JP2002185074A - 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム - Google Patents
波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長可変光源素子の出射光の波長検出部をレ
ーザパッケージへ内蔵し、波長可変光源素子の発振波長
の安定化および光出力の制御を可能として、ＤＷＤＭ方
式に使用される半導体レーザの波長安定化のために好適
な波長可変光送信器を得る。 【解決手段】 波長可変光源素子２の出射光の一部を、
直接第２光検出器７でモニタして、ＡＰＣ回路１４でＡ
ＰＣ制御を行うと共に、当該一部を、波長に対して透過
率が変化するフィルタ５を通して第１光検出器６でモニ
タし、このフィルタ出力と直接モニタ出力とを使用して
波長変動を検出しつつ、ＡＦＣ回路１５でＡＥＣ制御を
行う。これにより、構成が極めて簡単化され、小型化及
びローコスト化が可能となる。
ーザパッケージへ内蔵し、波長可変光源素子の発振波長
の安定化および光出力の制御を可能として、ＤＷＤＭ方
式に使用される半導体レーザの波長安定化のために好適
な波長可変光送信器を得る。 【解決手段】 波長可変光源素子２の出射光の一部を、
直接第２光検出器７でモニタして、ＡＰＣ回路１４でＡ
ＰＣ制御を行うと共に、当該一部を、波長に対して透過
率が変化するフィルタ５を通して第１光検出器６でモニ
タし、このフィルタ出力と直接モニタ出力とを使用して
波長変動を検出しつつ、ＡＦＣ回路１５でＡＥＣ制御を
行う。これにより、構成が極めて簡単化され、小型化及
びローコスト化が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長可変光送信器及
びその出力制御方法並びに光通信システムに関し、特
に、波長可変型半導体レーザ素子の出力パワーや波長を
可変制御する波長可変光送信器及びその出力制御方法並
びに光通信システムに関するものである。
びその出力制御方法並びに光通信システムに関し、特
に、波長可変型半導体レーザ素子の出力パワーや波長を
可変制御する波長可変光送信器及びその出力制御方法並
びに光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの爆発的な普及により、
近年ますます伝送容量の拡大が強く求められている。こ
のため、単一の半導体レーザダイオードの波長を用いた
光伝送のみでなく、複数の半導体レーザダイオードを用
い、複数の波長を高密度に多重化した高密度波長分割多
重通信（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multip
lex ）が重要となる。このＤＷＤＭにおいて、半導体レ
ーザダイオードの発振波長間隔は１００ＧＨｚから５０
ＧＨｚや２５ＧＨｚへと狭帯域化が求められている。更
に、必要となる波長数も、８０波から１６０波、３２０
波、６４０波へと、複数波長の半導体レーザダイオード
が必要となる。
近年ますます伝送容量の拡大が強く求められている。こ
のため、単一の半導体レーザダイオードの波長を用いた
光伝送のみでなく、複数の半導体レーザダイオードを用
い、複数の波長を高密度に多重化した高密度波長分割多
重通信（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multip
lex ）が重要となる。このＤＷＤＭにおいて、半導体レ
ーザダイオードの発振波長間隔は１００ＧＨｚから５０
ＧＨｚや２５ＧＨｚへと狭帯域化が求められている。更
に、必要となる波長数も、８０波から１６０波、３２０
波、６４０波へと、複数波長の半導体レーザダイオード
が必要となる。
【０００３】このように、極めて狭帯域の波長間隔を維
持すべく、半導体レーザの波長安定化を図る技術とし
て、従来からいくつかの方法が提案されている。例え
ば、特開平１０−２０９５４６号公報には、半導体レー
ザダイオードから出射される前方光をパッケージ外部の
光カプラにより分岐し、干渉光フィルタにより透過光と
反射光を各々の光検出器で検出する。そして、これ等検
出量の差分量を用いて半導体レーザダイオードの発振波
長を制御している。
持すべく、半導体レーザの波長安定化を図る技術とし
て、従来からいくつかの方法が提案されている。例え
ば、特開平１０−２０９５４６号公報には、半導体レー
ザダイオードから出射される前方光をパッケージ外部の
光カプラにより分岐し、干渉光フィルタにより透過光と
反射光を各々の光検出器で検出する。そして、これ等検
出量の差分量を用いて半導体レーザダイオードの発振波
長を制御している。
【０００４】また、半導体レーザダイオードの後方光を
利用する方法があるが、この方法においては、一般的
に、半導体レーザダイオードの後方出射光を光検出器で
検出し、半導体レーザダイオードからの光出力を一定に
する制御が行われている。一方、発振波長の変動は、温
度を一定に保つ制御を行うことで波長変動を抑えるとい
う構成が用いられている。
利用する方法があるが、この方法においては、一般的
に、半導体レーザダイオードの後方出射光を光検出器で
検出し、半導体レーザダイオードからの光出力を一定に
する制御が行われている。一方、発振波長の変動は、温
度を一定に保つ制御を行うことで波長変動を抑えるとい
う構成が用いられている。
【０００５】このような構成の例として、特開平９−２
１９５５４号公報に開示の技術があり、この技術では、
透過特性が逆の傾斜を有する二つの光フィルタ用いるこ
とにより半導体レーザダイオードの温度を調整し発振波
長を制御するようになっている。
１９５５４号公報に開示の技術があり、この技術では、
透過特性が逆の傾斜を有する二つの光フィルタ用いるこ
とにより半導体レーザダイオードの温度を調整し発振波
長を制御するようになっている。
【０００６】図１４は上記特開平９−２１９５５４号公
報に開示された従来の半導体レーザダイオードの波長制
御装置の構成を示したものである。これは、半導体レー
ザダイオード２２の後方出射光を、その背後に配置され
たビームスプリッタ２３により二分岐し、透過光及び反
射光を互いに透過特性の逆の波長フィルタ２４，２５を
通して受光器２６，２７で検出するというものである。
報に開示された従来の半導体レーザダイオードの波長制
御装置の構成を示したものである。これは、半導体レー
ザダイオード２２の後方出射光を、その背後に配置され
たビームスプリッタ２３により二分岐し、透過光及び反
射光を互いに透過特性の逆の波長フィルタ２４，２５を
通して受光器２６，２７で検出するというものである。
【０００７】各受光器２６，２７で検出された光レベル
に関する信号は制御回路２８，２９により処理され、Ｌ
Ｄ駆動回路３０および温度制御回路３１により半導体レ
ーザダイオード２２の光出力と発振波長が制御される。
この構成では、各受光器２６，２７で検出された光レベ
ルの出力差分に基づいて、発振波長のずれを修正するよ
うに半導体レーザダイオードの温度を変化させることに
より、発振波長が制御される。
に関する信号は制御回路２８，２９により処理され、Ｌ
Ｄ駆動回路３０および温度制御回路３１により半導体レ
ーザダイオード２２の光出力と発振波長が制御される。
この構成では、各受光器２６，２７で検出された光レベ
ルの出力差分に基づいて、発振波長のずれを修正するよ
うに半導体レーザダイオードの温度を変化させることに
より、発振波長が制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したＤＷＤＭ通信
方式では、長間隔が１００ＧＨｚから５０ＧＨｚへと移
行しており、その光送信器として、例えば、図４に示す
様な波長可変光源素子が使用される。通常、半導体レー
ザは素子温度を１０℃変化させると発振波長は約１ｎｍ
変化する。そこで、５０ＧＨｚ間隔でのＤＷＤＭに、こ
の波長可変光源素子を用いるとき、一つの半導体レーザ
を±１０℃温度調整することで５チャンネル分（５０Ｇ
Ｈｚ間隔時）カバーでき、図５に示すように、半導体レ
