JP2002368317A - 音響光学チューナブルフィルタを用いた多波長光源 - Google Patents
音響光学チューナブルフィルタを用いた多波長光源Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡略な構成により任意波長の複数の発振光を安
定して発生する多波長光源を提供する。 【解決手段】本発明の多波長光源は、光増幅器１を備え
た共振器の光路上に音響光学チューナブルフィルタ（Ａ
ＯＴＦ）２を設け、そのＡＯＴＦ２が、周波数の異なる
複数の弾性表面波の周波数に対応して、入力光のうちか
ら複数の波長の光を選択し、かつ、各選択光の周波数を
シフトさせて光路に出力することによって、共振器内を
伝搬する光の安定した多波長発振を実現にする。
定して発生する多波長光源を提供する。 【解決手段】本発明の多波長光源は、光増幅器１を備え
た共振器の光路上に音響光学チューナブルフィルタ（Ａ
ＯＴＦ）２を設け、そのＡＯＴＦ２が、周波数の異なる
複数の弾性表面波の周波数に対応して、入力光のうちか
ら複数の波長の光を選択し、かつ、各選択光の周波数を
シフトさせて光路に出力することによって、共振器内を
伝搬する光の安定した多波長発振を実現にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の光を発生する多波長光源に関し、特に、音響光学チュ
ーナブルフィルタ（acousto-optic tunable filter；Ａ
ＯＴＦ）を利用して任意の波長の光を安定して発生する
多波長光源に関する。
の光を発生する多波長光源に関し、特に、音響光学チュ
ーナブルフィルタ（acousto-optic tunable filter；Ａ
ＯＴＦ）を利用して任意の波長の光を安定して発生する
多波長光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの普及などによる爆発的
な通信容量の増大に伴い、波長多重（ＷＤＭ）光通信シ
ステムの導入が進められており、通信波長の高密度化、
広帯域化などにより、ＷＤＭ光通信システムの伝送容量
は今や毎秒１テラビットの域にまで達している。このよ
うな高密度なＷＤＭ光通信システムを構築するために
は、ＷＤＭ信号光の波長数に応じた台数の光源が必要と
なり、コストの面で大きな課題となることから、安価な
多波長光源への期待が高まっている。なかでも希土類元
素ドープファイバを用いた多波長発振レーザなどは、構
成が簡単なため早くから研究されてきた。
な通信容量の増大に伴い、波長多重（ＷＤＭ）光通信シ
ステムの導入が進められており、通信波長の高密度化、
広帯域化などにより、ＷＤＭ光通信システムの伝送容量
は今や毎秒１テラビットの域にまで達している。このよ
うな高密度なＷＤＭ光通信システムを構築するために
は、ＷＤＭ信号光の波長数に応じた台数の光源が必要と
なり、コストの面で大きな課題となることから、安価な
多波長光源への期待が高まっている。なかでも希土類元
素ドープファイバを用いた多波長発振レーザなどは、構
成が簡単なため早くから研究されてきた。
【０００３】従来の多波長発振レーザとしては、例えば
図１６に示すように、エルビウムドープファイバ（ＥＤ
Ｆ）を利用した光ファイバ増幅器とエタロンなどの周期
フィルタとを組み合わせることでさまざまな形態の多波
長光源が試されてきた。しかし、このような多波長発振
レーザの場合、図１７に示すようなＥＤＦの持つ広い均
一幅のために、モード間での競合が起こり、安定した多
波長発振は得られないという欠点があった。従来、エル
ビウムドープファイバを用いて安定な多波長発振を得る
ためには、エルビウムドープファイバを冷却して、均一
幅を狭くする方法が用いられてきた。
図１６に示すように、エルビウムドープファイバ（ＥＤ
Ｆ）を利用した光ファイバ増幅器とエタロンなどの周期
フィルタとを組み合わせることでさまざまな形態の多波
長光源が試されてきた。しかし、このような多波長発振
レーザの場合、図１７に示すようなＥＤＦの持つ広い均
一幅のために、モード間での競合が起こり、安定した多
波長発振は得られないという欠点があった。従来、エル
ビウムドープファイバを用いて安定な多波長発振を得る
ためには、エルビウムドープファイバを冷却して、均一
幅を狭くする方法が用いられてきた。
【０００４】また、例えば、文献H.Sasamori et al., "
Multi-wavelength Erbium-doped Fiber Ring Light Sou
rce with Fiber Grating", Technical Digest of Optic
al Amplifiers and Their Applications (OAA'97), pap
er WC3, pp.235-238, 1997.、文献A. Bellemare et a
l., "Multifrequency erbium-doped fiber ring lasers
anchored on the ITU frequency grid", Optical Fibe
r Conference (OFC'99), paper TuB5, pp.16-18, 199
9.、文献Seung-Kwan Kim et al., "Wideband multiwave
length erbium-doped fiber lasers", Optical Fiber C
onference (OFC 2000), paper ThA3, 2000.などにおい
ては、エルビウムドープファイバを用いて室温で多波長
発振を実現するために、周波数シフタを利用する技術が
提案されている。具体的には、例えば図１８に示すよう
に、音響光学効果を用いた周波数シフタ（acousto-opti
c frequency shifter；ＡＯＦＳ）を共振器内に挿入す
るもので、共振器内を周回する光の周波数を毎回少しず
つシフトさせることで、単一波長での安定発振を妨げ、
その結果、モード間競合なく多波長の同時発振を得ると
いうものである。なお、音響光学効果を用いた周波数シ
フタは、ブラッグ（Bragg）反射などを利用することに
よる全波長の一括変換を行うものである。
Multi-wavelength Erbium-doped Fiber Ring Light Sou
rce with Fiber Grating", Technical Digest of Optic
al Amplifiers and Their Applications (OAA'97), pap
er WC3, pp.235-238, 1997.、文献A. Bellemare et a
l., "Multifrequency erbium-doped fiber ring lasers
anchored on the ITU frequency grid", Optical Fibe
r Conference (OFC'99), paper TuB5, pp.16-18, 199
9.、文献Seung-Kwan Kim et al., "Wideband multiwave
length erbium-doped fiber lasers", Optical Fiber C
onference (OFC 2000), paper ThA3, 2000.などにおい
ては、エルビウムドープファイバを用いて室温で多波長
発振を実現するために、周波数シフタを利用する技術が
提案されている。具体的には、例えば図１８に示すよう
に、音響光学効果を用いた周波数シフタ（acousto-opti
c frequency shifter；ＡＯＦＳ）を共振器内に挿入す
るもので、共振器内を周回する光の周波数を毎回少しず
つシフトさせることで、単一波長での安定発振を妨げ、
その結果、モード間競合なく多波長の同時発振を得ると
いうものである。なお、音響光学効果を用いた周波数シ
フタは、ブラッグ（Bragg）反射などを利用することに
よる全波長の一括変換を行うものである。
【０００５】このような周波数シフタを利用した多波長
光源の場合、各波長に対する、エルビウムドープファイ
バの利得の違いおよび共振器損失の差などから、多波長
発振時の各波長におけるピークパワーにバラツキが生
じ、これを補正するデバイスが必要となる。このため、
従来の多波長光源では、例えば図１９に示すように、エ
ルビウムドープファイバとエタロンなどの周期フィルタ
のほかに、それぞれの波長に対応した可変減衰器などを
用いたイコライザを導入することで、光強度分布の平坦
化が図られている。
光源の場合、各波長に対する、エルビウムドープファイ
バの利得の違いおよび共振器損失の差などから、多波長
発振時の各波長におけるピークパワーにバラツキが生
じ、これを補正するデバイスが必要となる。このため、
従来の多波長光源では、例えば図１９に示すように、エ
ルビウムドープファイバとエタロンなどの周期フィルタ
のほかに、それぞれの波長に対応した可変減衰器などを
用いたイコライザを導入することで、光強度分布の平坦
化が図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の多波長光源は、構成が複雑であり、かつ、
各波長での光パワーの調整も難しいという欠点がある。
また、周期フィルタの特性が固定であるため、任意の波
長の発振を得ることはできないという問題もある。
ような従来の多波長光源は、構成が複雑であり、かつ、
各波長での光パワーの調整も難しいという欠点がある。
また、周期フィルタの特性が固定であるため、任意の波
長の発振を得ることはできないという問題もある。
【０００７】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、簡略な構成により任意の波長の複数の発振光を安定
して発生することができる多波長光源を提供することを
目的とする。また、各波長の光パワーの調整や波長の切
り換えなどを高速かつ容易に行うことが可能な多波長光
源を提供することを目的とする。
で、簡略な構成により任意の波長の複数の発振光を安定
して発生することができる多波長光源を提供することを
目的とする。また、各波長の光パワーの調整や波長の切
り換えなどを高速かつ容易に行うことが可能な多波長光
源を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の多波長光源は、共振器の光路上に光増幅器を
備え、共振器内を伝搬して発振した複数の波長の光を発
生する多波長光源において、共振器の光路上に音響光学
チューナブルフィルタを備え、その音響光学チューナブ
ルフィルタが、周波数の異なる複数の弾性表面波の周波
数に対応して、入力光のうちから複数の波長の光を選択
し、かつ、各選択光の周波数をシフトさせて光路に出力
するものである。
め本発明の多波長光源は、共振器の光路上に光増幅器を
備え、共振器内を伝搬して発振した複数の波長の光を発
生する多波長光源において、共振器の光路上に音響光学
チューナブルフィルタを備え、その音響光学チューナブ
ルフィルタが、周波数の異なる複数の弾性表面波の周波
数に対応して、入力光のうちから複数の波長の光を選択
し、かつ、各選択光の周波数をシフトさせて光路に出力
するものである。
【０００９】従来、多波長光源を実現するために用いら
れてきた音響光学周波数シフタ（ＡＯＳＦ）は、前述し
たように、ブラッグ反射などを利用するものであり、全
帯域の光の周波数を一括してシフトさせる機能を持つ。
一方、本発明の多波長光源で用いる音響光学チューナブ
ルフィルタは、ＴＥ／ＴＭモードの変換を利用したもの
であり、強い波長選択性を持つ。また、音響光学チュー
ナブルフィルタにおける周波数シフトは、それぞれの選
択光に対して独立に働き、対応する弾性表面波の周波数
だけシフトさせるという特徴がある。
れてきた音響光学周波数シフタ（ＡＯＳＦ）は、前述し
たように、ブラッグ反射などを利用するものであり、全
帯域の光の周波数を一括してシフトさせる機能を持つ。
一方、本発明の多波長光源で用いる音響光学チューナブ
ルフィルタは、ＴＥ／ＴＭモードの変換を利用したもの
であり、強い波長選択性を持つ。また、音響光学チュー
ナブルフィルタにおける周波数シフトは、それぞれの選
択光に対して独立に働き、対応する弾性表面波の周波数
