JP2002236301A - 連続光光源 - Google Patents
連続光光源Info
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- JP2002236301A JP2002236301A JP2001034360A JP2001034360A JP2002236301A JP 2002236301 A JP2002236301 A JP 2002236301A JP 2001034360 A JP2001034360 A JP 2001034360A JP 2001034360 A JP2001034360 A JP 2001034360A JP 2002236301 A JP2002236301 A JP 2002236301A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号対雑音比が良い多波長連続光光源あるい
は一波長連続光光源を提供する。 【解決手段】 分布ブラッグ反射器集積モード同期半導
体レーザ３１を用いることで、信号対雑音比の良い多数
の連続光を発生できる。正常分散分散平坦光ファイバ３
３を用いることで、広がったスペクトルの全域において
信号対雑音比の劣化が少なく、発生した連続光の強度が
大きく、波長による強度のばらつきが小さい。そのレー
ザ３１から発生した繰り返し光パルス列の光周波数スペ
クトルは、繰り返し周波数に相当する周波数間隔の縦モ
ードで構成される。このパルス列を光増幅器３２で増幅
して、強い強度で正常分散分散平坦光ファイバ３３へ入
射すると、光ファイバを伝搬するうちに、光スペクトル
は広帯域な光スペクトルになる。広帯域な光スペクトル
から波長分波器３４を用いて１つの縦モードを一つまた
は多数取り出せば一波長または多波長連続光光源にな
る。
は一波長連続光光源を提供する。 【解決手段】 分布ブラッグ反射器集積モード同期半導
体レーザ３１を用いることで、信号対雑音比の良い多数
の連続光を発生できる。正常分散分散平坦光ファイバ３
３を用いることで、広がったスペクトルの全域において
信号対雑音比の劣化が少なく、発生した連続光の強度が
大きく、波長による強度のばらつきが小さい。そのレー
ザ３１から発生した繰り返し光パルス列の光周波数スペ
クトルは、繰り返し周波数に相当する周波数間隔の縦モ
ードで構成される。このパルス列を光増幅器３２で増幅
して、強い強度で正常分散分散平坦光ファイバ３３へ入
射すると、光ファイバを伝搬するうちに、光スペクトル
は広帯域な光スペクトルになる。広帯域な光スペクトル
から波長分波器３４を用いて１つの縦モードを一つまた
は多数取り出せば一波長または多波長連続光光源にな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光伝送あ
るいは光信号処理に利用する多波長連続光光源あるいは
一波長連続光光源として好適な連続光光源に関する。
るいは光信号処理に利用する多波長連続光光源あるいは
一波長連続光光源として好適な連続光光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、光ファイバの伝送容量を増大させ
るために波長多重伝送方式が用いられている。一般に、
多くの波長を有する波長多重伝送を行なうためには、そ
の数に等しい光源を用意する必要がある。そのため、波
長数が増大すると光源の数が増大し、光源のコストおよ
び光源の波長の正確な調整が問題となる。この問題を解
決するために、１つの光源で多波長光を一括して発生さ
せる多波長光源の実現が望まれている。
るために波長多重伝送方式が用いられている。一般に、
多くの波長を有する波長多重伝送を行なうためには、そ
の数に等しい光源を用意する必要がある。そのため、波
長数が増大すると光源の数が増大し、光源のコストおよ
び光源の波長の正確な調整が問題となる。この問題を解
決するために、１つの光源で多波長光を一括して発生さ
せる多波長光源の実現が望まれている。
【０００３】一括多波長光を発生させる技術としてスー
パーコンティニウム光発生技術を用いて多波長光を発生
させる多波長光源が報告されている。図６にその多波長
光源の構成の模式図を示す。また、図７にその多波長光
源の動作を説明するスペクトル図を示す。この動作概要
の説明をすると、短パルス光源６１から発生した繰り返
し光パルス列の光周波数スペクトルは、フーリエ変換の
関係により繰り返し周波数に等しい周波数間隔の線スペ
クトル（縦モードと呼ぶ）で構成されている（図７の左
側の光スペクトル７１を参照）。
パーコンティニウム光発生技術を用いて多波長光を発生
させる多波長光源が報告されている。図６にその多波長
光源の構成の模式図を示す。また、図７にその多波長光
源の動作を説明するスペクトル図を示す。この動作概要
の説明をすると、短パルス光源６１から発生した繰り返
し光パルス列の光周波数スペクトルは、フーリエ変換の
関係により繰り返し周波数に等しい周波数間隔の線スペ
クトル（縦モードと呼ぶ）で構成されている（図７の左
側の光スペクトル７１を参照）。
【０００４】この光パルス列を光増幅器６２により増幅
して強い強度で光ファイバ６３へ入射すると、光ファイ
バ６３を伝搬中に、光ファイバ６３中の光スペクトル相
互の非線形光学効果により、もとの光スペクトルの短波
長および長波長側に新たな光スペクトルが発生する。さ
らに光ファイバ６３を伝搬するとその発生した光スペク
トルのさらに短波長および長波長側に新たな光スペクト
ルが発生する。こうしたことを繰り返し、光ファイバ６
３を伝搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な
光スペクトルになる（図７の右側の光スペクトル７２を
参照）。この技術をスーパーコンティニウム光発生技術
と呼ぶ。
して強い強度で光ファイバ６３へ入射すると、光ファイ
バ６３を伝搬中に、光ファイバ６３中の光スペクトル相
互の非線形光学効果により、もとの光スペクトルの短波
長および長波長側に新たな光スペクトルが発生する。さ
らに光ファイバ６３を伝搬するとその発生した光スペク