ーザを２ｎｍ間隔でアレイ化することで、４つの半導体
レーザで２０チャンネルカバーすることができる。
方式では、長間隔が１００ＧＨｚから５０ＧＨｚへと移
行しており、その光送信器として、例えば、図４に示す
様な波長可変光源素子が使用される。通常、半導体レー
ザは素子温度を１０℃変化させると発振波長は約１ｎｍ
変化する。そこで、５０ＧＨｚ間隔でのＤＷＤＭに、こ
の波長可変光源素子を用いるとき、一つの半導体レーザ
を±１０℃温度調整することで５チャンネル分（５０Ｇ
Ｈｚ間隔時）カバーでき、図５に示すように、半導体レ
ーザを２ｎｍ間隔でアレイ化することで、４つの半導体
レーザで２０チャンネルカバーすることができる。
【０００９】この様な構成の波長可変光源素子を使用し
た場合、図４の半導体レーザアレイ３５を構成する半導
体レーザ３５１〜３５４の各波長安定化制御を行う場
合、上記特開平１０−２０９５４６号公報や特開平９−
２１９５５４号公報に開示された従来技術では、波長ず
れを検出するための波長ずれ検出素子の特性である波長
対透過率特性の検出波長域が狭く、よってＤＷＤＭ方式
の様な、複数チャネルの波長の各々に対して、対応波長
の波長ずれ（波長変動）を検出することは不可能であ
る。
た場合、図４の半導体レーザアレイ３５を構成する半導
体レーザ３５１〜３５４の各波長安定化制御を行う場
合、上記特開平１０−２０９５４６号公報や特開平９−
２１９５５４号公報に開示された従来技術では、波長ず
れを検出するための波長ずれ検出素子の特性である波長
対透過率特性の検出波長域が狭く、よってＤＷＤＭ方式
の様な、複数チャネルの波長の各々に対して、対応波長
の波長ずれ（波長変動）を検出することは不可能であ
る。
【００１０】また、上述の特開平１０−２０９５４６号
公報の技術を、ＤＷＤＭの波長安定化方式へ適用したと
しても、前方光を偏波の影響を軽減するために、高価な
偏波保存カプラで分岐する必要がある点、半導体レーザ
モジュールの外部で用いる必要があり、多重波長数が増
大した場合には、これ等波長数に対応して波長ずれ検出
機構を付加することが必要となって実装スペースを多く
必要とする点など、光伝送装置の大型化を招くという問
題が発生する。
公報の技術を、ＤＷＤＭの波長安定化方式へ適用したと
しても、前方光を偏波の影響を軽減するために、高価な
偏波保存カプラで分岐する必要がある点、半導体レーザ
モジュールの外部で用いる必要があり、多重波長数が増
大した場合には、これ等波長数に対応して波長ずれ検出
機構を付加することが必要となって実装スペースを多く
必要とする点など、光伝送装置の大型化を招くという問
題が発生する。
【００１１】また、上記特開平９−２１９５５４号公報
に開示された構成によれば、半導体レーザダイオードの
経時劣化の発振波長安定化において一応の対策を講じる
ことは可能であるが、後方光をコリメート光にせず光検
出器に入射させ制御に十分な受光電流量を得るには、半
導体レーザダイオード直近に光検出器を置く必要があ
り、フィルタをその間へ配置するのは困難である。ただ
し、特開２０００−０１２９５２号公報に開示されてい
るような半導体レーザアレイ、合波器と光増幅領域がモ
ノリシックに集積された波長可変光源素子では、半導体
レーザアレイのためフォトダイオードを用い、後方光を
均一に受光できない。また、光出力を光増幅領域で調整
するため、前方光をモニタし光出力等を制御する必要が
ある。
に開示された構成によれば、半導体レーザダイオードの
経時劣化の発振波長安定化において一応の対策を講じる
ことは可能であるが、後方光をコリメート光にせず光検
出器に入射させ制御に十分な受光電流量を得るには、半
導体レーザダイオード直近に光検出器を置く必要があ
り、フィルタをその間へ配置するのは困難である。ただ
し、特開２０００−０１２９５２号公報に開示されてい
るような半導体レーザアレイ、合波器と光増幅領域がモ
ノリシックに集積された波長可変光源素子では、半導体
レーザアレイのためフォトダイオードを用い、後方光を
均一に受光できない。また、光出力を光増幅領域で調整
するため、前方光をモニタし光出力等を制御する必要が
ある。
【００１２】更に、上記の公報の場合と同様に、多重波
長数が増大した場合には、これ等波長数に対応して波長
ずれ検出機構を付加することが必要となって実装スペー
スを多く必要とする点など、光伝送装置の大型化を招く
という問題が発生する。
長数が増大した場合には、これ等波長数に対応して波長
ずれ検出機構を付加することが必要となって実装スペー
スを多く必要とする点など、光伝送装置の大型化を招く
という問題が発生する。
【００１３】そこで、本発明は上述した従来の半導体レ
ーザダイオードの波長安定化装置の欠点に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、多重波長数
が増大しても、波長可変光源素子の出射光の波長検出部
をレーザパッケージへ内蔵可能とし、また波長可変光源
素子の発振波長の安定化および光出力の制御を可能とし
て、ＤＷＤＭ方式に使用される半導体レーザの波長安定
化のために好適な波長可変光送信器及びその出力制御方
法並びに光通信システムを提供することにある。
ーザダイオードの波長安定化装置の欠点に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、多重波長数
が増大しても、波長可変光源素子の出射光の波長検出部
をレーザパッケージへ内蔵可能とし、また波長可変光源
素子の発振波長の安定化および光出力の制御を可能とし
て、ＤＷＤＭ方式に使用される半導体レーザの波長安定
化のために好適な波長可変光送信器及びその出力制御方
法並びに光通信システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部か
らの制御により複数の異なる波長光の発振が可能な波長
可変光源手段と、前記複数の異なる波長光の各々に対す
る波長変動に応じて透過特性が夫々変化する波長フィル
タ手段と、この波長フィルタ手段の出力に応じて前記波
長可変光源手段の波長変動を補正制御する波長制御手段
とを含むことを特徴とする波長可変光送信器が得られ
る。
らの制御により複数の異なる波長光の発振が可能な波長
可変光源手段と、前記複数の異なる波長光の各々に対す
る波長変動に応じて透過特性が夫々変化する波長フィル
タ手段と、この波長フィルタ手段の出力に応じて前記波
長可変光源手段の波長変動を補正制御する波長制御手段
とを含むことを特徴とする波長可変光送信器が得られ
る。
【００１５】そして、前記波長制御手段は、前記波長可
変光源手段の出射光の一部の前記波長フィルタ手段を経
た出力を検出する第１検出器と、前記波長可変光源手段
の出射光の一部を直接検出する第２検出器と、これ等第
１及び第２検出器の検出出力に応じて前記波長可変光源
手段の波長変動を補正制御する波長制御回路とを有する
ことを特徴とする。
変光源手段の出射光の一部の前記波長フィルタ手段を経
た出力を検出する第１検出器と、前記波長可変光源手段
の出射光の一部を直接検出する第２検出器と、これ等第
１及び第２検出器の検出出力に応じて前記波長可変光源
手段の波長変動を補正制御する波長制御回路とを有する
ことを特徴とする。
【００１６】また、前記波長制御回路は、前記第１及び
第２検出器の検出出力の比に応じて前記波長変動の補正
制御をなすことを特徴とし、更に、前記第２検出器の検
出出力に応じて前記波長可変光源手段の出力レベル制御
をなすレベル制御手段を含むことを特徴とする。更には
また、前記波長可変光源手段の前記異なる波長光の発振
制御を温度制御によりなす第１温度制御手段を含むこと
を特徴とする。
第２検出器の検出出力の比に応じて前記波長変動の補正
制御をなすことを特徴とし、更に、前記第２検出器の検
出出力に応じて前記波長可変光源手段の出力レベル制御
をなすレベル制御手段を含むことを特徴とする。更には
また、前記波長可変光源手段の前記異なる波長光の発振
制御を温度制御によりなす第１温度制御手段を含むこと
を特徴とする。
【００１７】また、前記波長制御手段は、前記波長可変
