みが減少）するウェッ
ジ層９２ｂを積層し、このウェッジ層９２ｂ上に、円周
方向に沿って一定の厚みを有する高反射率９２ｃを積層
して構成されている。通過波長および通過帯域幅は、こ
のフィルタ層９２の構造により決定され、特に通過中心
波長は、フィルタ層９２のウェッジ層９２ｂの厚みによ
り決定される。なお、石英層９１の反対側のディスク面
には、広帯域の反射防止コートを施すようにしている。

【０１５１】ディスクフィルタのフィルタ層９１側の表
面には、図１５に示すように、フィルタリングする光が
一定の位置から入射されるとともに、その外周上に円周
方向に沿って所定間隔で複数のマーク９３が施されてい
る。光フィルタ制御部１３０は、このマータ９３を図示
しない光学読取装置等で読み取ってディスクフィルタの
回転角度を制御するようになっている。

【０１５２】波長可変型光フィルタ９０のディスクフィ
ルタは、図１６に示すようなフィルタリング特性を有し
ており、スぺクトルプロファイルがローレンツ型であっ
て、通過中心波長とディスクフィルタの回転角度が略リ
ニアの関係にある。

【０１５３】図１３に戻って、ＲＯＭ１３４には、波長
可変型光フィルタ９０、１１０の通過帯域を特定するた
めの情報であって、波長可変型光フィルタ９０、１１０
の異なる通過中心波長ごとにそのときのデイスクフィル
タの回転角度を対応付けた通過帯域情報が記憶されてい
る。

【０１５４】ＣＰＵ１３２は、マイクロプロセッシング
ユニットＭＰＵ等からなり、波長可変型光フィルタ９
０、１１０を制御するときは、ＲＯＭ１３４の所定領域
に格納されている制御プログラムを起動させ、波長可変
型光フィルタ９０、１１０の制御を行うための制御処理
を実行するようになっている。

【０１５５】制御処理は、波長可変型光フィルタ９０、
１１０の通過中心波長の指令値として通過中心波長を入
力デバイス１４０等から入力したときは、通過帯域情報
をＲＯＭ１３４から読み出し、波長可変型光フィルタ９
０、１１０の通過帯域の通過中心波長が指令値として与
えられた通過中心波長と一致するように、読み出した通
過帯域情報に基づいてディスク回転モータ９９、１１９
に回転角度指令信号を同時に出力する。

【０１５６】次に、上記第９の実施形態の動作について
図１７を参照しながら説明する。図１７は、光増幅器１
００および波長可変型光フィルタ１１０から出力される
光の波長の特性を示すグラフである。

【０１５７】まず、光フィルタ制御部１３０では、波長
可変型光フィルタ９０、１１０の通過中心波長の指令値
として通過中心波長が入力デバイス１４０等から入力さ
れると、通過帯域情報がＲＯＭ１３４から読み出され、
波長可変型光フィルタ９０、１１０の通過帯域の通過中
心波長が指令値として与えられた通過中心波長と一致す
るように、読み出された通過帯域情報に基づいてディス
ク回転モータ９９、１１９に回転角度指令信号が同時に
出力される。ディスク回転モータ９９、１１９では、入
力された回転角度指令信号に基づいて、波長可変型光フ
ィルタ９０、１１０のディスクフィルタが回転し、波長
可変型光フィルタ９０、１１０の通過中心波長を指令値
として与えられた通過中心波長と一致させる。

【０１５８】こうして波長可変型光フィルタ９０、１１
０の通過中心波長が決定されると、次に、光増幅器８０
からは、自然放出光が含まれたガウス光が出力され、こ
のガウス光は、まず、波長可変型光フィルタ９０でフィ
ルタリングされる。これにより、波長可変型光フィルタ
９０の透過光は、ガウス光の帯域のうち、その通過中心
波長を中心とした所定の通過帯域の波長成分以外の成分
がフィルタリングされ、その通過中心波長を中心とした
所定の通過帯域の波長成分のみを有するものとなる。

【０１５９】次いで、波長可変型光フィルタ９０の透過
光は、光増幅器１００で増幅され、波長可変型光フィル
タ１１０でフィルタリングされる。この増幅の際には、
図１７に示すように、波長可変型光フィルタ９０の透過
光に光増幅器１００で増幅される自然放出光が含まれて
しまうが、次段の波長可変型光フィルタ１１０でこの自
然放出光がフィルタリングされる。結果として、光増幅
器８０からのガウス光は、波長可変型光フィルタ９０、
１１０の通過中心波長を中心とした所定の通過帯域の波
長成分以外の成分がフィルタリングされ、波長可変型光
フィルタ９０、１１０の通過中心波長を中心とした所定
の通過帯域の波長成分が増幅されることとなる。

