JP2002156670A - 多波長発生装置 - Google Patents
多波長発生装置Info
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Abstract
法を用いて、波長多重伝送に必要な多数の波長の光信号
を安価な構成で発生させること。 【解決手段】 単一の波長で発光する光源1の出力を2
分割し、それぞれの分割光に対して、同一周波数でかつ
正弦波或いは余弦波の変調信号を用いて異なる変調指数
の角度変調を行い、この異なる変調指数の両者の光の偏
波面を直交させて合波する。
Description
要な多数の波長の光信号を発生させることが可能な、多
波長発生装置に関する。
においては、一定の波長間隔で光出力レベルの揃った複
数の光源が必要となる。
生方法としては、極短光パルスによる方法、光ファイバ
の非線形効果による方法等、多数検討されている。
秒オーダーのパルス幅のパルス列発生、あるいは非線形
効果を得るため、高出力光の発生等が必要となってい
る。
ル平坦化を行うために、逆特性を持つ光フィルタの挿入
等も行われる。
低コストで発生させようとすると、よりシンプルな手法
が必要となるが、このようなシンプルな手法を用いた例
は従来技術にはない。
等の挿入は、発生したそれぞれの波長の出力を低下させ
るために、極力、光出力が低下してしまう。
波変調の組み合わせという手法を用いて、波長多重伝送
に必要な多数の波長の光信号を安価な構成で発生させる
ことが可能な多波長発生装置を提供することにある。
光信号から、多数の波長の光信号を発生する多波長発生
装置であって、単一波長の光信号を発生する単一光源
と、前記単一光源により発生された前記単一波長の光信
号を2分割して、分割光を生成する分割手段と、同一周
波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波からなる変
調信号を作成する振幅調整手段と、前記振幅の異なる変
調信号を用いて、前記分割された各々の分割光に対して
角度変調を行うことによって、変調指数が互いに異なる
各分割光を作成する角度変調手段と、前記変調指数が互
いに異なる各分割光の偏波面を直交させて合波すること
によって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する
多数の光信号を出力する合波手段とを具えることによっ
て、多波長発生装置を構成する。
直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置し
てもよい。
調器によって構成し、マッハツェンダ型の位相変調器を
通過して合波手段により合波される合波位置の直前の一
方の光路上に偏波面を90度回転させる偏光回転子、又
は、合波位置の直前の両方の光路上に偏波面を45度回
転させる偏光回転子を配置し、それぞれの分割光の偏波
面を直交させた状態で合波してもよい。
れる各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長
の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに
設定する。
〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.
2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.
8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、
〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔1
1.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔1
4.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔1
8.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕の
いずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指
数を設定してもよい。
実施の形態を詳細に説明する。
形態を、図1〜図4に基づいて説明する。
する。
手法としては、一定周波数fmの正弦波或いは余弦波の
信号を用いて、単一光源からのキャリア周波数fcに対
して角度変調(周波数変調と位相変調とを含む)を行う
ことにより、光源のキャリア周波数fcを中心に周波数
fmのn倍の波長の異なる多数の光信号を出力すること
ができる。ただし、各波長の光信号の出力レベルは、第
1種のn次ベッセル関数で表され、レベルが不揃いとな
る。
単一波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれの
分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦波
の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行い、
この角度変調された異なる変調指数の分割光を当該光の
偏波面を直交させて、それぞれの電力和として合致させ
ることによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを
有する多数の光信号を出力する。
分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信
号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定す
る。
るとき、合波角度が45°等の角度では合波できず、偏
波面を直交させる必要があるためである。
は、直交する場合は互いの偏波が干渉しないために電力
和となるが、直交しない場合は各電界の位相状態がπだ
け異なる周波数があり、打ち消されてしまい、電力和を
構成することができないからである。
る。
成例を示す。
光源である。例えば、キャリア周波数fc=200TH
zの信号を発生する。
2分割された偏波型の光ファイバとしての偏波保持ファ
イバである。
3dB光スプリッタやハーフミラー等の周知の光分離素
子を光路上に配置することによって容易に分割すること
が可能である。
変調を行う、LN(=LiNbO3)角度変調器であ
る。このLN角度変調器4,5は、偏波保持ファイバ
2,3と接続されている。
ァイバ2,3から伝送された各分割光の互いの偏波面を
直交させて結合させる機能をもつ。
=10GHz)で発振する発振器である。
整を行う振幅調整器である。振幅調整器11,12は、
通常の増幅器等によって構成され、その出力は角度変調