光源手段の温度制御により波長変動の補正制御をなす第
２温度制御手段を有することを特徴とし、前記波長可変
光源手段は、前記第１及び第２温度制御手段により温度
制御される冷却素子上に搭載されていることを特徴とす
る。また、前記波長フィルタ手段は前記冷却素子上に配
置されており、前記冷却素子の温度制御に起因する前記
波長フィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正する補
正量を前記第２温度制御手段へ付加する温度特性補正手
段を、更に含むことを特徴とする。そして、起動時にお
いて、前記第１温度制御手段を起動して前記波長可変光
源手段の波長を設定し、しかる後に前記第２温度制御手
段を起動するようにしたことを特徴とする。
光源手段の温度制御により波長変動の補正制御をなす第
２温度制御手段を有することを特徴とし、前記波長可変
光源手段は、前記第１及び第２温度制御手段により温度
制御される冷却素子上に搭載されていることを特徴とす
る。また、前記波長フィルタ手段は前記冷却素子上に配
置されており、前記冷却素子の温度制御に起因する前記
波長フィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正する補
正量を前記第２温度制御手段へ付加する温度特性補正手
段を、更に含むことを特徴とする。そして、起動時にお
いて、前記第１温度制御手段を起動して前記波長可変光
源手段の波長を設定し、しかる後に前記第２温度制御手
段を起動するようにしたことを特徴とする。
【００１８】また、前記波長フィルタ手段は、エタロン
フィルタ素子であることを特徴とし、また前記波長可変
光源手段は、各々が温度制御により複数の異なる波長光
の発振が可能な複数の半導体レーザ素子と、これ等半導
体レーザ素子の出射光を合波する光合波器と、この合波
出力を増幅する光増幅器とを有することを特徴とする。
そして、前記波長フィルタ手段は前記光増幅器の出力光
の一部を入力とするよう配置されていることを特徴と
し、前記波長フィルタ手段は前記波長可変光源手段の後
方出射光を入力とするよう配置されていることを特徴と
する。
フィルタ素子であることを特徴とし、また前記波長可変
光源手段は、各々が温度制御により複数の異なる波長光
の発振が可能な複数の半導体レーザ素子と、これ等半導
体レーザ素子の出射光を合波する光合波器と、この合波
出力を増幅する光増幅器とを有することを特徴とする。
そして、前記波長フィルタ手段は前記光増幅器の出力光
の一部を入力とするよう配置されていることを特徴と
し、前記波長フィルタ手段は前記波長可変光源手段の後
方出射光を入力とするよう配置されていることを特徴と
する。
【００１９】そして、上述の波長可変光送信器を、送信
器としてと使用したＤＷＤＭ方式の光通信システムが得
られる。
器としてと使用したＤＷＤＭ方式の光通信システムが得
られる。
【００２０】本発明によれば、外部からの制御により複
数の異なる波長光の発振が可能な波長可変光源手段と、
前記複数の異なる波長光の各々に対する波長変動に応じ
て透過特性が夫々変化する波長フィルタ手段とを含み、
この波長フィルタ手段の出力に応じて前記波長可変光源
手段の波長変動を補正制御するようにした波長可変光送
信器の出力制御方法であって、前記波長可変光源手段の
出射光の一部の前記波長フィルタ手段を経た出力を検出
する第１検出ステップと、前記波長可変光源手段の出射
光の一部を直接検出する第２検出ステップと、これ等第
１及び第２検出ステップの検出出力に応じて前記波長可
変光源手段の波長変動を補正制御する波長制御ステップ
とを含むことを特徴とする出力制御方法が得られる。
数の異なる波長光の発振が可能な波長可変光源手段と、
前記複数の異なる波長光の各々に対する波長変動に応じ
て透過特性が夫々変化する波長フィルタ手段とを含み、
この波長フィルタ手段の出力に応じて前記波長可変光源
手段の波長変動を補正制御するようにした波長可変光送
信器の出力制御方法であって、前記波長可変光源手段の
出射光の一部の前記波長フィルタ手段を経た出力を検出
する第１検出ステップと、前記波長可変光源手段の出射
光の一部を直接検出する第２検出ステップと、これ等第
１及び第２検出ステップの検出出力に応じて前記波長可
変光源手段の波長変動を補正制御する波長制御ステップ
とを含むことを特徴とする出力制御方法が得られる。
【００２１】そして、前記波長制御ステップは、前記第
１及び第２検出ステップの検出出力の比に応じて前記波
長変動の補正制御をなすことを特徴とする。更に、前記
第２検出ステップの検出出力に応じて前記波長可変光源
手段の出力レベル制御をなすレベル制御ステップを含む
ことを特徴とする。更にはまた、前記波長可変光源手段
の前記異なる波長光の発振制御を温度制御によりなす第
１温度制御ステップを含むことを特徴とする。
１及び第２検出ステップの検出出力の比に応じて前記波
長変動の補正制御をなすことを特徴とする。更に、前記
第２検出ステップの検出出力に応じて前記波長可変光源
手段の出力レベル制御をなすレベル制御ステップを含む
ことを特徴とする。更にはまた、前記波長可変光源手段
の前記異なる波長光の発振制御を温度制御によりなす第
１温度制御ステップを含むことを特徴とする。
【００２２】また、前記波長制御ステップは、前記波長
可変光源手段の温度制御により波長変動の補正制御をな
す第２温度制御ステップを有することを特徴とし、ま
た、前記波長フィルタ手段は前記冷却素子上に配置され
ており、前記冷却素子の温度制御に起因する前記波長フ
ィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正する補正量を
前記第２温度制御ステップへ導入する温度特性補正ステ
ップを、更に含むことを特徴とする。そして、起動時に
おいて、前記第１温度制御ステップを起動して前記波長
可変光源手段の波長を設定し、しかる後に前記第２温度
制御ステップを起動するようにしたことを特徴とする。
可変光源手段の温度制御により波長変動の補正制御をな
す第２温度制御ステップを有することを特徴とし、ま
た、前記波長フィルタ手段は前記冷却素子上に配置され
ており、前記冷却素子の温度制御に起因する前記波長フ
ィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正する補正量を
前記第２温度制御ステップへ導入する温度特性補正ステ
ップを、更に含むことを特徴とする。そして、起動時に
おいて、前記第１温度制御ステップを起動して前記波長
可変光源手段の波長を設定し、しかる後に前記第２温度
制御ステップを起動するようにしたことを特徴とする。
【００２３】本発明の作用を述べる。波長可変光源素子
の出射光（前方でも後方でも可）の一部を直接モニタし
てＡＰＣ（自動光出力制御）制御を行うと共に、当該一
部を、複数の波長の各々に対して透過率が夫々に変化す
る波長フィルタを通してモニタし、このフィルタ出力と
直接モニタ出力とを使用して波長変動を検出しつつＡＦ
Ｃ（自動周波数制御）制御を行うようにしている。これ
によって多重波長数が増大しても、構成が極めて簡単化
され、小型化及びローコスト化が可能となる。
の出射光（前方でも後方でも可）の一部を直接モニタし
てＡＰＣ（自動光出力制御）制御を行うと共に、当該一
部を、複数の波長の各々に対して透過率が夫々に変化す
る波長フィルタを通してモニタし、このフィルタ出力と
直接モニタ出力とを使用して波長変動を検出しつつＡＦ
Ｃ（自動周波数制御）制御を行うようにしている。これ
によって多重波長数が増大しても、構成が極めて簡単化
され、小型化及びローコスト化が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ本発明
の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施
例の構成を示す図である。ＤＷＤＭ方式で用いられる波
長可変光源素子２は、図４に示したような構成の半導体
レーザアレイ３５であるために、上述した従来例の各公