【０１６０】そして、波長可変型光フィルタ１１０の透
過光は、単一モード光として出力される。単一モード光
は、こうした増幅・フィルタリングといった処理が少な
くとも１回行われることにより得られる。

【０１６１】このようにして、本実施の形態では、光増
幅器８０、１００と、所定の通過帯域幅および所定の通
過中心波長を有する波長可変型光フィルタ９０、１１０
と、を備え、光増幅器８０からのガウス光を波長可変型
光フィルタ９０でフィルタリングし、波長可変型光フィ
ルタ９０の透過光を光増幅器１００で増幅し、光増幅器
１００からの増幅光を波長可変型光フィルタ１１０でフ
ィルタリングし、波長可変型光フィルタ１１０の透過光
を単一モード光として得るようにした。これにより、光
増幅器８０からのガウス光は、波長可変型光フィルタ９
０、１１０の通過中心波長を中心とした所定の通過帯域
の波長成分以外の成分がフィルタリングされ、波長可変
型光フィルタ９０、１１０の通過中心波長を中心とした
所定の通過帯域の波長成分が増幅されるので、従来に比
して、単一モード光のスぺクトル純度を劣化させずに、
高出力の単一モード光を得ることができる。

【０１６２】また、本実施の形態では、波長可変型光フ
ィルタ９０、１１０は、所定の通過帯域幅を有しかつ円
周方向に沿って通過中心波長が変化するディスク型光フ
ィルタであり、光フィルタ制御部１３０は、指令値とし
て通過中心波長が与えられたときは、通過帯域情報をＲ
ＯＭ１３４から読み出し、波長可変型光フィルタ９０、
１１０の通過帯域の通過中心波長が指令値として与えら
れた通過中心波長と一致するように、読み出した通過帯
域情報に基づいて波長可変型光フィルタ９０、１１０の
ディスクフィルタの回転角度を制御するようにした。こ
れにより、きわめて簡易な構成でありながら波長可変型
光フィルタ９０、１１０の通過中心波長を高速に変化さ
せることができ、従来のフィルタモジュールを大幅に小
型、低コスト化する可能性があるほか、システムの要求
するタイミングに合わせて波長可変型光フィルタ９０、
１１０の通過中心波長を変化させることもできる。

【０１６３】次に、本発明の第１０の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１８は、本発明に係る光発生
方法および光源の第１０の実施形態を示す図である。

【０１６４】この第１０の実施形態は、単一の波長可変
型光フィルタ１２０を用いて、波長スぺクトル領域にお
いて広帯域の波長成分を有するガウス光から、ガウス光
の帯域のうち特定帯域の波長成分を有する単一モード光
を得て出力する場合について適用したものである。な
お、以下、上記第９の実施形態と異なる部分についての
み説明をし、重複する部分については説明を省略する。

【０１６５】この先源は、光増幅器８０、１００と、デ
ィスク型光フィルタである波長可変型光フィルタ１２０
と、波長可変型光フィルタ１２０のディスクフィルタを
回転させるディスク回転モータ１２９と、光フィルタ制
御部１３０とで構成されており、光増幅器８０からのガ
ウス光を、波長可変型光フィルタ１２０、光増幅器１０
０、波長可変型光フィルタ１２０をその順で通過させる
ことにより、フィルタリングするようになっている。

【０１６６】次に、波長可変型光フィルタ１２０の構成
を図１９を参照しながら説明する。波長可変型光フィル
タ１２０は、光増幅器８０と波長可変型光フィルタ１２
０とを結ぶ光ファイバ間および光増幅器１００と波長可
変型光フィルタ１２０とを結ぶ光ファイバ間のコリメー
トビームの経路をプリズムミラー９４ａ、９４ｂ、９５
ａ、９５ｂで折り畳みの経路としている。図１９におい
て、ディスクフィルタのフィルタ層９２側には、半径方
向に沿って２つのプリズムミラー９４ａ、９４ｂが互い
に近接しかつデイスクフィルタ表面に近接して配置され
ており、ディスクフィルタの石英層９１側には、ディス
クフィルタ表面に対してプリズムミラー９４ａ、９４ｂ
と対象となる位置にそれぞれ２つのプリズムミラー９５
ａ、９５ｂが互いに近接し、かつディスクフィルタ表面
に近接して配置されている。

【０１６７】プリズムミラー９４ａでは、光増幅器８０
からのガウス光が光ファイパ等を通じてディスクフィル
タの半径方向から入力されると、この入射光をディスク
フィルタの回転軸方向に反射させ、ディスクフィルタを
通過させてプリズムミラー９５ａに出力する。プリズム
ミラー９５ａでは、デイスクフィルタの透過光がディス
クフィルタの回転軸方向から入力されると、この入射光
をディスクフィルタの半径方向に反射させ、光ファイバ
等を通じて光増幅器１００に出力する。

