JP2001524762A - 空間可変フィルタによるレーザ波長の監視／制御方法および装置 - Google Patents

空間可変フィルタによるレーザ波長の監視／制御方法および装置

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JP2001524762A JP2000522689A JP2000522689A JP2001524762A JP 2001524762 A JP2001524762 A JP 2001524762A JP 2000522689 A JP2000522689 A JP 2000522689A JP 2000522689 A JP2000522689 A JP 2000522689A JP 2001524762 A JP2001524762 A JP 2001524762A
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リアード・フランシス・エル
バロウ・スコット
マーマン・イルヤ
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Abstract

(57)【要約】 フィードバック制御式レーザダイオード通信装置は、通常、入力信号に応じて変調されて光信号を発生するレーザダイオードを有し、入力信号を符号化するものとして知られている。さらに、空間可変フィルタ素子が、レーザダイオード（好ましくは背面ファセットから）から発生する光信号の少なくとも一部を受光するように配置され、少なくとも1 つの検出器を使用してこの濾過された光信号を検出する。制御回路は、検出器の応答に基づいてレーザダイオードの波長を制御し、フィードバック制御を実行する。このように、レーザダイオード通信装置は、特に波長分割多重システムにおける密なチャネル間隔を維持するのに適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は米国特許出願第０８／９７９，２０４号（１９９７年１１月２６日出
願）の一部継続出願であり、その全文はここに引用するものとする。
【０００２】
【本発明の背景】
光ファイバリンクを新たに設置せずにデータ処理能力を上げるために、ＷＤＭ
（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重化）システムが用いられて
いる。このシステムは半導体レーザ調整可能性（波長可変性）に依存して、光フ
ァイバの伝播するスペクトルの広い範囲に使用できる。これにより、データ速度
は１桁またはそれ以上増加する。
【０００３】 規格ではこれらＷＤＭシステムのチャネル間隔を定めている。周波数間隔は光
周波数に対して密である。１．５μｍ付近のレーザダイオード動作では、一般に
１００ＧＨｚであり、言いかえると、約０．８ｎｍ最小波長チャネル間隔になる
。最新の規格では、場合によっては、さらに密なチャネルスロットを有している
。
【０００４】 レーザダイオードの波長を調整してＷＤＭシステムの多数のチャネルで動作さ
せる方法は、使用するレーザダイオードのタイプに依存する。分布帰還（ＤＦＢ
）レーザダイオードの波長は、ダイオードの温度を変更して調整する。一般に温
度制御は、熱電冷却器を有するレーザ通信モジュールの状態で実行される。これ
らの装置はペルチェ効果により熱を奪い、このペルチェ効果は電気的に調整可能
である。ファブリペロレーザは同様に温度を制御して調整される。分布型ブラッ
グ（ＤＢＲ）レーザは温度および注入電流により調整される。広範囲に渡る調整
は、回折周波数（grating frequency ）の変更などの、レーザダイオード構造を
変更することにより達成できる。
【０００５】 これらＷＤＭシステム中の特定のチャネル間隔を維持するために、さまざまな
問題解決法が提案されている。一般にこれらの提案は、分布帰還レーザの本質的
な製造多様性により、精密な工場調整に頼ることになる。たとえば、経時および
環境の影響からの波長変動を検出および調整するために、組み立て後にＷＤＭモ
ジュール波長を手動精密調整する。
【０００６】
【発明の要約】
本発明は、レーザダイオードシステムに対する波長フィードバック制御および
／または監視に関するものである。したがって、特にＷＤＭシステムにおける密