報開示の技術のように、後方光をフォトダイオードで均
一に受光できない。また、光出力を光増幅器３７で調整
する必要があるために、前方出射光をモニタして光出力
等を制御する必要がある。そこで、図１に示すように、
波長可変光源素子２の前方出射光を用い、発振波長の安
定化および光出力の制御を行うものである。
の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施
例の構成を示す図である。ＤＷＤＭ方式で用いられる波
長可変光源素子２は、図４に示したような構成の半導体
レーザアレイ３５であるために、上述した従来例の各公
報開示の技術のように、後方光をフォトダイオードで均
一に受光できない。また、光出力を光増幅器３７で調整
する必要があるために、前方出射光をモニタして光出力
等を制御する必要がある。そこで、図１に示すように、
波長可変光源素子２の前方出射光を用い、発振波長の安
定化および光出力の制御を行うものである。
【００２５】図１を参照すると、この第１の実施例は、
大きく分けてモジュール部１と制御部１３とから構成さ
れている。モジュール部１は、波長可変光源素子２と、
この波長可変光源素子２から出射された前方出射光を平
行ビームに変換するレンズ３と、この平行ビームをファ
イバ入射用と波長モニタ用に分岐するためのビームスプ
リッタ４と、このビームスプリッタ４により分岐した平
行ビームの一部を入射光とするエタロンフィルタ５と、
このフィルタ５を通過した平行ビームを受光し電気信号
に変換する第１光検出器６と、ビームスプリッタ４の分
岐光を直接受光して電気信号に変換する第２光検出器７
とを有している。
大きく分けてモジュール部１と制御部１３とから構成さ
れている。モジュール部１は、波長可変光源素子２と、
この波長可変光源素子２から出射された前方出射光を平
行ビームに変換するレンズ３と、この平行ビームをファ
イバ入射用と波長モニタ用に分岐するためのビームスプ
リッタ４と、このビームスプリッタ４により分岐した平
行ビームの一部を入射光とするエタロンフィルタ５と、
このフィルタ５を通過した平行ビームを受光し電気信号
に変換する第１光検出器６と、ビームスプリッタ４の分
岐光を直接受光して電気信号に変換する第２光検出器７
とを有している。
【００２６】モジュール部１は、更に、波長可変光源素
子２の温度を制御するための電子冷却素子８と、温度検
出素子９と、レンズ３により平行にされた平行ビームの
光ファイバ１０からの戻り光が波長可変光源素子２に再
結合するのを防ぐための光アイソレータ１１と、光ファ
イバ１０に結合させるためのレンズ１２と、光ファイバ
１０とを有している。
子２の温度を制御するための電子冷却素子８と、温度検
出素子９と、レンズ３により平行にされた平行ビームの
光ファイバ１０からの戻り光が波長可変光源素子２に再
結合するのを防ぐための光アイソレータ１１と、光ファ
イバ１０に結合させるためのレンズ１２と、光ファイバ
１０とを有している。
【００２７】制御部１３は、波長可変光源素子２の光出
力を一定に保つための自動光出力制御（ＡＰＣ：Automa
tic Power Control ）回路１４と、波長可変光源素子２
の発振波長を制御するための自動周波数制御（ＡＦＣ：
Automatic Frequency Control ）回路１５と、波長可変
光源素子２の温度を一定に保つための自動温度制御（Ａ
ＴＣ：Automatic Temperature Control ）回路１６と、
エタロンフィルタ５の温度特性を補正するための温度補
正回路１７とを有している。
力を一定に保つための自動光出力制御（ＡＰＣ：Automa
tic Power Control ）回路１４と、波長可変光源素子２
の発振波長を制御するための自動周波数制御（ＡＦＣ：
Automatic Frequency Control ）回路１５と、波長可変
光源素子２の温度を一定に保つための自動温度制御（Ａ
ＴＣ：Automatic Temperature Control ）回路１６と、
エタロンフィルタ５の温度特性を補正するための温度補
正回路１７とを有している。
【００２８】波長可変光源素子２の発振波長は、一般に
半導体レーザダイオード部への注入電流と温度に依存し
ているので、ＡＦＣは半導体レーザダイオード部への注
入電流もしくは電子冷却素子８への注入電流によって行
われる。ＡＰＣは半導体レーザダイオード部もしくは光
増幅器部への注入電流により行われる。
半導体レーザダイオード部への注入電流と温度に依存し
ているので、ＡＦＣは半導体レーザダイオード部への注
入電流もしくは電子冷却素子８への注入電流によって行
われる。ＡＰＣは半導体レーザダイオード部もしくは光
増幅器部への注入電流により行われる。
【００２９】この実施例では、波長可変光源素子２から
の前方出射光がレンズ３により平行ビームに変換され、
平行ビームはビームスプリッタ４により分岐される。分
岐された平行ビームの一部はタロンフィルタ５を通過し
て第１光検出器５に入射されて電気信号ａ１に変換され
る。また、レンズ３による平行ビームの他の一部は第２
光検出器６に直接入射され、電気信号ｂ１に変換され
る。
の前方出射光がレンズ３により平行ビームに変換され、
平行ビームはビームスプリッタ４により分岐される。分
岐された平行ビームの一部はタロンフィルタ５を通過し
て第１光検出器５に入射されて電気信号ａ１に変換され
る。また、レンズ３による平行ビームの他の一部は第２
光検出器６に直接入射され、電気信号ｂ１に変換され
る。
【００３０】エタロンフィルタ５は入射する光の波長に
よって透過率が変化するため、そのエタロンフィルタ５
を通過し光電変換された電気信号ａ１は波長可変光源素
子の発振波長の情報を有している。また、電気信号ｂ１
はＡＦＣ回路１５およびＡＰＣ回路１４に送られ、ま
た、電気信号ａ１はＡＦＣ回路１５に送られる。電気信
号ａ１とｂ１との比を波長制御の基準値と比較すること
により、波長可変光源素子２のＡＦＣ制御（波長変動の
補正制御）が行われる。また、電気信号ｂ１を用いて光
出力制御の基準値との比較により、ＡＰＣ制御が行われ
る。
よって透過率が変化するため、そのエタロンフィルタ５
を通過し光電変換された電気信号ａ１は波長可変光源素
子の発振波長の情報を有している。また、電気信号ｂ１
はＡＦＣ回路１５およびＡＰＣ回路１４に送られ、ま
た、電気信号ａ１はＡＦＣ回路１５に送られる。電気信
号ａ１とｂ１との比を波長制御の基準値と比較すること
により、波長可変光源素子２のＡＦＣ制御（波長変動の
補正制御）が行われる。また、電気信号ｂ１を用いて光
出力制御の基準値との比較により、ＡＰＣ制御が行われ
る。
【００３１】ただし、モジュールへの電源投入時などの
システム起動時には、電気信号ａ１，ｂ１がないため
に、温度検出素子９からの信号をもとに自動温度制御
（ＡＴＣ）をかけ、波長可変光源素子２の発振波長が、
ほぼ希望の値になるように制御して波長の安定化を図っ
ておき、しかる後に、ＡＦＣ制御を行って、以降は、こ
のＡＦＣ制御及びＡＴＣ制御、更にはＡＰＣ制御を行う
のである。
システム起動時には、電気信号ａ１，ｂ１がないため
に、温度検出素子９からの信号をもとに自動温度制御
（ＡＴＣ）をかけ、波長可変光源素子２の発振波長が、
ほぼ希望の値になるように制御して波長の安定化を図っ
ておき、しかる後に、ＡＦＣ制御を行って、以降は、こ
のＡＦＣ制御及びＡＴＣ制御、更にはＡＰＣ制御を行う
のである。
【００３２】エタロンフィルタ５は、図３に示すよう
に、平行に配置された２つのミラー間の干渉が生じるこ
とで損失波長特性を持つ。光の干渉は、異なる光路長を
持つ２つの光束が重なったときに、その位相の重ね合わ
せで波長方向に光の強弱が、図２に示すように発生す
る。その位相差は２つの光束の光路差に依存する。この
光路差を示すパラメータとしては、図３に示したフィル
タのキャビティ長ｄと屈折率ｎとの積であるｎｄ積があ
る。
に、平行に配置された２つのミラー間の干渉が生じるこ
とで損失波長特性を持つ。光の干渉は、異なる光路長を
持つ２つの光束が重なったときに、その位相の重ね合わ
