JP2003069137A - 波長可変モード同期レーザ及びその作製方法 - Google Patents
波長可変モード同期レーザ及びその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長可変モード同期レーザについて、伝送に
用いた場合の十分な分散耐力を与え、モード同期の周波
数に対する制限を緩やかにする。 【解決手段】 波長可変モード同期レーザの分布ブラッ
ググレーティング１４８は、発振波長λ１〜λＮの各々
の光を反射するＮ個の回折領域を備え、Ｎ個の回折領域
の各々は、第ｎの回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の
場合に、発振波長λｎに対応するピッチを中心に連続的
に変化するピッチを有し発振波長λｎの光を反射する回
折格子（１４８の各回折格子）を備え、且つ、アポダイ
ゼーション１４３が適用されている。
用いた場合の十分な分散耐力を与え、モード同期の周波
数に対する制限を緩やかにする。 【解決手段】 波長可変モード同期レーザの分布ブラッ
ググレーティング１４８は、発振波長λ１〜λＮの各々
の光を反射するＮ個の回折領域を備え、Ｎ個の回折領域
の各々は、第ｎの回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の
場合に、発振波長λｎに対応するピッチを中心に連続的
に変化するピッチを有し発振波長λｎの光を反射する回
折格子（１４８の各回折格子）を備え、且つ、アポダイ
ゼーション１４３が適用されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長可変モード同
期レーザ及びその作製方法に関し、より詳しくは、高速
波長変換および波長ルーティングを利用した光通信ネッ
トワーク等に利用できる波長可変モード同期レーザ及び
その作製方法に関する。
期レーザ及びその作製方法に関し、より詳しくは、高速
波長変換および波長ルーティングを利用した光通信ネッ
トワーク等に利用できる波長可変モード同期レーザ及び
その作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モード同期用のクロック信号の周
波数（すなわちレーザの繰り返し）を変化させることに
よって、発振波長が可変される波長可変モード同期レー
ザがある。
波数（すなわちレーザの繰り返し）を変化させることに
よって、発振波長が可変される波長可変モード同期レー
ザがある。
【０００３】このような波長可変モード同期レーザに関
連する文献としては、下記のものがある。 ［１］ P.A.Morton, V.Mizrahi, P.A.Andrekson, T.Ta
nbun-Ek, R.A.Logan, P.Lemaire, D.L.Coblentz, A.M.S
ergent, K.W.Wecht, and P.F.Sciortino Jr, "Mode-loc
ked hybrid soliton pulse souce with extremely wide
operating frequency range," IEEE Photon.Technol.L
ett., vol.5, pp.28-31, Jan.(1993). ［２］ J.Yu, D.Huhse, M.Schell, M.Schulze, D.Bimb
erg, J.A.R.Williams, L.Zhang, and I.Bennion, "Four
ier-transform-limited 2.5 ps light pulses with ele
ctrically tunable wavelength (15 nm) by hybridly m
odelocking a semiconductor laser in a chirped Brag
g grating fibre external cavity," Electron.Lett.,
vol.31, pp.2008-2009, November 9(1995). ［３］ S.Li and K.T.Chan, "Electrical wavelength-
tunable actively mode-locked fiber ring laser with
a linearly chirped fiber Bragg, grating," IEEE Ph
oton.Technol.Lett., vol.10, pp.799-801, June(199
8). ［４］ B.Fischer, O.Shapira, B Levit, and A.Bekke
r, "Cavity-resonance-activated wavelength-selectab
le fiber and diode lasers," in Tech, Dig. 1999 Con
f.Lasers And Electro-Optics, paper Ctu J6, May(199
9). ［５］ K.R.Tamura, T.Komukai, and M.Nakazawa, "A
new optical rauting technique with a subcarrier cl
ock controlled wavelength converter," IEEEPhoton.T
echnol.Lett., vol.11, pp.1491-1493, November(199
9).
連する文献としては、下記のものがある。 ［１］ P.A.Morton, V.Mizrahi, P.A.Andrekson, T.Ta
nbun-Ek, R.A.Logan, P.Lemaire, D.L.Coblentz, A.M.S
ergent, K.W.Wecht, and P.F.Sciortino Jr, "Mode-loc
ked hybrid soliton pulse souce with extremely wide
operating frequency range," IEEE Photon.Technol.L
ett., vol.5, pp.28-31, Jan.(1993). ［２］ J.Yu, D.Huhse, M.Schell, M.Schulze, D.Bimb
erg, J.A.R.Williams, L.Zhang, and I.Bennion, "Four
ier-transform-limited 2.5 ps light pulses with ele
ctrically tunable wavelength (15 nm) by hybridly m
odelocking a semiconductor laser in a chirped Brag
g grating fibre external cavity," Electron.Lett.,
vol.31, pp.2008-2009, November 9(1995). ［３］ S.Li and K.T.Chan, "Electrical wavelength-
tunable actively mode-locked fiber ring laser with
a linearly chirped fiber Bragg, grating," IEEE Ph
oton.Technol.Lett., vol.10, pp.799-801, June(199
8). ［４］ B.Fischer, O.Shapira, B Levit, and A.Bekke
r, "Cavity-resonance-activated wavelength-selectab
le fiber and diode lasers," in Tech, Dig. 1999 Con
f.Lasers And Electro-Optics, paper Ctu J6, May(199
9). ［５］ K.R.Tamura, T.Komukai, and M.Nakazawa, "A
new optical rauting technique with a subcarrier cl
ock controlled wavelength converter," IEEEPhoton.T
echnol.Lett., vol.11, pp.1491-1493, November(199
9).