なチャネル間隔を維持するのに適するものである。本発明は、空間可変フィルタ
素子に依存して、レーザダイオードの波長を決定または監視するのを特徴として
いる。この種類の光フィルタは、小型でかつ調整可能なことの特有の利点を有し
、小さく、かつ規定されたモジュールで容易にＷＤＭ装置を実現する。
【０００７】 本発明の一構成によれば、一般に、フィードバック制御レーザ通信装置を構成
する。一般に前記装置は、入力信号に応じて変調またはその出力が変調されて光
信号を発生するレーザダイオードまたはレーザ増幅器を有し、その入力信号を符
号化する。さらに、空間可変フィルタ素子が、レーザ装置で発生する光信号の少
なくとも一部を受光するように配置されており、検出器を使用してこの濾過（光
信号のフィルタリング）された光信号を検出できる。この時、監視および制御回
路は検出器の応答信号を使用し、波長を判定して、フィードバック制御を実行で
きる。
【０００８】 好ましい実施形態によれば、空間可変フィルタ素子は空間的に変化する通過帯
域を有する。代替方法として、透過または反射フィルタ素子以外に、空間的に変
化するローパス、ハイパスまたは狭帯域ノッチフィルタ素子で置換えることも可
能である。
【０００９】 さらに、検出器は厳密には必要でない。空間可変フィルタ素子を使用して増幅
器に狭帯域周波数フィードバックを行い、調整可能な狭帯域周波数動作を実現さ
せる。
【００１０】 また好ましい実施形態では、空間可変フィルタ素子および少なくとも１つの検
出器が配置され、レーザダイオードまたは増幅器の背面ファセットからの光を濾
過および検出する。このようにして、装置の全体有効パワー出力は減少せず、ダ
イオードの場合には、実質的に自由に利用できる背面ファセット光に依存する。
しかし、別の具体例では、前面ファセットからの光は、部分的もしくは周期的、
または工場調整の間にサンプリングすることができる。
【００１１】 第１の実施形態では、少なくとも２つの検出器を使用する。この構成では、装
置の指定中心周波数に対して高い周波数および低い周波数の光をそれぞれ検出で
きる。制御回路はレーザダイオードの波長を調整して、両方の検出器からの応答
振幅間の所定の関係を維持する。さらに、レーザダイオードのパワー出力を、検
出器の合成応答に従って変調または制御できる。
【００１２】 この実施形態は、装置の製造が容易であり、融通性を持たせることができる。
２つの検出器の配置はフィルタ出力の応答交差点を決定する。交差点波長の位置
は、一方の検出器を他方に対して移動して、応答性を上げて交差点波長を変化さ
せるように調整するか、または両方を中間点に対して対称にして、応答性は上が
るが交差点波長は変化しないように調整する。
【００１３】 ２つの検出器は必ずしも必要でない。第２の実施形態では、単一の検出器が、
そのアクティブ領域がフィルタにおいて空間的に変化するように、空間可変フィ
ルタを基準にして配置されている。
【００１４】 別の単一検出器の実施形態では、リニヤ電荷結合素子を使用する。各素子が単
一波長部分を検出する。
【００１５】 別の構成では、本発明は波長分割多重レーザダイオード通信システムを構成し
、複数のチャネルサブシステムを備えている。各サブシステムは波長フィードバ
ック制御系に空間可変フィルタを使用している。
【００１６】 システムの具体例によっては、空間可変フィルタをサブシステム間で共有し、
単一の空間可変フィルタを複数のサブシステムに使用している。さらに、電荷結
合素子のような検出器アレーを複数のサブシステムの制御系で使用できる。
【００１７】 一般に、その他の構成では、本発明は、空間可変フィルタを使用するレーザダ
イオード通信システムを制御する方法に関する。さらに、その空間可変フィルタ
を使用して、波長分割多重光通信システムを校正できる。
【００１８】 本発明の上述およびその他の特徴は、構造および部品組合せの多くの斬新な内
容、ならびにその他の利点を有しており、さらに具体的に添付図面を参照して説
明し、特許請求範囲に述べることとする。本発明を実施する特定の方法と装置は
、例示して示しているが、本発明を限定するものではない。本発明の原理と特徴
は、本発明の範囲を逸脱することなく、各種の多数の実施形態に使用できる。
【００１９】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図１は、レーザダイオード通信装置１００のブロック図であり、本発明の原理