せで波長方向に光の強弱が、図２に示すように発生す
る。その位相差は２つの光束の光路差に依存する。この
光路差を示すパラメータとしては、図３に示したフィル
タのキャビティ長ｄと屈折率ｎとの積であるｎｄ積があ
る。
【００３３】このｎｄ積の値が変化すると、フィルタの
透過波長中心が変化する。透過率ピークの間隔はＦＳＲ
（Free Spectral Range ）と呼ばれている。このＦＳ
Ｒは光速をｃとし、フィルタへ垂直入射した場合、 ＦＳＲ＝ｃ／２ｎｄ と示せる。よって、フィルタの厚さｄ、屈折率ｎを選択
することによって、ＦＳＲを設定することができる。ま
た、ｎおよびｄの温度変化があるため１℃あたり中心波
長変動は１ｐｍ〜１０ｐｍとなる。つまり、半導体レー
ザ温度特性の１／１００〜１／１０となる。
透過波長中心が変化する。透過率ピークの間隔はＦＳＲ
（Free Spectral Range ）と呼ばれている。このＦＳ
Ｒは光速をｃとし、フィルタへ垂直入射した場合、 ＦＳＲ＝ｃ／２ｎｄ と示せる。よって、フィルタの厚さｄ、屈折率ｎを選択
することによって、ＦＳＲを設定することができる。ま
た、ｎおよびｄの温度変化があるため１℃あたり中心波
長変動は１ｐｍ〜１０ｐｍとなる。つまり、半導体レー
ザ温度特性の１／１００〜１／１０となる。
【００３４】波長可変光源素子２の構成を図４に示す。
本例では、半導体レーザアレイ３５、光合波器３６、光
増幅器３７がモノリシックに集積化されたものを想定す
る。現在急速に広まっているＤＷＤＭの波長間隔は１０
０ＧＨｚから５０ＧＨｚへと移行している。
本例では、半導体レーザアレイ３５、光合波器３６、光
増幅器３７がモノリシックに集積化されたものを想定す
る。現在急速に広まっているＤＷＤＭの波長間隔は１０
０ＧＨｚから５０ＧＨｚへと移行している。
【００３５】通常、半導体レーザは素子温度を１０℃変
化させると発振波長は約１ｎｍ変化する。そこで、５０
ＧＨｚ間隔でのＤＷＤＭに、この波長可変光源素子を用
いるとき、一つの半導体レーザを±１０℃温度調整する
ことで５チャンネル分（５０ＧＨｚ間隔時）カバーで
き、図５に示すように、半導体レーザを２ｎｍ間隔でア
レイ化することで、４つの半導体レーザで２０チャンネ
ルカバーすることができる。更に、８つの半導体レーザ
を用いれば４０チャンネルをカバーできる。
化させると発振波長は約１ｎｍ変化する。そこで、５０
ＧＨｚ間隔でのＤＷＤＭに、この波長可変光源素子を用
いるとき、一つの半導体レーザを±１０℃温度調整する
ことで５チャンネル分（５０ＧＨｚ間隔時）カバーで
き、図５に示すように、半導体レーザを２ｎｍ間隔でア
レイ化することで、４つの半導体レーザで２０チャンネ
ルカバーすることができる。更に、８つの半導体レーザ
を用いれば４０チャンネルをカバーできる。
【００３６】波長可変光源素子２を用いて波長安定化制
御を行うには、ＦＳＲが５０ＧＨｚのエタロンフィルタ
５を用い、チャンネル毎に同一の透過率が周期的に検出
できればよい。しかし、波長可変光源素子２の波長制御
のために±１０℃の温度調整をなす必要があるので、エ
タロンフィルタ５の波長に対する透過率の温度特性が影
響することになる。
御を行うには、ＦＳＲが５０ＧＨｚのエタロンフィルタ
５を用い、チャンネル毎に同一の透過率が周期的に検出
できればよい。しかし、波長可変光源素子２の波長制御
のために±１０℃の温度調整をなす必要があるので、エ
タロンフィルタ５の波長に対する透過率の温度特性が影
響することになる。
【００３７】そこで、エタロンフィルタ５の温度特性の
影響をなくすために、図１に示した温度補正回路１７を
使用して、この温度補正回路１７による補正信号を、Ａ
ＦＣ回路１５に入力することで行うようにしている。
影響をなくすために、図１に示した温度補正回路１７を
使用して、この温度補正回路１７による補正信号を、Ａ
ＦＣ回路１５に入力することで行うようにしている。
【００３８】図６に、このエタロンフィルタ５の透過特
性の温度特性を含めた特性を示している。波長可変光源
素子２の半導体レーザアレイ中一つの半導体レーザが駆
動されているものとする。素子の温度調整を±１０℃と
することで５チャンネル（５０ＧＨｚ間隔）カバーでき
る。ここで、エタロンフィルタ５の透過率が単調に減少
または増加する波長帯域の中央に初期設定波長λL0が配
置するように設定されているものとする。このときの透
過率をＴ０とする。
性の温度特性を含めた特性を示している。波長可変光源
素子２の半導体レーザアレイ中一つの半導体レーザが駆
動されているものとする。素子の温度調整を±１０℃と
することで５チャンネル（５０ＧＨｚ間隔）カバーでき
る。ここで、エタロンフィルタ５の透過率が単調に減少
または増加する波長帯域の中央に初期設定波長λL0が配
置するように設定されているものとする。このときの透
過率をＴ０とする。
【００３９】λL0付近の波長帯において、発振波長がλ
L0より長いときはＴ０より小さくなり、逆にλL0より短
いときはＴ０より大きくなる。このＴ０時の第１光検出
器６から得られる電流ａ1Lと第２光検出器７の受光電流
ｂ1Lとの比であるａ1L／ｂ1Lが、所定基準値になるよう
に、波長可変光源素子２のＡＦＣ制御を行うのである。
L0より長いときはＴ０より小さくなり、逆にλL0より短
いときはＴ０より大きくなる。このＴ０時の第１光検出
器６から得られる電流ａ1Lと第２光検出器７の受光電流
ｂ1Lとの比であるａ1L／ｂ1Lが、所定基準値になるよう
に、波長可変光源素子２のＡＦＣ制御を行うのである。
【００４０】また、ＡＰＣ制御は、光出力パワーは第２
光検出器７の受光電流ｂ1Lが一定になるように、光増幅
器３７の注入電流を増減させることで行える。
光検出器７の受光電流ｂ1Lが一定になるように、光増幅
器３７の注入電流を増減させることで行える。
【００４１】次に、波長可変光源素子２を温度調整しλ
L0から１００ＧＨｚ離れた２つ隣の波長λL+2 に変化さ
せるとき、エタロンフィルタ５の温度特性により図６の
点Ａに透過率は移動する。同様に、λL+2 に変化させる
と、点Ｂに透過率は移動する。エタロンフィルタ５の温
度特性は線形に変化するため、図７に示すように、図６
の点Ａと点Ｂとを結ぶ直線（実線）で示される特性とは
逆の直線（破線）で示される特性を、温度補正回路１７
にて計算し、補正信号としてＡＦＣ回路１５へ入力し
て、波長可変光源素子２の波長可変時の波長安定化制御
を行うのである。これにより、エタロンフィルタと波長
可変光源素子を同一の電子冷却素子上に配置でき、部品
点数の削減およびモジュールの小型化が可能となる。
L0から１００ＧＨｚ離れた２つ隣の波長λL+2 に変化さ
せるとき、エタロンフィルタ５の温度特性により図６の
点Ａに透過率は移動する。同様に、λL+2 に変化させる
と、点Ｂに透過率は移動する。エタロンフィルタ５の温
度特性は線形に変化するため、図７に示すように、図６
の点Ａと点Ｂとを結ぶ直線（実線）で示される特性とは
逆の直線（破線）で示される特性を、温度補正回路１７
にて計算し、補正信号としてＡＦＣ回路１５へ入力し
て、波長可変光源素子２の波長可変時の波長安定化制御
を行うのである。これにより、エタロンフィルタと波長
可変光源素子を同一の電子冷却素子上に配置でき、部品
点数の削減およびモジュールの小型化が可能となる。
【００４２】なお、図１の構成図は機能ブロック図とし
て示したものであり、図１のモジュール部１の具体的実
施例の構成図を図８に示す。図８において、図１と同等
部分は同一符号にて示していることは勿論である。波長
可変型光源素子２及びエタロンフィルタ５の他に、レン
ズ３、ビームスプリッタ４、第１及び第２光検出器６，
７、温度検出素子９が、全て同一の電子冷却素子８の上
に配置されている状態を示している。なお、４０はモジ
ュールパッケージを示す。
て示したものであり、図１のモジュール部１の具体的実
施例の構成図を図８に示す。図８において、図１と同等
部分は同一符号にて示していることは勿論である。波長
可変型光源素子２及びエタロンフィルタ５の他に、レン