だけシフトさせるという特徴がある。
【００１０】このような音響光学チューナブルフィルタ
を用いた多波長光源によれば、音響光学チューナブルフ
ィルタで選択された複数の波長の光が共振器内を伝搬す
るようになり、また、各選択光に生じる周波数シフトに
より共振器内での単一モードの発振が抑えられ、その結
果モード間競合なく多波長の光の発振が実現されるよう
になる。
を用いた多波長光源によれば、音響光学チューナブルフ
ィルタで選択された複数の波長の光が共振器内を伝搬す
るようになり、また、各選択光に生じる周波数シフトに
より共振器内での単一モードの発振が抑えられ、その結
果モード間競合なく多波長の光の発振が実現されるよう
になる。
【００１１】さらに、従来の多波長光源は、得られる光
波長は固定であったのに対し、本発明の多波長光源は、
音響光学チューナブルフィルタに印加するＲＦ信号の周
波数等に応じて、任意の多波長での動作が可能であり、
また、必要な波長数や波長のスイッチングも非常に高速
に行うことができるようになる。また、上記の多波長光
源の具体的な構成として、共振器がリング共振器または
ファブリ・ペロー共振器であってもよい。リング共振器
の場合には、光路上に光アイソレータを有する単一方向
性の構成とすることで、より安定した多波長発振が実現
されるようになる。さらに、上記多波長光源は、共振器
の光路上に、周期的な透過波長特性を持つ光フィルタを
備えるようにしてもよい。光フィルタを設けることで、
より狭帯域の多波長発振光を得ることが可能になると共
に、離散的な波長グリッド上で任意の多波長発振が可能
な光源が実現されるようになる。
波長は固定であったのに対し、本発明の多波長光源は、
音響光学チューナブルフィルタに印加するＲＦ信号の周
波数等に応じて、任意の多波長での動作が可能であり、
また、必要な波長数や波長のスイッチングも非常に高速
に行うことができるようになる。また、上記の多波長光
源の具体的な構成として、共振器がリング共振器または
ファブリ・ペロー共振器であってもよい。リング共振器
の場合には、光路上に光アイソレータを有する単一方向
性の構成とすることで、より安定した多波長発振が実現
されるようになる。さらに、上記多波長光源は、共振器
の光路上に、周期的な透過波長特性を持つ光フィルタを
備えるようにしてもよい。光フィルタを設けることで、
より狭帯域の多波長発振光を得ることが可能になると共
に、離散的な波長グリッド上で任意の多波長発振が可能
な光源が実現されるようになる。
【００１２】また、前述の多波長光源については、共振
器内を伝搬して発振した複数の波長の光について、各々
の光パワーを制御する光パワー制御部を備えるようにす
るのが好ましい。この光パワー制御部は、具体的には、
音響光学チューナブルフィルタで発生する周波数の異な
る複数の弾性表面波の各強度を変化させることによっ
て、各波長の光パワーを制御するようにしてもよく、ま
たは、共振器の光路上に挿入したイコライザの各発振波
長に対応した損失を変化させることによって、各波長の
光パワーを制御するようにしても構わない。さらに、上
記の光パワー制御部は、複数の波長の光のパワーを検出
するモニタ部の検出結果や、発振波長の組み合わせに応
じて予め求めた補正値に従って、各波長の光パワーを制
御するようにしてもよい。
器内を伝搬して発振した複数の波長の光について、各々
の光パワーを制御する光パワー制御部を備えるようにす
るのが好ましい。この光パワー制御部は、具体的には、
音響光学チューナブルフィルタで発生する周波数の異な
る複数の弾性表面波の各強度を変化させることによっ
て、各波長の光パワーを制御するようにしてもよく、ま
たは、共振器の光路上に挿入したイコライザの各発振波
長に対応した損失を変化させることによって、各波長の
光パワーを制御するようにしても構わない。さらに、上
記の光パワー制御部は、複数の波長の光のパワーを検出
するモニタ部の検出結果や、発振波長の組み合わせに応
じて予め求めた補正値に従って、各波長の光パワーを制
御するようにしてもよい。
【００１３】このような光パワー制御部を設けることに
より、各発振波長の光パワーを制御することが可能にな
り、特に、音響光学チューナブルフィルタにおける弾性
表面波の強度を制御するようにすれば、各波長の光パワ
ーの高速チューニングが可能になる。上述した多波長光
源について、音響光学チューナブルフィルタは、複数の
音響光学チューナブルフィルタ要素を、各々の音響光学
チューナブルフィルタ要素における選択光の周波数シフ
トの和が零にならないように多段接続したものであって
もよい。このような多段構成の音響光学チューナブルフ
ィルタを用いることで、選択される光の帯域幅を狭くす
ると同時に、サイドローブを抑えることが可能になり、
良好なフィルタ特性が得られるようになる。
より、各発振波長の光パワーを制御することが可能にな
り、特に、音響光学チューナブルフィルタにおける弾性
表面波の強度を制御するようにすれば、各波長の光パワ
ーの高速チューニングが可能になる。上述した多波長光
源について、音響光学チューナブルフィルタは、複数の
音響光学チューナブルフィルタ要素を、各々の音響光学
チューナブルフィルタ要素における選択光の周波数シフ
トの和が零にならないように多段接続したものであって
もよい。このような多段構成の音響光学チューナブルフ
ィルタを用いることで、選択される光の帯域幅を狭くす
ると同時に、サイドローブを抑えることが可能になり、
良好なフィルタ特性が得られるようになる。
【００１４】また、上述の多波長光源を用いて１波の動
作を実現することも可能であるが、上述の多波長光源で
は周波数シフトを利用して単一モード発振を抑えている
ため、原理的に１波での動作は不安定となる。１波での
発振を得るためには、共振器内で周波数シフトがない方
が望ましく、例えば、２段構成の音響光学チューナブル
フィルタを用いることで周波数シフトはキャンセルでき
る。しかし、周波数シフトをキャンセルした場合、単一
モードでの安定した発振を得ることはできるが、今度は
複数波長での動作が難しくなるか、若しくは、できなく
なる。
作を実現することも可能であるが、上述の多波長光源で
は周波数シフトを利用して単一モード発振を抑えている
ため、原理的に１波での動作は不安定となる。１波での
発振を得るためには、共振器内で周波数シフトがない方
が望ましく、例えば、２段構成の音響光学チューナブル
フィルタを用いることで周波数シフトはキャンセルでき
る。しかし、周波数シフトをキャンセルした場合、単一
モードでの安定した発振を得ることはできるが、今度は
複数波長での動作が難しくなるか、若しくは、できなく
なる。
【００１５】そこで、単一波長動作と多波長動作とを電
気的に切り換えて実現するための構成として、上述した
多波長光源の音響光学チューナブルフィルタは、複数の
音響光学チューナブルフィルタ要素を多段接続した構成
を有し、各音響光学チューナブルフィルタ要素を選択的
に駆動することによって、駆動した音響光学チューナブ
ルフィルタ要素における選択光の周波数シフトが、零に
ならない多波長発振状態と、零になる単一波長発振状態
とを切り換えることが可能であるようなものとする。こ
のような音響光学チューナブルフィルタを用いれば、多
波長での発振動作と単一波長での発振動作とを電気的に
切り換えることが可能な光源を実現することが可能にな
る。
気的に切り換えて実現するための構成として、上述した
多波長光源の音響光学チューナブルフィルタは、複数の
音響光学チューナブルフィルタ要素を多段接続した構成
を有し、各音響光学チューナブルフィルタ要素を選択的
に駆動することによって、駆動した音響光学チューナブ
ルフィルタ要素における選択光の周波数シフトが、零に
ならない多波長発振状態と、零になる単一波長発振状態
とを切り換えることが可能であるようなものとする。こ
のような音響光学チューナブルフィルタを用いれば、多
波長での発振動作と単一波長での発振動作とを電気的に
切り換えることが可能な光源を実現することが可能にな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、各図において、同一の構成
については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明にかかる音響光学チューナブルフィルタ
を用いた多波長光源の第１の基本構成を示す平面図であ
る。
に基づいて説明する。なお、各図において、同一の構成
については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明にかかる音響光学チューナブルフィルタ
を用いた多波長光源の第１の基本構成を示す平面図であ
る。
【００１７】図１において、第１の基本構成を備えた多
波長光源は、光増幅器１と、弾性表面波によるＴＥ／Ｔ
Ｍモード変換に基づいて波長選択を行うことが可能な音
響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）２とを環状に
光接続したリング共振器の形態を有し、複数の波長の光
を出力カプラ３を介して外部に出力する。光増幅器１
は、所要の波長帯域の光を増幅することが可能な一般的
な光増幅器である。具体的には、例えば、希土類元素ド
ープファイバを用いた光ファイバ増幅器や半導体光増幅
器などの公知の光増幅デバイスを使用することが可能で
ある。
波長光源は、光増幅器１と、弾性表面波によるＴＥ／Ｔ
Ｍモード変換に基づいて波長選択を行うことが可能な音
響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）２とを環状に
光接続したリング共振器の形態を有し、複数の波長の光
を出力カプラ３を介して外部に出力する。光増幅器１
は、所要の波長帯域の光を増幅することが可能な一般的
な光増幅器である。具体的には、例えば、希土類元素ド
ープファイバを用いた光ファイバ増幅器や半導体光増幅
器などの公知の光増幅デバイスを使用することが可能で
ある。
【００１８】ＡＯＴＦ２は、例えば、１つの基板２０上
に、光導波路２１、櫛形電極（Interdigital Transduce
r：ＩＤＴ）２２、ＳＡＷガイド２３およびモード分岐
器２４，２５をそれぞれ形成したものである。光導波路
２１は、入力ポート２６および出力ポート２７が両端に
それぞれ設けられ、入力ポート２６を介して入射される
光増幅器１からの出力光を出力ポート２７に向けて伝搬
する。
に、光導波路２１、櫛形電極（Interdigital Transduce
r：ＩＤＴ）２２、ＳＡＷガイド２３およびモード分岐
器２４，２５をそれぞれ形成したものである。光導波路
２１は、入力ポート２６および出力ポート２７が両端に
それぞれ設けられ、入力ポート２６を介して入射される
光増幅器１からの出力光を出力ポート２７に向けて伝搬
する。
【００１９】ＩＤＴ２２は、ＲＦ信号生成回路２８で生
成された周波数ｆ1，ｆ2，…，ｆnの各ＲＦ信号が印加
され、各々のＲＦ信号に応じた弾性表面波（Surface Ac
oustic Wave：ＳＡＷ）を発生する。ＩＤＴ２２で発生
した弾性表面波は、ＳＡＷガイド２３に沿って基板２０
の表面を伝搬する。図１の一例では、ＩＤＴ２２が入力
ポート２６側に配置されると共に、そのＩＤＴ２２から
出力ポート２７側に向けて光導波路２１に概ね沿うよう
にＳＡＷガイド２３が設けられ、光導波路２１内の光の
伝搬方向に対して弾性表面波が同じ方向（順方向）に伝
搬するような構成としている。ただし、ここではＳＡＷ
ガイド２３の長手方向が、光導波路２１の光軸に対して
所要量だけ傾くように設定し、弾性表面波の伝搬軸と光
軸とが斜角に交差するような構成を採用して、光が感じ
る弾性表面波の強度について長手方向に重み付けを行う
ことで、ＡＯＴＦの透過波長特性についてサイドローブ
レベルの抑圧を図っている。
成された周波数ｆ1，ｆ2，…，ｆnの各ＲＦ信号が印加
され、各々のＲＦ信号に応じた弾性表面波（Surface Ac
oustic Wave：ＳＡＷ）を発生する。ＩＤＴ２２で発生
した弾性表面波は、ＳＡＷガイド２３に沿って基板２０
の表面を伝搬する。図１の一例では、ＩＤＴ２２が入力
ポート２６側に配置されると共に、そのＩＤＴ２２から
出力ポート２７側に向けて光導波路２１に概ね沿うよう
にＳＡＷガイド２３が設けられ、光導波路２１内の光の