【０００４】波長可変モード同期レーザは、構成が単純
で、高速に波長可変が可能で、また容易に波長選択が可
能であるという、いくつかの利点がある。
で、高速に波長可変が可能で、また容易に波長選択が可
能であるという、いくつかの利点がある。
【０００５】図１は、このような波長可変モード同期レ
ーザの一般構成の例を示す図である。共振器１０が半導
体光増幅器１４、光変調器１３、Ｎ波長（Ｎは正の整
数）の分布ブラッググレーティング（distributed Brag
g grating：ＤＢＧ）１５、および出力手段１９（図１
の場合、ＤＢＧ１５を透過した光を用いている）から成
っている。
ーザの一般構成の例を示す図である。共振器１０が半導
体光増幅器１４、光変調器１３、Ｎ波長（Ｎは正の整
数）の分布ブラッググレーティング（distributed Brag
g grating：ＤＢＧ）１５、および出力手段１９（図１
の場合、ＤＢＧ１５を透過した光を用いている）から成
っている。
【０００６】ＤＢＧ１５は光導波路１８（例えば、光フ
ァイバまたはシリコン基板上の石英導波路）上に設計さ
れている。共振器１０の片側が高反射面１１により終端
されており、もう片側がＤＢＧ１５により終端されてい
る。半導体光増幅器１４の出力側に表面反射を抑圧する
手段１２が用いられており、半導体の部分と光導波路ま
たは光ファイバ間の接続がカップリング手段１１０によ
り実現されている。
ァイバまたはシリコン基板上の石英導波路）上に設計さ
れている。共振器１０の片側が高反射面１１により終端
されており、もう片側がＤＢＧ１５により終端されてい
る。半導体光増幅器１４の出力側に表面反射を抑圧する
手段１２が用いられており、半導体の部分と光導波路ま
たは光ファイバ間の接続がカップリング手段１１０によ
り実現されている。
【０００７】図２は、従来のＤＢＧの作製と特性の関係
を示す図である。図中符号２１は従来の一定なピッチの
ＤＢＧを複数個並べた構成のＤＢＧを作製するための位
相マスクの例であり、２２は位相マスク２１の長さによ
るピッチの変化、２３はＤＢＧを作製する時に適用する
アポダイゼーションプロファイル、２４は位相マスク２
１およびアポダイゼーション２３によるＤＢＧの反射ス
ペクトル、２５はＤＢＧの反射スペクトル２４の波長に
よる反射遅延特性である。
を示す図である。図中符号２１は従来の一定なピッチの
ＤＢＧを複数個並べた構成のＤＢＧを作製するための位
相マスクの例であり、２２は位相マスク２１の長さによ
るピッチの変化、２３はＤＢＧを作製する時に適用する
アポダイゼーションプロファイル、２４は位相マスク２
１およびアポダイゼーション２３によるＤＢＧの反射ス
ペクトル、２５はＤＢＧの反射スペクトル２４の波長に
よる反射遅延特性である。
【０００８】帯域δλの反射バンドがＮ個あり、波長間
隔がΔλである。各波長バンドに対応する反射遅延は、
ＤＢＧを作製する時に用いる位相マスク２１の設計によ
り設定されている。図２に示すＤＢＧの場合、反射遅延
特性が波長により徐々に増加している。
隔がΔλである。各波長バンドに対応する反射遅延は、
ＤＢＧを作製する時に用いる位相マスク２１の設計によ
り設定されている。図２に示すＤＢＧの場合、反射遅延
特性が波長により徐々に増加している。
【０００９】ここで、図１に示すレーザの動作原理を説
明する。ＤＣ（direct current）電源１７により、半導
体光増幅器１４の利得が設定されている。ＲＦ（radio
frequencies）シンセサイザー１６を用いて、モード同
期を掛けるための変調信号を得ている。光変調器１３を
レーザの基本繰り返し周波数ｆの整数ｋ倍（ｋ＞０）で
変調することによって、モード同期発振が実現され、繰
り返し周波数ｋｆでパルス列が出力手段１９から出力さ
れる。
明する。ＤＣ（direct current）電源１７により、半導
体光増幅器１４の利得が設定されている。ＲＦ（radio
frequencies）シンセサイザー１６を用いて、モード同
期を掛けるための変調信号を得ている。光変調器１３を
レーザの基本繰り返し周波数ｆの整数ｋ倍（ｋ＞０）で
変調することによって、モード同期発振が実現され、繰
り返し周波数ｋｆでパルス列が出力手段１９から出力さ
れる。
【００１０】ただ、本レーザの場合、ＤＢＧにより共振
器長とそれに対応する繰り返し周波数ｆが波長により異
なる。この場合、所望の波長に対応する周波数で光変調
器１３を変調した際、その波長のみでモード同期発振が
実現されるが、他の波長では発振が起きない。すなわ
ち、クロック周波数を変化させることによって、発振波
長を選択することができる。
器長とそれに対応する繰り返し周波数ｆが波長により異
なる。この場合、所望の波長に対応する周波数で光変調
器１３を変調した際、その波長のみでモード同期発振が
実現されるが、他の波長では発振が起きない。すなわ
ち、クロック周波数を変化させることによって、発振波
長を選択することができる。
【００１１】図３は、図２のＤＢＧを用いた波長可変モ
ード同期レーザの出力スペクトルの例を示す図である。
図中符号３１は、Ｎ波長の内の一つが発振していること
を示している。クロック周波数と発振波長の対応性は、
ＤＢＧの波長と遅延の対応性で設定することができる
が、図２に示すＤＢＧを用いた場合、モード同期周波数
を徐々に減少させることによって、レーザの発振波長が
長波長側に変化する。
ード同期レーザの出力スペクトルの例を示す図である。
図中符号３１は、Ｎ波長の内の一つが発振していること
を示している。クロック周波数と発振波長の対応性は、
ＤＢＧの波長と遅延の対応性で設定することができる
が、図２に示すＤＢＧを用いた場合、モード同期周波数
を徐々に減少させることによって、レーザの発振波長が
長波長側に変化する。
【００１２】図１に示すレーザはリニア型共振器である
が、ＤＢＧをサーキュレータと組み合わせることによっ
て、原理的に同じ動作をリング型の共振器で実現するこ
とができる。
が、ＤＢＧをサーキュレータと組み合わせることによっ
て、原理的に同じ動作をリング型の共振器で実現するこ
とができる。
【００１３】ＤＢＧ１５を作製するために、位相マスク
法を用いることが有効である。図２において、ＤＢＧの
反射スペクトル２４及びＤＢＧの反射スペクトルの反射
遅延特性２５で示す特性のＤＢＧを実現するために用い
る位相マスク２１の特性を、以下に示す。
法を用いることが有効である。図２において、ＤＢＧの
反射スペクトル２４及びＤＢＧの反射スペクトルの反射
遅延特性２５で示す特性のＤＢＧを実現するために用い
る位相マスク２１の特性を、以下に示す。
【００１４】この位相マスク２１は、Ｎ個の、一定なピ
ッチの部分から成っており、長さによるピッチの変化を
図中符号２２に示す。ＤＢＧを光導波路に書き込む際、
２３で示すようなアポダイゼーション（apodization、
ピッチに対応する短周期の屈折率変化より遅く変化する