【０１６８】一方、プリズムミラー９４ｂでは、光増幅
器１００からの増幅光が光ファイバ等を通じてディスク
フィルタの半径方向から入力されると、この入射光をデ
ィスクフィルタの回転軸方向に反射させ、ディスクフィ
ルタを通過させてプリズムミラー９５ｂに出力する。プ
リズムミラー９５ｂでは、ディスクフィルタの透過光が
ディスクフィルタの回転軸方向から入力されると、この
入射光をディスクフィルタの半径方向に反射させ、光フ
ァイバ等を通じて単一モード光として出力する。

【０１６９】このように、プリズムミラー９４ａ、９４
ｂおよびプリズムミラー９５ａ、９５ｂがディスクフィ
ルタの半径方向に近接して配置されているため、プリズ
ムミラー９４ａからプリズムミラー９５ａへの経路にお
ける通過中心波長と、プリズムミラー９４ｂからプリズ
ムミラー９５ｂへの経路における通過中心波長とは、ほ
ぼ一致する。この場合、両者の通過帯域幅もほぼ一致す
る。

【０１７０】次に、上記第１０の実施形態の動作を説明
する。まず、光フィルタ制御部１３０では、波長可変型
光フィルタ１２０の通過中心波長の指令値として通過中
心波長が入力デバイス１４０等から入力されると、通過
帯域情報がＲＯＭ１３４から読み出され、波長可変型光
フィルタ１２０の通過帯域の通過中心波長が指令値とし
て与えられた通過中心波長と一致するように、読み出さ
れた通過帯域情報に基づいてデイスク回転モータ１２９
に回転角度指令信号が出力される。ディスク回転モータ
１２９では、入力された回転角度指令信号に基づいて、
波長可変型光フィルタ１２０のディスクフィルタが回転
し、波長可変型光フィルタ１２０の通過中心波長を指令
値として与えられた通過中心波長と一致させる。

【０１７１】こうして波長可変型光フィルタ１２０の通
過中心波長が決定されると、次に、光増幅器８０から
は、自然放出光が含まれたガウス光が出力され、このガ
ウス光は、まず、波長可変型光フィルタ１２０でフィル
タリングされる。これにより、波長可変型光フィルタ１
２０の透過光は、ガウス光の帯域のうち、その通過中心
波長を中心とした所定の通過帯域の波長成分以外の成分
がフィルタリングされ、その通過中心波長を中心とした
所定の通過帯域の波長成分のみを有するものとなる。

【０１７２】次いで、波長可変型光フィルタ１２０の透
過光は、光増幅器１００で増幅され、波長可変型光フィ
ルタ１２０で再びフィルタリングされる。この増幅の際
には、波長可変型光フィルタ１２０の透過光に光増幅器
１００で増幅される自然放出光が含まれてしまうが、次
段の波長可変型光フィルタ１２０でこの自然放出光がフ
ィルタリングされる。結果として、光増幅器８０からの
ガウス光は、波長可変型光フィルタ１２０の通過中心波
長を中心とした所定の通過帯域の波長成分以外の成分が
フィルタリングされ、波長可変型光フィルタ１２０の通
過中心波長を中心とした所定の通過帯域の波長成分が増
幅されることとなる。

【０１７３】そして、波長可変型光フィルタ１２０の透
過光は、単一モード光として出力される。単一モード光
は、こうした増幅・フィルタリングといった処理が少な
くとも１回行われることにより得られる。

【０１７４】このようにして、本実施の形態では、光増
幅器８０、１００と、所定の通過帯域幅および所定の通
過中心波長を有する波長可変型光フィルタ１２０とを備
え、光増幅器８０からのガウス光を波長可変型光フィル
タ１２０でフィルタリングし、波長可変型光フィルタ１
２０の透過光を光増幅器１００で増幅し、光増幅器１０
０からの増幅光を波長可変型光フィルタ５０で再びフィ
ルタリングし、波長可変型光フィルタ１２０の透過光を
単一モード光として得るようにした。これにより、光増
幅器８０からのガウス光は、波長可変型光フィルタ１２
０の通過中心波長を中心とした所定の通過帯域の波長成
分以外の成分がフィルタリングされ、波長可変型光フィ
ルタ１２０の通過中心波長を中心とした所定の通過帯域
の波長成分が増幅されるので、従来に比して、単一モー
ド光のスぺクトル純度を劣化させずに、高出力の単一モ
ード光を得ることができる。