トルのさらに短波長および長波長側に新たな光スペクト
ルが発生する。こうしたことを繰り返し、光ファイバ６
３を伝搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な
光スペクトルになる（図７の右側の光スペクトル７２を
参照）。この技術をスーパーコンティニウム光発生技術
と呼ぶ。
【０００５】従来、このスーパーコンティニウム光発生
技術を利用した多波長パルス光源が数多く報告されてい
る。たとえば「白色超短パルス光源（特開平８−２９８
１５号公報）」である。その発明では、スーパーコンテ
ィニウム光発生技術を利用して発生した広帯域白色スペ
クトルから波長分波素子を用いてスペクトル成分を抽出
する。このとき、波長分波素子の帯域は複数の縦モード
を取り出すように設定されているため、抽出された光は
パルス光となる。
技術を利用した多波長パルス光源が数多く報告されてい
る。たとえば「白色超短パルス光源（特開平８−２９８
１５号公報）」である。その発明では、スーパーコンテ
ィニウム光発生技術を利用して発生した広帯域白色スペ
クトルから波長分波素子を用いてスペクトル成分を抽出
する。このとき、波長分波素子の帯域は複数の縦モード
を取り出すように設定されているため、抽出された光は
パルス光となる。
【０００６】スーパーコンティニウム光発生技術を利用
した多波長パルス光源の例として、繰り返し光パルス列
発生手段に外部共振器型のモード同期半導体レーザを用
いた多波長パルス光源が報告されている（"10-GHz,over
20-channel multiwavelength pulse source by slicin
g super continuum spectrum generated in normal-dis
persion fiber", Y. Takushima and K. Kikuchi, I
EEE Photon.Tech.Lett.Vol.11,No.3,pp.322-324,1999
参照）。図８にその多波長パルス光源の構成の模式図
を、図９にその多波長パルス光源の動作を説明するスペ
クトル図を示す。外部共振器型のモード同期半導体レー
ザ８１から発生した繰り返し光パルス列（図９の左側の
光スペクトル９１を参照）は、光増幅器８２で増幅後、
正常分散分散平坦特性を有するスペクトル拡大用光ファ
イバ８３に入射される。
した多波長パルス光源の例として、繰り返し光パルス列
発生手段に外部共振器型のモード同期半導体レーザを用
いた多波長パルス光源が報告されている（"10-GHz,over
20-channel multiwavelength pulse source by slicin
g super continuum spectrum generated in normal-dis
persion fiber", Y. Takushima and K. Kikuchi, I
EEE Photon.Tech.Lett.Vol.11,No.3,pp.322-324,1999
参照）。図８にその多波長パルス光源の構成の模式図
を、図９にその多波長パルス光源の動作を説明するスペ
クトル図を示す。外部共振器型のモード同期半導体レー
ザ８１から発生した繰り返し光パルス列（図９の左側の
光スペクトル９１を参照）は、光増幅器８２で増幅後、
正常分散分散平坦特性を有するスペクトル拡大用光ファ
イバ８３に入射される。
【０００７】光ファイバ８３中で光スペクトル相互の非
線形光学効果により、もとの光スペクトルの短波長およ
び長波長側に新たな光スペクトルが発生し、さらに光フ
ァイバ８３を伝搬するうちに、入射した光スペクトルは
広帯域な光スペクトルになる（図９の中央の光スペクト
ル９２を参照）。この広帯域な光スペクトルからアレイ
導波路型回折格子フィルタ８４を用いて複数のパルス光
を取り出す（図９の右側の光スペクトル９３を参照）。
多波長パルス光の光キャリアの光周波数間隔（ＣＨ．
１，ＣＨ．２…ＣＨ．Ｎ）は、使用するアレイ導波路型
回折格子フィルタ８４の特性によって定まる。この方法
で多波長パルス光源が得られるが、現在主として用いら
れている多波長伝送方式は、光源として連続光を用いる
ＮＲＺ（非ゼロ復帰：non-return-to-zero）変調方式で
あり、図９からも分かるように図８の従来の多波長パル
ス光源をＮＲＺ変調に用いるという目的には適さない。
線形光学効果により、もとの光スペクトルの短波長およ
び長波長側に新たな光スペクトルが発生し、さらに光フ
ァイバ８３を伝搬するうちに、入射した光スペクトルは
広帯域な光スペクトルになる（図９の中央の光スペクト
ル９２を参照）。この広帯域な光スペクトルからアレイ
導波路型回折格子フィルタ８４を用いて複数のパルス光
を取り出す（図９の右側の光スペクトル９３を参照）。
多波長パルス光の光キャリアの光周波数間隔（ＣＨ．
１，ＣＨ．２…ＣＨ．Ｎ）は、使用するアレイ導波路型
回折格子フィルタ８４の特性によって定まる。この方法
で多波長パルス光源が得られるが、現在主として用いら
れている多波長伝送方式は、光源として連続光を用いる
ＮＲＺ（非ゼロ復帰：non-return-to-zero）変調方式で
あり、図９からも分かるように図８の従来の多波長パル
ス光源をＮＲＺ変調に用いるという目的には適さない。
【０００８】そこで、スーパーコンティニウム光発生技
術を利用して発生した広帯域な光スペクトルから光フィ
ルタを用いて１つの縦モードを取り出すことで、連続光
を発生する研究が進められている（"150+channel ultra
-DWDM source with N×10 GHz spaceing utilizing lon
gitudinal mode slicing of supercontinuum" J. Kim
et al., Technical Digest Optical Fiber Communicati
on Conference 2000 ThA2 参照）。図１０にその連続光
光源の構成の模式図を、図１１にその連続光光源の動作
を説明するスペクトル図を示す。モード同期ファイバレ
ーザ１０１および光増幅器１０２から構成されたスーパ
