JP2002202190A - 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 - Google Patents
波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源Info
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Abstract
が得られて物理的に安定し、高分解能で広帯域に渡り波
長変化方向も認識できるようにする。 【解決手段】 波長モニタの波長弁別部としてファブリ
ペロエタロン(以下、単にエタロンと呼ぶ)15を用
い、光ファイバ11から出射されてレンズ12を通った
平行光を光分岐手段13・14により2分割してエタロ
ン15にそれぞれ入射させる。その2分割された平行光
のそれぞれの振幅周期が相対的にπ/2の位相差でずれ
るよう互いの光軸を傾斜させる。光分岐手段は、平行光
の一部を側方に反射させるビームスプリッタ13と、こ
のビームスプリッタ13による反射光を反射させてエタ
ロン15に入射させるミラー14とからなる。ミラー1
4またはビームスプリッタ13を傾けることで互いの光
軸を前記π/2の位相差を発生するよう傾斜させる。エ
タロン15を透過後の2分割された平行光を第1及び第
2の受光素子16・17によりそれぞれ受光して波長に
依存する信号を検出する。
Description
される半導体レーザ等のレーザ光源の波長をモニタする
ための波長弁別部にファブリペロエタロン(以下、単に
エタロンとも呼ぶ)を用いた波長モニタと、そのような
波長モニタを内蔵した波長可変光源に関する。
の波長の光を多重化して通信することにより、情報の伝
送量を単一波長の光を用いた場合よりも大幅に増加させ
る波長多重通信方式がある。そして、最近では、情報の
伝送を、波長(光通信チャンネル)の異なるコヒーレン
ト光を発生する1組のレーザ光源を同時に用いて行う波
長分割多重(WDM)方式がある。このような光通信シ
ステムにおいて、レーザ光源の波長を識別するために波
長モニタが用いられる。波長モニタは、光ファイバから
出射した光をレンズによって平行にし、その平行光を波
長依存性を有する(波長によって透過または反射率が変
化する)波長弁別部を通過させた後、受光素子(フォト
ダイオード;PD)で波長に依存する信号を検出する。
波長モニタとしては、WDMカプラ型(例えば、米国特
許第5822049号、特開平9−297059号参
照)やバンドパスフィルタ(BPF)型(例えば、特開
平10−253452号参照)、干渉計型、エタロン型
(例えば、特開平10−339668号参照)がある。
もので、図示しないレーザ光源からの入射光はWDMカ
プラ31によって異なる波長毎の光信号に分割される。
分割された信号光は2個の光ファイバ32・33からそ
れぞれ出射される。光ファイバ32・33からの出射光
はレンズ34・35によりそれぞれ集光してPD36・
37にそれぞれ受光される。PD36・37で波長に依
存する信号がそれぞれ検出される(PD36・37の図
示右側の波長−信号強度特性参照)。
で、光ファイバ41からの出射光はレンズ42により平
行光となって波長弁別(バンドパス)フィルタ(BP
F)43を透過し、PD44に受光される。PD44で
波長に依存する信号が検出される(PD44の図示右側
の波長−信号強度特性参照)。
で、光ファイバ51からの出射光はレンズ52により平
行光となってビームスプリッタ53により透過光と反射
光に分けられる。透過光は反射ミラー54により反射し
て再びビームスプリッタ53に入射し、反射光は反射ミ
ラー55により反射して再びビームスプリッタ53に入
射する。すなわち、光信号はビームスプリッタ53によ
り合波してPD56に受光され、PD56で波長に依存
する信号が検出される(反射ミラー54の図示右側の波
長−信号強度特性参照)。
もので、光ファイバ61からの出射光はレンズ62によ
り平行光となってエタロン63に入射し、エタロン63
で多重反射した後、PD64に受光される。PD64で
波長に依存する信号が検出される(PD64の図示右側
の波長−信号強度特性参照)。
もので、光ファイバ71からの出射光はレンズ72によ
り平行光となってビームスプリッタ73により透過光と
反射光に分けられる。透過光はエタロン74で多重反射
した後、PD75に受光される。反射光はエタロン76
で多重反射した後、PD77に受光される。PD75・
77で波長に依存する信号が検出される。ここで、エタ
ロン74・76は、λ/8だけ厚さの異なるものとし