に従って構成されている。これらの装置では一般に、レーザダイオード１１０が
、その前面の部分的反射または無反射ファセット１１４で光信号を発生する。１
つの実施形態では、レーザダイオードは、１．５μｍ付近で調整できる分布帰還
レーザである。
【００２０】 情報は、情報信号１１８に応じてレーザダイオード注入電流を変調することに
より光信号１１２に符号化される。特に、注入電流制御器１１６は、通常通信装
置１００の外部にあり、情報信号１１８および装置１００からのフィードバック
パワーの誤差信号１２０を受取る。制御器１１６はレーザダイオード１１０の注
入電流を変調して、情報信号を符号化すると共に、所定の光パワー出力を定格に
維持して、装置破壊限界値とユーザー設計仕様の両方に適合させる。
【００２１】 しかし、本発明の注目すべき点は、その他のレーザ光システムにも適合するこ
とである。たとえば、別の実施形態では、レーザをレーザダイオードおよび別個
の変調器と置換えできる。このようなシステムでは、一般に、レーザはＣＷ (continuous-wave) モードで作動し、情報信号は変調器に供給される。
【００２２】 光信号１１２は、一般に通信装置１００の外部にあるか、またはファイバピグ
テールとして接続されている光ファイバ１０を介して伝播する。コリメートレン
ズ１２２および結合レンズ１２６を使用して、光信号１１２を光ファイバに接続
して、典型的な実施形態の伝送を行う。一般に２つの偏光子およびこれらの間に
位置するファラデー旋光器を有する光アイソレータ１２４を用いてアイソレーシ
ョンする。しかし、これとは別に、その他の結合システムで置換えることもでき
る。また使用目的によっては、ファイバピグテール端面レンズを、個別の偏光子
／旋光器／アイソレータと共に（または無しで）使用することもできる。
【００２３】 また一般的には、レーザダイオード１１０の温度は、熱電冷却器１２８により
制御される。これらの装置を使用して、レーザダイオードから、熱を奪うかまた
は加熱して、一定の動作温度に維持し、光信号１１２の波長を安定化する。サー
ミスタ１３０を使用してレーザダイオード１１０の温度を検出する。サーミスタ
は温度信号を発生し、その信号を温度制御回路１３１が受取る。この制御回路は
波長誤差信号と、レーザダイオードを加熱または冷却する熱電冷却器１２８の動
作を調整する温度信号の両方を使用する。パワーアップの期間中、レーザダイオ
ード波長は検出部（１４０、１４２）のキャプチャレンジ内に入るように調整さ
れる。通常の動作期間中は、温度調整回路１３１は熱電冷却器１２８を制御して
、所望の波長を追跡する。この動作中、サーミスタを監視して、温度がレーザダ
イオードまたはその他の回路を破壊するような、高および／または低温度限界値
を越えないことを確認する。
【００２４】 本発明によれば、光信号の少なくとも一部１３２をモニターして、レーザダイ
オードの瞬間的動作波長を検出する。図示した例によれば、レーザダイオード１
１０の背面の反射ファセット１３４から出た光を検出することにより、光信号を
適当にサンプリングする。好ましい実施形態では、光信号のサンプリングされた
部分は、コリメートレンズ１３６を通過する。そこから、サンプリングされた光
は空間可変フィルタ１３８で濾過される。好ましい実施形態では、フィルタ１３
８は、通過帯域がフィルタ面に沿ったｘ方向に直線的に変化するリニア可変フィ
ルタ素子から構成されている。
【００２５】 本実施形態では、２つの検出器、検出器Ａ１４０および検出器Ｂ１４２が、フ
ィルタ１３８上の２つの異なる位置を通過する濾過された信号を検出する。それ
ぞれの検出器応答の指示値は波長およびパワー誤差回路（監視回路）１４４に供
給される。一般にこの回路では、検出器Ａ１４０の応答と検出器Ｂ１４２の応答
間の差に基づく波長誤差信号１４５を発生して、温度制御回路１３１を介して熱
電冷却器１２８を制御する。回路１４４は、装置の外部のユーザーに利用され、
かつ注入電流制御器１１６で使用されるパワー誤差信号１２０を発生する。パワ
ー誤差信号１２０は、検出器１４０と１４２の組み合わせ応答（合成応答）を基
本にするのが好ましい。
【００２６】 図２は、空間可変フィルタ１３８および検出器１４０、１４２の配置を示す。
特に、レーザダイオード１１０の背面ファセット１３４からの光１３２は、コリ