伝搬方向に対して弾性表面波が同じ方向（順方向）に伝
搬するような構成としている。ただし、ここではＳＡＷ
ガイド２３の長手方向が、光導波路２１の光軸に対して
所要量だけ傾くように設定し、弾性表面波の伝搬軸と光
軸とが斜角に交差するような構成を採用して、光が感じ
る弾性表面波の強度について長手方向に重み付けを行う
ことで、ＡＯＴＦの透過波長特性についてサイドローブ
レベルの抑圧を図っている。
【００２０】モード分岐器２４は、例えば、入力ポート
２６およびＩＤＴ２２の間に位置する光導波路２１上に
挿入され、入力される光についてＴＥモードおよびＴＭ
モードの一方の成分のみを透過する。モード分岐器２５
は、例えば、ＳＡＷガイド２３の出力側端部および出力
ポート２７の間に位置する光導波路２１上に挿入され、
入力される光についてモード分岐器２４の透過モードと
は異なる他方のモード成分のみを透過する。
２６およびＩＤＴ２２の間に位置する光導波路２１上に
挿入され、入力される光についてＴＥモードおよびＴＭ
モードの一方の成分のみを透過する。モード分岐器２５
は、例えば、ＳＡＷガイド２３の出力側端部および出力
ポート２７の間に位置する光導波路２１上に挿入され、
入力される光についてモード分岐器２４の透過モードと
は異なる他方のモード成分のみを透過する。
【００２１】出力カプラ３は、例えば、ＡＯＴＦ２の出
力ポート２７に接続され、リング共振器内を周回する光
の一部を分岐して外部に出力するものである。なお、こ
こでは、ＡＯＴＦ２の出力ポート２７と光増幅器１の入
力ポートとの間に出力カプラ３を挿入するようにした
が、出力カプラ３の配置はこれに限られるものではな
く、リング共振器内の光路上の任意の位置に出力カプラ
３を設けることが可能である。
力ポート２７に接続され、リング共振器内を周回する光
の一部を分岐して外部に出力するものである。なお、こ
こでは、ＡＯＴＦ２の出力ポート２７と光増幅器１の入
力ポートとの間に出力カプラ３を挿入するようにした
が、出力カプラ３の配置はこれに限られるものではな
く、リング共振器内の光路上の任意の位置に出力カプラ
３を設けることが可能である。
【００２２】次に、第１の基本構成を備えた多波長光源
の動作について説明する。本多波長光源では、励起状態
にされた光増幅器１で発生する自然放出（amplified sp
ontaneous emission：ＡＳＥ）光がＡＯＴＦ２の入力ポ
ート２６に入射される。ＡＯＴＦ２に入力された光は、
モード分岐器２４によってＴＥモード（またはＴＭモー
ド）の光のみが分岐され、光導波路２１のＩＤＴ２２お
よびＳＡＷガイド２３が位置する部分（以下、モード結
合部とする）に導かれる。
の動作について説明する。本多波長光源では、励起状態
にされた光増幅器１で発生する自然放出（amplified sp
ontaneous emission：ＡＳＥ）光がＡＯＴＦ２の入力ポ
ート２６に入射される。ＡＯＴＦ２に入力された光は、
モード分岐器２４によってＴＥモード（またはＴＭモー
ド）の光のみが分岐され、光導波路２１のＩＤＴ２２お
よびＳＡＷガイド２３が位置する部分（以下、モード結
合部とする）に導かれる。
【００２３】モード結合部では、ＩＤＴ２２によって誘
起された弾性表面波がＳＡＷガイド２３に沿って伝搬
し、光導波路２１内を伝搬する光と結合することで、弾
性表面波の周波数に対応した波長の光（以下、選択光と
する）のみがＴＥモードからＴＭモードに（またはＴＭ
モードからＴＥモードに）変換される。ここでは、ＩＤ
Ｔ２２に印加される周波数ｆ1〜ｆnのＲＦ信号に応じて
ｎ個の波長の選択光がモード変換を受けることになる。
起された弾性表面波がＳＡＷガイド２３に沿って伝搬
し、光導波路２１内を伝搬する光と結合することで、弾
性表面波の周波数に対応した波長の光（以下、選択光と
する）のみがＴＥモードからＴＭモードに（またはＴＭ
モードからＴＥモードに）変換される。ここでは、ＩＤ
Ｔ２２に印加される周波数ｆ1〜ｆnのＲＦ信号に応じて
ｎ個の波長の選択光がモード変換を受けることになる。
【００２４】また、上記のモード変換時には、各選択光
の周波数が、ドップラーシフトによって、対応する弾性
表面波の周波数だけ変化する。この選択光の周波数シフ
トの方向は、次の表１に示すように、モード変換の方向
と弾性表面波および光の相対的な伝搬方向とに依存する
ことが知られている。
の周波数が、ドップラーシフトによって、対応する弾性
表面波の周波数だけ変化する。この選択光の周波数シフ
トの方向は、次の表１に示すように、モード変換の方向
と弾性表面波および光の相対的な伝搬方向とに依存する
ことが知られている。
【００２５】
【表１】
【００２６】なお、表中のｆは周波数のシフト量であ
り、その正負の符号によってシフト方向を表している。
ここでは、弾性表面波および光が順方向に伝搬するの
で、ＴＥモードからＴＭモードへの変換が生じる場合に
は、選択光の周波数が＋ｆだけシフトし、ＴＭモードか
らＴＥモードへの変換が生じる場合には、選択光の周波
数が−ｆだけシフトすることになる。
り、その正負の符号によってシフト方向を表している。
ここでは、弾性表面波および光が順方向に伝搬するの
で、ＴＥモードからＴＭモードへの変換が生じる場合に
は、選択光の周波数が＋ｆだけシフトし、ＴＭモードか
らＴＥモードへの変換が生じる場合には、選択光の周波
数が−ｆだけシフトすることになる。
【００２７】そして、ＡＯＴＦ２の出力側に位置するモ
ード分岐器２５では、モード変換およびドップラーシフ
トを受けた各波長の選択光のみが分岐され、モード分岐
器２５を通過した各選択光が出力ポート２７から出力さ
れる。ＡＯＴＦ２からの出力光は、出力カプラ３を介し
て光増幅器１に帰還されて増幅された後に、ＡＯＴＦ２
に再び送られる。
ード分岐器２５では、モード変換およびドップラーシフ
トを受けた各波長の選択光のみが分岐され、モード分岐
器２５を通過した各選択光が出力ポート２７から出力さ
れる。ＡＯＴＦ２からの出力光は、出力カプラ３を介し
て光増幅器１に帰還されて増幅された後に、ＡＯＴＦ２
に再び送られる。
【００２８】これにより、ＡＯＴＦ２においてＲＦ信号
の周波数ｆ1〜ｆnに応じて選択されたｎ個の波長の光が
リング共振器内を周回するようになり、また、各選択光
についてＡＯＴＦ２で発生するドップラーシフトによ
り、リング共振器内での単一モードの発振が抑えられ
て、多波長の光の発振が実現されるようになる。上記の
ように第１の基本構成を備えた多波長光源は、上述の図
１６および図１８に示したような従来の構成における周
期フィルタおよび周波数シフタに相当する双方の機能を
１つのＡＯＴＦ２によって実現できるため、簡略な構成
によって安定した多波長発振が可能になる。また、多波
長光源の出力光波長は、ＡＯＴＦ２のＩＤＴ２２に印加
するＲＦ信号の周波数に応じて適宜に設定できるため、
任意の波長の複数の発振光を得ることが可能である。
の周波数ｆ1〜ｆnに応じて選択されたｎ個の波長の光が
リング共振器内を周回するようになり、また、各選択光
についてＡＯＴＦ２で発生するドップラーシフトによ
り、リング共振器内での単一モードの発振が抑えられ
て、多波長の光の発振が実現されるようになる。上記の
ように第１の基本構成を備えた多波長光源は、上述の図
１６および図１８に示したような従来の構成における周
期フィルタおよび周波数シフタに相当する双方の機能を
１つのＡＯＴＦ２によって実現できるため、簡略な構成
によって安定した多波長発振が可能になる。また、多波
長光源の出力光波長は、ＡＯＴＦ２のＩＤＴ２２に印加
するＲＦ信号の周波数に応じて適宜に設定できるため、
任意の波長の複数の発振光を得ることが可能である。
【００２９】次に、本発明にかかるＡＯＴＦを用いた多
波長光源の第２の基本構成について説明する。図２は、
上記第２の基本構成を備えた多波長光源を示す平面図で
ある。図２において、本多波長光源は、光増幅器１およ
びＡＯＴＦ２の各一端を光学的に互いに接続し、かつ、
光増幅器１およびＡＯＴＦ２の他端に反射部４，５をそ
れぞれ形成したファブリ・ペロー共振器の形態を有し、
複数の波長の光を反射部５を介して外部に出力する。
波長光源の第２の基本構成について説明する。図２は、
上記第２の基本構成を備えた多波長光源を示す平面図で
ある。図２において、本多波長光源は、光増幅器１およ
びＡＯＴＦ２の各一端を光学的に互いに接続し、かつ、
光増幅器１およびＡＯＴＦ２の他端に反射部４，５をそ
れぞれ形成したファブリ・ペロー共振器の形態を有し、
複数の波長の光を反射部５を介して外部に出力する。
【００３０】光増幅器１およびＡＯＴＦ２は、前述した
第１の基本構成の場合と同様の構成である。光増幅器１
側に形成される反射部４は、光増幅器１の他端から出射
される光を全反射し、その反射光を光増幅器１に戻すも
のである。ＡＯＴＦ２側に形成される反射部５は、ＡＯ
ＴＦ２の他端から出射される光を高い反射率で反射し、
その反射光をＡＯＴＦ２に戻すと共に、透過光をファブ
リ・ペロー共振器の外部に出力する。
第１の基本構成の場合と同様の構成である。光増幅器１
側に形成される反射部４は、光増幅器１の他端から出射
される光を全反射し、その反射光を光増幅器１に戻すも
のである。ＡＯＴＦ２側に形成される反射部５は、ＡＯ
ＴＦ２の他端から出射される光を高い反射率で反射し、
その反射光をＡＯＴＦ２に戻すと共に、透過光をファブ
リ・ペロー共振器の外部に出力する。
【００３１】なお、図２には、光増幅器１およびＡＯＴ
Ｆ２を一体化した構成を一例として示した。このような
構成は、具体的には、例えば広い均一幅を持つような半
導体光増幅器（ＳＯＡ）等を光増幅器１として用いるこ
とにより、ＡＯＴＦ２との一体化を図ることが可能であ
る。ただし、本発明の第２の基本構成は、上記の一例に
限られるものではなく、個別に用意した光増幅器１およ
びＡＯＴＦ２の各一端を互いに光接続しても構わない。
Ｆ２を一体化した構成を一例として示した。このような
構成は、具体的には、例えば広い均一幅を持つような半
導体光増幅器（ＳＯＡ）等を光増幅器１として用いるこ
とにより、ＡＯＴＦ２との一体化を図ることが可能であ
る。ただし、本発明の第２の基本構成は、上記の一例に
限られるものではなく、個別に用意した光増幅器１およ
びＡＯＴＦ２の各一端を互いに光接続しても構わない。
【００３２】上記のようなファブリ・ペロー共振器の形
態を有する多波長光源では、第１の基本構成の場合と同
様にして光増幅器１で発生する自然放出光がＡＯＴＦ２
の一端から入射され、モード変換およびドップラーシフ
トを受けたｎ個の波長の選択光がモード分岐器２５を通
過してＡＯＴＦ２の他端から出力される。ＡＯＴＦ２の
他端に達した各選択光は、反射部５によってその大部分
が反射されてＡＯＴＦ２に戻される。そして、反射部５
からの反射光は、モード分岐器２５を通過してモード結
合部に送られ、モード変換およびドップラーシフトを再
び受けた後、モード分岐器２４を通過してＡＯＴＦ２の
一端から光増幅器１に出力される。
態を有する多波長光源では、第１の基本構成の場合と同
様にして光増幅器１で発生する自然放出光がＡＯＴＦ２
の一端から入射され、モード変換およびドップラーシフ
トを受けたｎ個の波長の選択光がモード分岐器２５を通
過してＡＯＴＦ２の他端から出力される。ＡＯＴＦ２の
他端に達した各選択光は、反射部５によってその大部分
が反射されてＡＯＴＦ２に戻される。そして、反射部５
からの反射光は、モード分岐器２５を通過してモード結
合部に送られ、モード変換およびドップラーシフトを再
び受けた後、モード分岐器２４を通過してＡＯＴＦ２の
一端から光増幅器１に出力される。
【００３３】ここで、ＡＯＴＦ２を往復する光が受ける
モード変換およびドップラーシフトについて具体的に説
明する。例えば、光増幅器１側に位置するモード分岐器
２４がＴＥモードを分岐し、反射部５側に位置するモー
ド分岐器２５がＴＭモードを分岐するように設定された
場合を考えると、光増幅器１からＡＯＴＦ２に入力され
た光は、弾性表面波の伝搬方向に対して順方向にモード
結合部を伝搬し、弾性表面波の周波数に対応した各波長
の光がＴＥモードからＴＭモードに変換される。このモ
ード変換の際に生じるドップラーシフトは、前述の表１
に示したように選択光の周波数を＋ｆだけシフトさせ