エンベロープ成分）を適用することによって、反射遅延
のリップル（変動）が低減される。
ッチの部分から成っており、長さによるピッチの変化を
図中符号２２に示す。ＤＢＧを光導波路に書き込む際、
２３で示すようなアポダイゼーション（apodization、
ピッチに対応する短周期の屈折率変化より遅く変化する
エンベロープ成分）を適用することによって、反射遅延
のリップル（変動）が低減される。
【００１５】しかし、図２に示すＤＢＧの製造に以下で
述べるような問題がある。まず、一定なピッチの位相マ
スク２１は製造後に調整することができないため、ピッ
チの絶対値、ピッチの間隔、および各一定ピッチの部分
の物理的な長さが固定である。このため、その位相マス
ク２１を用いてＤＢＧを作製する際、ＤＢＧの波長、波
長間隔、および反射遅延量を調整する自由度がほぼ存在
しない。
述べるような問題がある。まず、一定なピッチの位相マ
スク２１は製造後に調整することができないため、ピッ
チの絶対値、ピッチの間隔、および各一定ピッチの部分
の物理的な長さが固定である。このため、その位相マス
ク２１を用いてＤＢＧを作製する際、ＤＢＧの波長、波
長間隔、および反射遅延量を調整する自由度がほぼ存在
しない。
【００１６】波長の調整が困難であることは、特に所望
の波長を得るときに問題になる。例えば、所望の波長を
得るために必要な位相マスク２１のピッチは、ＤＢＧを
書き込む媒体（すなわち、光ファイバまたは光導波路）
の屈折率に依存している。位相マスク２１のピッチはマ
スクの製造後に調整することができないため、媒体の屈
折率ｎがδｎ変化した場合、波長が所望の値から変化す
る。
の波長を得るときに問題になる。例えば、所望の波長を
得るために必要な位相マスク２１のピッチは、ＤＢＧを
書き込む媒体（すなわち、光ファイバまたは光導波路）
の屈折率に依存している。位相マスク２１のピッチはマ
スクの製造後に調整することができないため、媒体の屈
折率ｎがδｎ変化した場合、波長が所望の値から変化す
る。
【００１７】図４は、媒体の屈折率変化によるＤＢＧの
反射波長の変化を説明する図である。波長２４４ｎｍの
光４１を位相マスク４２に透過させ、光ファイバ４３に
放射させることによってＤＢＧ４４がファイバのコア部
分に書き込まれる。光ファイバ４３の屈折率がｎである
場合、ＤＢＧ４４の反射スペクトルは図中符号４５に示
すようになるが、屈折率がｎ＋δｎに変化した場合、４
６に示すように反射波長が変化され、所望の波長に対応
しなくなる。屈折率は、ファイバによって僅かに異なる
ことと同時に、ＤＢＧの製造中に変化する。このため、
所望の波長を得るために、複数の位相マスクをあらかじ
め準備しておく必要がある。
反射波長の変化を説明する図である。波長２４４ｎｍの
光４１を位相マスク４２に透過させ、光ファイバ４３に
放射させることによってＤＢＧ４４がファイバのコア部
分に書き込まれる。光ファイバ４３の屈折率がｎである
場合、ＤＢＧ４４の反射スペクトルは図中符号４５に示
すようになるが、屈折率がｎ＋δｎに変化した場合、４
６に示すように反射波長が変化され、所望の波長に対応
しなくなる。屈折率は、ファイバによって僅かに異なる
ことと同時に、ＤＢＧの製造中に変化する。このため、
所望の波長を得るために、複数の位相マスクをあらかじ
め準備しておく必要がある。
【００１８】さらにまた、図２に示すようなＤＢＧを用
いたレーザにモード同期を掛ける際、レーザが安定に発
振するＲＦ周波数範囲が狭いという問題が生じる。図５
は、図２のＤＢＧを用いたレーザの、安定なモード同期
発振が起きるＲＦ周波数範囲を説明する図である。図５
の縦軸５１はレーザの出力光のＳＮ比（signal-to-nois
e ratio）であり、点線５２以上のところで安定な発振
を得ることを示している。ＳＮ比のＲＦ周波数依存性を
図中符号５３で示しており、安定に動作する周波数範囲
５４が狭いことを示している。この原因は、各波長に対
応するＤＢＧの反射遅延量が一定であることであり（図
２）、精密なＲＦ周波数設定が必要、また共振器長の変
化によって発振が不安定になるという問題を起こす。
いたレーザにモード同期を掛ける際、レーザが安定に発
振するＲＦ周波数範囲が狭いという問題が生じる。図５
は、図２のＤＢＧを用いたレーザの、安定なモード同期
発振が起きるＲＦ周波数範囲を説明する図である。図５
の縦軸５１はレーザの出力光のＳＮ比（signal-to-nois
e ratio）であり、点線５２以上のところで安定な発振
を得ることを示している。ＳＮ比のＲＦ周波数依存性を
図中符号５３で示しており、安定に動作する周波数範囲
５４が狭いことを示している。この原因は、各波長に対
応するＤＢＧの反射遅延量が一定であることであり（図
２）、精密なＲＦ周波数設定が必要、また共振器長の変
化によって発振が不安定になるという問題を起こす。
【００１９】上記のような問題を解決するために、ピッ
チが連続的にチャープ（chirp）した広帯域なＤＢＧを
用いる方法がある（前述の文献１〜３）。
チが連続的にチャープ（chirp）した広帯域なＤＢＧを
用いる方法がある（前述の文献１〜３）。
【００２０】図６は、従来のチャープＤＢＧの作製と特
性の関係を示す図である。このようなＤＢＧを作製する
時に用いる位相マスクを図中符号６１に、および位相マ
スク６１の長さによるピッチの変化（十分連続的に変化
している）を６２に示す。ピッチが連続的に変化してい
るため、６３に示すようなアポダイゼーションが通常適
用される。本位相マスク６１およびアポダイゼーション
６３による、ＤＢＧの反射スペクトルを６４に、および
ＤＢＧの反射スペクトル６４の反射遅延特性を６５に示
す。
性の関係を示す図である。このようなＤＢＧを作製する
時に用いる位相マスクを図中符号６１に、および位相マ
スク６１の長さによるピッチの変化（十分連続的に変化
している）を６２に示す。ピッチが連続的に変化してい
るため、６３に示すようなアポダイゼーションが通常適
用される。本位相マスク６１およびアポダイゼーション
６３による、ＤＢＧの反射スペクトルを６４に、および
ＤＢＧの反射スペクトル６４の反射遅延特性を６５に示
す。
【００２１】反射スペクトル６４および反射遅延特性６
５が連続的であるため、連続的な波長可変が可能にな
る。従って、モード同期周波数を調整することによって
所望の波長で発振を実現することができる。また、反射
遅延特性６５が連続的に変化するため、全てのＲＦ周波
数値で安定なモード同期を実現することができる（図
７）。図７において、ＳＮ比７１のＲＦ周波数依存性７
３が、点線７２以上の常に安定な領域に存在する。チャ
ープＤＢＧを用いた場合、広いＲＦ周波数範囲で安定な
発振を得ることができる。
５が連続的であるため、連続的な波長可変が可能にな
る。従って、モード同期周波数を調整することによって
所望の波長で発振を実現することができる。また、反射
遅延特性６５が連続的に変化するため、全てのＲＦ周波