ーコンティニウム光発生技術を利用して発生した広帯域
な光スペクトル（図１１の中央の光スペクトル１１２を
参照）から、光フィルタ１０４を用いて１つの縦モード
を取り出すことで、連続光を発生する（図１１の右側の
光スペクトル１１３を参照）。
術を利用して発生した広帯域な光スペクトルから光フィ
ルタを用いて１つの縦モードを取り出すことで、連続光
を発生する研究が進められている（"150+channel ultra
-DWDM source with N×10 GHz spaceing utilizing lon
gitudinal mode slicing of supercontinuum" J. Kim
et al., Technical Digest Optical Fiber Communicati
on Conference 2000 ThA2 参照）。図１０にその連続光
光源の構成の模式図を、図１１にその連続光光源の動作
を説明するスペクトル図を示す。モード同期ファイバレ
ーザ１０１および光増幅器１０２から構成されたスーパ
ーコンティニウム光発生技術を利用して発生した広帯域
な光スペクトル（図１１の中央の光スペクトル１１２を
参照）から、光フィルタ１０４を用いて１つの縦モード
を取り出すことで、連続光を発生する（図１１の右側の
光スペクトル１１３を参照）。
【０００９】光スペクトル１１２中には多くの縦モード
が存在するから、それらの各々を光フィルタ１０４を用
いて取り出せば、多波長連続光光源になる。この方法を
用いると、多波長連続光の光周波数間隔が繰り返し周波
数に相当し、一定であるため、波長の制御、管理が容易
になる。
が存在するから、それらの各々を光フィルタ１０４を用
いて取り出せば、多波長連続光光源になる。この方法を
用いると、多波長連続光の光周波数間隔が繰り返し周波
数に相当し、一定であるため、波長の制御、管理が容易
になる。
【００１０】また、多波長連続光源においては、雑音の
少ないことが要求されており、その性能は信号対雑音比
によって表される。この場合は、縦モードを取り出して
電気信号に変換した後に、伝送信号に必要な帯域にわた
って光源の相対強度雑音（Relative Intensity Noise；
ＲＩＮ）を積分することにより、その信号対雑音比（Ｓ
Ｎ比）が求まる。この光を強度変調方式で変調する場
合、符号誤り率が１０− ９以下となるためには、２１．
６ｄＢ以上の信号対雑音比が要求される。上記参考文献
中で筆者であるＫｉｍらは繰り返し光パルス列を発生す
る手段として、モード同期ファイバレーザ１０１を用い
ているが、モード同期ファイバレーザ１０１の縦モード
の光周波数は温度の変化などにより変動しやすいという
点がある。このファイバレーザ１０１の光周波数が揺ら
ぐと、スーパーコンティニウム光の縦モードの光周波数
が揺らぐため（図１１の中央の光スペクトル１１２を参
照）、光フィルタ１０４を用いて取り出した縦モードの
出力強度も変動する。すなわち、光周波数の変動が強度
雑音に変換され、信号対雑音比の劣化になる。そのた
め、図１０の構成の連続光光源は、波長多重伝送用の多
波長連続光源としては適用できない。
少ないことが要求されており、その性能は信号対雑音比
によって表される。この場合は、縦モードを取り出して
電気信号に変換した後に、伝送信号に必要な帯域にわた
って光源の相対強度雑音（Relative Intensity Noise；
ＲＩＮ）を積分することにより、その信号対雑音比（Ｓ
Ｎ比）が求まる。この光を強度変調方式で変調する場
合、符号誤り率が１０− ９以下となるためには、２１．
６ｄＢ以上の信号対雑音比が要求される。上記参考文献
中で筆者であるＫｉｍらは繰り返し光パルス列を発生す
る手段として、モード同期ファイバレーザ１０１を用い
ているが、モード同期ファイバレーザ１０１の縦モード
の光周波数は温度の変化などにより変動しやすいという
点がある。このファイバレーザ１０１の光周波数が揺ら
ぐと、スーパーコンティニウム光の縦モードの光周波数
が揺らぐため（図１１の中央の光スペクトル１１２を参
照）、光フィルタ１０４を用いて取り出した縦モードの
出力強度も変動する。すなわち、光周波数の変動が強度
雑音に変換され、信号対雑音比の劣化になる。そのた
め、図１０の構成の連続光光源は、波長多重伝送用の多
波長連続光源としては適用できない。
【００１１】一方、モード同期半導体レーザ８１のただ
一つの縦モードを取り出すと、一般にモード分配雑音と
呼ばれる雑音が発生する。これは、モード同期半導体レ
ーザ８１の出力スペクトルの縦モード間で時間的にエネ
ルギーが移り変わる現象に起因する。これにより、従来
のモード同期半導体レーザ８１においてただ一つの縦モ
ードを取り出すと、モード同期半導体レーザ８１の出力
パルスに比べて信号対雑音比が劣化する。従って、繰り
返し光パルス列を発生する手段として、従来のモード同
期半導体レーザ８１を用いてスーパーコンティニウム光
を発生し、ただ一つの縦モードを取り出すと、モードが
分配雑音により信号対雑音比が取り出す前よりも劣化す
るという点がある。
一つの縦モードを取り出すと、一般にモード分配雑音と
呼ばれる雑音が発生する。これは、モード同期半導体レ
ーザ８１の出力スペクトルの縦モード間で時間的にエネ
ルギーが移り変わる現象に起因する。これにより、従来
のモード同期半導体レーザ８１においてただ一つの縦モ
ードを取り出すと、モード同期半導体レーザ８１の出力
パルスに比べて信号対雑音比が劣化する。従って、繰り
返し光パルス列を発生する手段として、従来のモード同
期半導体レーザ８１を用いてスーパーコンティニウム光
を発生し、ただ一つの縦モードを取り出すと、モードが
分配雑音により信号対雑音比が取り出す前よりも劣化す
るという点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のモード同期ファイバレーザやモード同期半導体レー
ザを繰り返し光パルス発生手段として用いてスーパーコ
ンティニウム光を発生させ、ただ一つの縦モードからな
る光スペクトル成分を分波すると、光周波数ゆらぎやモ