る。ＴＭモードに変換され＋ｆのドップラーシフトを受
けた各選択光は、モード分岐器２５を通過して反射部５
で反射され、ＴＭモードを維持したままＡＯＴＦ２に戻
されてモード分岐器２５を再び通過する。モード分岐器
２５を通過したＴＭモードの戻り光は、弾性表面波の伝
搬方向に対して逆方向にモード結合部を伝搬し、弾性表
面波の周波数に対応した各波長の光がＴＭモードからＴ
Ｅモードに再度変換される。この２度目のモード変換の
際に生じるドップラーシフトは、前述の表１に示したよ
うに選択光の周波数を＋ｆだけシフトさせる。そして、
ＴＥモードに再変換され＋ｆのドップラーシフトを２度
受けた各選択光は、モード分岐器２４を通過して光増幅
器１に送られる。
モード変換およびドップラーシフトについて具体的に説
明する。例えば、光増幅器１側に位置するモード分岐器
２４がＴＥモードを分岐し、反射部５側に位置するモー
ド分岐器２５がＴＭモードを分岐するように設定された
場合を考えると、光増幅器１からＡＯＴＦ２に入力され
た光は、弾性表面波の伝搬方向に対して順方向にモード
結合部を伝搬し、弾性表面波の周波数に対応した各波長
の光がＴＥモードからＴＭモードに変換される。このモ
ード変換の際に生じるドップラーシフトは、前述の表１
に示したように選択光の周波数を＋ｆだけシフトさせ
る。ＴＭモードに変換され＋ｆのドップラーシフトを受
けた各選択光は、モード分岐器２５を通過して反射部５
で反射され、ＴＭモードを維持したままＡＯＴＦ２に戻
されてモード分岐器２５を再び通過する。モード分岐器
２５を通過したＴＭモードの戻り光は、弾性表面波の伝
搬方向に対して逆方向にモード結合部を伝搬し、弾性表
面波の周波数に対応した各波長の光がＴＭモードからＴ
Ｅモードに再度変換される。この２度目のモード変換の
際に生じるドップラーシフトは、前述の表１に示したよ
うに選択光の周波数を＋ｆだけシフトさせる。そして、
ＴＥモードに再変換され＋ｆのドップラーシフトを２度
受けた各選択光は、モード分岐器２４を通過して光増幅
器１に送られる。
【００３４】このようにＡＯＴＦ２を往復して選択され
る光は、モード変換時に同じ方向のドップラーシフトを
受けるため、周波数シフトがキャンセルされることはな
い。したがって、ファブリ・ペロー共振器の形態におけ
るＡＯＴＦ２についても、従来の構成における周波数シ
フタに相当する機能が実現される。上記のようにＡＯＴ
Ｆ２を往復して選択された各波長の光は、光増幅器１に
入力され反射部４で全反射されて光増幅器１を往復する
間に増幅された後に、ＡＯＴＦ２に再び送られる。これ
により、ＡＯＴＦ２においてＲＦ信号の周波数ｆ1〜ｆn
に応じて選択されたｎ個の波長の光がファブリ・ペロー
共振器内を往復するようになり、また、各選択光につい
てＡＯＴＦ２で発生するドップラーシフトにより、ファ
ブリ・ペロー共振器内での単一モードの発振が抑えられ
て、多波長の光の発振が実現されるようになる。
る光は、モード変換時に同じ方向のドップラーシフトを
受けるため、周波数シフトがキャンセルされることはな
い。したがって、ファブリ・ペロー共振器の形態におけ
るＡＯＴＦ２についても、従来の構成における周波数シ
フタに相当する機能が実現される。上記のようにＡＯＴ
Ｆ２を往復して選択された各波長の光は、光増幅器１に
入力され反射部４で全反射されて光増幅器１を往復する
間に増幅された後に、ＡＯＴＦ２に再び送られる。これ
により、ＡＯＴＦ２においてＲＦ信号の周波数ｆ1〜ｆn
に応じて選択されたｎ個の波長の光がファブリ・ペロー
共振器内を往復するようになり、また、各選択光につい
てＡＯＴＦ２で発生するドップラーシフトにより、ファ
ブリ・ペロー共振器内での単一モードの発振が抑えられ
て、多波長の光の発振が実現されるようになる。
【００３５】このように第２の基本構成を備えた多波長
光源についても、上述した第１の基本構成の場合の効果
と同様に、安定した多波長発振が簡略な構成によって可
能になり、任意の波長の複数の発振光を得ることができ
る。なお、上記第２の基本構成では、ＡＯＴＦ２の他端
に所要の反射率を持つ反射部５を形成するようにした
が、この反射部５については、例えば図３に示すよう
に、ＡＯＴＦ２の選択波長帯域に対応した反射特性を持
つ長周期グレーティング５’をＡＯＴＦ２の端部の導波
路上に形成するようにしてもよい。
光源についても、上述した第１の基本構成の場合の効果
と同様に、安定した多波長発振が簡略な構成によって可
能になり、任意の波長の複数の発振光を得ることができ
る。なお、上記第２の基本構成では、ＡＯＴＦ２の他端
に所要の反射率を持つ反射部５を形成するようにした
が、この反射部５については、例えば図３に示すよう
に、ＡＯＴＦ２の選択波長帯域に対応した反射特性を持
つ長周期グレーティング５’をＡＯＴＦ２の端部の導波
路上に形成するようにしてもよい。
【００３６】次に、本発明にかかるＡＯＴＦを用いた多
波長光源の具体的な実施形態について説明する。以下の
実施形態では、上述した第１の基本構成を備えた多波長
光源について具体的に説明を行うことにする。第２の基
本構成を備えた多波長光源については、第１の基本構成
の場合と同様にして具体的な実施形態を考えることがで
きるため、ここでの説明を省略する。
波長光源の具体的な実施形態について説明する。以下の
実施形態では、上述した第１の基本構成を備えた多波長
光源について具体的に説明を行うことにする。第２の基
本構成を備えた多波長光源については、第１の基本構成
の場合と同様にして具体的な実施形態を考えることがで
きるため、ここでの説明を省略する。
【００３７】図４は、本発明にかかる多波長光源の実施
形態（１）の構成を示す平面図である。図４において、
実施形態（１）の多波長光源は、上述の図１に示した第
１の基本構成について、例えば、光増幅器１としてエル
ビウムドープ光ファイバアンプ（ＥＤＦＡ）１０を用い
ると共に、リング共振器の光路上に、周期フィルタ６０
および光アイソレータ６１を挿入したものである。な
お、ＡＯＴＦ２および出力カプラ３は、第１の基本構成
で説明した構成と同様である。
形態（１）の構成を示す平面図である。図４において、
実施形態（１）の多波長光源は、上述の図１に示した第
１の基本構成について、例えば、光増幅器１としてエル
ビウムドープ光ファイバアンプ（ＥＤＦＡ）１０を用い
ると共に、リング共振器の光路上に、周期フィルタ６０
および光アイソレータ６１を挿入したものである。な
お、ＡＯＴＦ２および出力カプラ３は、第１の基本構成
で説明した構成と同様である。
【００３８】ＥＤＦＡ１０は、例えば、リング共振器の
光路上に接続されたエルビウムドープ光ファイバ（ＥＤ
Ｆ）１１と、所要の波長の励起光を発生する励起光源１
２と、ＥＤＦ１１に励起光を供給するためのＷＤＭカプ
ラ１３とを有する。このＥＤＦＡ１０は、ＡＯＴＦ２に
おける選択光の波長帯域よりも広い増幅帯域を持つもの
とする。なお、光増幅器１として使用可能なＥＤＦＡの
構成は、上記の一例に限られるものではなく、周知のＥ
ＤＦＡを光増幅器１として適用することが可能である。
光路上に接続されたエルビウムドープ光ファイバ（ＥＤ
Ｆ）１１と、所要の波長の励起光を発生する励起光源１
２と、ＥＤＦ１１に励起光を供給するためのＷＤＭカプ
ラ１３とを有する。このＥＤＦＡ１０は、ＡＯＴＦ２に
おける選択光の波長帯域よりも広い増幅帯域を持つもの
とする。なお、光増幅器１として使用可能なＥＤＦＡの
構成は、上記の一例に限られるものではなく、周知のＥ
ＤＦＡを光増幅器１として適用することが可能である。
【００３９】周期フィルタ６０は、例えば図５の下段に
示すような、離散的な波長グリッドに対応した透過波長
特性を有する光フィルタである。周期フィルタ６０の周
期的な透過帯の各帯域幅は、ＡＯＴＦ２で選択される光
の帯域幅よりも狭くなるように設定されている。具体的
には、例えばＩＴＵに規定された波長グリッドに応じて
設計された狭い帯域幅を有するファブリ・ペローエタロ
ンなどを使用することが可能である。この周期フィルタ
６０は、ここでは、ＥＤＦＡ１０の出力端とＡＯＴＦ２
の入力ポートとの間の光路上に挿入されるものとする。
ただし、周期フィルタ６０の挿入箇所は上記の位置に限
定されるものではなく、リング共振器の光路上の任意の
位置に挿入することが可能である。
示すような、離散的な波長グリッドに対応した透過波長
特性を有する光フィルタである。周期フィルタ６０の周
期的な透過帯の各帯域幅は、ＡＯＴＦ２で選択される光
の帯域幅よりも狭くなるように設定されている。具体的
には、例えばＩＴＵに規定された波長グリッドに応じて
設計された狭い帯域幅を有するファブリ・ペローエタロ
ンなどを使用することが可能である。この周期フィルタ
６０は、ここでは、ＥＤＦＡ１０の出力端とＡＯＴＦ２
の入力ポートとの間の光路上に挿入されるものとする。
ただし、周期フィルタ６０の挿入箇所は上記の位置に限
定されるものではなく、リング共振器の光路上の任意の
位置に挿入することが可能である。
【００４０】光アイソレータ６１は、光を一方向にのみ
通過させるものである。この光アイソレータ６１は、こ
こでは出力カプラ３とＥＤＦＡ１０の入力端との間の光
路上に挿入されるものとする。ただし、光アイソレータ
６１の挿入箇所は上記の位置に限定されるものではな
く、リング共振器の光路上の任意の位置に挿入すること
が可能である。
通過させるものである。この光アイソレータ６１は、こ
こでは出力カプラ３とＥＤＦＡ１０の入力端との間の光
路上に挿入されるものとする。ただし、光アイソレータ
６１の挿入箇所は上記の位置に限定されるものではな
く、リング共振器の光路上の任意の位置に挿入すること
が可能である。
【００４１】このような構成を備えた実施形態（１）の
多波長光源では、リング共振器内に周期フィルタ６０を
挿したことで、ＡＯＴＦ２およびＥＤＦＡ１０によって
選択および増幅される各波長の発振光を狭帯域化するこ
とができると共に、周期フィルタ６０の周期的な透過波
長特性に対応した任意の波長における複数の光の発振が
可能になる。例えば、ＡＯＴＦ２において周波数ｆ1〜
ｆ4のＲＦ信号をＩＤＴ２２に印加し、４つの波長の光
を選択して発振させようとした場合、各ＲＦ信号の周波
数ｆ1〜ｆ4を周期フィルタ６０の透過波長特性に対応さ
せて適宜に設定することで、図５の上段に示すように、
所要の波長グリッド上における任意の４波の光を選択的
に発振させて出力することが可能になる。
多波長光源では、リング共振器内に周期フィルタ６０を
挿したことで、ＡＯＴＦ２およびＥＤＦＡ１０によって
選択および増幅される各波長の発振光を狭帯域化するこ
とができると共に、周期フィルタ６０の周期的な透過波
長特性に対応した任意の波長における複数の光の発振が
可能になる。例えば、ＡＯＴＦ２において周波数ｆ1〜
ｆ4のＲＦ信号をＩＤＴ２２に印加し、４つの波長の光
を選択して発振させようとした場合、各ＲＦ信号の周波
数ｆ1〜ｆ4を周期フィルタ６０の透過波長特性に対応さ
せて適宜に設定することで、図５の上段に示すように、
所要の波長グリッド上における任意の４波の光を選択的
に発振させて出力することが可能になる。
【００４２】さらに、リング共振器内に光アイソレータ
６１を挿入したことによって、一方向性の共振器が構成
されるため、より安定した多波長発振を実現することが
可能になる。次に、本発明にかかる多波長光源の実施形
態（２）について説明する。上記実施形態（１）の多波
長光源では、ＥＤＦＡ１０の利得波長特性やリング共振
器内の光部品の損失波長特性によって、図５の上段に示
したように、各波長の出力光のレベルにバラツキが生じ
てしまうことが考えられる。そこで、実施形態（２）で
は、上記のような出力光レベルの偏差を補正して、レベ
ルの揃った多波長の光を出力できるようにした応用例に
ついて考えることにする。
６１を挿入したことによって、一方向性の共振器が構成
されるため、より安定した多波長発振を実現することが
可能になる。次に、本発明にかかる多波長光源の実施形
態（２）について説明する。上記実施形態（１）の多波
長光源では、ＥＤＦＡ１０の利得波長特性やリング共振
器内の光部品の損失波長特性によって、図５の上段に示
したように、各波長の出力光のレベルにバラツキが生じ
てしまうことが考えられる。そこで、実施形態（２）で
は、上記のような出力光レベルの偏差を補正して、レベ