メートレンズ１３６を通過して、空間可変フィルタ素子１３８上に単一、一体形
の好ましくは楕円形状の照射領域１５０を形成する。検出器１４０、１４２はフ
ィルタ１３８の背後に横に並べて配置されている。好ましい実施形態では、フィ
ルタは長さ約５００マイクロメートルで、その前面に沿って波長で０．８マイク
ロメートルの変化を有する。
【００２７】 図３は、空間可変フィルタ素子上の空間位置ｘの関数として、通過帯域の中心
周波数をプロットしたものである。フィルタ素子における通過帯域の中心周波数
はフィルタ上の空間位置に依存する。
【００２８】 図４は、典型的は通過帯域を示すものであり、透過光パワーを波長の関数とし
てプロットしている。フィルタ素子上の所定の位置Ｘ0 において、フィルタ素子
の通過帯域で特有の中心周波数λ（Ｘ0)を有する。またフィルタ素子は、相対的
に一定の規定された通過帯域（Ｂ）を有する。この通過帯域は、フィルタ素子の
所定位置における光の透過波長を規定する。特に、空間位置Ｘ0 において、実質
的にはλ（Ｘ0)−０．５Ｂからλ（Ｘ0)＋０．５Ｂの間の光のみが透過する。
【００２９】 図５に、フィルタ素子１３８に対する位置によって、検出器Ａ１４０および検
出器Ｂ１４２が応答するスペクトルを示す。特に、検出器Ａ１４０は空間可変フ
ィルタ素子１３８の前に置かれ、波長λA を中心にする通過帯域を有する。検出
器Ｂ１４２は空間可変フィルタ素子１３８の異なる部分の前に置かれ、波長λB を中心にする通過帯域を有する。好ましい実施形態の制御方式では、通信装置１
００の指定波長はλn であり、１つの特定の具体例では、λA とλB の間の中間
にある。その結果、波長およびパワー誤差回路１４４は波長誤差信号を発生して
ダイオードの波長を制御し、例示した実施形態では、熱電冷却器１２８を介して
波長制御が達成される。検出器１４０、１４２の応答は平衡が保たれており、し
たがってフィードバック制御を実行してレーザダイオードの波長をλn に維持す
る。
【００３０】 本実施形態の構成では、特に製造上の容易性とで融通性を備える。２つの検出
器の位置は、フィルタ出力の応答の交差点を決定する。交差点の波長λn の応答
（交差点での強度ｍ）および位置の両方は、一方の検出器を他方に対して移動す
ることにより調整可能である。これによって応答強度とλn が変化する。これと
は別に、両方の検出器の位置を中間点に対して等しく移動できる。この場合の応
答は、検出器を相互に近付けるか離すかによって上昇または低下するが、λn は
変化しない。
【００３１】 同じように、一対の検出器に対してフィルタ素子１３８を移動して、λA 、λ n 、λB を変化させ、最初の検出器セットアップで与えられた感度の関係を損な
うことなく、異なる指定波長に適応させる。この機能は、多くの（４５〜９０ま
たはそれ以上）チャネルを有するＷＤＭシステムにレーザユニットを供給するの
に必要な製造在庫品に関して、特に重要である。汎用モジュールは、可能なチャ
ネルの範囲に渡って作動するように製造できる。一般に、特定のＤＦＢレーザは
、たとえば１２チャネルに渡って調整可能なように製造できる。この汎用モジュ
ールは在庫がある。特定のチャネル用のモジュールが必要なときは、そのチャネ
ルを範囲に含む汎用モジュールを選択して、そのモジュールが所定の周波数で動
作するように可変フィルタを取り付けて、調整／設定する。
【００３２】 図６は、波長分割多重モジュール２００中のチャネルサブシステムとしての通
信装置１００の具体例を示す。このようなシステムでは、各サブシステムのレー
ザダイオードを制御して、レーザダイオード技術の調整可能範囲内の異なる波長
λ1 〜λk で動作させる。たとえば、１つの提案システムでは、レーザダイオー
ドの公称中心周波数を１９５．９〜１９１．７テラヘルツ（ＴＨｚ）に、最小チ
ャネル間隔１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）を有するように拡張する。対応する波長
中心は、１５３０．３３〜１５６３．８６ｎｍに、約０．８ｎｍ間隔で拡張され
る。このシステムでは、数十から数百の分割チャネルが同一の単一モード光ファ
イバ１０中を伝送され、非多重システムに比較して、ファイバの全体のデータ伝
送率は著しく増大する。
【００３３】 装置がモジュール２００内で協働して動作する場合は、特定の部品はサブシス