ード分配雑音のため、信号対雑音比が悪いという点があ
った。そのため、従来のモード同期ファイバレーザやモ
ード同期半導体レーザを利用した連続光光源は波長多重
伝送用の光源としては十分な信号対雑音比を有していな
いという解決すべき課題があった。
来のモード同期ファイバレーザやモード同期半導体レー
ザを繰り返し光パルス発生手段として用いてスーパーコ
ンティニウム光を発生させ、ただ一つの縦モードからな
る光スペクトル成分を分波すると、光周波数ゆらぎやモ
ード分配雑音のため、信号対雑音比が悪いという点があ
った。そのため、従来のモード同期ファイバレーザやモ
ード同期半導体レーザを利用した連続光光源は波長多重
伝送用の光源としては十分な信号対雑音比を有していな
いという解決すべき課題があった。
【００１３】本発明の目的は、上述のような課題を解決
し、信号対雑音比が良い多波長連続光光源あるいは一波
長連続光光源として好適な連続光光源を提供することに
ある。
し、信号対雑音比が良い多波長連続光光源あるいは一波
長連続光光源として好適な連続光光源を提供することに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の連続光光源は、分布ブラッグ反射器を集
積したモード同期半導体レーザを用いた繰り返し光パル
ス列発生手段と、前記繰り返し光パルス列発生手段から
発生した繰り返し光パルス列を入射して該繰り返し光パ
ルス列のスペクトル幅を拡大する非線形光学媒質と、前
記非線形光学媒質によりスペクトル幅を拡大された光ス
ペクトルからただ一つの縦モードからなる光スペクトル
成分を、一つあるいは複数分波する波長分波器とを有す
ることを特徴とする。
め、請求項１の連続光光源は、分布ブラッグ反射器を集
積したモード同期半導体レーザを用いた繰り返し光パル
ス列発生手段と、前記繰り返し光パルス列発生手段から
発生した繰り返し光パルス列を入射して該繰り返し光パ
ルス列のスペクトル幅を拡大する非線形光学媒質と、前
記非線形光学媒質によりスペクトル幅を拡大された光ス
ペクトルからただ一つの縦モードからなる光スペクトル
成分を、一つあるいは複数分波する波長分波器とを有す
ることを特徴とする。
【００１５】ここで、前記分布ブラッグ反射器はチャー
プグレーティングを構成することを特徴とすることがで
きる。
プグレーティングを構成することを特徴とすることがで
きる。
【００１６】また、前記非線形光学媒質は正常分散分散
平坦特性を有する光ファイバであることを特徴とするこ
とができる。
平坦特性を有する光ファイバであることを特徴とするこ
とができる。
【００１７】また、前記波長分波器は、前記非線形光学
媒質によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルから
ただ一つの縦モードからなる光スペクトル成分を複数分
波するアレイ導波路型回折格子フイルタであることを特
徴とすることができる。
媒質によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルから
ただ一つの縦モードからなる光スペクトル成分を複数分
波するアレイ導波路型回折格子フイルタであることを特
徴とすることができる。
【００１８】また、前記波長分波器は、前記非線形光学
媒質によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルから
ただ一つの縦モードからなる光スペクトル成分をただ一
つ分波する光フイルタであることを特徴とすることがで
きる。
媒質によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルから
ただ一つの縦モードからなる光スペクトル成分をただ一
つ分波する光フイルタであることを特徴とすることがで
きる。
【００１９】また、前記繰り返し光パルス列発生手段
は、前記分布ブラッグ反射器を集積したモード同期半導
体レーザの出力を増幅する光増幅器を有することを特徴
とすることができる。
は、前記分布ブラッグ反射器を集積したモード同期半導
体レーザの出力を増幅する光増幅器を有することを特徴
とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００２１】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態におけるスーパーコンティニウムを用いた連続
光光源の構成を模式的に示す。図２にその連続光光源の
動作を説明するスペクトル図を示す。分布ブラッグ反射
器（ＤＢＲ：distributed Bragg reflector）を集積し
たモード同期半導体レーザ１１から発生した繰り返し光
パルス列の光周波数スペクトルは、フーリエ変換の関係
により、繰り返し周波数に相当する周波数間隔の縦モー
ドで構成されている（図２の左側の光スペクトル２１を
参照）。
実施形態におけるスーパーコンティニウムを用いた連続
光光源の構成を模式的に示す。図２にその連続光光源の
動作を説明するスペクトル図を示す。分布ブラッグ反射
器（ＤＢＲ：distributed Bragg reflector）を集積し
たモード同期半導体レーザ１１から発生した繰り返し光
パルス列の光周波数スペクトルは、フーリエ変換の関係
により、繰り返し周波数に相当する周波数間隔の縦モー
ドで構成されている（図２の左側の光スペクトル２１を
参照）。
【００２２】このパルス列２１を光増幅器１２で増幅し
て、強い強度で非線形光学媒質１３へ入射すると、非線
形光学媒質１３を伝搬中に光スペクトル相互の非線形光
学効果により、もとの光スペクトルの短波長および長波
長側に新たな光スペクトルが発生する。さらに非線形光
学媒質１３を伝搬すると、発生した光スペクトルのさら
に短波長および長波長側に新たな光スペクトルが発生す
る。こうしたことを繰り返して、非線形光学媒質１３を
伝搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な光ス
ペクトルになる（図２の中央の光スペクトル２２を参
照）。
て、強い強度で非線形光学媒質１３へ入射すると、非線