器4,5にそれぞれ入力される。
振幅調整器11,12から各々出力された振幅の異なる
変調信号を用いて、分割された各々の分割光に対して角
度変調を行って、変調指数mfが互いに異なる各分割光
を作成する。
f=(キャリア周波数fcの最大偏移)/(変調周波数
fm)とする。1例として、変調指数mf=52GHz
/10GHz=5.2となる。
各分割光は、偏波保持ファイバ2,3を介して、偏波型
光結合器6に互いの偏波面が直交されて結合される。こ
の結合された両者の光の電力が単純に足し算されること
によって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する
多数の光信号が出力される。
変調を行う場合の構成例である。
変調指数mf=5.2とした場合の構成例である。図2
(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値であ
る。
(すなわち、キャリア周波数fc)、2次(すなわち、
fc+2fm,fc−2fm)の光出力が抑圧されてお
り、まばらな光スペクトル特性となっている。
変調を行う場合の構成例である。
変調指数mf=6.8とした場合の構成例である。図3
(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値であ
る。
m)と3次(すなわち、fc+3fm,fc−3fm)
との光出力が抑圧されている。
両者の光信号の電力を合波することにより、互いの出力
レベルを補い合って、所望とする一定レベル以上の平坦
な光スペクトル特性を得ることが可能となる。
=5.2とmf=6.8にしたときの出力光のスペクト
ル特性(計算値)を示す。
B程度に収まる波(すなわち、相対強度で最大値の半分
程度以上に存在する波、この図4の例では、出力レベル
が相対強度で約0.08以上に存在する波)を波長多重
用の光信号として用いるとすると、13波(波長数)を
採用することが可能である。
光信号としては、f1=fc±fm、f2=fc±2f
m、…、fn=fc±nfmというような波長が異なる
各種の信号が出力される。
変調を例に挙げたが、位相変調の場合にも同様な作用、
効果を有する。
形態を、図5に基づいて説明する。なお、前述した第1
の例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号
を付す。
ッハツェンダ型の位相変調器を用いて構成し、さらに、
分割光の合波位置前の一方又は両方の光路上に偏波面を
所定の角度回転させる偏光回転子20を配置した場合の
例である。
システムで広く用いられているマッハツェンダ型のLN
(=LiNbO3)変調器30を用いる。
は、2股構造によって途中の一部が分岐された光導波路
40と、その分岐された各光導波路40上に設けられた
角度変調部15,16とによって構成される。
の角度変調部15の出力側の合波位置前の一方の光路上
には、偏波面を90度回転させる偏光回転子20が配置
されている。この偏光回転子20としては、薄膜ポリイ
ミド製の1/2波長板、ファラディ回転子等を適用でき
る。
変調部15によって変調指数が異なり角度変調された分
離光は、合波位置の直前に配置された偏光回転子20を
通過することによって、偏波面の偏向方向が変えられ
る。これにより、2つの分割光の合波位置では、各分離
光の互いの偏波面が直交した状態で合波されることにな
る。
いた偏波型光結合器6を合波位置に設ける必要がなくな
り、構成の簡略化を図ることができる。
5度回転させる光学素子を用いてもよく、この場合に
は、合波位置前の角度変調部15,16の両方の光路上
にそれぞれ配置する。
形態を、図6〜図7に基づいて説明する。
の例を示す。
において、互いの光出力レベルを補い合い、合波後の各
波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わ
せを選択する。
変調指数に対する振幅特性(電力)を示しており、振幅
の山と谷が補い合える組み合わせの例である。
たときの多波長発生装置から出力される各波長の光信号
のスペクトル特性を示す。
4.0との組み合わせ例である。3dB程度のバラツキ
におさまる波長数として、7波を採用することができ
る。
8との組み合わせの場合は9波、図7(c)のmf=
8.6と10.1との組み合わせの場合は19波、図7
(d)のmf=11.5と13.1との組み合わせの場
合は27波、をそれぞれが採用することが可能である。
ては、〔1.45と3.0〕、〔3.4と5.2〕、
〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と
8.6〕、〔10.1と11.8〕、〔13.1と1
4.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と1
8.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9
と21.5〕が適切な組み合わせ例であり、これらの値
の近傍に変調指数を設定することによって、互いに補完
しあって、所定以上の出力レベルを揃えることができ
る。
単一の波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれ
の分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦
波の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行
い、この異なる変調指数の両者の光の偏波面を直交させ
て合波するようにしたので、一つの光源から多数の波長
を発生させることが可能となり、また、光スペクトルの
平坦化のための光フィルタも不要となり、元の光源の出
力を最大限有効に活用して多波長化が可能となり、これ
により、一つの光源から光出力の低下を極力抑え、所定
以上の出力レベルを保持した多数の波長の光信号を出力
することができると共に、正弦波変調の組み合わせとい
うシンプルな構成で低コストな多波長発生装置を実現す
ることができる。
装置の構成を示すブロック図である。
(変調指数mf=5.2)を説明する構成図、(b)は
光スペクトル特性を示す特性図である。
(変調指数mf=6.8)を説明する構成図、(b)は
光スペクトル特性を示す特性図である。
ペクトルを示す特性図である。
装置の構成を示すブロック図である。
組み合わせ例を示す説明図である。
る光スペクトルの例を示す特性図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 一定の波長の光信号から、多数の波長の
光信号を発生する多波長発生装置であって、 単一波長の光信号を発生する単一光源と、 前記単一光源により発生された前記単一波長の光信号を