数値で安定なモード同期を実現することができる（図
７）。図７において、ＳＮ比７１のＲＦ周波数依存性７
３が、点線７２以上の常に安定な領域に存在する。チャ
ープＤＢＧを用いた場合、広いＲＦ周波数範囲で安定な
発振を得ることができる。
【００２２】しかし、チャープＤＢＧを用いることに以
下に述べるような問題が存在する。図８において、ＤＢ
Ｇの反射帯域８２が広いため、レーザの発振スペクトル
８１が広くなる。この場合、選択可能なＮ種の波長のう
ち、隣接するλｎとλｍの波長間隔を狭めるのが困難に
なると同時に、レーザを伝送に用いた場合の分散耐力が
劣化する。
下に述べるような問題が存在する。図８において、ＤＢ
Ｇの反射帯域８２が広いため、レーザの発振スペクトル
８１が広くなる。この場合、選択可能なＮ種の波長のう
ち、隣接するλｎとλｍの波長間隔を狭めるのが困難に
なると同時に、レーザを伝送に用いた場合の分散耐力が
劣化する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
一定のピッチのＤＢＧを用いた波長可変モード同期レー
ザは、位相マスク法を用いて製造した場合、波長の調整
が困難である。また、安定なモード同期を実現できるＲ
Ｆ周波数範囲が狭いという課題がある。この二つの課題
を解決するためにチャープＤＢＧを用いることができる
が、従来のチャープＤＢＧの場合、レーザの発振スペク
トルが広くなるため、狭い波長間隔を実現することが困
難であると同時に、伝送に用いる時の分散耐力が劣化す
るという解決すべき課題が従来技術にはあった。
一定のピッチのＤＢＧを用いた波長可変モード同期レー
ザは、位相マスク法を用いて製造した場合、波長の調整
が困難である。また、安定なモード同期を実現できるＲ
Ｆ周波数範囲が狭いという課題がある。この二つの課題
を解決するためにチャープＤＢＧを用いることができる
が、従来のチャープＤＢＧの場合、レーザの発振スペク
トルが広くなるため、狭い波長間隔を実現することが困
難であると同時に、伝送に用いる時の分散耐力が劣化す
るという解決すべき課題が従来技術にはあった。
【００２４】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、伝送に用いた場合
の十分な分散耐力を有し、モード同期の周波数に対する
制限が緩やかな波長可変モード同期レーザ及びその作製
方法を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、伝送に用いた場合
の十分な分散耐力を有し、モード同期の周波数に対する
制限が緩やかな波長可変モード同期レーザ及びその作製
方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明は、共振器（１２１）
内に分布ブラッググレーティング（１２５）が挿入され
ており、モード同期の周波数を変更することにより、出
力する光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種
類に変更可能な波長可変モード同期レーザにおいて、前
記分布ブラッググレーティングは、前記発振波長λ１〜
λＮの各々の光を反射するＮ個の回折領域（１４８の各
回折領域）を備え、該Ｎ個の回折領域の各々は、第ｎの
回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発振波長
λｎに対応するピッチを中心に連続的に変化するピッチ
を有し前記発振波長λｎの光を反射する回折格子（１４
８の各回折格子）を備え、アポダイゼーションが適用さ
れている（１４３、図１４（ａ）の屈折率プロファイ
ル）ことを特徴とする。
るために、請求項１に記載の発明は、共振器（１２１）
内に分布ブラッググレーティング（１２５）が挿入され
ており、モード同期の周波数を変更することにより、出
力する光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種
類に変更可能な波長可変モード同期レーザにおいて、前
記分布ブラッググレーティングは、前記発振波長λ１〜
λＮの各々の光を反射するＮ個の回折領域（１４８の各
回折領域）を備え、該Ｎ個の回折領域の各々は、第ｎの
回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発振波長
λｎに対応するピッチを中心に連続的に変化するピッチ
を有し前記発振波長λｎの光を反射する回折格子（１４
８の各回折格子）を備え、アポダイゼーションが適用さ
れている（１４３、図１４（ａ）の屈折率プロファイ
ル）ことを特徴とする。
【００２６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の波長可変モード同期レーザにおいて、前記分布ブラッ
ググレーティングは、１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは整数）の場
合に、前記発振波長λ１〜λＮがλｍ＜λｎの関係を満
たすことを特徴とする（図９、図１４（ｂ））。
の波長可変モード同期レーザにおいて、前記分布ブラッ
ググレーティングは、１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは整数）の場
合に、前記発振波長λ１〜λＮがλｍ＜λｎの関係を満
たすことを特徴とする（図９、図１４（ｂ））。
【００２７】請求項３に記載の発明は、共振器（１２
１）内に分布ブラッググレーティング（１２５）を有
し、モード同期の周波数を変更することにより、出力す
る光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種類に
変更可能な波長可変モード同期レーザの作製方法におい
て、前記分布ブラッググレーティングを形成するための
部材（１４４）に対して、連続的にピッチが変化する位
相マスク（１４２）とＮ個の回折領域（１４８の各回折
領域）を規定するためのアポダイゼーションマスク（１
４３）とを用いて露光し、前記Ｎ個の回折領域の各々に
ついて、第ｎの回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場
合に、発振波長λｎに対応するピッチを中心に連続的に
変化するピッチを有し前記発振波長λｎの光を反射する
回折格子（１４８の各回折格子）を形成すると共に、ア
ポダイゼーション（図１４（ａ）の屈折率プロファイ
ル）を適用し、前記発振波長λ１〜λＮの各々の光を反
射する前記Ｎ個の回折領域を有する前記分布ブラッググ
レーティングを形成することを特徴とする。
１）内に分布ブラッググレーティング（１２５）を有
し、モード同期の周波数を変更することにより、出力す
る光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種類に