【０１７５】また、本実施の形態では、波長可変型光フ
ィルタ１２０は、所定の通過帯域幅を有しかつ円周方向
に沿って通過中心波長が変化するディスク型光フィルタ
であり、光フィルタ制御部１３０は、指令値として通過
中心波長が与えられたときは、通過帯域情報をＲＯＭ１
３４から読み出し、波長可変型光フィルタ１２０の通過
帯域の通過中心波長が指令値として与えられた通過中心
波長と一致するように、読み出した通過帯域情報に基づ
いて波長可変型光フィルタ１２０のディスクフィルタの
回転角度を制御するようにした。これにより、きわめて
簡易な構成でありながら波長可変型光フィルタ５０の通
過中心波長を高速に変化させることができ、従来のフィ
ルタモジュールを大幅に小型、低コスト化する可能性が
あるほか、システムの要求するタイミングに合わせて波
長可変型光フィルタ１２０の通過中心波長を変化させる
こともできる。

【０１７６】さらに、本実施の形態では、波長可変型光
フィルタ１２０は、光増幅器８０と波長可変型光フィル
タ１２０とを結ぶ光ファイバ間および光増幅器１００と
波長可変型光フィルタ１２０とを結ぶ光ファイバ間のコ
リメートビームの経路をプリズムミラー９４、９４ｂ、
９５ａ、９５ｂで折り畳みの経路としている。これによ
り、単一の波長可変型光フィルタ１２０を用いて高出力
の単一モード光を得ることができるので、フィルタモジ
ュールをボード実装可能に薄型にすることができる。

【０１７７】なお、上記第９の実施の形態においては、
光増幅器８０からのガウス光を、波長可変型光フィルタ
９０、光増幅器１００、波長可変型光フィルタ１１０を
その順で通過させることによりフィルタリングし、増幅
・フィルタリングといった処理を１回行って単一モード
光を得るように構成したが、これに限らず、こうした増
幅・フィルタリングといった処理を複数回行って単一モ
ード光を得るように構成してもよい。

【０１７８】同様に、上記第１０の実施の形態において
は、光増幅器８０からのガウス光を、波長可変型光フィ
ルタ１２０、光増幅器１００、波長可変型光フィルタ１
２０をその順で通過させることによりフィルタリング
し、増幅・フィルタリングといった処理を１回行って単
一モード光を得るように構成したが、これに限らず、こ
うした増幅・フィルタリングといった処理を複数回行っ
て単一モード光を得るように構成してもよい。

【０１７９】また、上記第９および第１０の実施形態に
おいて、波長可変型光フィルタ９０、１１０または波長
可変型光フィルタ１２０の制御を行うための制御処理を
実行するにあたってはいずれも、ＲＯＭ１３４にあらか
じめ格納されている制御プログラムを実行する場合につ
いて説明したが、これに限らず、これらの手順を示した
プログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラム
をメインメモリ１３６に読み込んで実行するようにして
もよい。

【０１８０】ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等
の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒
体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記
憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型/光学的読取方式記憶媒体
であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法の
いかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記
憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。

【０１８１】上記第９および第１０の実施形態におい
て、光フィルタ制御部１３０は光フィルタ制御手段に対
応し、ＲＯＭ１３４は記憶手段に対応し、光増幅器８０
からのガウス光は自然光に対応している。

【０１８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、波
長スペクトル領域において広帯域の波長成分を有する白
色光を光フィルタによりフィルタリングして単一モード
光を出力する光発生方法及び光源であって、白色光を発
生させる光源として光増幅器を用い、光増幅器を光フィ
ルタによりフィルタリングし、光フィルタの透過光を光
増幅器で増幅し、増幅された光フィルタの透過光を前記
光フィルタの中心通過波長と一致した中心通過波長を持
つ光フィルタでフィルタリングする工程を少なくとも１
回行って、単一モード光を得るので、波長スペクトル幅
が狭くかつ出力が高い単一モード光を、任意の中心波長
で容易に発生することができる。

【０１８３】また、本発明の安定化単色光源は、スペク
トル幅が狭くかつ強度雑音が抑圧されたインコヒーレン
トな単色光を任意の波長で容易に発生させることができ
る。

【０１８４】特に、光増幅媒体として広帯域な白色光を
出力する光ファイバ増幅器と、飽和利得特性を有する半
導体光増幅器を用いた構成では、広い波長範囲で単色光
の波長選択が可能である。また、光ファイバ増幅器の励
起レベルと光減衰器の減衰量とを独立に制御することに
より、半導体光増幅器の特性のばらつきを補償し、スペ
クトル幅を変えずに光リングを最適化することができ
る。

【０１８５】さらに、自然光は、特定帯域の波長成分以
外の成分がフィルタリングされ、特定帯域の波長成分が
増幅されるので、従来に比して、単一モード光のスぺク
トル純度を劣化させずに、高出力の単一モード光を得る
ことができるという効果が得られる。

【０１８６】また、単一の光フィルタを用いて高出力の
単一モード光を得ることができるので、フィルタモジュ
ールをボード実装可能に薄型にすることができるという
効果も得られる。