テム１００間で共有される。たとえば、各サブシステム内の別個の検出器１４０
、１４２は、具体例によっては検出器アレーまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）アレ
ーと置換えられて、モジュールのコストを低減する。さらに単一の長尺部材のフ
ィルタ素子が全体のモジュール用に使用される。特定のサブシステムの各々はそ
の長尺部材の一部分のみを利用する。さらに、波長誤差信号回路を別個の機能回
路としてサブシステム間に配置したり、すべてのサブシステムの一元化した制御
を共有したアナログ／デジタル制御器回路に提供したりできる。
【００３４】 図７は、レーザダイオード通信装置における第２の実施形態のブロック図であ
る。この実施形態は、単一の検出器１４３を使用する点だけが第１の実施形態と
異なっている。この検出器１４３は、その応答振幅がサンプリングされた光信号
１３２からの変化波長に応じて変化するように、可変フィルタ１３８に対応して
配置されている。
【００３５】 図８は検出器１４３および空間可変フィルタ１３８のブロック図である。検出
器１４３自体、または検出器用の別個の妨害物は、フィルタの空間的変化の方向
に形付けられて、波長依存機能を備える。たとえば、レーザダイオード１１０の
波長が長くなる場合は、フィルタ素子１３８の透過部分がｘの正方向に移動する
。ｘの正方向では、検出器１４３のアクティブ領域が増加して、所定の波長に対
する感度が大きくなる。その結果、波長誤差信号回路１４４が熱電冷却器１２８
を調節して、検出器の応答を所定のレベルに維持する。図示した例では、回路１
４４はダイオード温度を調節して、波長λn を追跡する。
【００３６】 図７に戻ると、検出器１４３はパワー制御に使用するのは容易でないため、パ
ワー誤差信号１２０を発生するのに別のパワー検出器１５２を必要とする。
【００３７】 別の実施形態では、ＣＣＤタイプの検出器が使用される。これらは、リニアタ
イプが好ましく、ＣＣＤ素子は空間可変フィルタ素子の変化方向に延びて配置さ
れる。ＣＣＤの各素子は個別の波長部分を検出する。レーザダイオードの波長を
制御して、各々で検出された波長部分の強度信号における所定の関係を維持する
。
【００３８】 本発明では分布帰還レーザの組合せ使用について説明してきたが、その他のタ
イプのレーザ・ダイオード装置または他の波長調整レーザにも広く適用可能であ
る。たとえば、ファブリペロレーザおよび分布型ブラッグ反射レーザなどの、温
度制御されたレーザ装置を使用することもできる。さらに、空洞共振器内のグレ
イティングを調整して波長を可変にした外部キャビティレーザを代わりに使用で
きる。このような具体例では、波長誤差信号を使用して動作素子、たとえば圧電
素子を制御し、物理的にグレイティングを回転して波長を調整する。
【００３９】 図９は、反射空間可変フィルタ素子を使用する、本発明の別の実施形態を示す
。この場合の重要な可変性は、フィルタ素子の透過光でなく反射光にある。特に
レーザダイオードの背面ファセット１３４から放射された光１３２は、レンズ１
３６でコリメートされた後に、空間可変フィルタ１３８−１によって、フォール
ドミラーとして方向を変えられる。一構成において、検出器Ａ１４０および検出
器Ｂ１４２が光を受光して、前述のように、パワーと誤差信号１２０、１４５を
提供する。具体例によれば、空間可変フィルタ素子１３８−１は、ノッチ、リニ
ア変化フィルタまたは代替方法としてローパスもしくはハイパスまたはバンドパ
スフィルタ素子である。
【００４０】 図１０は、調整可能レーザ装置構成における本発明のさらに別の実施形態を示
す。この実施形態では、レーザ増幅器１１０−２がレーザダイオードと置き換わ
っている。増幅器１１０−２で発生した光１１２は変調器１１１に伝送される。
好ましい実施形態では、変調器は表面加工された部分的反射ファセットを有し、
そのファセットが共振器の出口ファセットを画定する。増幅器１１０−２の他端
から出た光１３２は、レンズ１３６−２により空間可変フィルタ素子１３８−２
上に集束する。特に、空間可変フィルタ素子１３８−２は、ノッチ、リニア、リ
ニア可変フィルタ（ＮＬＶＦ）であり、フィルタ素子に沿った各位置において狭
い周波数帯域だけを反射する。これら反射周波数は、フィルタ素子の全長に渡っ