変更可能な波長可変モード同期レーザの作製方法におい
て、前記分布ブラッググレーティングを形成するための
部材（１４４）に対して、連続的にピッチが変化する位
相マスク（１４２）とＮ個の回折領域（１４８の各回折
領域）を規定するためのアポダイゼーションマスク（１
４３）とを用いて露光し、前記Ｎ個の回折領域の各々に
ついて、第ｎの回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場
合に、発振波長λｎに対応するピッチを中心に連続的に
変化するピッチを有し前記発振波長λｎの光を反射する
回折格子（１４８の各回折格子）を形成すると共に、ア
ポダイゼーション（図１４（ａ）の屈折率プロファイ
ル）を適用し、前記発振波長λ１〜λＮの各々の光を反
射する前記Ｎ個の回折領域を有する前記分布ブラッググ
レーティングを形成することを特徴とする。
【００２８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の波長可変モード同期レーザの作製方法において、前記
部材に対して露光を行うに際し、１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは
整数）の場合に、前記発振波長λ１〜λＮがλｍ＜λｎ
の関係を満たす前記分布ブラッググレーティングを形成
する前記位相マスクを使用することを特徴とする。
の波長可変モード同期レーザの作製方法において、前記
部材に対して露光を行うに際し、１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは
整数）の場合に、前記発振波長λ１〜λＮがλｍ＜λｎ
の関係を満たす前記分布ブラッググレーティングを形成
する前記位相マスクを使用することを特徴とする。
【００２９】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４
に記載の波長可変モード同期レーザの作製方法におい
て、前記部材に対して露光を行うに際し、前記アポダイ
ゼーションマスクの前記Ｎ個の回折領域の規定の仕方を
調整することによって（図１４（ａ）、（ｂ））、前記
波長可変モード同期レーザの出力する光の発振波長、発
振波長間隔、及び前記分布ブラッググレーティングの反
射帯域を調整することを特徴とする。
に記載の波長可変モード同期レーザの作製方法におい
て、前記部材に対して露光を行うに際し、前記アポダイ
ゼーションマスクの前記Ｎ個の回折領域の規定の仕方を
調整することによって（図１４（ａ）、（ｂ））、前記
波長可変モード同期レーザの出力する光の発振波長、発
振波長間隔、及び前記分布ブラッググレーティングの反
射帯域を調整することを特徴とする。
【００３０】本発明の波長可変モード同期レーザは、レ
ーザの最短発振波長に対応するピッチから最長波長に対
応するピッチまで、連続的にピッチが増加する長さＬ
ＴＯＴのチャープ位相マスク（９１、１４２）に、Ｎ個
の所望の波長に対応する部分のみに、長さＬＬＯＣ≪Ｌ
ＴＯＴのアポダイゼーション（９３、図１４（ａ）の屈
折率プロファイル）を適用された分布ブラッググレーテ
ィングを用いたものである。
ーザの最短発振波長に対応するピッチから最長波長に対
応するピッチまで、連続的にピッチが増加する長さＬ
ＴＯＴのチャープ位相マスク（９１、１４２）に、Ｎ個
の所望の波長に対応する部分のみに、長さＬＬＯＣ≪Ｌ
ＴＯＴのアポダイゼーション（９３、図１４（ａ）の屈
折率プロファイル）を適用された分布ブラッググレーテ
ィングを用いたものである。
【００３１】連続的にピッチが変化する位相マスクに部
分的にアポダイゼーションを適用することによって、媒
体の屈折率が変化した場合にでも、同じ位相マスクを用
いてアポダイゼーションを適用する部分を調整すること
により、所望の波長で発振するレーザを実現することが
できる。部分的なアポダイゼーションを適用するため、
各反射バンドの帯域が制限されるため、レーザの発振ス
ペクトルが細くなり分散耐力が改善される。
分的にアポダイゼーションを適用することによって、媒
体の屈折率が変化した場合にでも、同じ位相マスクを用
いてアポダイゼーションを適用する部分を調整すること
により、所望の波長で発振するレーザを実現することが
できる。部分的なアポダイゼーションを適用するため、
各反射バンドの帯域が制限されるため、レーザの発振ス
ペクトルが細くなり分散耐力が改善される。
【００３２】この場合、連続的に波長を変化させること
ができなくなるが、反射遅延特性（９５）が一定でない
ため、ピッチが一定の分布ブラッググレーティングを用
いた時と比較して、各波長で安定に発振するモード同期
周波数範囲が拡大される（図１１）。
ができなくなるが、反射遅延特性（９５）が一定でない
ため、ピッチが一定の分布ブラッググレーティングを用
いた時と比較して、各波長で安定に発振するモード同期
周波数範囲が拡大される（図１１）。
【００３３】また、本発明の波長可変モード同期レーザ
は、Ｎ波長の分布ブラッググレーティングの反射帯域内
のピッチが連続的に変化している（チャープしている）
ものである。この場合、この分布ブラッググレーティン
グの特性を実現するための作製法は、位相マスク法を用
いた作製法に限定されない。
は、Ｎ波長の分布ブラッググレーティングの反射帯域内
のピッチが連続的に変化している（チャープしている）
ものである。この場合、この分布ブラッググレーティン
グの特性を実現するための作製法は、位相マスク法を用
いた作製法に限定されない。
【００３４】なお、特許請求の範囲の構成要素と対応す
る実施形態の構成部の図中の符号を（）で示す。ただ
し、特許請求の範囲に記載した構成要素は上記（）部の
実施形態の構成部に限定されるものではない。
る実施形態の構成部の図中の符号を（）で示す。ただ
し、特許請求の範囲に記載した構成要素は上記（）部の
実施形態の構成部に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。最初に、本実施形態の波長可
変モード同期レーザにおいて使用するチャープＤＢＧの
作製と特性の関係を説明する。
施形態を詳細に説明する。最初に、本実施形態の波長可
変モード同期レーザにおいて使用するチャープＤＢＧの
作製と特性の関係を説明する。
【００３６】図９は、本実施形態のチャープＤＢＧの作
製と特性の関係を示す図である。本実施形態のチャープ
ＤＢＧを作製する時に用いる位相マスクを図中符号９１
に、および位相マスク９１の長さによるピッチの変化
（十分連続的に変化している）を９２に示す。
製と特性の関係を示す図である。本実施形態のチャープ
ＤＢＧを作製する時に用いる位相マスクを図中符号９１
に、および位相マスク９１の長さによるピッチの変化
（十分連続的に変化している）を９２に示す。
【００３７】位相マスク９１を用意し、所望の波長に対
応する部分のみにアポダイゼーション９３を適用するこ