形光学媒質１３を伝搬中に光スペクトル相互の非線形光
学効果により、もとの光スペクトルの短波長および長波
長側に新たな光スペクトルが発生する。さらに非線形光
学媒質１３を伝搬すると、発生した光スペクトルのさら
に短波長および長波長側に新たな光スペクトルが発生す
る。こうしたことを繰り返して、非線形光学媒質１３を
伝搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な光ス
ペクトルになる（図２の中央の光スペクトル２２を参
照）。
【００２３】この広帯域な光スペクトル２２から１つの
縦モードを取り出す波長分波器１４を用いて、１つの縦
モードを取り出せば連続光光源になる。光スペクトル中
には例えば１００以上の多くの縦モードが存在するか
ら、１つの縦モードを複数取り出す光分波器１４とし
て、例えばアレイ導波路回折格子フィルタを用いて取り
出せば、多波長連続光源になる（図２の右側の光スペク
トル２３を参照）。
縦モードを取り出す波長分波器１４を用いて、１つの縦
モードを取り出せば連続光光源になる。光スペクトル中
には例えば１００以上の多くの縦モードが存在するか
ら、１つの縦モードを複数取り出す光分波器１４とし
て、例えばアレイ導波路回折格子フィルタを用いて取り
出せば、多波長連続光源になる（図２の右側の光スペク
トル２３を参照）。
【００２４】また、光分波器１４として１つの縦モード
をただ１つ取り出す光フィルタを用いて取り出せば、一
波長連続光源になる。
をただ１つ取り出す光フィルタを用いて取り出せば、一
波長連続光源になる。
【００２５】（第２の実施形態）図３に本発明の第２の
実施形態における連続光光源の構成を模式的に示す。図
２にその連続光光源の動作を説明するスペクトル図を示
す。ＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ３１から発生し
た繰り返し光パルス列の光周波数スペクトルは、フーリ
エ変換の関係により繰り返し周波数に相当する周波数間
隔の縦モードで構成されている（図４の左側の光スペク
トル４１を参照）。
実施形態における連続光光源の構成を模式的に示す。図
２にその連続光光源の動作を説明するスペクトル図を示
す。ＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ３１から発生し
た繰り返し光パルス列の光周波数スペクトルは、フーリ
エ変換の関係により繰り返し周波数に相当する周波数間
隔の縦モードで構成されている（図４の左側の光スペク
トル４１を参照）。
【００２６】このパルス列を光増幅器３２で増幅して、
強い強度で正常分散分散平坦光ファイバ３３へ入射する
と、光ファイバ３３を伝搬中に光スペクトル相互の非線
形光学効果により、もとの光スペクトルの短波長および
長波長側に新たな光スペクトルが発生する。さらに、光
ファイバ３３を伝搬すると、発生した光スペクトルのさ
らに短波長および長波長側に新たな光スペクトルが発生
する。こうしたことを繰り返して、光ファイバ３３を伝
搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な光スペ
クトルになる。正常分散光ファイバを用いてスペクトル
幅を広げると、スーパーコンティニウム光発生過程にお
いて、もとの繰り返しパルス光源からの信号対雑音比の
劣化が小さいことが知られている。本実施形態では、広
い波長範囲で正常分散である正常分散分散平坦光ファイ
バ３３を用いるため、広がったスペクトルの全域におい
て信号対雑音比の劣化が少ない。また、この光ファイバ
３３は分散平坦光ファイバであり、光ファイバの分散の
波長依存性が小さいため、光スペクトルの広がりが広
く、かつ均一である（図４の中央の光スペクトル４２を
参照）。
強い強度で正常分散分散平坦光ファイバ３３へ入射する
と、光ファイバ３３を伝搬中に光スペクトル相互の非線
形光学効果により、もとの光スペクトルの短波長および
長波長側に新たな光スペクトルが発生する。さらに、光
ファイバ３３を伝搬すると、発生した光スペクトルのさ
らに短波長および長波長側に新たな光スペクトルが発生
する。こうしたことを繰り返して、光ファイバ３３を伝
搬するうちに、入射した光スペクトルは広帯域な光スペ
クトルになる。正常分散光ファイバを用いてスペクトル
幅を広げると、スーパーコンティニウム光発生過程にお
いて、もとの繰り返しパルス光源からの信号対雑音比の
劣化が小さいことが知られている。本実施形態では、広
い波長範囲で正常分散である正常分散分散平坦光ファイ
バ３３を用いるため、広がったスペクトルの全域におい
て信号対雑音比の劣化が少ない。また、この光ファイバ
３３は分散平坦光ファイバであり、光ファイバの分散の
波長依存性が小さいため、光スペクトルの広がりが広
く、かつ均一である（図４の中央の光スペクトル４２を
参照）。
【００２７】この広帯域な光スペクトル４２から１つの
縦モードを取り出す波長分波器３４を用いて、１つの縦
モードを取り出せば、連続光光源になる。光スペクトル
中には例えば１００以上の多くの縦モードが存在するか
ら、１つの縦モードを複数取り出す光分波器３４とし
て、例えばアレイ導波路回折格子フィルタを用いて取り
出せば多波長連続光源になる（図４の右側の光スペクト
ル４３を参照）。
縦モードを取り出す波長分波器３４を用いて、１つの縦
モードを取り出せば、連続光光源になる。光スペクトル
中には例えば１００以上の多くの縦モードが存在するか
ら、１つの縦モードを複数取り出す光分波器３４とし
て、例えばアレイ導波路回折格子フィルタを用いて取り
出せば多波長連続光源になる（図４の右側の光スペクト
ル４３を参照）。
【００２８】また、光分波器３４として１つの縦モード
をただ１つ取り出す光フィルタを用いて取り出せば、一
波長連続光源になる。
をただ１つ取り出す光フィルタを用いて取り出せば、一
波長連続光源になる。
【００２９】さらに、第１および第２の実施形態とも、
ＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ１１、１２のＤＢＲ