【０１８７】さらに、きわめて簡易な構成でありながら
光フィルタの通過中心波長を高速に変化させることがで
き、従来のフィルタモジュールを大幅に小型、低コスト
化する可能性があるほか、システムの要求するタイミン
グに台わせて光フィルタの通過中心波長を変化させるこ
ともできるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光発生方法及び光源の第１の実施
形態を示す図である。

【図２】本発明に係る光発生方法及び光源の第２の実施
形態を示す図である。

【図３】本発明に係る光発生方法及び光源の第３の実施
形態を示す図である。

【図４】ディスク形光フィルタの構成を示す図である。

【図５】ディスク形光フィルタの構成を示す図である。

【図６】光フィルタの通過波長情報を示す図である。

【図７】安定化された雑音波のフォトン計数統計を示す
図である。

【図８】本発明に係る安定化単色光源の第４の実施形態
を示す図である。

【図９】本発明に係る安定化単色光源の第５の実施形態
を示す図である。

【図１０】本発明に係る安定化単色光源の第６の実施形
態を示す図である。

【図１１】本発明に係る安定化単色光源の第７の実施形
態を示す図である。

【図１２】本発明に係る安定化単色光源の第８の実施形
態を示す図である。

【図１３】本発明に係る光発生方法及び光源の第９の実
施形態を示す図である。

【図１４】波長可変型光フィルタの構成を示す図であ
る。

【図１５】波長可変型光フィルタの構成を示す図であ
る。

【図１６】波長可変型光フィルタのフィルタリング特性
を示す図である。

【図１７】光増幅器および波長可変型光フィルタから出
力される光の波長の特性を示す図である。

【図１８】本発明に係る光発生方法及び光源の第１０の
実施形態を示す図である。

【図１９】第１０の実施形態に係る光源の構成を示すブ
ロック図である。

【図２０】光増幅器の利得飽和を利用した強度雑音低減
機構を説明するための図である。

【図２１】広帯域の白色光から光りフィルタによりフィ
ルタリングして単一モード光を得る機構を説明するため
の図である。

【図２２】従来の単一モード光源を示す図である。

【符号の説明】

１ 白色光源 ２、６ アイソレータ ３、７ ディスク形フィルタ ４ 偏波制御器 ５ 半導体光増幅器 ８、９ １２ フィルタ制御回路 １０、１１、１３、２９ 記憶装置 ２２ 光増幅器 ２３ 光減衰器 ２４ 分岐器 ２５ 無反射終端 ２６ 音響光学フィルタ ２７ 電気発振器 ２８ 電気発振制御回路 ３０ 超音波モータ ３１ ディスクフィルタ ３２ ＬＥＤ ３２ａ ロータリエンコーダ ３３、３５ ミラー ３４、３６ 光ファイバ ３７ 光共振器 ３８ ウエッジ層 ３９ ＨＲ（多層膜コート） ４０ ＳｉＯ₂基板 ４０ａ 反射防止コート ４１ 半導体光増幅器 ４２ 波長選択フィルタ ４３ 光分岐器 ４４ 光減衰器 ４５ エルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ） ５０ 掃引型波長可変光フィルタモジュール ５１ ディスク型波長可変フィルタ ５２ ＤＣサーボモータ ５３ ＰＬＬ回路 ５４ 外部クロック ５５ 利得制御部 ６０ 掃引型波長可変光フィルタモジュール ６１ 音響光学波長可変光フィルタ（ＡＯＴＦ） ６２ ドライバ ６３ スイーパ ７１ アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ） ８０、１１０ 光増幅器 ９０、１１０、１２０ 波長可変型光フィルタ ９１ 石英層 ９２ フィルタ層 ９２ａ、９２ｃ 高反射率層 ９２ｂ ウェッジ層 ９３ マーク ９４ａ、９４ｂ プリズムミラー ９５ａ、９５ｂ プリズムミラー ９９、１１９、１２９ デイスク回転モータ １２０ 光フィルタ制御部 １３２ ＣＰＵ １３４ ＲＯＭ １３６ メインメモリ １３８ 周辺機器インターフェース １４０ 入力デバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 新二 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 鈴木 謙一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 高知尾 昇 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 藤原 正満 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AB13 AK06 JJ01 JJ08 JJ13 JJ20 KK07 KK30 LL20 MM01 SS10 YY15