とによってＤＢＧを作製し、波長可変モード同期レーザ
に挿入する。本実施形態のＤＢＧの反射スペクトルを９
４に、及び反射遅延特性を９５に示す。
応する部分のみにアポダイゼーション９３を適用するこ
とによってＤＢＧを作製し、波長可変モード同期レーザ
に挿入する。本実施形態のＤＢＧの反射スペクトルを９
４に、及び反射遅延特性を９５に示す。
【００３８】このようなＤＢＧを用いることによる有為
な点を、図１０および図１１を用いて説明する。図１０
は、図９のＤＢＧを用いた本実施形態の波長可変モード
同期レーザの出力スペクトルの例を示す図である。図１
１は、本実施形態の波長可変モード同期レーザが、安定
にモード同期動作をするＲＦ周波数可変範囲を説明する
図である。
な点を、図１０および図１１を用いて説明する。図１０
は、図９のＤＢＧを用いた本実施形態の波長可変モード
同期レーザの出力スペクトルの例を示す図である。図１
１は、本実施形態の波長可変モード同期レーザが、安定
にモード同期動作をするＲＦ周波数可変範囲を説明する
図である。
【００３９】図１０において、図中符号１０３は、Ｎ波
長の内の一つが発振していることを示している。反射ス
ペクトル１０１に所望な波長帯で帯域を制限する反射率
の変化が生じるため、所望の波長帯で発振するレーザの
出力スペクトル１０２が狭くなる。
長の内の一つが発振していることを示している。反射ス
ペクトル１０１に所望な波長帯で帯域を制限する反射率
の変化が生じるため、所望の波長帯で発振するレーザの
出力スペクトル１０２が狭くなる。
【００４０】また、図１１において、縦軸１１１はレー
ザの出力光のＳＮ比であり、点線１１２以上のところで
安定な発振を得ることを示している。ＳＮ比のＲＦ周波
数依存性を図中符号１１３で示しており、各反射バンド
内でピッチがチャープしているため、安定なモード同期
発振を得られるＲＦ周波数範囲１１４が拡大される。
ザの出力光のＳＮ比であり、点線１１２以上のところで
安定な発振を得ることを示している。ＳＮ比のＲＦ周波
数依存性を図中符号１１３で示しており、各反射バンド
内でピッチがチャープしているため、安定なモード同期
発振を得られるＲＦ周波数範囲１１４が拡大される。
【００４１】次に、本実施形態の波長可変モード同期レ
ーザについて説明する。図１２は、本実施形態の波長可
変モード同期レーザの構成図である。図１２において、
共振器１２１は、半導体光増幅器１２３、電界吸収型光
変調器１２２、光サーキュレータ１２４、及びＤＢＧ１
２５を有する。
ーザについて説明する。図１２は、本実施形態の波長可
変モード同期レーザの構成図である。図１２において、
共振器１２１は、半導体光増幅器１２３、電界吸収型光
変調器１２２、光サーキュレータ１２４、及びＤＢＧ１
２５を有する。
【００４２】電源１２８から得た注入電流で光増幅器１
２３の利得が設定されており、ＲＦシンセサイザー１２
６から得たクロック信号により、モード同期発振が実現
されている。電界吸収型光変調器１２２のバイアス設定
は、電源１２７により設定されている。
２３の利得が設定されており、ＲＦシンセサイザー１２
６から得たクロック信号により、モード同期発振が実現
されている。電界吸収型光変調器１２２のバイアス設定
は、電源１２７により設定されている。
【００４３】次に、本実施形態の波長可変モード同期レ
ーザの作製方法について説明する。ＤＢＧの作製に用い
る位相マスクの構成図の例を図１３に示し、アポダイゼ
ーションを適用するために用いるシャドーマスクの設計
例を図１４（ａ）に示す。
ーザの作製方法について説明する。ＤＢＧの作製に用い
る位相マスクの構成図の例を図１３に示し、アポダイゼ
ーションを適用するために用いるシャドーマスクの設計
例を図１４（ａ）に示す。
【００４４】図１３において、ＤＢＧ全体の長さが３０
ｍｍであり、ピッチがステップ的に変化している。ステ
ップ数が４００であり、ステップｉのピッチは、式
（６．１）で表せる。 ピッチｉ＝（1542＋0.05ｉ）／1.447 ｎｍ ｉ＝１〜400 （6.1 ）
ｍｍであり、ピッチがステップ的に変化している。ステ
ップ数が４００であり、ステップｉのピッチは、式
（６．１）で表せる。 ピッチｉ＝（1542＋0.05ｉ）／1.447 ｎｍ ｉ＝１〜400 （6.1 ）
【００４５】本ピッチ帯は、シングルモードファイバ上
（single mode fiber−ＳＭＦ）では、反射波長帯域１
５４０−１５６０ｎｍのＤＢＧに対応する。ＤＢＧを作
製する時に用いる実験系を、図１４（ｂ）に示す。図１
４（ａ）に示すアポダイゼーションマスクを図中符号１
４６のマスク１、１４７のマスク２の順番で適用するこ
とによって、図に示すＤＢＧの屈折率プロファイルが実
現される。
（single mode fiber−ＳＭＦ）では、反射波長帯域１
５４０−１５６０ｎｍのＤＢＧに対応する。ＤＢＧを作
製する時に用いる実験系を、図１４（ｂ）に示す。図１
４（ａ）に示すアポダイゼーションマスクを図中符号１
４６のマスク１、１４７のマスク２の順番で適用するこ
とによって、図に示すＤＢＧの屈折率プロファイルが実
現される。
【００４６】このプロファイルのエンベロープ成分がア
ポダイゼーションであり、屈折率ｎ ａに対してＤＣ成分
が存在しないこと（即ち、ｎａ付近で平均の変化が零で
あること。ｎｆは光ファイバの屈折率）が、ＤＢＧの反
射バンドの両側に生じる反射サイドバンドを抑圧させる
ために必要である。
ポダイゼーションであり、屈折率ｎ ａに対してＤＣ成分
が存在しないこと（即ち、ｎａ付近で平均の変化が零で
あること。ｎｆは光ファイバの屈折率）が、ＤＢＧの反
射バンドの両側に生じる反射サイドバンドを抑圧させる
ために必要である。
【００４７】図１４（ｂ）において、波長２４４ｎｍの
光１４１を位相マスク１４２及びアポダイゼーションマ
スク１４３に透過させ、光ファイバ１４４に放射させる
ことによってＤＢＧ１４８がファイバのコア部分に書き
込まれる。光ファイバ１４４の屈折率がｎｆである場
合、ＤＢＧ１４８の反射スペクトルは図中符号１４５に
示すようになる。
光１４１を位相マスク１４２及びアポダイゼーションマ
スク１４３に透過させ、光ファイバ１４４に放射させる
ことによってＤＢＧ１４８がファイバのコア部分に書き
込まれる。光ファイバ１４４の屈折率がｎｆである場
合、ＤＢＧ１４８の反射スペクトルは図中符号１４５に
示すようになる。
【００４８】ここで、本実施形態で重要なことは、上記
のアポダイゼーションマスクには、Ｎ個の幅ｗ、長さＬ
ＬＯＣの穴が周期ＬＰＥＲで空けられていることであ
り、穴の位置を位相マスク上の所望なピッチの部分に対
応させることによって、所望な波長で反射するＤＢＧを
作製できることである。このようなマスクを用いること
によって、波長可変モード同期レーザの作製上、波長、
波長間隔、反射帯域などを柔軟に調整する自由度が得ら
れる。
のアポダイゼーションマスクには、Ｎ個の幅ｗ、長さＬ