は、チャープグレーティングを構成することにより、広
い繰り返し周波数の範囲で動作させることができる。
ＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ１１、１２のＤＢＲ
は、チャープグレーティングを構成することにより、広
い繰り返し周波数の範囲で動作させることができる。
【００３０】（実験結果）図５のグラフは、図３に示し
た本発明の第２の実施形態の構成を用いた多波長連続光
源の実験結果であり、信号対雑音比および光強度の波長
依存性を示す。図５の曲線Ａに示すように、本発明によ
る多波長連続光源は、１５０以上の波長において２８．
２ｄＢ以上の信号対雑音比が得られ、多波長連続光源と
して十分な信号対雑音比を有していることがわかる。
た本発明の第２の実施形態の構成を用いた多波長連続光
源の実験結果であり、信号対雑音比および光強度の波長
依存性を示す。図５の曲線Ａに示すように、本発明によ
る多波長連続光源は、１５０以上の波長において２８．
２ｄＢ以上の信号対雑音比が得られ、多波長連続光源と
して十分な信号対雑音比を有していることがわかる。
【００３１】これは、以下のように考えられる。繰り返
し光パルス列発生手段としてＤＢＲ集積モード同期半導
体レーザ１１、３１を用いたことが、本発明と従来の技
術との違いである。本実験結果から、ＤＢＲ集積モード
同期半導体レーザ１１、３１を繰り返し光パルス列発生
手段として用いて発生したスーパーコンティニウム光
は、従来のモード同期半導体レーザを繰り返し光パルス
列発生手段として用いて発生したスーパーコンティニウ
ム光に比べて、モード分配雑音がはるかに小さく、一つ
の縦モードを取り出しても信号対雑音比が良いことがわ
かる。言い換えると、繰り返しパルス光源としてＤＢＲ
集積モード同期半導体レーザ１１、３１を用いたことに
より、スーパーコンティニウム技術を利用した多波長連
続光光源の信号対雑音比は多波長伝送用の光源として利
用可能になった。
し光パルス列発生手段としてＤＢＲ集積モード同期半導
体レーザ１１、３１を用いたことが、本発明と従来の技
術との違いである。本実験結果から、ＤＢＲ集積モード
同期半導体レーザ１１、３１を繰り返し光パルス列発生
手段として用いて発生したスーパーコンティニウム光
は、従来のモード同期半導体レーザを繰り返し光パルス
列発生手段として用いて発生したスーパーコンティニウ
ム光に比べて、モード分配雑音がはるかに小さく、一つ
の縦モードを取り出しても信号対雑音比が良いことがわ
かる。言い換えると、繰り返しパルス光源としてＤＢＲ
集積モード同期半導体レーザ１１、３１を用いたことに
より、スーパーコンティニウム技術を利用した多波長連
続光光源の信号対雑音比は多波長伝送用の光源として利
用可能になった。
【００３２】さらに、本発明の第２の実施形態では、ス
ペクトル幅を拡大する光ファイバとして正常分散ファイ
バ３３を用いて光スペクトルを広げているので、信号対
雑音比の劣化が少ない。言い換えると、繰り返しパルス
光源としてＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ３１を用
い、かつ、スペクトル拡大用の光ファイバとして正常分
散分散平坦光ファイバ３４を利用したことにより、スー
パーコンティニウム技術を利用した多波長連続光光源
は、より信号対雑音比の良い多波長伝送用の光源として
利用可能になった。
ペクトル幅を拡大する光ファイバとして正常分散ファイ
バ３３を用いて光スペクトルを広げているので、信号対
雑音比の劣化が少ない。言い換えると、繰り返しパルス
光源としてＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ３１を用
い、かつ、スペクトル拡大用の光ファイバとして正常分
散分散平坦光ファイバ３４を利用したことにより、スー
パーコンティニウム技術を利用した多波長連続光光源
は、より信号対雑音比の良い多波長伝送用の光源として
利用可能になった。
【００３３】また、本発明の多波長光源は、第２の実施
形態では正常分散分散平坦光ファイバ３３を用いたた
め、実験結果の図５の曲線Ｂの出力光強度からわかるよ
うに、取り出した連続光の強度が大きく、波長による強
度のばらつきが小さいという特長を有している。
形態では正常分散分散平坦光ファイバ３３を用いたた
め、実験結果の図５の曲線Ｂの出力光強度からわかるよ
うに、取り出した連続光の強度が大きく、波長による強
度のばらつきが小さいという特長を有している。
【００３４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、繰り返し光短パルスを非線型光学媒質に入力するこ
とにより多数の縦モードを発生させる連続光光源におい
て、繰り返しパルス光源として分布ブラッグ反射器を集
積したモード同期半導体レーザを用いたので、従来の繰
り返し光短パルス光源の持つ光周波数揺らぎやモード分
配雑音が少ないため、信号対雑音比の良い多数の連続光
を発生できる効果がある。
ば、繰り返し光短パルスを非線型光学媒質に入力するこ
とにより多数の縦モードを発生させる連続光光源におい
て、繰り返しパルス光源として分布ブラッグ反射器を集
積したモード同期半導体レーザを用いたので、従来の繰
り返し光短パルス光源の持つ光周波数揺らぎやモード分
配雑音が少ないため、信号対雑音比の良い多数の連続光
を発生できる効果がある。
【００３５】また、本発明によれば、広い波長範囲で正
常分散である正常分散分散平坦光ファイバを用いること
で、広がったスペクトルの全域において信号対雑音比の
劣化が少なく、さらに、発生した連続光の強度が大き
く、波長による強度のばらつきが小さいというさらなる
効果を得ることができる。
常分散である正常分散分散平坦光ファイバを用いること
で、広がったスペクトルの全域において信号対雑音比の
劣化が少なく、さらに、発生した連続光の強度が大き
く、波長による強度のばらつきが小さいというさらなる
効果を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるスーパーコン
ティニウム光発生技術を用いた連続光光源の構成を示す
模式図である。
ティニウム光発生技術を用いた連続光光源の構成を示す
模式図である。
【図２】図１の連続光光源の動作を説明するスペクトル
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における連続光光源の
構成を示す模式図である。
構成を示す模式図である。
【図４】図３の連続光光源の動作を説明するスペクトル
図である。
図である。
【図５】図３の本発明の第２の実施形態の構成を用いた
多波長連続光源の実験結果であり、信号対雑音比および
光強度の波長依存性を示すグラフである。
多波長連続光源の実験結果であり、信号対雑音比および
光強度の波長依存性を示すグラフである。
【図６】スーパーコンティニウム光発生技術を用いて多
波長光を発生させる従来の多波長光源の構成を示す模式
図である。
波長光を発生させる従来の多波長光源の構成を示す模式
図である。
【図７】図６の従来の多波長光源の動作を説明するスペ
クトル図である。
クトル図である。
【図８】繰り返し光パルス列発生手段に外部共振器型の
モード同期半導体レーザを用いた従来の多波長パルス光
源の構成を示す模式図である。
モード同期半導体レーザを用いた従来の多波長パルス光
源の構成を示す模式図である。
【図９】図８の従来の多波長パルス光源の動作を説明す
るスペクトル図である。
るスペクトル図である。
【図１０】スーパーコンティニウム光発生技術を利用し
て発生した広帯域な光スペクトルから光フィルタを用い
て１つの縦モードを取り出すことで、連続光を発生する
従来の連続光光源の構成を示す模式図である。
て発生した広帯域な光スペクトルから光フィルタを用い
て１つの縦モードを取り出すことで、連続光を発生する
従来の連続光光源の構成を示す模式図である。
【図１１】図１１の従来の連続光光源の動作を説明する
スペクトル図である。
スペクトル図である。
１１、３１ ＤＢＲ集積モード同期半導体レーザ １２、３２ 光増幅器 １３ スペクトル拡大用非線形光学物質 １４、３４ ただ一つの縦モードを複数取り出す波長分
波器 ３３ 正常分散分散平坦光ファイバ ６１ 繰り返し光パルス列を発生する短パルス光源 ６２、８２、１０２ 光増幅器 ６３、１０３ 光ファイバ ８１ 外部共振型モード同期半導体レーザ ８３ スペクトル拡大用光ファイバ ８４ パルス光を複数取り出すアレイ導波路型回折格子
フィルタ １０１ モード同期ファイバレーザ １０４ ただ一つの縦モードを取り出す光フィルタ
波器 ３３ 正常分散分散平坦光ファイバ ６１ 繰り返し光パルス列を発生する短パルス光源 ６２、８２、１０２ 光増幅器 ６３、１０３ 光ファイバ ８１ 外部共振型モード同期半導体レーザ ８３ スペクトル拡大用光ファイバ ８４ パルス光を複数取り出すアレイ導波路型回折格子
フィルタ １０１ モード同期ファイバレーザ １０４ ただ一つの縦モードを取り出す光フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高良 秀彦 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 大原 拓也 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 盛岡 敏夫 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） 2K002 AA02 AB12 BA02 CA15 DA10 HA26 5F072 AB07 AB13 AK06 KK07 KK30 QQ04 SS06 YY15 5F073 AA65 AB25 AB28 BA02
Claims (6)
- 【請求項１】 分布ブラッグ反射器を集積したモード同
期半導体レーザを用いた繰り返し光パルス列発生手段
と、 前記繰り返し光パルス列発生手段から発生した繰り返し
光パルス列を入射して該繰り返し光パルス列のスペクト
ル幅を拡大する非線形光学媒質と、 前記非線形光学媒質によりスペクトル幅を拡大された光
スペクトルからただ一つの縦モードからなる光スペクト
ル成分を、一つあるいは複数分波する波長分波器とを有
することを特徴とする連続光光源。 - 【請求項２】 前記分布ブラッグ反射器はチャープグレ
ーティングを構成することを特徴とする請求項１に記載
の連続光光源。 - 【請求項３】 前記非線形光学媒質は正常分散分散平坦
特性を有する光ファイバであることを特徴とする請求項
１ないし２に記載の連続光光源。 - 【請求項４】 前記波長分波器は、前記非線形光学媒質
によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルからただ
一つの縦モードからなる光スペクトル成分を複数分波す
るアレイ導波路型回折格子フイルタであることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の連続光光源。 - 【請求項５】 前記波長分波器は、前記非線形光学媒質
によりスペクトル幅を拡大された光スペクトルからただ
一つの縦モードからなる光スペクトル成分をただ一つ分
波する光フイルタである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連続光光源。 - 【請求項６】 前記繰り返し光パルス列発生手段は、前
記分布ブラッグ反射器を集積したモード同期半導体レー
ザの出力を増幅する光増幅器を有することを特徴とする