て空間的に可変で、リニアに変化するのが好ましい。好ましい実施形態では、増
幅器１１０−２の背面ファセット１３４から出た光は、ＮＬＶＦ上に焦点を合わ
せるかまたはコリメートされる。これにより、増幅器１１０−２に狭帯域幅フィ
ードバックがされて、ほぼ単一の周波数レーザを作りだす。その結果、レーザ増
幅器は、この反射波長範囲に固定される。
【００４１】 この設計の利点の１つは、波長の監視と制御が容易に実行できることである。
ＮＬＶＦ１３８−２の背後の２つの空間的に離れた検出器１４０、１４２が、そ
の位置関係により別々に動作するために、検出器Ａ１４０と検出器Ｂ１４２の応
答間の減算つまり差異を基にした制御方式になる。このシステムの１つの利点は
、ファブリペロ型レーザには必要な位相補償器を必ずしも必要としないことであ
る。
【００４２】 最後の図１１には、前述の実施形態の１つの可能な改良例を示す。場合によっ
ては、製造時に空間可変フィルタ素子を固定して、装置の動作周波数を固定する
ことが望ましいこともある。これは、設定−解除方法に類似している。代替方法
として、本発明では製造後のユーザー調整を可能にできる。特に、アーム１６２
を介して、フィルタアクチュエータ１６４を空間可変フィルタ素子１３８に連結
し、ｘ軸に沿ってリニア可変フィルタ素子１３８を移動（つまり、滑り運動）で
きる。一具体例では、アクチュエータ１６４は簡単な止めネジであり、好ましく
はその頭がモジュールの外部から調整できる。代替方法として、スマートフィル
ム、メモリメタルおよび圧力結晶を基本にしたシステムなどのその他の方法に加
えて、超小型電気機構システムタイプ（ＭＥＭＳ：microelectrical mechanical
system ）のアクチュエータにより、開ループまたは閉ループのどちらでも電気
的に制御調整が可能である。
【００４３】 本発明を好ましい実施形態を基にして詳細に例示し説明してきたが、当業者に
は、特許請求の範囲に定義する本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形態
および細部の各種の変更が可能なことは理解できるところである。これら当業者
は、通常の実験の必要もなく、ここに詳細に説明した本発明の特定の実施形態に
対する多くの均等物を認識または確認できることであろう。このような均等物は
本特許請求の範囲内に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】 添付図面において、同一の参照符号は異なる図面でも同一の部品を指す。図面
は必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を表すために強調してある。
【図１】 本発明によるレーザダイオード通信装置を示すブロック図である。
【図２】 本発明の通信装置におけるフィルタと検出器の概略斜視図である。
【図３】 空間可変フィルタ素子の空間的なフィルタ位置の関数としての中心周波数通過
帯域のプロットである。
【図４】 任意の位置Ｘ0 における空間可変フィルタの波長の関数としての透過光パワー
のプロットである。
【図５】 レーザダイオードからの光信号の関数としての検出器応答のプロットである。
【図６】 本発明によるレーザダイオード通信装置の実施形態を示すブロック図であり、
波長分割多重レーザダイオード通信システムのチャネルサブシステムである。
【図７】 本発明の第２の実施形態によるレーザダイオード通信装置のブロック図である
。
【図８】 通信装置の第２の実施形態における検出器と空間可変フィルタの配置関係を示
す平面図である。
【図９】 反射空間可変フィルタを使用する別の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図１０】 特定の波長に固定するノッチリニヤ変化フィルタ素子を備えた半導体増幅器を
使用する別の実施形態である。
【図１１】 モジュールのアクチュエータを使用して空間可変フィルタを素子調整できるこ
とを示す概略斜視図であり。
【符号の説明】
１０…光ファイバ、１００…レーザ通信装置（チャネルサブシステム）、１１
０…レーザ装置、１１０−２…増幅器、１１１…変調器、１１２…光信号、１２
０…合成応答、１３１…制御回路、１３４…背面ファセット、１３８…空間可変
フィルタ素子、１３８−２…ノッチ可変フィルタ素子、１４０，１４２…検出器