ＬＯＣの穴が周期ＬＰＥＲで空けられていることであ
り、穴の位置を位相マスク上の所望なピッチの部分に対
応させることによって、所望な波長で反射するＤＢＧを
作製できることである。このようなマスクを用いること
によって、波長可変モード同期レーザの作製上、波長、
波長間隔、反射帯域などを柔軟に調整する自由度が得ら
れる。
【００４９】例えば、図１４（ｂ）において、アポダイ
ゼーションマスク１４３をｚ方向に移動することによっ
て、光ファイバ１４４に書き込まれるＤＢＧ１４８の波
長を波長軸上で変化させることができる。またさらに、
穴の間隔を調整することによって、ＤＢＧ１４８の波長
間隔を調整することができ、穴の長さを調整することに
よって、ＤＢＧ１４８の反射バンドの帯域を調整するこ
とができる。
ゼーションマスク１４３をｚ方向に移動することによっ
て、光ファイバ１４４に書き込まれるＤＢＧ１４８の波
長を波長軸上で変化させることができる。またさらに、
穴の間隔を調整することによって、ＤＢＧ１４８の波長
間隔を調整することができ、穴の長さを調整することに
よって、ＤＢＧ１４８の反射バンドの帯域を調整するこ
とができる。
【００５０】この場合、新しいアポダイゼーションの作
製が必要になるが、上記の調整は全てを同じ位相マスク
１４２を用いて実現することができるため、高価な位相
マスクを複数用意する必要が無い。
製が必要になるが、上記の調整は全てを同じ位相マスク
１４２を用いて実現することができるため、高価な位相
マスクを複数用意する必要が無い。
【００５１】次に、本実施形態の波長可変モード同期レ
ーザの特性について説明する。図１５（ａ）、（ｂ）
は、上記の作製法によるＤＢＧを用いたレーザから得た
出力スペクトルとＲＦ周波数と波長（チャネル）の関係
を示す。図１５（ａ）は、本実施形態によるレーザの出
力スペクトルを示し、図１５（ｂ）は、ＲＦ周波数と本
実施形態によるレーザの出力スペクトルの波長（チャネ
ル）との関係を示す。
ーザの特性について説明する。図１５（ａ）、（ｂ）
は、上記の作製法によるＤＢＧを用いたレーザから得た
出力スペクトルとＲＦ周波数と波長（チャネル）の関係
を示す。図１５（ａ）は、本実施形態によるレーザの出
力スペクトルを示し、図１５（ｂ）は、ＲＦ周波数と本
実施形態によるレーザの出力スペクトルの波長（チャネ
ル）との関係を示す。
【００５２】ここでは９波長のＤＢＧを作製した結果を
述べており、アポダイゼーションマスクは、穴数が９、
ｗ＝３ｍｍ、ＬＬＯＣ＝２．２８３ｍｍ、ＬＰＥＲ＝
２．２８３ｍｍである。穴の形は正弦波で表せる。平均
の繰り返しが５ＧＨｚ帯、波長間隔が１．４ｎｍであ
り、９波長での波長可変動作を示している。
述べており、アポダイゼーションマスクは、穴数が９、
ｗ＝３ｍｍ、ＬＬＯＣ＝２．２８３ｍｍ、ＬＰＥＲ＝
２．２８３ｍｍである。穴の形は正弦波で表せる。平均
の繰り返しが５ＧＨｚ帯、波長間隔が１．４ｎｍであ
り、９波長での波長可変動作を示している。
【００５３】図１６は、従来のチャープＤＢＧを用いた
レーザの出力スペクトルであり、図１５（ａ）と比較し
た場合、本実施形態の図１５（ａ）の方がスペクトル幅
が狭くなったことを示している。スペクトル幅が細いた
め、より狭い波長間隔での発振が可能である。
レーザの出力スペクトルであり、図１５（ａ）と比較し
た場合、本実施形態の図１５（ａ）の方がスペクトル幅
が狭くなったことを示している。スペクトル幅が細いた
め、より狭い波長間隔での発振が可能である。
【００５４】図１７は、本実施形態によるレーザおよび
従来のチャープＤＢＧを用いたレーザの出力光を、２．
４８８３２Ｇｂｐｓのデータで変調し、長さ２５ｋｍの
ＳＭＦで伝送させた結果を示す。この場合、レーザの繰
り返しが７ＧＨｚ帯であり、波長１５５１ｎｍで伝送を
行った。ＳＭＦの波長分散により誤り率にパワーペナル
ティーが生じるが、図中符号１７１の本実施形態による
レーザを用いた場合は、スペクトル幅が細いため、パワ
ーペナルティーが、１７２の従来のチャープＤＢＧを用
いた場合より小さな値となる。
従来のチャープＤＢＧを用いたレーザの出力光を、２．
４８８３２Ｇｂｐｓのデータで変調し、長さ２５ｋｍの
ＳＭＦで伝送させた結果を示す。この場合、レーザの繰
り返しが７ＧＨｚ帯であり、波長１５５１ｎｍで伝送を
行った。ＳＭＦの波長分散により誤り率にパワーペナル
ティーが生じるが、図中符号１７１の本実施形態による
レーザを用いた場合は、スペクトル幅が細いため、パワ
ーペナルティーが、１７２の従来のチャープＤＢＧを用
いた場合より小さな値となる。
【００５５】またさらに、本実施形態によるＤＢＧを用
いたレーザが安定に動作するＲＦ周波数範囲を測定した
結果、従来の一定のピッチのＤＢＧを用いたレーザの３
倍程度に拡大されている。
いたレーザが安定に動作するＲＦ周波数範囲を測定した
結果、従来の一定のピッチのＤＢＧを用いたレーザの３
倍程度に拡大されている。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
振器内に分布ブラッググレーティングを有し、モード同
期の周波数を変更することにより、出力する光を発振波
長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種類に変更可能な波
長可変モード同期レーザは、分布ブラッググレーティン
グに発振波長λ１〜λＮの各々の光を反射するＮ個の回
折領域を備え、Ｎ個の回折領域の各々は、第ｎの回折領
域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発振波長λｎに
対応するピッチを中心に連続的に変化するピッチを有し
発振波長λｎの光を反射する回折格子を備え、且つ、ア
ポダイゼーションが適用されている。
振器内に分布ブラッググレーティングを有し、モード同
期の周波数を変更することにより、出力する光を発振波
長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種類に変更可能な波
長可変モード同期レーザは、分布ブラッググレーティン
グに発振波長λ１〜λＮの各々の光を反射するＮ個の回
折領域を備え、Ｎ個の回折領域の各々は、第ｎの回折領
域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発振波長λｎに
対応するピッチを中心に連続的に変化するピッチを有し
発振波長λｎの光を反射する回折格子を備え、且つ、ア
ポダイゼーションが適用されている。
【００５７】このため、連続的にピッチがチャープして
いる回折格子の各々にアポダイゼーションを適用するこ
とによりＤＢＧを作製し、このＤＢＧを波長可変モード
同期レーザの共振器内に挿入することによって、狭いス
ペクトル幅の光を出力し、安定に動作するＲＦ周波数範
囲が拡大された波長可変モード同期レーザを実現するこ
とができる。