て、π/2の位相差を持たせたものである。
従来の波長モニタでは次のような問題があった。すなわ
ち、WDMカプラ型やBPF型の波長モニタは、波長分
解能が低い欠点があった。また、干渉計型やエタロン1
個型の波長モニタでは、周期的な1信号なため、傾斜部
を利用した波長ロック用にしか使えない欠点があった。
なお、エタロン2個型波長モニタは、2信号が得られる
ものの、物理的に不安定な不利があり、小型化しにくい
欠点もあった。
タロン単体で2信号が得られて物理的に安定し、高分解
能で広帯域に渡り波長変化方向も認識できるようにする
ことである。また、本発明の課題は、波長可変光源にお
いて、光源の発振波長を監視・補正できるようにするこ
とである。
め、請求項1記載の発明は、例えば、図1に示すよう
に、光ファイバ11から出射した光をレンズ12によっ
て平行にし、その平行光を波長依存性を有する波長弁別
部を通過させた後、受光素子で波長に依存する信号を検
出する波長モニタにおいて、前記波長弁別部として用い
られるファブリペロエタロン15と、前記平行光を2分
割して前記ファブリペロエタロン15にそれぞれ入射さ
せる光分岐手段13・14と、前記ファブリペロエタロ
ン15を透過後の前記2分割された平行光をそれぞれ受
光する第1及び第2の受光素子16・17とを備え、前
記2分割された平行光のそれぞれの振幅周期が相対的に
π/2の位相差でずれるよう互いの光軸を傾斜させてな
ることを特徴とする。
において、波長弁別部にファブリペロエタロンを用い、
そのエタロン手前で光分岐手段によって2分割してから
エタロンにそれぞれ入射させ、その互いの光軸を傾斜さ
せたので、2分割されて単一のエタロン透過後の光は、
所期の通りそれぞれの振幅周期が相対的にπ/2の位相
差でずれる。このように互いの光軸がλ/8傾斜して単
一のエタロン透過後の光をそれぞれ受光する第1及び第
2の受光素子でそれぞれ波長に依存する信号を検出する
ので、物理的に安定した2信号が得られ、高分解能で広
帯域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エ
タロンを用いるだけなので、従来の2エタロン型波長モ
ニタに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エ
タロンが1つで済むので、価格的にも有利である。
長モニタであって、例えば、図1に示すように、前記光
分岐手段は、前記平行光を透過させて前記ファブリペロ
エタロン15に入射するとともに側方に反射させるビー
ムスプリッタ13と、このビームスプリッタ13による
反射光を反射させて前記ファブリペロエタロン15に入
射させるミラー14とからなり、前記ビームスプリッタ
13またはミラー14を傾けることで前記互いの光軸が
前記π/2の位相差を発生するよう傾斜していることを
特徴とする。
長モニタであって、例えば、図2に示すように、前記光
分岐手段は、光源からの光を予め分岐させてから第1及
び第2の光ファイバ21・22にそれぞれ導くための光
ファイバカプラ20であり、前記第1及び第2の光ファ
イバ21・22から出射された光をそれぞれ平行光にす
る第1及び第2のレンズ23・24を有し、一方の光軸
に対した方の光軸を傾けることで前記互いの光軸が前記
π/2の位相差を発生するよう傾斜していることを特徴
とする。
何れか記載の波長モニタであって、例えば、図1または
図2に示すように、前記光ファイバ11または前記光フ
ァイバカプラ20としてとして定偏波ファイバ(PM
F)を用いることを特徴とする。
たは3の何れか記載の光ファイバまたは請求項3記載の
光ファイバカプラとしてPMFを用いることで、偏波依
存性による検出誤差を抑えられる。
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、前記平行光の一部を側方に反
射するビームスプリッタと、このビームスプリッタによ
る反射光を受光する第3の受光素子と、を備えることを
特徴とする。
ら4の何れか記載のエタロン手前において、ビームスプ
リッタによる反射光を第3の受光素子に受光して、パワ
ー変動による波長検出誤差を抑えられる。
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、反射光の戻りを防ぐ光アイソ
レータを備えることを特徴とする。
ら5の何れか記載のファブリペロエタロン手前におい
て、光アイソレータにより反射光の戻りを防げる。
可変する波長可変光源であって、請求項1から6の何れ