、１４４…監視回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/06 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 バロウ・スコット アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01720，アクトン，チェスナット ストリ ート ４ (72)発明者 マーマン・イルヤ アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01851，ロウェル，ウエストビュー ロー ド 88 Ｆターム(参考） 5F073 AB25 BA02 EA03 EA04 EA12 GA12 GA24 5K002 AA01 CA05 CA09 CA13 DA02 EA05

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光信号を発生するレーザ装置と、 前記レーザ装置から発生した前記光信号の少なくとも一部を受光するように配
    置された空間可変フィルタ素子と、 前記空間可変フィルタ素子によって受光および濾過された前記光信号の一部を
    検出する少なくとも１つの検出器と、 少なくとも１つの検出器の応答を使用して、前記レーザ装置の波長を制御する
    制御回路とを備えたフィードバック制御レーザ通信装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記空間可変フィルタ素子が空間的に変
    化する通過帯域を有するレーザ通信装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記空間可変フィルタ素子およ
    び前記少なくとも１つの検出器が、前記レーザ装置の背面ファセットからの光を
    濾過および検出するように配置されているレーザ通信装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、さらに、前記空間可変
    フィルタ素子に対応して配置され、前記装置の指定中心周波数に対してそれぞれ
    高い周波数および低い周波数の光を検出する少なくとも２つの検出器を備えたレ
    ーザ通信装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記制御回路が前記レーザ装置の波長を
    調整して、前記両検出器からの応答振幅の関係を所定の関係に維持するレーザ通
    信装置。
  6. 【請求項６】 請求項４または５において、前記レーザ装置のパワー出力が
    、前記両検出器の合成応答に従って変調されるレーザ通信装置。
  7. 【請求項７】 請求項１において、前記検出器が前記空間可変フィルタ素子
    に対応して配置され、そのアクティブ領域がフィルタにおいて空間的に変化する
    レーザ通信装置。
  8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかにおいて、前記装置がモジュール
    内に組込まれているレーザ通信装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれかにおいて、前記装置の温度を制御
    することによって、前記レーザ装置の前記波長を制御するレーザ通信装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から８のいずれかにおいて、前記装置の空洞共振
    器内のグレイティングを制御することによって、前記レーザ装置の前記波長を制
    御するレーザ通信装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれかにおいて、前記検出器がリニ
    ア電荷結合素子を備えたレーザ通信装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかにおいて、前記レーザ装置が
    、情報信号で変調されるレーザダイオードであるレーザ通信装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１から１１のいずれかにおいて、前記レーザ装置が