ルの揃った多波長の光を出力できるようにした応用例に
ついて考えることにする。
【００４３】図６は、実施形態（２）の構成を示す平面
図である。図６において、本多波長光源は、図４に示し
た実施形態（２）の構成について、出力カプラ３により
リング共振器の外部に取り出された各波長の出力光のレ
ベルを検出するモニタ６２を設け、そのモニタ６２にお
ける検出結果に基づいて、各波長の出力光レベルが平坦
化されるように、ＡＯＴＦ２における周波数ｆ1〜ｆ4の
各ＲＦ信号の強度（振幅）をそれぞれ制御するようにし
たものである。
図である。図６において、本多波長光源は、図４に示し
た実施形態（２）の構成について、出力カプラ３により
リング共振器の外部に取り出された各波長の出力光のレ
ベルを検出するモニタ６２を設け、そのモニタ６２にお
ける検出結果に基づいて、各波長の出力光レベルが平坦
化されるように、ＡＯＴＦ２における周波数ｆ1〜ｆ4の
各ＲＦ信号の強度（振幅）をそれぞれ制御するようにし
たものである。
【００４４】上記のような多波長光源では、各波長の出
力光レベルを基に各ＲＦ信号の振幅がフィードバック制
御されることで、各々のＲＦ信号に従って発生する各弾
性表面波の強度が変化し、ＡＯＴＦ２で選択される各波
長の光のレベルが対応する弾性表面波の強度に応じて調
整される。これにより、リング共振器内で発振する各波
長の光レベルが平坦化され、レベルの揃った多波長の光
が出力カプラ３を介して外部に出力されるようになる。
力光レベルを基に各ＲＦ信号の振幅がフィードバック制
御されることで、各々のＲＦ信号に従って発生する各弾
性表面波の強度が変化し、ＡＯＴＦ２で選択される各波
長の光のレベルが対応する弾性表面波の強度に応じて調
整される。これにより、リング共振器内で発振する各波
長の光レベルが平坦化され、レベルの揃った多波長の光
が出力カプラ３を介して外部に出力されるようになる。
【００４５】このように実施形態（２）の多波長光源に
よれば、上述の図１９に示したような従来の構成におけ
るイコライザに相当する機能を、ＡＯＴＦ２の各ＲＦ信
号の振幅を制御することによって実現できる。したがっ
て、従来の構成における周期フィルタ、周波数シフタお
よびイコライザの３つの機能が１つのＡＯＴＦ２で実現
されることになり、より簡略な構成によって光強度分布
の平坦化された多波長の光を出力することが可能にな
る。また、ＡＯＴＦ２のＲＦ信号制御は容易であるた
め、出力光レベルの高速チューニングが可能である。
よれば、上述の図１９に示したような従来の構成におけ
るイコライザに相当する機能を、ＡＯＴＦ２の各ＲＦ信
号の振幅を制御することによって実現できる。したがっ
て、従来の構成における周期フィルタ、周波数シフタお
よびイコライザの３つの機能が１つのＡＯＴＦ２で実現
されることになり、より簡略な構成によって光強度分布
の平坦化された多波長の光を出力することが可能にな
る。また、ＡＯＴＦ２のＲＦ信号制御は容易であるた
め、出力光レベルの高速チューニングが可能である。
【００４６】なお、上記の実施形態（２）では、モニタ
６２の検出結果を基にＡＯＴＦ２のＲＦ信号を制御する
ことで、リング共振器内にイコライザ等を設けることな
く出力光レベルの平坦化を図るようにしたが、例えば図
７に示すように、従来の場合と同様にして、各波長に対
応した可変減衰器などのイコライザをリング共振器の光
路上に挿入し、該イコライザによって出力光レベルの平
坦化を図るようにしても構わない。この場合、モニタ６
２の検出結果を基にＡＯＴＦ２のＲＦ信号およびイコラ
イザの両方を制御することが可能であり、出力光レベル
の平坦化をより高い精度で行うことができるようにな
る。なお、図７の構成例では光アイソレータが省略して
ある。
６２の検出結果を基にＡＯＴＦ２のＲＦ信号を制御する
ことで、リング共振器内にイコライザ等を設けることな
く出力光レベルの平坦化を図るようにしたが、例えば図
７に示すように、従来の場合と同様にして、各波長に対
応した可変減衰器などのイコライザをリング共振器の光
路上に挿入し、該イコライザによって出力光レベルの平
坦化を図るようにしても構わない。この場合、モニタ６
２の検出結果を基にＡＯＴＦ２のＲＦ信号およびイコラ
イザの両方を制御することが可能であり、出力光レベル
の平坦化をより高い精度で行うことができるようにな
る。なお、図７の構成例では光アイソレータが省略して
ある。
【００４７】また、例えば図８に示すように、モニタ６
２を設ける代わりに、ＡＯＴＦ２のＲＦ信号を制御する
ためのデータベース６４を設けて、各波長の出力光レベ
ルのバラツキを補正するようにしてもよい。このデータ
ベース６４には、測定等により予め求められた、あらゆ
る発振パターンにおける光強度の補正値がデータベース
化されており、それぞれの発振パターンに応じてデータ
ベース６４の補正値が参照されて、ＡＯＴＦ２に印加す
る各ＲＦ信号の強度が制御されることにより、出力光レ
ベルの平坦化が図られる。
２を設ける代わりに、ＡＯＴＦ２のＲＦ信号を制御する
ためのデータベース６４を設けて、各波長の出力光レベ
ルのバラツキを補正するようにしてもよい。このデータ
ベース６４には、測定等により予め求められた、あらゆ
る発振パターンにおける光強度の補正値がデータベース
化されており、それぞれの発振パターンに応じてデータ
ベース６４の補正値が参照されて、ＡＯＴＦ２に印加す
る各ＲＦ信号の強度が制御されることにより、出力光レ
ベルの平坦化が図られる。
【００４８】次に、本発明にかかる多波長光源の実施形
態（３）について説明する。図９は、実施形態（３）の
構成を示す平面図である。図９の多波長光源は、２段構
成のＡＯＴＦ２Ａを用いるようにしたものであり、ＡＯ
ＴＦ２Ａ以外の他の構成は、上述の図４に示した実施形
態（１）の場合と同様である。
態（３）について説明する。図９は、実施形態（３）の
構成を示す平面図である。図９の多波長光源は、２段構
成のＡＯＴＦ２Ａを用いるようにしたものであり、ＡＯ
ＴＦ２Ａ以外の他の構成は、上述の図４に示した実施形
態（１）の場合と同様である。
【００４９】ＡＯＴＦ２Ａは、例えば、２つのＡＯＴＦ
を直列に連結して２段構成としたものである。具体的に
は、ＥＤＦＡ１０からの出力光が入力される前段部分の
構成は、上述してきたＡＯＴＦ２の構成と同一であり、
さらに、モード分岐器２５後段の光導波路２１が伸延さ
れ、後段部分のＩＤＴ２２’およびＳＡＷガイド２３’
が、光導波路２１に沿って前段部分のＩＤＴ２２および
ＳＡＷガイド２３とは対称的に配置される。また、ＩＤ
Ｔ２２’および出力ポート２７の間の光導波路２１上に
は、入力ポート２６側のモード分岐器２４と同様のモー
ド分岐器２４’が設けられている。ここでは、１つの基
板２０内に前段および後段のＡＯＴＦ要素を集積化した
一例を示したが、個別のＡＯＴＦを光ファイバ等を用い
て接続するようにしてもよい。前段および後段の各ＩＤ
Ｔ２２，２２’には、ＲＦ信号生成回路２８で生成され
た周波数ｆ1〜ｆ4の各ＲＦ信号が共通に印加される。こ
れにより、前段のＩＤＴ２２から発生する弾性表面波は
光の伝搬方向に対して順方向に伝搬し、後段のＩＤＴ２
２’から発生する弾性表面波は光の伝搬方向に対して逆
方向に伝搬する。
を直列に連結して２段構成としたものである。具体的に
は、ＥＤＦＡ１０からの出力光が入力される前段部分の
構成は、上述してきたＡＯＴＦ２の構成と同一であり、
さらに、モード分岐器２５後段の光導波路２１が伸延さ
れ、後段部分のＩＤＴ２２’およびＳＡＷガイド２３’
が、光導波路２１に沿って前段部分のＩＤＴ２２および
ＳＡＷガイド２３とは対称的に配置される。また、ＩＤ
Ｔ２２’および出力ポート２７の間の光導波路２１上に
は、入力ポート２６側のモード分岐器２４と同様のモー
ド分岐器２４’が設けられている。ここでは、１つの基
板２０内に前段および後段のＡＯＴＦ要素を集積化した
一例を示したが、個別のＡＯＴＦを光ファイバ等を用い
て接続するようにしてもよい。前段および後段の各ＩＤ
Ｔ２２，２２’には、ＲＦ信号生成回路２８で生成され
た周波数ｆ1〜ｆ4の各ＲＦ信号が共通に印加される。こ
れにより、前段のＩＤＴ２２から発生する弾性表面波は
光の伝搬方向に対して順方向に伝搬し、後段のＩＤＴ２
２’から発生する弾性表面波は光の伝搬方向に対して逆
方向に伝搬する。
【００５０】上記のような構成の多波長光源では、ＥＤ
ＦＡ１０からの出力光がＡＯＴＦ２Ａの入力ポート２６
から入射され、前段のＡＯＴＦ要素でモード変換および
ドップラーシフトを受けた４波の選択光が、さらに、後
段のＡＯＴＦ要素でモード変換およびドップラーシフト
を受けて出力ポート２７から出力される。この際、前段
および後段の各モード変換時に生じるドップラーシフト
はキャンセルされずに２倍となる。例えば、モード分岐
器２４，２４’がＴＥモードを分岐し、モード分岐器２
５がＴＭモードを分岐するように設定された場合を考え
ると、前段におけるドップラーシフトは、光と弾性表面
波が順方向に伝搬し、ＴＥモードからＴＭモードへの変
換となるため、上述の表１に示したように＋ｆの周波数
シフトとなる。また、後段におけるドップラーシフト
は、光と弾性表面波が逆方向に伝搬し、ＴＭモードから
ＴＥモードへの変換となるため、上述の表１に示したよ
うに＋ｆの周波数シフトとなる。
ＦＡ１０からの出力光がＡＯＴＦ２Ａの入力ポート２６
から入射され、前段のＡＯＴＦ要素でモード変換および
ドップラーシフトを受けた４波の選択光が、さらに、後
段のＡＯＴＦ要素でモード変換およびドップラーシフト
を受けて出力ポート２７から出力される。この際、前段
および後段の各モード変換時に生じるドップラーシフト
はキャンセルされずに２倍となる。例えば、モード分岐
器２４，２４’がＴＥモードを分岐し、モード分岐器２
５がＴＭモードを分岐するように設定された場合を考え
ると、前段におけるドップラーシフトは、光と弾性表面
波が順方向に伝搬し、ＴＥモードからＴＭモードへの変
換となるため、上述の表１に示したように＋ｆの周波数
シフトとなる。また、後段におけるドップラーシフト
は、光と弾性表面波が逆方向に伝搬し、ＴＭモードから
ＴＥモードへの変換となるため、上述の表１に示したよ
うに＋ｆの周波数シフトとなる。
【００５１】上記のようにして２段構成のＡＯＴＦ２Ａ
で選択された各波長の光は、光アイソレータ６１、ＥＤ
ＦＡ１０および周期フィルタ６０を順に通過して、ＡＯ
ＴＦ２Ａに再び送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ａに
おいてＲＦ信号の周波数ｆ1〜ｆ4に応じて選択された４
波の光がリング共振器内を周回するようになり、また、
各選択光についてＡＯＴＦ２Ａで発生するドップラーシ
フトにより、リング共振器内での単一モードの発振が抑
えられて、多波長の光の発振が実現されるようになる。
で選択された各波長の光は、光アイソレータ６１、ＥＤ
ＦＡ１０および周期フィルタ６０を順に通過して、ＡＯ
ＴＦ２Ａに再び送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ａに
おいてＲＦ信号の周波数ｆ1〜ｆ4に応じて選択された４
波の光がリング共振器内を周回するようになり、また、
各選択光についてＡＯＴＦ２Ａで発生するドップラーシ
フトにより、リング共振器内での単一モードの発振が抑
えられて、多波長の光の発振が実現されるようになる。
【００５２】このように実施形態（３）の多波長光源に
よれば、２段構成のＡＯＴＦ２Ａを用いることで、ＡＯ
ＴＦ２Ａで選択される光の帯域幅を狭くすると同時に、
サイドローブを抑えることが可能になり、良好なフィル
タ特性が得られるようになる。なお、実施形態（３）で
は、２段構成のＡＯＴＦを実施形態（１）の構成につい
て適用した場合を説明したが、出力光レベルの制御機能
を付加した実施形態（２）の構成について、２段構成の
ＡＯＴＦを適用することも可能である。
よれば、２段構成のＡＯＴＦ２Ａを用いることで、ＡＯ
ＴＦ２Ａで選択される光の帯域幅を狭くすると同時に、
サイドローブを抑えることが可能になり、良好なフィル
タ特性が得られるようになる。なお、実施形態（３）で
は、２段構成のＡＯＴＦを実施形態（１）の構成につい
て適用した場合を説明したが、出力光レベルの制御機能
を付加した実施形態（２）の構成について、２段構成の