2分割して、分割光を生成する分割手段と、 同一周波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波から
なる変調信号を作成する振幅調整手段と、 前記振幅の異なる変調信号を用いて、前記分割された各
々の分割光に対して角度変調を行うことによって、変調
指数が互いに異なる各分割光を作成する角度変調手段
と、 前記変調指数が互いに異なる各分割光の偏波面を直交さ
せて合波することによって、波長が異なりかつ所定の出
力レベルを有する多数の光信号を出力する合波手段とを
具えたことを特徴とする多波長発生装置。 - 【請求項2】 前記合波手段は、前記各分割光の偏波面
を直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置
したことを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。 - 【請求項3】 前記角度変調手段は、マッハツェンダ型
の位相変調器によって構成され、 前記マッハツェンダ型の位相変調器を通過して前記合波
手段により合波される合波位置の直前の一方の光路上に
偏波面を90度回転させる偏光回転子、又は、合波位置
の直前の両方の光路上に偏波面を45度回転させる偏光
回転子を配置し、 それぞれの分割光の偏波面を直交させた状態で合波する
ことを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。 - 【請求項4】 前記互いに異なる変調指数の値は、合波
される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波
長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせ
に設定したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
かに記載の多波長発生装置。 - 【請求項5】 前記互いに異なる変調指数の組み合わせ
は、 〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.
2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.
8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、
〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔1
1.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔1
4.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔1
8.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕の
いずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指
数を設定したことを特徴とする請求項4記載の多波長発
生装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000350132A JP3727529B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 多波長発生装置 |
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JP3727529B2 JP3727529B2 (ja) | 2005-12-14 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047781A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光周波数コム発生装置及びそれを用いた多波長光源 |
JP2007248660A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | National Institute Of Information & Communication Technology | 超平坦光周波数コム信号発生器 |
US8760752B2 (en) | 2011-03-07 | 2014-06-24 | Alcatel Lucent | Tunable optical frequency comb generator |
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2000
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006047781A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光周波数コム発生装置及びそれを用いた多波長光源 |
JP4636527B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2011-02-23 | 住友大阪セメント株式会社 | 光周波数コム発生装置及びそれを用いた多波長光源 |
JP2007248660A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | National Institute Of Information & Communication Technology | 超平坦光周波数コム信号発生器 |
WO2007108148A1 (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | National Institute Of Information And Communications Technology | 超平坦光周波数コム信号発生器 |
US8023775B2 (en) | 2006-03-15 | 2011-09-20 | National Institute Of Information And Communications Technology | Super flat optical frequency comb signal generator |
US8760752B2 (en) | 2011-03-07 | 2014-06-24 | Alcatel Lucent | Tunable optical frequency comb generator |
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