    増幅器であるレーザ通信装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において、さらに、その振幅が前記増幅器から
    の出力を変調する変調器を備えているレーザ通信装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１から１４のいずれかにおいて、前記空間可変フィ
    ルタ素子が空間的に変化する透過通過帯域を有するレーザ通信装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１から１５のいずれかにおいて、前記空間可変フィ
    ルタ素子が空間的に変化する反射通過帯域を有するレーザ通信装置。
  17. 【請求項１７】 光ビームを発生するレーザダイオードと、 前記レーザダイオードで発生する前記光ビームの少なくとも一部を受光するよ
    うに配置された空間可変フィルタ素子と、 前記空間可変フィルタ素子によって受光または濾過された光ビームの一部を検
    出する検出器と、 前記検出器の応答を使用して前記レーザダイオードの波長を監視する回路とを
    備えたレーザ波長監視システム。
  18. 【請求項１８】 複数のチャネルサブシステムであって、 入力信号に応じて変調されて、光信号を発生するレーザダイオードと、 前記レーザダイオードから発生した光信号の少なくとも一部を受光するよう
    に配置された空間可変フィルタと、 前記空間可変フィルタで受光および透過された光信号の一部を検出する少な
    くとも１つの検出器とを備えた複数のチャネルサブシステムと、 前記サブシステムの検出器の応答を使用して、前記レーザダイオードの光信号
    波長を制御する制御回路とを備えた波長分割多重レーザ通信システム。
  19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記サブシステムからの前記光信号
    が単一の光ファイバに結合されるレーザ通信システム。
  20. 【請求項２０】 請求項１８において、前記空間可変フィルタ素子が複数の
    サブシステム間で共有されているレーザ通信システム。
  21. 【請求項２１】 請求項１８において、前記制御回路が前記レーザダイオー
    ドの前記波長を調整して、前記それぞれのダイオードの前記検出器からの応答振
    幅間を所定の関係に維持するレーザ通信システム。
  22. 【請求項２２】 レーザ装置を変調して入力信号に応じた光信号を発生し、 前記レーザ装置によって発生した前記光信号の少なくとも一部を空間可変フィ
    ルタ素子によって濾過し、 前記濾過された光信号を検出し、 前記光信号に応答して前記レーザ装置の波長を制御するレーザ通信システムの
    制御方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２２において、さらに、前記レーザ装置の背面ファ
    セットからの前記光信号を濾過するように、前記空間可変フィルタ素子を配置す
    るレーザ通信システムの制御方法。
  24. 【請求項２４】 レーザを変調してビームを発生し、 前記レーザから発生する前記ビームの少なくとも一部を空間可変フィルタ素子
    によって濾過し、 前記濾過されたビームを検出し、 前記濾過されたビームに応答して前記レーザの波長を監視するレーザシステム
    の波長監視方法。
  25. 【請求項２５】 波長分割多重光通信システムを校正する方法であって、 前記システム用のモジュール内に、異なる波長で変調される光信号を発生する
    複数のチャネルサブシステムを組込み、 前記チャネルサブシステムから発生する前記光信号の少なくとも一部を空間可
    変フィルタ素子によって濾過し、 前記濾過された光信号に応答して前記サブシステムのそれぞれの波長を校正す
    る波長分割多重光通信システムの校正方法。
  26. 【請求項２６】 増幅光を発生するレーザ増幅器と、 情報信号に応答して前記光を変調する変調器と、 光を前記レーザ増幅器にフィードバックして、狭周波数帯域で動作させるノッ
    チ可変フィルタ素子とを備えたレーザ通信システム。
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