ズ３、ビームスプリッタ４、第１及び第２光検出器６，
７、温度検出素子９が、全て同一の電子冷却素子８の上
に配置されている状態を示している。なお、４０はモジ
ュールパッケージを示す。
【００４３】次に、第２の実施例について説明する。図
９はこの第２の実施例の構成を示す図であり、図１と同
等部分は同一符号にて示している。上記第１の実施例で
は、波長可変光源素子２とエタロンフィルタ５は同一基
板上もしくは同一電子冷却素子上に配置されている。こ
れに対して、本実施例では、図９に示すように、波長可
変光源素子２とエタロンフィルタ５とを、別々の電子冷
却素子８、１９上に実装する。
９はこの第２の実施例の構成を示す図であり、図１と同
等部分は同一符号にて示している。上記第１の実施例で
は、波長可変光源素子２とエタロンフィルタ５は同一基
板上もしくは同一電子冷却素子上に配置されている。こ
れに対して、本実施例では、図９に示すように、波長可
変光源素子２とエタロンフィルタ５とを、別々の電子冷
却素子８、１９上に実装する。
【００４４】上記第１の実施例では、エタロンフィルタ
５の温度特性によるＡＦＣ用信号のずれを温度補正回路
１７により補正していたが、波長可変光源素子２とエタ
ロンフィルタ５を別々に温度制御することにより、温度
補正回路１７の代わりに第２ＡＴＣ回路１８、第２電子
冷却素子１９、第２温度検出素子２０が必要となるが、
その代わりに、エタロンフィルタ５の温度特性を考慮す
る必要がないために、エタロンフィルタ５の実装トレラ
ンスを緩くでき、調整工数が削減できる。
５の温度特性によるＡＦＣ用信号のずれを温度補正回路
１７により補正していたが、波長可変光源素子２とエタ
ロンフィルタ５を別々に温度制御することにより、温度
補正回路１７の代わりに第２ＡＴＣ回路１８、第２電子
冷却素子１９、第２温度検出素子２０が必要となるが、
その代わりに、エタロンフィルタ５の温度特性を考慮す
る必要がないために、エタロンフィルタ５の実装トレラ
ンスを緩くでき、調整工数が削減できる。
【００４５】また、温度補正回路１７に依存しないＡＦ
Ｃにより高精度な波長安定化が行える。以下の制御方法
については、温度補正回路の代わりに、第２電子冷却素
子を制御するための第２ＡＴＣ回路１８を設け、エタロ
ンフィルタ５の温度を一定に制御する。ＡＦＣ，ＡＰＣ
制御については、第１の実施例とほとんど同じであり、
ここでの説明は省略する。
Ｃにより高精度な波長安定化が行える。以下の制御方法
については、温度補正回路の代わりに、第２電子冷却素
子を制御するための第２ＡＴＣ回路１８を設け、エタロ
ンフィルタ５の温度を一定に制御する。ＡＦＣ，ＡＰＣ
制御については、第１の実施例とほとんど同じであり、
ここでの説明は省略する。
【００４６】次に、第３の実施例について説明する。図
１０は第３の実施例の構成図であり、図１，９と同等部
分は同一符号にて示している。本実施例では、図１０に
示すように、ビームスプリッタ４，２１を波長可変光源
素子２の前方出射光を分岐するために配置し、ビームス
プリッタ４で分岐された光は第２光検出器７で受光され
る。他方、ビームスプリッタ２１で分岐された光はエタ
ロンフィルタ５通過後、第１光検出器６で検出される。
これにより、ビームスプリッタ４，２１を２つ使用する
ことで、光検出器の実装トレランスを緩くすることがで
き、光路のずれを抑えることができる。
１０は第３の実施例の構成図であり、図１，９と同等部
分は同一符号にて示している。本実施例では、図１０に
示すように、ビームスプリッタ４，２１を波長可変光源
素子２の前方出射光を分岐するために配置し、ビームス
プリッタ４で分岐された光は第２光検出器７で受光され
る。他方、ビームスプリッタ２１で分岐された光はエタ
ロンフィルタ５通過後、第１光検出器６で検出される。
これにより、ビームスプリッタ４，２１を２つ使用する
ことで、光検出器の実装トレランスを緩くすることがで
き、光路のずれを抑えることができる。
【００４７】本実施例での制御方法については、第１実
施形態と同一なのでここでの説明は省略する。またた、
２つのビームスプリッタ４，２１の代わりに、台形プリ
ズムを用いることでも同様の効果を得ることができるこ
とは明白である。これ等各構成素子の実際の機械的実装
態様についても、図８に示したそれと同等である。
施形態と同一なのでここでの説明は省略する。またた、
２つのビームスプリッタ４，２１の代わりに、台形プリ
ズムを用いることでも同様の効果を得ることができるこ
とは明白である。これ等各構成素子の実際の機械的実装
態様についても、図８に示したそれと同等である。
【００４８】次に、第４の実施例について説明する。第
１の実施例では、エタロンフィルタの温度特性を補正す
るのに、波長可変光源素子２の温度調整時においてもエ
タロンフィルタの透過特性の線形部分に発振波長が入っ
ている必要がある。これに対して、本実施例ではエタロ
ンフィルタ５の特性の非線形部分に発振波長がかかって
いても補正ができる構成を採用するものである。図６に
示した点Ａと点Ｂとが上記非線形領域に存在した場合
は、以下の方法を使用する。
１の実施例では、エタロンフィルタの温度特性を補正す
るのに、波長可変光源素子２の温度調整時においてもエ
タロンフィルタの透過特性の線形部分に発振波長が入っ
ている必要がある。これに対して、本実施例ではエタロ
ンフィルタ５の特性の非線形部分に発振波長がかかって
いても補正ができる構成を採用するものである。図６に
示した点Ａと点Ｂとが上記非線形領域に存在した場合
は、以下の方法を使用する。
【００４９】すなわち、図１１に示すように、温度Ｔの
近傍前後の温度２点をＴi-1 とTi+1とし、各々の第１光
検出器で検出後の電圧値をアナログ／デジタル変換した
値を、Ｙ(T) ，Ｙ(Ti-1)，Ｙ(Ti+1)とする。これらの値
をＲＯＭ等の読出し専用メモリに書き込み、この書き込
んだ値を演算して補正信号とし、ＡＦＣ回路に入力して
波長制御を行うのである。
近傍前後の温度２点をＴi-1 とTi+1とし、各々の第１光
検出器で検出後の電圧値をアナログ／デジタル変換した
値を、Ｙ(T) ，Ｙ(Ti-1)，Ｙ(Ti+1)とする。これらの値
をＲＯＭ等の読出し専用メモリに書き込み、この書き込
んだ値を演算して補正信号とし、ＡＦＣ回路に入力して
波長制御を行うのである。
【００５０】この補正信号として、 −［Ｙ(Ti-1)＋（Ｙ(Ti+1)−Ｙ(Ti-1)) ×（Ｔ−Ｔi-1
）／（（Ｔi+1 ）−（Ｔi-1 ）］ を使用する。これにより、エタロンフィルタ５の温度特
性が大きいとき、または波長可変光源素子２の温度調整
範囲が大きいときにも、この補正信号を用いれば、正確
に波長制御が行えることになる。
）／（（Ｔi+1 ）−（Ｔi-1 ）］ を使用する。これにより、エタロンフィルタ５の温度特
性が大きいとき、または波長可変光源素子２の温度調整
範囲が大きいときにも、この補正信号を用いれば、正確
に波長制御が行えることになる。
【００５１】上記各実施例における波長可変光源素子２
としては、光増幅器の出射側に光変調器が接合されてい
るものや、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector ）レ
ーザやカスケード型ＤＦＢ（Distributed Feedback：分
布帰還型）レーザと光増幅器とを一体化したものを使用
することができる。
としては、光増幅器の出射側に光変調器が接合されてい
るものや、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector ）レ
ーザやカスケード型ＤＦＢ（Distributed Feedback：分
布帰還型）レーザと光増幅器とを一体化したものを使用
することができる。
【００５２】また、波長可変光源素子２は、図４に示す
構成に限定されることなく、波長可変型の素子であれば
良く、またモニタすべき出射光としては、素子の前方光
のみならず、後方光でも良いものである。この場合の構
成を図１２に示しており、図１と同等部分は同一符号に
て示す。本例では、波長可変光源素子２の後方光を受光