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長スペクトル領域において広帯域の波
   長成分を有する白色光を光フィルタによりフィルタリン
   グして単一モード光を出力する光発生方法であって、 白色光を発生させる光源として光増幅器を用い、 前記光増幅器を前記光フィルタによりフィルタリング
   し、 前記光フィルタの透過光を光増幅器で増幅し、増幅され
   た該光フィルタの透過光を該光フィルタの中心通過波長
   と一致した中心通過波長を持つ光フィルタでフィルタリ
   ングする工程を少なくとも１回行って、前記単一モード
   光を得ることを特徴とする光発生方法。
2. 【請求項２】 前記光フィルタの透過光を分岐器により
   ２分割し、分割した一方の光が前記光増幅器にフィード
   バックする光路を設けて光リングを形成し、 前記光リングが前記光増幅器で発生した白色光を単一方
   向に周回させる手段と、周回利得を調整してレーザ発振
   を抑圧する手段を備え、 前記光リング内を周回する光の一部のうち、前記分岐器
   により分割された他方の光を光出力として用いることに
   より単一モード光を得ることを特徴とする請求項１に記
   載の光発生方法。
3. 【請求項３】 前記光増幅器が利得飽和特性を有してい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光発生方
   法。
4. 【請求項４】 前記光フィルタの中心通過波長を制御す
   る光フィルタ制御手段を備え、 該光フィルタ制御手段は、前記光フィルタの通過中心波
   長を特定するための通過波長情報を記憶した記憶手段を
   有し、指令値として中心通過波長が与えられたときは、
   前記中心通過波長情報を前記記憶手段から読み出し、前
   記光フィルタの中心波長が指令値として与えられた中心
   通過波長と一致するように、前記光フィルタを制御する
   ようになっていることを特徴とする請求項３に記載の光
   発生方法。
5. 【請求項５】 自然光を前記光フィルタでフィルタリン
   グして単一モード光を出力する光発生方法であって、 自然光を発生させる光源として光増幅器を用い、 前記光フィルタの通過帯域幅よりも広い帯域幅を有し、
   その帯域に前記光フィルタの通過中心波長を含む自然光
   を前記光増幅器に入力することにより、前記光増幅器に
   おいて前記単一モード光の中心波長近傍の光の発生確率
   を増大させ、前記光増幅器で増幅された自然光を前記光
   フィルタでフィルタリングすることを特徴とする光発生
   方法。
6. 【請求項６】 波長スぺクトル領域において広帯域の波
   長成分を有する自然光から、自然光の帯域のうち特定帯
   域の波長成分を有する単一モード光を得て出力する光発
   生方法であって、 自然光を、少なくとも前記特定帯域の通過帯域幅を有す
   る光フィルタでフィルタリングし、 前記光フィルタの透過光を光増幅器で増幅して少なくと
   も前記特定帯域の通過帯域幅を有する光フィルタでフィ
   ルタリングする工程を、少なくとも１回行って前記単一
   モード光を得ることを特徴とする光発生方法。
7. 【請求項７】 自然光を少なくとも前記特定帯域の通過
   帯域幅を有する第１の光フィルタでフィルタリングする
   工程と、前記第１の光フィルタの透過光を光増幅器で増
   幅する工程と、前記光増幅器からの増幅光を少なくとも
   前記特定帯域の通過帯域幅を有する第２の光フィルタで
   フィルタリングする工程と、前記第２の光フィルタの透
   過光を前記単一モード光として得る工程とを含むことを
   特徴とする請求項５に記載の光発生方法。
8. 【請求項８】 前記第２の光フィルタは、前記第１の光
   フィルタの通過帯域の通過中心波長と同一の通過中心波
   長を有し、前記第１の光フィルタの通過帯域幅と同一又
   はこれよりも狭い通過帯域幅を有していることを特徴と
   する請求項７記載の光発生方法。
9. 【請求項９】 自然光を少なくとも前記特定帯域の通過
   帯域幅を有する前記光フィルタでフィルタリングする工
   程と、前記光フィルタの透過光を光増幅器で増幅して得
   たものを前記光フィルタにフィードバックする工程と、
   前記光フィルタの透過光を前記単一モード光として得る
   工程とを含むことを特徴とする請求項６に記載の光発生
   方法。
10. 【請求項１０】 前記フィルタリングは、指令値として
    通過中心波長が与えられると、前記光フィルタの通過帯
    域を特定するための通過帯域情報を記憶した記憶手段か
    ら当該通過帯域情報を読み出し、前記光フィルタの通過
    帯域の通過中心波長が指令値として与えられた通過中心
    波長と一致するように、読み出した通過帯域情報に基づ
    いて前記光フィルタを制御することにより行うことを特
    徴とする請求項７、８又は９に記載の光発生方法。
11. 【請求項１１】 前記光フィルタは、所定の通過帯域幅
    を有し、かつ円周方向に沿って通過中心波長が変化する
    ディスク型光フィルタであって、該ディスク型フィルタ
    の回転角度に応じて通過中心波長を変化させ、前記ディ