請求項１ないし５のいずれかに記載の連続光光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001034360A JP2002236301A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 連続光光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001034360A JP2002236301A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 連続光光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236301A true JP2002236301A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18897982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001034360A Pending JP2002236301A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 連続光光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002236301A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106669A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光源装置 |
| JP2007266675A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | 光送信装置 |
| JP2007274482A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
| US7315557B2 (en) | 2003-08-27 | 2008-01-01 | Fujitsu Limited | Multi-wavelength light source apparatus |
| US7340135B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-03-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light source apparatus |
| JP2008191369A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フィルタ方式高速波長掃引光源 |
| JP2009528564A (ja) * | 2006-03-01 | 2009-08-06 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ スィヤンティフィック（セーエヌエルエス） | 漏洩モードを含む位相整合により広帯域スペクトル源を生成する方法 |
| JP2010010315A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | モード同期半導体レーザの駆動方法及びモード同期半導体レーザ装置 |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001034360A patent/JP2002236301A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7315557B2 (en) | 2003-08-27 | 2008-01-01 | Fujitsu Limited | Multi-wavelength light source apparatus |
| WO2006106669A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光源装置 |
| US7340135B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-03-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light source apparatus |
| JP2009528564A (ja) * | 2006-03-01 | 2009-08-06 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ スィヤンティフィック（セーエヌエルエス） | 漏洩モードを含む位相整合により広帯域スペクトル源を生成する方法 |
| JP2007266675A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | 光送信装置 |
| JP2007274482A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
| JP2008191369A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フィルタ方式高速波長掃引光源 |
| JP4696319B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2011-06-08 | 日本電信電話株式会社 | フィルタ方式高速波長掃引光源 |
| JP2010010315A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | モード同期半導体レーザの駆動方法及びモード同期半導体レーザ装置 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050530 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060120 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060315 |
|
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|
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|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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