して検出すべく、素子２の後方に、ビームスプリッタ４
と第１及び第２の光検出器６´及び７´を配置してい
る。これ等第１及び第２の光検出器６´及び７´はアレ
イ型構造であり、図４に示した半導体レーザアレイ３５
の各半導体レーザ３５１〜３５４の後方出射光をそれぞ
れ受光検出可能になっているものとしている。
構成に限定されることなく、波長可変型の素子であれば
良く、またモニタすべき出射光としては、素子の前方光
のみならず、後方光でも良いものである。この場合の構
成を図１２に示しており、図１と同等部分は同一符号に
て示す。本例では、波長可変光源素子２の後方光を受光
して検出すべく、素子２の後方に、ビームスプリッタ４
と第１及び第２の光検出器６´及び７´を配置してい
る。これ等第１及び第２の光検出器６´及び７´はアレ
イ型構造であり、図４に示した半導体レーザアレイ３５
の各半導体レーザ３５１〜３５４の後方出射光をそれぞ
れ受光検出可能になっているものとしている。
【００５３】本発明の上記各実施例の装置の適用用途と
して、光送信局にこれ等を複数備えることで、各波長の
信号光の波長を近接させて高精度に制御することによ
り、波長多重光伝送装置を構成することができる。ま
た、多波長をカバーできるバックアップ用光源としても
用いられる。すなわち、本発明による波長可変光送信器
を用いた波長多重光伝送装置は、光送信局と、光受信局
と、これら光送受信局を相互接続する光伝送路とを備え
ており、伝送路には減衰した信号を増幅するための光増
幅器を備え、互いに異なる波長の複数の信号光を光送信
局と光受信局間で光伝送する波長多重光伝送装置であ
る。
して、光送信局にこれ等を複数備えることで、各波長の
信号光の波長を近接させて高精度に制御することによ
り、波長多重光伝送装置を構成することができる。ま
た、多波長をカバーできるバックアップ用光源としても
用いられる。すなわち、本発明による波長可変光送信器
を用いた波長多重光伝送装置は、光送信局と、光受信局
と、これら光送受信局を相互接続する光伝送路とを備え
ており、伝送路には減衰した信号を増幅するための光増
幅器を備え、互いに異なる波長の複数の信号光を光送信
局と光受信局間で光伝送する波長多重光伝送装置であ
る。
【００５４】そして、光送信局が本発明による波長モニ
タ内蔵型の波長可変光送信器であって、光導波路（光フ
ァイバ）から出力される信号光の波長が互いに相違する
複数の光送信器と、信号光を波長多重する光合波器とを
備え、光受信局は各信号光を受信する光受信器を備えて
いる構成である。
タ内蔵型の波長可変光送信器であって、光導波路（光フ
ァイバ）から出力される信号光の波長が互いに相違する
複数の光送信器と、信号光を波長多重する光合波器とを
備え、光受信局は各信号光を受信する光受信器を備えて
いる構成である。
【００５５】かかるシステム構成の例を図１３に示す。
図１３において、光送信器５１〜５３が上述した本発明
の光送信器であり、これ等各光送信出力は光合波器５４
で合波されて波長多重信号となって光増幅器５５にて増
幅され、光分岐挿入装置５６へ供給される。この光分岐
挿入装置５６では、光信号のアド／ドロップ（Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ）処理や、他の光増幅器からの波長多重信号と
の多重処理などがなされる。そして光ファイバ５７によ
り伝送され、光分波器５８にて分波され、光受信器５９
〜６１にて受信されることになる。
図１３において、光送信器５１〜５３が上述した本発明
の光送信器であり、これ等各光送信出力は光合波器５４
で合波されて波長多重信号となって光増幅器５５にて増
幅され、光分岐挿入装置５６へ供給される。この光分岐
挿入装置５６では、光信号のアド／ドロップ（Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ）処理や、他の光増幅器からの波長多重信号と
の多重処理などがなされる。そして光ファイバ５７によ
り伝送され、光分波器５８にて分波され、光受信器５９
〜６１にて受信されることになる。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、波
長可変光源素子の出射光（前方でも後方でも可）の一部
を直接モニタしてＡＰＣ制御を行うと共に、当該一部
を、複数の波長の各々に対して透過率が夫々に変化する
波長フィルタを通してモニタし、このフィルタ出力と直
接モニタ出力とを使用して波長変動を検出しつつＡＦＣ
制御を行うようにしており、よって多重波長数が増大し
ても、構成が極めて簡単化され、小型化及びローコスト
化が可能となる。
長可変光源素子の出射光（前方でも後方でも可）の一部
を直接モニタしてＡＰＣ制御を行うと共に、当該一部
を、複数の波長の各々に対して透過率が夫々に変化する
波長フィルタを通してモニタし、このフィルタ出力と直
接モニタ出力とを使用して波長変動を検出しつつＡＦＣ
制御を行うようにしており、よって多重波長数が増大し
ても、構成が極めて簡単化され、小型化及びローコスト
化が可能となる。
【００５７】また、構成をさらに簡素化するために、波
長可変光源素子の波長可変制御のための温度制御用の冷
却素子上に上記フィルタを配置する構成とする場合、こ
のフィルタの波長対透過特性が温度変動するのを逆補正
する補正手段を別に設ければ良いので、更なる小形化が
図れる。もっとも、波長可変光源素子とフィルタとの温
度制御を独立にすれば、当該補正手段は不要となるもの
である。
長可変光源素子の波長可変制御のための温度制御用の冷
却素子上に上記フィルタを配置する構成とする場合、こ
のフィルタの波長対透過特性が温度変動するのを逆補正
する補正手段を別に設ければ良いので、更なる小形化が
図れる。もっとも、波長可変光源素子とフィルタとの温
度制御を独立にすれば、当該補正手段は不要となるもの
である。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】エタロンフィルタの波長対透過率の特性を示す
図である。
図である。
【図３】エタロンフィルタの構造を示す図である。
【図４】波長可変光源素子の構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図５】波長可変光源素子の発振スペクトルの一例を示
す図である。
す図である。
【図６】エタロンフィルタの透過率温度特性の一例を示
す図である。
す図である。
【図７】温度補正信号を説明するための図である。
【図８】図１におけるモジュール部１の具体的構成を示
す図である。
す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の構成図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図１１】本発明の第４実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図１２】本発明において波長可変光源素子の後方光を
利用した場合のモジュール部の構成図である。
利用した場合のモジュール部の構成図である。
【図１３】本発明を適用した場合のＤＷＤＭ方式の光シ
ステムの概略ブロックずてある。
ステムの概略ブロックずてある。
【図１４】従来の波長制御装置の構成を示す図である。
１ モジュール部 ２ 波長可変光源素子 ３，１２ レンズ ４，２１ ビームスプリッタ ５ エタロンフィルタ ６，６´ 第１光検出器 ７，７´ 第２光検出器 ８，１９ 電子冷却素子 ９，２０ 温度検出素子 １０，５７ 光ファイバ １１ 光アイソレータ １３ 制御部 １４ ＡＰＣ回路 １５ ＡＦＣ回路 １６ ＡＴＣ回路 １７ 温度補正回路 １８ 第２ＡＴＣ回路 ３５ 半導体レーザアレイ ３６，５４ 光合波器 ３７，５５ 光増幅器 ５１〜５３ 光送信器 ５６ 光分岐挿入装置 ５８ 光分波器 ５９〜６１ 光受信器 ３５１〜３５４ 半導体レーザ
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/04