    スク型フィルタ表面に対して一定の位置から光を人射し
    て回転軸方向に通過させてフィルタリングを行うもので
    あり、 前記フィルタリングは、指令値として通過中心波長が与
    えられると、前記光フィルタの異なる通過中心波長ごと
    に、そのときのディスク型フィルタの回転角度を対応付
    けた通過帯域情報を記憶した記憶手段から当該通過帯域
    情報を読み出し、前記光フィルタの通過帯域の通過中心
    波長が指令値として与えられた通過中心波長と一致する
    ように、読み出した通過帯域情報に基づいて前記光フィ
    ルタのディスク型フィルタの回転角度を制御することに
    より行うことを特徴とする請求項７、８又は９記載の光
    発生方法。
12. 【請求項１２】 自然光を光フィルタでフィルタリング
    して単一モード光を出力する光源であって、 自然光を発生させる光増幅器を備え、 前記光フィルタの通過帯域幅よりも広い帯域幅を有し、
    その帯域に前記光フィルタの通過中心波長を含む自然光
    を前記光増幅器に入力することにより、前記光増幅器に
    おいて前記単一モード光の中心波長近傍の光の発生確率
    を増大させ、前記光増幅器で増幅された自然光を前記光
    フィルタでフィルタリングするようになっていることを
    特徴とする光源。
13. 【請求項１３】 前記光増幅器を前記光フィルタにより
    フィルタリングし、 光フィルタの透過光を光増幅器で増幅し、増幅された該
    光フィルタの透過光を該光フィルタの中心通過波長と一
    致した中心通過波長を持つ光フィルタでフィルタリング
    する工程を少なくとも１回行って、前記単一モード光を
    得ることを特徴とする請求項１２に記載の光源。
14. 【請求項１４】 前記光フィルタの透過光を分岐器によ
    り２分割し、分割した一方の光が前記光増幅器にフィー
    ドバックする光路を設けて光リングを形成し、 前記光リングが、前記光増幅器で発生した白色光を単一
    方向に周回させる手段と、周回利得を調整してレーザ発
    振を抑圧する手段を備え、 前記光リング内を周回する光の一部のうち、前記分岐器
    により分割された他方の光を光出力として用いることに
    より単一モード光を得ることを特徴とする請求項１３に
    記載の光源。
15. 【請求項１５】 前記光増幅器と、少なくとも前記特定
    帯域の通過帯域幅を有する第１の光フィルタと、少なく
    とも前記特定帯域の通過帯域幅を有する第２の光フィル
    タとを備え、 自然光を前記第１の光フィルタでフィルタリングし、前
    記第１の光フィルタの透過光を前記光増幅器で増幅し、
    前記光増幅器からの増幅光を前記第２の光フィルタでフ
    ィルタリングし、前記第２の光フィルタの透過光を前記
    単一モード光として得るようになっていることを特徴と
    する請求項１４に記載の光源。
16. 【請求項１６】 前記第２の光フィルタは、前記第１の
    光フィルタの通過帯域の通過中心波長と同一の通過中心
    波長を有し、前記第１の光フィルタの通過帯域幅と同一
    又はこれよりも狭い通過帯域幅を有していることを特徴
    とする請求項１５に記載の光源。
17. 【請求項１７】 前記光増幅器と、少なくとも前記特定
    帯域の通過帯域幅を有する光フィルタとを備え、 自然光を前記光フィルタでフィルタリングし、前記光フ
    ィルタの透過光を前記光増幅器で増幅して得たものを前
    記光フィルタにフィードバックし、前記光フィルタの透
    過光を前記単一モード光として得るようになっているこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の光源。
18. 【請求項１８】 前記光フィルタの通過帯域を制御する
    光フィルタ制御手段を備え、 前記光フィルタ制御手段は、前記光フィルタの通過帯域
    を特定するための通過帯域情報を記憶した記憶手段を有
    し、さらに、指令値として通過中心波長が与えられたと
    きは、前記通過帯域情報を前記記憶手段から読み出し、
    前記光フィルタの通過帯域の通過中心波長が指令値とし
    て与えられた通過中心波長と一致するように、読み出し
    た通過帯域情報に基づいて前記光フィルタを制御するよ
    うになっていることを特徴とする請求項１５、１６又は
    １７に記載の光源。
19. 【請求項１９】 前記飽和特性を有する光増幅器に半導
    体光増幅器を用いることを特徴とする請求項１５乃至１
    ８いずれかに記載の光源。
20. 【請求項２０】 前記半導体光増幅器の入力部に偏波制
    御器を設け、前記半導体光増幅器が最大の利得を与える
    ように入力光の偏波を制御することを特徴とする請求項
    １９に記載の光源。
21. 【請求項２１】 前記光フィルタの透過部に新たな増幅
    器を配置したことを特徴とする請求項２０に記載の光
    源。
22. 【請求項２２】 前記光フィルタが、ディスク形の平行
    平面基板形状を有し、ディスク面に対して垂直またはほ