ＡＯＴＦを適用することも可能である。
【００５３】また、２つのＡＯＴＦを直列に連結した２
段構成の場合を示したが、例えば図１０に示すように、
折り返しの２段構成としたＡＯＴＦ２Ｂを用いることも
可能である。この場合、前段のＡＯＴＦ要素を通過した
光は、反射部２９によって全反射されて折り返され、前
段とは対称的な構成を持つ後段のＡＯＴＦ要素に送られ
る。このような折り返しの２段構成としたＡＯＴＦ２Ｂ
を適用することで、ＡＯＴＦの光導波路に沿った長手方
向のサイズを短くすることが可能になる。
段構成の場合を示したが、例えば図１０に示すように、
折り返しの２段構成としたＡＯＴＦ２Ｂを用いることも
可能である。この場合、前段のＡＯＴＦ要素を通過した
光は、反射部２９によって全反射されて折り返され、前
段とは対称的な構成を持つ後段のＡＯＴＦ要素に送られ
る。このような折り返しの２段構成としたＡＯＴＦ２Ｂ
を適用することで、ＡＯＴＦの光導波路に沿った長手方
向のサイズを短くすることが可能になる。
【００５４】図１１には、上記図１０の構成と同様の多
波長光源を用いて３波の光の発振を実現すると共に、出
力光レベルの平坦化制御を行うようにした場合に測定し
た出力光のスペクトルを示しておく。次に、本発明にか
かる多波長光源の実施形態（４）について説明する。図
１２は、実施形態（４）の多波長光源に用いられるＡＯ
ＴＦの要部構成例を示す平面図である。なお、実施形態
（４）の全体の構成は、上述した実施形態（１）または
実施形態（２）の場合と同様であるため、ここでの説明
を省略する。
波長光源を用いて３波の光の発振を実現すると共に、出
力光レベルの平坦化制御を行うようにした場合に測定し
た出力光のスペクトルを示しておく。次に、本発明にか
かる多波長光源の実施形態（４）について説明する。図
１２は、実施形態（４）の多波長光源に用いられるＡＯ
ＴＦの要部構成例を示す平面図である。なお、実施形態
（４）の全体の構成は、上述した実施形態（１）または
実施形態（２）の場合と同様であるため、ここでの説明
を省略する。
【００５５】図１２に示すように、実施形態（４）の多
波長光源で用いられるＡＯＴＦ２Ｃは、例えば、実施形
態（１）等で用いてきたＡＯＴＦ２と同様の構成の４個
のＡＯＴＦ（以下、ＡＯＴＦ要素２1〜２4とする）を１
つの基板２０内に集積化した構成を有し、各ＡＯＴＦ要
素２1〜２4を選択的に使用することで、多波長光源の発
振動作を多波長での発振または単一波長での発振に切り
換え可能にしたものである。
波長光源で用いられるＡＯＴＦ２Ｃは、例えば、実施形
態（１）等で用いてきたＡＯＴＦ２と同様の構成の４個
のＡＯＴＦ（以下、ＡＯＴＦ要素２1〜２4とする）を１
つの基板２０内に集積化した構成を有し、各ＡＯＴＦ要
素２1〜２4を選択的に使用することで、多波長光源の発
振動作を多波長での発振または単一波長での発振に切り
換え可能にしたものである。
【００５６】図１２で基板２０の左側に配置されたＡＯ
ＴＦ要素２1は、ＥＤＦＡ１０等からの出力光が入力ポ
ート２６を介して入力され、光と弾性表面波が順方向に
伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要素２1
の出力側のモード分岐器は、モード変換された選択光を
基板２０の中央上段に配置されたＡＯＴＦ要素２2に繋
がる光導波路に導き、モード変換されなかった通過光を
基板２０の中央下段に配置されたＡＯＴＦ要素２3側に
繋がる光導波路に導く。ＡＯＴＦ要素２2は、ＡＯＴＦ
要素２1からの選択光が入力され、光と弾性表面波が逆
方向に伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要
素２2の出力側のモード分岐器は、モード変換された選
択光を基板２０の右側に配置されたＡＯＴＦ要素２4に
繋がる光導波路に導く。ＡＯＴＦ要素２3は、ＡＯＴＦ
要素２1からの通過光が入力され、光と弾性表面波が順
方向に伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要
素２3の出力側のモード分岐器は、モード変換された選
択光をＡＯＴＦ要素２4に繋がる光導波路に導く。ＡＯ
ＴＦ要素２4は、ＡＯＴＦ要素２2または２3からの選択
光が入力され、光と弾性表面波が順方向に伝搬するよう
に設定されている。このＡＯＴＦ要素２4の出力側のモ
ード分岐器は、モード変換された選択光を出力ポート２
７から出力する。
ＴＦ要素２1は、ＥＤＦＡ１０等からの出力光が入力ポ
ート２６を介して入力され、光と弾性表面波が順方向に
伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要素２1
の出力側のモード分岐器は、モード変換された選択光を
基板２０の中央上段に配置されたＡＯＴＦ要素２2に繋
がる光導波路に導き、モード変換されなかった通過光を
基板２０の中央下段に配置されたＡＯＴＦ要素２3側に
繋がる光導波路に導く。ＡＯＴＦ要素２2は、ＡＯＴＦ
要素２1からの選択光が入力され、光と弾性表面波が逆
方向に伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要
素２2の出力側のモード分岐器は、モード変換された選
択光を基板２０の右側に配置されたＡＯＴＦ要素２4に
繋がる光導波路に導く。ＡＯＴＦ要素２3は、ＡＯＴＦ
要素２1からの通過光が入力され、光と弾性表面波が順
方向に伝搬するように設定されている。このＡＯＴＦ要
素２3の出力側のモード分岐器は、モード変換された選
択光をＡＯＴＦ要素２4に繋がる光導波路に導く。ＡＯ
ＴＦ要素２4は、ＡＯＴＦ要素２2または２3からの選択
光が入力され、光と弾性表面波が順方向に伝搬するよう
に設定されている。このＡＯＴＦ要素２4の出力側のモ
ード分岐器は、モード変換された選択光を出力ポート２
７から出力する。
【００５７】各ＡＯＴＦ要素２1〜２4のＩＤＴには、図
示しないＲＦ信号発生回路で発生した所要の周波数のＲ
Ｆ信号が、ＡＯＴＦ要素２1，２2の組とＡＯＴＦ要素２
3，２4の組とに切り換え可能な回路構成により、各々の
組ごとに共通に印加される。なお、基板２０内における
各ＡＯＴＦ要素２1〜２4の配置は上記の一例に限られる
ものではない。また、ここでは１つの基板２０内に各Ａ
ＯＴＦ要素２1〜２4を集積化するようにした、個別に用
意したＡＯＴＦを光ファイバ等を用いて接続するように
してもよい。
示しないＲＦ信号発生回路で発生した所要の周波数のＲ
Ｆ信号が、ＡＯＴＦ要素２1，２2の組とＡＯＴＦ要素２
3，２4の組とに切り換え可能な回路構成により、各々の
組ごとに共通に印加される。なお、基板２０内における
各ＡＯＴＦ要素２1〜２4の配置は上記の一例に限られる
ものではない。また、ここでは１つの基板２０内に各Ａ
ＯＴＦ要素２1〜２4を集積化するようにした、個別に用
意したＡＯＴＦを光ファイバ等を用いて接続するように
してもよい。
【００５８】ここで、上記のような構成のＡＯＴＦ２Ｃ
における動作を具体的に説明する。多波長光源を多波長
で発振動作させる場合には、図１３に示すように、ＡＯ
ＴＦ要素２1，２2に所要の周波数のＲＦ信号を共通に印
加してＯＮ状態とし、ＡＯＴＦ要素２3，２4にはＲＦ信
号を印加せずにＯＦＦ状態とする。このような状態にお
いて、例えば、ＴＥモードの光が入力ポート２６から入
射されると、その入力光は、図中の太線矢印で示すよう
な経路を伝搬するようになる。すなわち、ＴＥモードの
入力光は、ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２1でＲＦ信号の周
波数に応じた波長の複数の選択光がＴＭモードに変換さ
れてＡＯＴＦ要素２2に送られる。ＯＮ状態のＡＯＴＦ
要素２2では、ＡＯＴＦ要素２1からの各選択光がさらに
ＴＥモードに変換されてＡＯＴＦ要素２4に送られる。
ＡＯＴＦ要素２1，２2における各モード変換時に生じる
ドップラーシフトは、同じ方向の周波数シフトになるた
めキャンセルされずに２倍となる。ＯＦＦ状態のＡＯＴ
Ｆ要素２4では、ＡＯＴＦ要素２2からの各選択光がモー
ド変換されることなくＴＥモードのまま通過して出力ポ
ート２７に出力される。
における動作を具体的に説明する。多波長光源を多波長
で発振動作させる場合には、図１３に示すように、ＡＯ
ＴＦ要素２1，２2に所要の周波数のＲＦ信号を共通に印
加してＯＮ状態とし、ＡＯＴＦ要素２3，２4にはＲＦ信
号を印加せずにＯＦＦ状態とする。このような状態にお
いて、例えば、ＴＥモードの光が入力ポート２６から入
射されると、その入力光は、図中の太線矢印で示すよう
な経路を伝搬するようになる。すなわち、ＴＥモードの
入力光は、ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２1でＲＦ信号の周
波数に応じた波長の複数の選択光がＴＭモードに変換さ
れてＡＯＴＦ要素２2に送られる。ＯＮ状態のＡＯＴＦ
要素２2では、ＡＯＴＦ要素２1からの各選択光がさらに
ＴＥモードに変換されてＡＯＴＦ要素２4に送られる。
ＡＯＴＦ要素２1，２2における各モード変換時に生じる
ドップラーシフトは、同じ方向の周波数シフトになるた
めキャンセルされずに２倍となる。ＯＦＦ状態のＡＯＴ
Ｆ要素２4では、ＡＯＴＦ要素２2からの各選択光がモー
ド変換されることなくＴＥモードのまま通過して出力ポ
ート２７に出力される。
【００５９】上記のようにしてＡＯＴＦ２Ｃで選択され
た各波長の光は、リング共振器内を一巡して再びＡＯＴ
Ｆ２Ｃに送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ｃにおい
て、ＡＯＴＦ要素２1，２2に共通に印加されるＲＦ信号
の周波数に応じて選択された複数波長の光がリング共振
器内を周回するようになり、また、各選択光についてＡ
ＯＴＦ２Ｃで発生するドップラーシフトにより、リング
共振器内での単一モードの発振が抑えられて、多波長の
光の発振が実現されるようになる。
た各波長の光は、リング共振器内を一巡して再びＡＯＴ
Ｆ２Ｃに送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ｃにおい
て、ＡＯＴＦ要素２1，２2に共通に印加されるＲＦ信号
の周波数に応じて選択された複数波長の光がリング共振
器内を周回するようになり、また、各選択光についてＡ
ＯＴＦ２Ｃで発生するドップラーシフトにより、リング
共振器内での単一モードの発振が抑えられて、多波長の
光の発振が実現されるようになる。
【００６０】一方、多波長光源を単一波長で発振動作さ
せる場合には、図１４に示すように、ＡＯＴＦ要素
２3，２4に単一周波数のＲＦ信号を共通に印加してＯＮ
状態とし、ＡＯＴＦ要素２1，２2にはＲＦ信号を印加せ
ずにＯＦＦ状態とする。このような状態において、入力
ポート２６からＴＥモードの光が入射されると、その入
力光は、図中の太線矢印で示すような経路を伝搬するよ
うになる。すなわち、ＴＥモードの入力光は、ＯＦＦ状
態のＡＯＴＦ要素２1ではモード変換されることなくＴ
Ｅモードのまま通過してＡＯＴＦ要素２3に送られる。
ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２3では、ＡＯＴＦ要素２1から
の通過光のうちのＲＦ信号の周波数に応じた単一波長の
選択光がＴＭモードに変換されてＡＯＴＦ要素２4に送
られる。ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２4では、ＡＯＴＦ要
素２3からの選択光がさらにＴＥモードに変換されて出
力ポート２７に出力される。ＡＯＴＦ要素２3，２4にお
ける各モード変換時に生じるドップラーシフトは、逆方
向の周波数シフトになるためキャンセルされる。
せる場合には、図１４に示すように、ＡＯＴＦ要素
２3，２4に単一周波数のＲＦ信号を共通に印加してＯＮ
状態とし、ＡＯＴＦ要素２1，２2にはＲＦ信号を印加せ
ずにＯＦＦ状態とする。このような状態において、入力
ポート２６からＴＥモードの光が入射されると、その入
力光は、図中の太線矢印で示すような経路を伝搬するよ
うになる。すなわち、ＴＥモードの入力光は、ＯＦＦ状
態のＡＯＴＦ要素２1ではモード変換されることなくＴ
Ｅモードのまま通過してＡＯＴＦ要素２3に送られる。
ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２3では、ＡＯＴＦ要素２1から
の通過光のうちのＲＦ信号の周波数に応じた単一波長の
選択光がＴＭモードに変換されてＡＯＴＦ要素２4に送
られる。ＯＮ状態のＡＯＴＦ要素２4では、ＡＯＴＦ要
素２3からの選択光がさらにＴＥモードに変換されて出
力ポート２７に出力される。ＡＯＴＦ要素２3，２4にお
ける各モード変換時に生じるドップラーシフトは、逆方
向の周波数シフトになるためキャンセルされる。
【００６１】上記のようにしてＡＯＴＦ２Ｃで選択され
た単一波長の光は、リング共振器内を一巡して再びＡＯ
ＴＦ２Ｃに送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ｃにおい
て、ＡＯＴＦ要素２3，２4に共通に印加されるＲＦ信号
の周波数に応じて選択された単一波長の光がリング共振
器内を周回するようになり、また、ＡＯＴＦ２Ｃにおけ
るモード変換時のドップラーシフトはキャンセルされる
ため、リング共振器内での単一モードの安定した発振が
実現されるようになる。
た単一波長の光は、リング共振器内を一巡して再びＡＯ
ＴＦ２Ｃに送られる。これにより、ＡＯＴＦ２Ｃにおい
て、ＡＯＴＦ要素２3，２4に共通に印加されるＲＦ信号
の周波数に応じて選択された単一波長の光がリング共振
器内を周回するようになり、また、ＡＯＴＦ２Ｃにおけ
るモード変換時のドップラーシフトはキャンセルされる
ため、リング共振器内での単一モードの安定した発振が
実現されるようになる。
【００６２】このように実施形態（４）の多波長光源に
よれば、リング共振器内にＡＯＴＦ２Ｃを挿入し、各Ａ
ＯＴＦ要素２1〜２4に選択的にＲＦ信号を印加すること
で、多波長での発振動作と単一波長での発振動作とを電
気的に切り換えることが可能な光源を実現することが可
能になる。上述したような本発明によるＡＯＴＦを用い
た多波長光源は、例えば、波長多重（ＷＤＭ）光通信に
利用される、送信用光源、予備用光源、挿入用光源（光
挿入分岐装置）、基準光源および検査用光源などとして
使用することが可能であり、また、ラマン増幅器におけ
る大容量の励起光源としても有用である。図１５には、
ラマン増幅用の複数の波長の励起光を発生する励起光源
として、本発明による多波長光源を使用する場合の構成
例を示しておく。この場合、ラマン増幅する信号光の波
長帯に対応させて、本発明による多波長光源から出力さ
れる複数の光の波長を設定し、各波長の光を光増幅器を
用いて所要のレベルまで増幅した後にラマン増幅媒体に
供給することで、ラマン増幅媒体を伝搬する信号光の増
幅が可能になる。
よれば、リング共振器内にＡＯＴＦ２Ｃを挿入し、各Ａ
ＯＴＦ要素２1〜２4に選択的にＲＦ信号を印加すること
で、多波長での発振動作と単一波長での発振動作とを電
気的に切り換えることが可能な光源を実現することが可
能になる。上述したような本発明によるＡＯＴＦを用い
た多波長光源は、例えば、波長多重（ＷＤＭ）光通信に
利用される、送信用光源、予備用光源、挿入用光源（光
挿入分岐装置）、基準光源および検査用光源などとして
使用することが可能であり、また、ラマン増幅器におけ
る大容量の励起光源としても有用である。図１５には、
ラマン増幅用の複数の波長の励起光を発生する励起光源
として、本発明による多波長光源を使用する場合の構成
例を示しておく。この場合、ラマン増幅する信号光の波
長帯に対応させて、本発明による多波長光源から出力さ
れる複数の光の波長を設定し、各波長の光を光増幅器を
用いて所要のレベルまで増幅した後にラマン増幅媒体に
供給することで、ラマン増幅媒体を伝搬する信号光の増
幅が可能になる。
【００６３】以上、本明細書で開示した主な発明につい
て以下にまとめる。
て以下にまとめる。
【００６４】（付記１） 共振器の光路上に光増幅器を
備え、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波長の光
を発生する多波長光源において、前記共振器の光路上に
音響光学チューナブルフィルタを備え、該音響光学チュ
ーナブルフィルタが、周波数の異なる複数の弾性表面波
に対応して、入力光のうちから複数の波長の光を選択
し、かつ、該各選択光の周波数をシフトさせて前記光路
に出力することを特徴とする多波長光源。
備え、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波長の光
を発生する多波長光源において、前記共振器の光路上に
音響光学チューナブルフィルタを備え、該音響光学チュ
ーナブルフィルタが、周波数の異なる複数の弾性表面波
に対応して、入力光のうちから複数の波長の光を選択
し、かつ、該各選択光の周波数をシフトさせて前記光路
に出力することを特徴とする多波長光源。
【００６５】（付記２） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記共振器の光路上に、前記複数の波長の光を
外部に出力する光出力部を備えたことを特徴とする多波
長光源。
あって、前記共振器の光路上に、前記複数の波長の光を
外部に出力する光出力部を備えたことを特徴とする多波
長光源。
【００６６】（付記３） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記音響光学チューナブルフィルタは、基板に
形成された光導波路と、周波数の異なる複数の電気信号
を生成する信号生成部と、該信号生成回路で生成された
複数の電気信号に応じて前記基板上に周波数の異なる複
数の弾性表面波を発生し、該各弾性表面波を光導波路に
沿った所定の領域内に伝搬させる弾性表面波発生部と、
前記光導波路を伝搬する光について、前記弾性表面波発
生部で発生した各弾性表面波に基づく音響光学効果によ
って偏光モードの変換された複数の波長の光のみを分岐
するモード分岐部と、を備えたことを特徴とする多波長
光源。
あって、前記音響光学チューナブルフィルタは、基板に
形成された光導波路と、周波数の異なる複数の電気信号
を生成する信号生成部と、該信号生成回路で生成された
複数の電気信号に応じて前記基板上に周波数の異なる複
数の弾性表面波を発生し、該各弾性表面波を光導波路に
沿った所定の領域内に伝搬させる弾性表面波発生部と、
前記光導波路を伝搬する光について、前記弾性表面波発
生部で発生した各弾性表面波に基づく音響光学効果によ
って偏光モードの変換された複数の波長の光のみを分岐
するモード分岐部と、を備えたことを特徴とする多波長
光源。
【００６７】（付記４） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記共振器は、リング共振器であることを特徴
とする多波長光源。
あって、前記共振器は、リング共振器であることを特徴
とする多波長光源。
【００６８】（付記５） 付記４に記載の多波長光源で
あって、前記リング共振器は、光路上に光アイソレータ
を有する単一方向性の構成であることを特徴とする多波
長光源。
あって、前記リング共振器は、光路上に光アイソレータ
を有する単一方向性の構成であることを特徴とする多波
長光源。
【００６９】（付記６） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記共振器は、ファブリ・ペロー共振器である
ことを特徴とする多波長光源。
あって、前記共振器は、ファブリ・ペロー共振器である
ことを特徴とする多波長光源。
【００７０】（付記７） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記光増幅器は、非晶質中に希土類元素を添加
した媒体に励起光を供給することで、前記媒体を伝搬す
る光を増幅して出力することを特徴とする多波長光源。
あって、前記光増幅器は、非晶質中に希土類元素を添加
した媒体に励起光を供給することで、前記媒体を伝搬す
る光を増幅して出力することを特徴とする多波長光源。
【００７１】（付記８） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記光増幅器は、半導体光増幅器であることを
特徴とする多波長光源。
あって、前記光増幅器は、半導体光増幅器であることを
特徴とする多波長光源。
【００７２】（付記９） 付記１に記載の多波長光源で
あって、前記共振器の光路上に、周期的な透過波長特性
を持つ光フィルタを備え、該光フィルタの各透過帯域
は、前記音響光学チューナブルフィルタによって選択さ
れる各波長の光の帯域幅よりも狭い帯域幅を持つことを
特徴とする多波長光源。
あって、前記共振器の光路上に、周期的な透過波長特性
を持つ光フィルタを備え、該光フィルタの各透過帯域
は、前記音響光学チューナブルフィルタによって選択さ
れる各波長の光の帯域幅よりも狭い帯域幅を持つことを
特徴とする多波長光源。
【００７３】（付記１０） 付記１に記載の多波長光源
であって、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波長
の光について、各々の光パワーを制御する光パワー制御
部を備えたことを特徴とする多波長光源。
であって、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波長
の光について、各々の光パワーを制御する光パワー制御
部を備えたことを特徴とする多波長光源。
【００７４】（付記１１） 付記１０に記載の多波長光
源であって、前記光パワー制御部は、前記音響光学チュ
ーナブルフィルタで発生する周波数の異なる複数の弾性
表面波の各強度を変化させることによって、各波長の光
パワーを制御することを特徴とする多波長光源。
源であって、前記光パワー制御部は、前記音響光学チュ
ーナブルフィルタで発生する周波数の異なる複数の弾性
表面波の各強度を変化させることによって、各波長の光
パワーを制御することを特徴とする多波長光源。
【００７５】（付記１２） 付記１０に記載の多波長光
源であって、前記光パワー制御部は、前記共振器の光路
上に挿入したイコライザの各発振波長に対応した損失を
変化させることによって、各波長の光パワーを制御する
ことを特徴とする多波長光源。
源であって、前記光パワー制御部は、前記共振器の光路
上に挿入したイコライザの各発振波長に対応した損失を
変化させることによって、各波長の光パワーを制御する
ことを特徴とする多波長光源。
【００７６】（付記１３） 付記１０に記載の多波長光
源であって、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波
長の光のパワーを検出するモニタ部を備え、前記光パワ
ー制御部は、前記モニタ部の検出結果に従って、各波長
の光パワーを制御することを特徴とする多波長光源。
源であって、前記共振器内を伝搬して発振した複数の波
長の光のパワーを検出するモニタ部を備え、前記光パワ
ー制御部は、前記モニタ部の検出結果に従って、各波長
の光パワーを制御することを特徴とする多波長光源。
【００７７】（付記１４） 付記１０に記載の多波長光
源であって、発振波長の組み合わせに応じて予め求めた
補正値を記憶する記憶部を備え、前記光パワー制御部
は、発振波長の組み合わせに対応して前記記憶部から読
み出した補正値に従って、各波長の光パワーを制御する
ことを特徴とする多波長光源。
源であって、発振波長の組み合わせに応じて予め求めた
補正値を記憶する記憶部を備え、前記光パワー制御部
は、発振波長の組み合わせに対応して前記記憶部から読
み出した補正値に従って、各波長の光パワーを制御する
ことを特徴とする多波長光源。
【００７８】（付記１５） 付記１に記載の多波長光源
であって、前記音響光学チューナブルフィルタは、複数
の音響光学チューナブルフィルタ要素を、各々の音響光
学チューナブルフィルタ要素における選択光の周波数シ
フトの和が零にならないように多段接続したものである
ことを特徴とする多波長光源。
であって、前記音響光学チューナブルフィルタは、複数
の音響光学チューナブルフィルタ要素を、各々の音響光
学チューナブルフィルタ要素における選択光の周波数シ
フトの和が零にならないように多段接続したものである
ことを特徴とする多波長光源。
【００７９】（付記１６） 付記１に記載の多波長光源