Claims (21)
- 【請求項１】 外部からの制御により複数の異なる波長
光の発振が可能な波長可変光源手段と、 前記複数の異なる波長光の各々に対する波長変動に応じ
て透過特性が夫々変化する波長フィルタ手段と、 この波長フィルタ手段の出力に応じて前記波長可変光源
手段の波長変動を補正制御する波長制御手段と、を含む
ことを特徴とする波長可変光送信器。 - 【請求項２】 前記波長制御手段は、 前記波長可変光源手段の出射光の一部の前記波長フィル
タ手段を経た出力を検出する第１検出器と、 前記波長可変光源手段の出射光の一部を直接検出する第
２検出器と、 これ等第１及び第２検出器の検出出力に応じて前記波長
可変光源手段の波長変動を補正制御する波長制御回路と
を有することを特徴とする請求項１記載の波長可変光送
信器。 - 【請求項３】 前記波長制御回路は、前記第１及び第２
検出器の検出出力の比に応じて前記波長変動の補正制御
をなすことを特徴とする請求項２記載の波長可変光送信
器。 - 【請求項４】 前記第２検出器の検出出力に応じて前記
波長可変光源手段の出力レベル制御をなすレベル制御手
段を、更に含むことを特徴とする請求項２または３記載
の波長可変光送信器。 - 【請求項５】 前記波長可変光源手段の前記異なる波長
光の発振制御を温度制御によりなす第１温度制御手段
を、更に含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか記
載の波長可変光送信器。 - 【請求項６】 前記波長制御手段は、前記波長可変光源
手段の温度制御により波長変動の補正制御をなす第２温
度制御手段を有することを特徴とする請求項５記載の波
長可変光送信器。 - 【請求項７】 前記波長可変光源手段は、前記第１及び
第２温度制御手段により温度制御される冷却素子上に搭
載されていることを特徴とする請求項６記載の波長可変
光送信器。 - 【請求項８】 前記波長フィルタ手段は前記冷却素子上
に配置されており、前記冷却素子の温度制御に起因する
前記波長フィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正す
る補正量を前記第２温度制御手段へ付加する温度特性補
正手段を、更に含むことを特徴とする請求項７記載の波
長可変光送信器。 - 【請求項９】 起動時において、前記第１温度制御手段
を起動して前記波長可変光源手段の波長を設定し、しか
る後に前記第２温度制御手段を起動するようにしたこと
を特徴とする請求項５〜８いずれか記載の波長可変光送
信器。 - 【請求項１０】 前記波長フィルタ手段は、エタロンフ
ィルタ素子であることを特徴とする請求項１〜９いずれ
か記載の波長可変光送信器。 - 【請求項１１】 前記波長可変光源手段は、各々が温度
制御により複数の異なる波長光の発振が可能な複数の半
導体レーザ素子と、これ等半導体レーザ素子の出射光を
合波する光合波器と、この合波出力を増幅する光増幅器
とを有することを特徴とする請求項１〜１０いずれか記
載の波長可変光送信器。 - 【請求項１２】 前記波長フィルタ手段は前記光増幅器
の出力光の一部を入力とするよう配置されていることを
特徴とする請求項１１記載の波長可変光送信器。 - 【請求項１３】 前記波長フィルタ手段は前記波長可変
光源手段の後方出射光を入力とするよう配置されている
ことを特徴とする請求項１〜１１記載の波長可変光送信
器。 - 【請求項１４】 請求項１〜１１いずれか記載の波長可
変光送信器を、送信器として使用したことを特徴とする
ＤＷＤＭ光通信システム。 - 【請求項１５】 外部からの制御により複数の異なる波
長光の発振が可能な波長可変光源手段と、前記複数の異
なる波長光の各々に対する波長変動に応じて透過特性が
夫々変化する波長フィルタ手段とを含み、この波長フィ
ルタ手段の出力に応じて前記波長可変光源手段の波長変
動を補正制御するようにした波長可変光送信器の出力制
御方法であって、 前記波長可変光源手段の出射光の一部の前記波長フィル
タ手段を経た出力を検出する第１検出ステップと、 前記波長可変光源手段の出射光の一部を直接検出する第
２検出ステップと、これ等第１及び第２検出ステップの
検出出力に応じて前記波長可変光源手段の波長変動を補
正制御する波長制御ステップと、を含むことを特徴とす
る出力制御方法。 - 【請求項１６】 前記波長制御ステップは、前記第１及
び第２検出ステップの検出出力の比に応じて前記波長変
動の補正制御をなすことを特徴とする請求項１５記載の
出力制御方法。 - 【請求項１７】 前記第２検出ステップの検出出力に応
じて前記波長可変光源手段の出力レベル制御をなすレベ
ル制御ステップを、更に含むことを特徴とする請求項１
５または１６記載の出力制御方法。 - 【請求項１８】 前記波長可変光源手段の前記異なる波
長光の発振制御を温度制御によりなす第１温度制御ステ
ップを、更に含むことを特徴とする請求項１４〜１７い
ずれか記載の出力制御方法。 - 【請求項１９】 前記波長制御ステップは、前記波長可
変光源手段の温度制御により波長変動の補正制御をなす
第２温度制御ステップを有することを特徴とする請求項
１８記載の出力制御方法。 - 【請求項２０】 前記波長フィルタ手段は前記冷却素子
上に配置されており、前記冷却素子の温度制御に起因す
る前記波長フィルタ手段の透過特性の温度変化分を補正
する補正量を前記第２温度制御ステップへ導入する温度
特性補正ステップを、更に含むことを特徴とする請求項
１９記載の出力制御方法。 - 【請求項２１】 起動時において、前記第１温度制御ス
テップを起動して前記波長可変光源手段の波長を設定
し、しかる後に前記第２温度制御ステップを起動するよ
うにしたことを特徴とする請求項１９または２０記載の
出力制御方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000378232A JP3788232B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム |
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| EP01310446A EP1215832B1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Variable-wavelength optical transmitter with output control and optical communication system thereof |
| CN01144237A CN1359178A (zh) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | 可变波长光发射器及其输出控制方法和光通信系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378232A JP3788232B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3788232B2 JP3788232B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=18846841
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000378232A Expired - Fee Related JP3788232B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム |
Country Status (4)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1215832B1 (ja) |
| JP (1) | JP3788232B2 (ja) |
| CN (1) | CN1359178A (ja) |
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