か記載の波長モニタを内蔵し、この波長モニタによって
得られた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・
補正することを特徴とする。
源において、請求項1から6の何れか記載の波長モニタ
を内蔵したので、波長モニタによって得られた波長情報
に基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
の形態を詳細に説明する。
波長モニタは、図1に示すように、光ファイバ11、レ
ンズ12、ビームスプリッタ13、ミラー14、ファブ
リペロエタロン(以下、単にエタロンと呼ぶ)15、第
1の受光素子(第1PD)16、第2の受光素子(第2
PD)17からなる。光ファイバ11からは、図示しな
いレーザ光源からの光が出射される。この光ファイバ1
1としては、偏波依存性による検出誤差を抑えるため、
定偏波ファイバ(PMF)が望ましい。レンズ12は、
光ファイバ11からの出射光を平行光にするものであ
る。
った平行光を透過させてエタロン15に入射する透過光
と、その透過光に対し側方へ直角に反射させる反射光
と、に2分割させるものである。このビームスプリッタ
13による光の分岐比率は50:50が望ましい。ミラ
ー14は、ビームスプリッタ13による反射光を略直角
に反射させてエタロン15に入射させるものである。以
上のビームスプリッタ13及びミラー14により光を2
分割する光分岐手段が構成されている。
平行面による両面に反射膜を有して、入射した光を内部
で多重反射させてから出射するものである。第1PD1
6は、エタロン15を透過した一方の光を受光して波長
に依存する信号を検出するためのものである。第2PD
17は、エタロン15を透過した他方の光を受光して波
長に依存する信号を検出するためのものである。
ッタ13またはミラー14の角度を調整することによっ
て、エタロン15に入射される平行光の光軸を僅かに傾
ける。具体的には、ビームスプリッタ13を透過してエ
タロン15に入射される平行光の光軸に対し、エタロン
15の厚みに相当する部分においてλ/8分だけ光路
(光学長)が長くなるようミラー14からエタロン15
への平行光の光軸を僅かに傾ける。なお、エタロン15
において、板厚は薄すぎると波長検出分解能が低くな
り、厚すぎるとモードホップが生じた際に誤差が生じる
ため、フリースペクトラムレンジ(FSR)が0.1n
m〜0.5nm程度に設定することが望ましい。具体的
な板厚としては、例えば、1.5mm〜8mm程度(但
し、エタロンの屈折率1.5とした場合)である。
ムスプリッタ13を透過した光と、ビームスプリッタ1
3で反射してミラー14で更に反射した光とが、エタロ
ン15にそれぞれ入射される。そして、エタロン15で
それぞれ多重反射して出射して光は、第1PD16及び
第2PD17でそれぞれ受光される。第1PD16、第
2PD17のそれぞれ受光によって、図示しないが、波
長−信号強度特性上における正弦波に近似する周期的な
振幅を持つ信号がそれぞれ検出される。ここで、この信
号は、正弦波特性に近づけることが望ましく、エタロン
15の両面の反射膜の反射率を予め最適化しておくこと
が望ましい。特に、第2PD16による検出信号は第1
PD17による検出信号に対しπ/2位相ずれする。
を実現できるが、1信号だけでは、正弦波特性の山谷部
分の分解能が低く、広帯域に渡って波長の変化方向を認
識することができない。これに対して、π/2位相ずれ
した2信号を使用することで、例えば、サーボモータで
使用するエンコーダの原理と同様に、正弦波特性による
互いの信号の山谷部分を互いにカバーするため、安定し
た分解能と波長変化方向の認識が可能となる。
によれば、高分解能で広帯域に渡り波長変化方向も認識
できる。そして、単体のエタロン15を用いるだけなの
で、従来の2エタロン型波長モニタに比べ構成が簡素で
足りる。しかも、単体のエタロン15により2信号が得
られるので、物理的に安定したものであり、小型化でき
る。更に、1つのエタロン15で済むため、価格的にも
有利である。
タは、図2に示すように、光ファイバカプラ20、第1
の光ファイバ21、第2の光ファイバ22、第1のレン
ズ23、第2のレンズ24、ファブリペロエタロン(以
下、単にエタロンと呼ぶ)25、第1の受光素子(第1
PD)26、第2の受光素子(第2PD)27からな
る。図示しないレーザ光源からの光は光ファイバカプラ
(光分岐手段)20によって2分割される。この光ファ
イバカプラ20としては、偏波依存性による検出誤差を
抑えるため、定偏波ファイバ(PMF)が望ましい。