    ぼ垂直に通過する平行光を、ディスクの回転対称軸のま
    わりの見込み角度を変数として中心通過波長が変化する
    ようにフィルタリングする光フィルタであって、 前記光フィルタのフィルタリング作用が、見込み角度に
    比例または略比例したキャビティ層の厚みを有する誘電
    体多層膜帯域通過光フィルタにより与えられ、 前記見込み角度を定める手段がディスク状に書き込まれ
    たマークを検出することにより成る見込み角度検出手段
    を備え、 前記見込み角度と前記光フィルタ近傍の温度を変数とし
    て中心通過波長の情報が記憶手段に記憶され、 指令値として中心通過波長が与えられたときには，前記
    中心通過波長情報を前記記憶手段から読み出し、前記光
    フィルタの中心通過波長が指令値と一致するように前記
    光フィルタの見込み角度を制御し、 前記光フィルタ近傍の温度を検出して前記光フィルタの
    中心通過波長が指令値と一致するように常に前記光フィ
    ルタの見込み角度を微調整するようになっていることを
    特徴とする請求項１５乃至２１いずれかに記載の光源。
23. 【請求項２３】 前記ディスク形光フィルタの見込み角
    度を制御する手段に超音波モータを用いたことを特徴と
    する請求項２２に記載の光源。
24. 【請求項２４】 前記光フィルタが電気発振器の周波数
    に応じて中心通過波長を制御する音響光学光フィルタで
    あって、 前記中心通過波長情報の記憶手段が周波数を変数とした
    中心通過波長を中心通過波長情報として記憶し、 指令値として中心通過波長が与えられたときには，前記
    中心通過波長情報を前記記憶手段から読み出し、前記光
    フィルタの中心通過波長が指令値と一致するように前記
    光フィルタを制御する電気発振器の周波数を制御するこ
    とを特徴とする請求項１９、２０又は２１に記載の光
    源。
25. 【請求項２５】 １以上の光増幅媒体と、波長選択フィ
    ルタと、光分岐器と、光減衰器とをリング状に接続して
    光リングを形成し、 前記光増幅媒体の少なくとも１つが利得飽和特性を有
    し、 前記光リングを周回するモードがレーザ発振閾値以下の
    状態となるように前記光減衰器の減衰量を調整し、 前記光分岐器から前記波長選択フィルタで選択された波
    長の単色光を分岐出力する構成であることを特徴とする
    請求項１４に記載の光源。
26. 【請求項２６】 前記光増幅媒体は、広帯域の白色光を
    発生する光ファイバ増幅器と、利得飽和特性を有する半
    導体光増幅器とを備え、前記光リングを周回する光の進
    行方向に前記光ファイバ増幅器、前記波長選択フィル
    タ、前記半導体光増幅器の順に配置する構成であること
    を特徴とする請求項２５に記載の光源。
27. 【請求項２７】 前記光増幅媒体は、広帯域の白色光を
    発生する光ファイバ増幅器と、利得飽和特性を有する半
    導体光増幅器とを備え、前記光リングを周回する光の進
    行方向に前記波長選択フィルタ、前記光ファイバ増幅
    器、前記半導体光増幅器の順に配置する構成であること
    を特徴とする請求項２５に記載の光源。
28. 【請求項２８】 前記光増幅媒体は、広帯域の白色光を
    発生する２段の光ファイバ増幅器と、利得飽和特性を有
    する半導体光増幅器とを備え、光リングを周回する光の
    進行方向に前記第１の光ファイバ増幅器、前記波長選択
    フィルタ、前記第２の光ファイバ増幅器、前記半導体光
    増幅器の順に配置する構成であることを特徴とする請求
    項２５に記載の光源。
29. 【請求項２９】 前記波長選択フィルタは、透過する中
    心波長が変化する広帯域の連続波長可変光フィルタであ
    り、外部から供給されるクロック信号に同期して前記連
    続波長可変光フィルタの中心波長を掃引する構成である
    ことを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれかに記載
    の光源。
30. 【請求項３０】 前記波長選択フィルタは、印加する電
    気信号の周波数に応じて透過する中心波長が変化する音
    響光学波長可変光フィルタであり、外部から供給される
    クロック信号に同期して、前記電気信号を周波数を掃引
    して中心波長を掃引する構成であることを特徴とする請
    求項２５乃至２８いずれかに記載の光源。
31. 【請求項３１】 前記波長選択フィルタは、前記光ファ
    イバ増幅器から出力される白色光を複数の波長に分波す
    るアレイ導波路回折格子型フィルタであり、 前記アレイ導波路回折格子型フィルタで分波された各波
    長の光を入力する複数の半導体光増幅器と、複数の光分
    岐部と、複数の光減衰器と、前記複数の光減衰器の出力
    光を合波して前記光ファイバ増幅器に入力する光合波器
    とを備えたことを特徴とする請求項２６に記載の光源。
32. 【請求項３２】 前記光合波器として、白色光を分波す
    る前記アレイ導波路回折格子型フィルタを用いた構成で
    あることを特徴とする請求項３１に記載の光源。