であって、前記音響光学チューナブルフィルタは、複数
の音響光学チューナブルフィルタ要素を多段接続した構
成を有し、前記各音響光学チューナブルフィルタ要素を
選択的に駆動することによって、駆動した音響光学チュ
ーナブルフィルタ要素における選択光の周波数シフト
が、零にならない多波長発振状態と、零になる単一波長
発振状態とを切り換えることが可能であることを特徴と
する多波長／単一波長切り換え光源。
であって、前記音響光学チューナブルフィルタは、複数
の音響光学チューナブルフィルタ要素を多段接続した構
成を有し、前記各音響光学チューナブルフィルタ要素を
選択的に駆動することによって、駆動した音響光学チュ
ーナブルフィルタ要素における選択光の周波数シフト
が、零にならない多波長発振状態と、零になる単一波長
発振状態とを切り換えることが可能であることを特徴と
する多波長／単一波長切り換え光源。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による多波
長光源は、光増幅器および音響光学チューナブルフィル
タを用いた簡略な構成の共振器により、任意の波長の複
数の発振光を安定して発生することが可能である。ま
た、各発振波長の光パワーの制御も容易に行うことがで
き、特に、音響光学チューナブルフィルタにおける弾性
表面波の強度を制御するようにすれば、各波長の光パワ
ーの高速チューニングが可能である。
長光源は、光増幅器および音響光学チューナブルフィル
タを用いた簡略な構成の共振器により、任意の波長の複
数の発振光を安定して発生することが可能である。ま
た、各発振波長の光パワーの制御も容易に行うことがで
き、特に、音響光学チューナブルフィルタにおける弾性
表面波の強度を制御するようにすれば、各波長の光パワ
ーの高速チューニングが可能である。
【図１】本発明にかかる多波長光源の第１の基本構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】本発明にかかる多波長光源の第２の基本構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】第２の基本構成に関する他の構成例を示す平面
図である。
図である。
【図４】本発明にかかる多波長光源の実施形態（１）の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図５】同上実施形態（１）における出力光のスペクト
ルおよび周期フィルタの透過波長特性の一例を示す図で
ある。
ルおよび周期フィルタの透過波長特性の一例を示す図で
ある。
【図６】本発明にかかる多波長光源の実施形態（２）の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図７】同上実施形態（２）に関し、イコライザを用い
た場合の構成例を示す平面図である。
た場合の構成例を示す平面図である。
【図８】同上実施形態（２）に関し、データベースを用
いた場合の構成例を示す平面図である。
いた場合の構成例を示す平面図である。
【図９】本発明にかかる多波長光源の実施形態（３）の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図１０】同上実施形態（３）に関する他の構成例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１１】本発明による多波長光源の出力光スペクトル
の実験結果を示す図である。
の実験結果を示す図である。
【図１２】本発明にかかる多波長光源の実施形態（４）
に用いられるＡＯＴＦの要部構成を示す平面図である。
に用いられるＡＯＴＦの要部構成を示す平面図である。
【図１３】同上実施形態（３）における多波長発振時の
ＡＯＴＦの動作を説明する図である。
ＡＯＴＦの動作を説明する図である。
【図１４】同上実施形態（３）における単一波長発振時
のＡＯＴＦの動作を説明する図である。
のＡＯＴＦの動作を説明する図である。
【図１５】本発明にかかる多波長光源をラマン増幅用の
励起光源として用いた場合の構成例を示すブロック図で
ある。
励起光源として用いた場合の構成例を示すブロック図で
ある。
【図１６】従来の多波長発振レーザの構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１７】多波長発振レーザにおける不安定な発振動作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１８】従来の周波数シフタを用いた多波長光源の構
成例を示すブロック図である。
成例を示すブロック図である。
【図１９】図１８の従来の多波長光源について、イコラ
イザを用いて強度分布補正を行う場合の構成例を示すブ
ロック図である。
イザを用いて強度分布補正を行う場合の構成例を示すブ
ロック図である。
１ 光増幅器 ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 音響光学チューナブルフィル
タ（ＡＯＴＦ） ３ 出力カプラ ４，５，２９ 反射器 ５’ 長周期ファイバグレーティング １０ ＥＤＦＡ ２０ 基板 ２１，２１’ 光導波路 ２２，２２’ ＩＤＴ ２３，２３’ ＳＡＷガイド ２４，２４’，２５，２５’ モード分岐器 ２６ 入力ポート ２７ 出力ポート ２８ ＲＦ信号生成回路 ６０ 周期フィルタ ６１ 光アイソレータ ６２ モニタ ６３ イコライザ ２1，２2，２3，２4 ＡＯＴＦ要素
タ（ＡＯＴＦ） ３ 出力カプラ ４，５，２９ 反射器 ５’ 長周期ファイバグレーティング １０ ＥＤＦＡ ２０ 基板 ２１，２１’ 光導波路 ２２，２２’ ＩＤＴ ２３，２３’ ＳＡＷガイド ２４，２４’，２５，２５’ モード分岐器 ２６ 入力ポート ２７ 出力ポート ２８ ＲＦ信号生成回路 ６０ 周期フィルタ ６１ 光アイソレータ ６２ モニタ ６３ イコライザ ２1，２2，２3，２4 ＡＯＴＦ要素
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA04 BA04 CA07 CA24 EB23 HA07 KA11 KA18 5F072 AB09 AB13 HH02 HH05 JJ05 KK01 KK30 LL17 LL19 PP07 RR01 YY17
Claims (5)
- 【請求項１】共振器の光路上に光増幅器を備え、前記共
振器内を伝搬して発振した複数の波長の光を発生する多
波長光源において、 前記共振器の光路上に音響光学チューナブルフィルタを
備え、 該音響光学チューナブルフィルタが、周波数の異なる複
数の弾性表面波の周波数に対応して、入力光のうちから
複数の波長の光を選択し、かつ、該各選択光の周波数を
シフトさせて前記光路に出力することを特徴とする多波
長光源。 - 【請求項２】請求項１に記載の多波長光源であって、 前記共振器は、リング共振器であることを特徴とする多
波長光源。 - 【請求項３】請求項１に記載の多波長光源であって、 前記共振器は、ファブリ・ペロー共振器であることを特
徴とする多波長光源。 - 【請求項４】請求項１に記載の多波長光源であって、 前記共振器内を伝搬して発振した複数の波長の光につい
て、各々の光パワーを制御する光パワー制御部を備えた
ことを特徴とする多波長光源。 - 【請求項５】請求項４に記載の多波長光源であって、 前記光パワー制御部は、前記音響光学チューナブルフィ
ルタで発生する周波数の異なる複数の弾性表面波の各強
度を変化させることによって、各波長の光パワーを制御
することを特徴とする多波長光源。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173099A JP4141664B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 音響光学チューナブルフィルタを用いた多波長光源 |
| US10/029,987 US6643060B2 (en) | 2001-06-07 | 2001-12-31 | Multi-wavelength light source utilizing acousto-optic tunable filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173099A JP4141664B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 音響光学チューナブルフィルタを用いた多波長光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368317A true JP2002368317A (ja) | 2002-12-20 |
| JP4141664B2 JP4141664B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=19014618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173099A Expired - Fee Related JP4141664B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 音響光学チューナブルフィルタを用いた多波長光源 |
Country Status (2)
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|---|---|
| US (1) | US6643060B2 (ja) |
| JP (1) | JP4141664B2 (ja) |
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| US7405858B2 (en) | 2006-01-20 | 2008-07-29 | Fujitsu Limited | Acousto-optic tunable filter control apparatus automatically adjusting frequency and power of radio frequency signal |
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| CN104037605A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-10 | 哈尔滨工业大学 | 基于热电制冷和声光移频的横向塞曼激光锁频方法和装置 |
| CN104037608B (zh) * | 2014-07-01 | 2017-06-23 | 哈尔滨工业大学 | 基于热电制冷和声光移频的单纵模激光器互锁方法和装置 |
| WO2018056208A1 (ja) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | 長野計器株式会社 | 光波長測定装置 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100431195B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-05-12 | 한국전자통신연구원 | 음향광학 파장가변 필터를 이용한 다중파장 고정방법 및장치 |
| US6937627B2 (en) * | 2002-01-05 | 2005-08-30 | Jian Lin | Stable and high speed full range laser wavelength tuning with reduced group delay and temperature variation compensation |
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| US7688447B2 (en) * | 2005-12-29 | 2010-03-30 | Honeywell International Inc. | Color sensor |
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