は、光ファイバカプラ20によって2分割された光がそ
れぞれ出射される。この光ファイバカプラ20による光
の分岐比率は50:50が望ましい。第1及び第2のレ
ンズ23・24は、第1及び第2の光ファイバ21・2
2からの出射光をそれぞれ平行光にするものである。エ
タロン25は、ガラスまたはプリズムの平行面による両
面に反射膜を有して、入射した光を内部で多重反射させ
てから出射するものである。第1PD26は、エタロン
25を透過した一方の光を受光して波長に依存する信号
を検出するためのものである。第2PD27は、エタロ
ン25を透過した他方の光を受光して波長に依存する信
号を検出するためのものである。
第2のレンズ24を通ってエタロン25に入射される平
行光の光軸を僅かに傾ける。具体的には、第1のレンズ
23を透過してエタロン25に入射される平行光の光軸
に対し、エタロン25の厚みに相当する部分においてλ
/8分だけ光路(光学長)が長くなるよう第2のレンズ
24からエタロン25への平行光の光軸を僅かに傾け
る。なお、第1のレンズ23を通ってエタロン25に入
射される平行光の光軸を僅かに傾けても良い。その場
合、第2のレンズ24を透過してエタロン25に入射さ
れる平行光の光軸に対し、エタロン25の厚みに相当す
る部分においてλ/8分だけ光路が長くなるよう第1の
レンズ23からエタロン25への平行光の光軸を僅かに
傾ける。
のレンズ23を通った光と、第2のレンズ24を通った
光とが、エタロン25にそれぞれ入射される。そして、
エタロン25でそれぞれ多重反射して出射した光は、第
1PD26及び第2PD27でそれぞれ受光される。第
1PD26、第2PD27のそれぞれ受光によって、図
示しない波長−信号強度特性上における正弦波特性によ
る信号がそれぞれ検出される。特に、第2PD26によ
る検出信号は第1PD27による検出信号に対しπ/2
位相ずれする。
成に加え、エタロン15・25の手前の光路において
(第1実施形態ではレンズ12とビームスプリッタ13
の間が望ましい)、図示しないが、ビームスプリッタに
より平行光の一部を側方に反射させ、その反射光を第3
PDに受光してパワー変動を検出するようにしても良
い。なお、パワー変動検出用に入れるビームスプリッタ
は反射率5〜50%程度のものが望ましい。更に、同様
の位置に光アイソレータを入れて反射光の戻りを防ぐよ
うにしても良い。
て〕なお、前述した本発明のエタロン15・25を用い
た各実施形態の波長モニタを図示しない波長可変光源に
内蔵することで、その内蔵した波長モニタによって得ら
れた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・補正
できるものとなる。
割してからエタロンにそれぞれ入射させる光の互いの光
軸を傾斜させた波長モニタのため、2分割されて単一の
エタロン透過後の光は、所期の通りそれぞれの振幅周期
が相対的にπ/2の位相差でずれる。このように2分割
して互いの光軸を傾斜させた光は、単一のエタロン透過
後に第1及び第2の受光素子でそれぞれ受光されるた
め、物理的に安定した2信号が得られ、高分解能で広帯
域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エタ
ロンを用いるだけのため、従来の2エタロン型波長モニ
タに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エタ
ロンが1つで済むため、価格的にも有利である。
イバを用いるため、請求項1から3の何れか記載の発明
により得られる効果に加え、偏波依存性による検出誤差
を抑えられるといった利点が得られる。
ら4の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、ビームスプリッタによる反射光を
第3の受光素子に受光するので、パワー変動による波長
検出誤差を抑えられるといった利点が得られる。
ら5の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、光アイソレータにより反射光の戻
りを防げるといった利点が得られる。
項1から6の何れか記載の波長モニタを内蔵した波長可
変光源のため、波長モニタによって得られた波長情報に
基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
で、PDで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
Dで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
Dで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
で、PDで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
構成図である。
Claims (7)
- 【請求項1】光ファイバから出射した光をレンズによっ
て平行にし、その平行光を波長依存性を有する波長弁別
部を通過させた後、受光素子で波長に依存する信号を検
出する波長モニタにおいて、 前記波長弁別部として用いられるファブリペロエタロン
と、 前記平行光を2分割して前記ファブリペロエタロンにそ
れぞれ入射させる光分岐手段と、 前記ファブリペロエタロンを透過後の前記2分割された
平行光をそれぞれ受光する第1及び第2の受光素子とを
備え、 前記2分割された平行光のそれぞれの振幅周期が相対的
にπ/2の位相差でずれるよう互いの光軸を傾斜させて
なることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項2】請求項1記載の波長モニタであって、 前記光分岐手段は、 前記平行光を透過させて前記ファブリペロエタロンに入
射するとともに側方に反射させるビームスプリッタと、 このビームスプリッタによる反射光を反射させて前記フ
ァブリペロエタロンに入射させるミラーとからなり、 前記ビームスプリッタまたはミラーを傾けることで前記
互いの光軸が前記π/2の位相差を生じるよう傾斜して
いることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項3】請求項1記載の波長モニタであって、 前記光分岐手段は、光源からの光を予め分岐させてから
第1及び第2の光ファイバにそれぞれ導くための光ファ
イバカプラであり、 前記第1及び第2の光ファイバから出射された光をそれ
ぞれ平行光にする第1及び第2のレンズを有し、 一方の光軸に対し他方の光軸を傾けることで前記互いの
光軸が前記π/2の位相差を生じる傾斜していることを
特徴とする波長モニタ。 - 【請求項4】請求項1から3の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記光ファイバまたは前記光ファイバカプラとして定偏
波ファイバを用いることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項5】請求項1から4の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記ファブリペロエタロンへの光路手前側に、 前記平行光の一部を側方に反射するビームスプリッタ
と、 このビームスプリッタによる反射光を受光する第3の受
光素子と、を備えることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項6】請求項1から5の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記ファブリペロエタロンへの光路手前側に、反射光の
戻りを防ぐ光アイソレータを備えることを特徴とする波
長モニタ。 - 【請求項7】発振波長を可変する波長可変光源であっ
て、 請求項1から6の何れか記載の波長モニタを内蔵し、 この波長モニタによって得られた波長情報に基づいて、
光源の発振波長を監視・補正することを特徴とする波長
モニタ内蔵型波長可変光源。
Priority Applications (2)
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JP2000398583A JP2002202190A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 |
US10/011,812 US20020080367A1 (en) | 2000-12-27 | 2001-12-11 | Wavelength measuring apparatus and wavelength tunable light source device with built-in wavelength measuring apparatus |
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Publications (1)
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