いる回折格子の各々にアポダイゼーションを適用するこ
とによりＤＢＧを作製し、このＤＢＧを波長可変モード
同期レーザの共振器内に挿入することによって、狭いス
ペクトル幅の光を出力し、安定に動作するＲＦ周波数範
囲が拡大された波長可変モード同期レーザを実現するこ
とができる。
【図１】波長可変モード同期レーザの一般構成の例を示
す図である。
す図である。
【図２】従来のＤＢＧの作製と特性の関係を示す図であ
る。
る。
【図３】図２のＤＢＧを用いた波長可変モード同期レー
ザの出力スペクトルの例を示す図である。
ザの出力スペクトルの例を示す図である。
【図４】媒体の屈折率変化によるＤＢＧの反射波長の変
化を説明する図である。
化を説明する図である。
【図５】図２のＤＢＧを用いたレーザの、安定なモード
同期発振が起きるＲＦ周波数範囲を説明する図である。
同期発振が起きるＲＦ周波数範囲を説明する図である。
【図６】従来のチャープＤＢＧの作製と特性の関係を示
す図である。
す図である。
【図７】図６のＤＢＧを用いた波長可変モード同期レー
ザの、安定なモード同期発振が起きるＲＦ周波数範囲を
示す図である。
ザの、安定なモード同期発振が起きるＲＦ周波数範囲を
示す図である。
【図８】チャープＤＢＧを用いた波長可変モード同期レ
ーザの出力スペクトルの例を示す図である。
ーザの出力スペクトルの例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の、チャープＤＢＧの作製と
特性の関係を示す図である。
特性の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の、波長可変モード同期レ
ーザの出力スペクトルの例を示す図である。
ーザの出力スペクトルの例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の、波長可変モード同期レ
ーザが安定にモード同期動作をするＲＦ周波数可変範囲
を説明する図である。
ーザが安定にモード同期動作をするＲＦ周波数可変範囲
を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態の波長可変モード同期レー
ザの構成図である。
ザの構成図である。
【図１３】本発明の実施形態の、チャープ位相マスクの
構成図の例である。
構成図の例である。
【図１４】本発明の実施形態の、チャープＤＢＧの作製
の説明図で、（ａ）はアポダイゼーションマスクの構成
図および出来上がったＤＢＧの屈折率変動プロファイ
ル、（ｂ）はＤＢＧの作製に用いる系の説明図である。
の説明図で、（ａ）はアポダイゼーションマスクの構成
図および出来上がったＤＢＧの屈折率変動プロファイ
ル、（ｂ）はＤＢＧの作製に用いる系の説明図である。
【図１５】本発明の実施形態の作製法によるＤＢＧを用
いたレーザから得た、出力スペクトルとＲＦ周波数と波
長（チャネル）の関係を示す図で、（ａ）はレーザの出
力スペクトル、（ｂ）はＲＦ周波数とレーザの出力スペ
クトルの波長（チャネル）との関係を示す図である。
いたレーザから得た、出力スペクトルとＲＦ周波数と波
長（チャネル）の関係を示す図で、（ａ）はレーザの出
力スペクトル、（ｂ）はＲＦ周波数とレーザの出力スペ
クトルの波長（チャネル）との関係を示す図である。
【図１６】従来のチャープＤＢＧを用いたレーザの出力
波長可変スペクトルを示す図である。
波長可変スペクトルを示す図である。
【図１７】本発明の実施形態のレーザ及び従来のチャー
プＤＢＧを用いたレーザの出力光を、２．４８８３２Ｇ
ｂｐｓのデータで変調し、長さ２５ｋｍのＳＭＦで伝送
させた結果を示す図である。
プＤＢＧを用いたレーザの出力光を、２．４８８３２Ｇ
ｂｐｓのデータで変調し、長さ２５ｋｍのＳＭＦで伝送
させた結果を示す図である。
【符号の説明】
１０、１２１ 共振器
１３ 光変調器
１４ 半導体光増幅器
１５、１２５ 分布ブラッググレーティング
１８ 光導波路
１９ 出力手段
２１ 従来の一定なピッチのＤＢＧを複数個並べた構成
のＤＢＧを作製するための位相マスク ２２ 位相マスク２１の長さによるピッチの変化 ２３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ２４ 位相マスク２１およびアポダイゼーション２３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ２５ ＤＢＧ２４の反射遅延特性 ６１ 従来のチャープＤＢＧを作製するための位相マス
ク ６２ 位相マスク６１の長さによるピッチの変化 ６３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ６４ 位相マスク６１およびアポダイゼーション６３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ６５ ＤＢＧ６４の反射遅延特性 ９１ チャープＤＢＧを作製するための位相マスク ９２ 位相マスク９１の長さによるピッチの変化 ９３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ９４ 位相マスク９１およびアポダイゼーション９３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ９５ ＤＢＧ９４の反射遅延特性 １２４ 光サーキュレータ
のＤＢＧを作製するための位相マスク ２２ 位相マスク２１の長さによるピッチの変化 ２３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ２４ 位相マスク２１およびアポダイゼーション２３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ２５ ＤＢＧ２４の反射遅延特性 ６１ 従来のチャープＤＢＧを作製するための位相マス
ク ６２ 位相マスク６１の長さによるピッチの変化 ６３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ６４ 位相マスク６１およびアポダイゼーション６３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ６５ ＤＢＧ６４の反射遅延特性 ９１ チャープＤＢＧを作製するための位相マスク ９２ 位相マスク９１の長さによるピッチの変化 ９３ ＤＢＧを作製する時に適用するアポダイゼーショ
ンプロファイル ９４ 位相マスク９１およびアポダイゼーション９３に
よるＤＢＧの反射スペクトル ９５ ＤＢＧ９４の反射遅延特性 １２４ 光サーキュレータ
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｆ 1/015 ５０２ Ｈ０１Ｓ 5/0687
Ｈ０１Ｓ 5/0687 5/14
5/14 5/50 ６１０
5/50 ６１０ Ｇ０２Ｂ 6/12 Ａ
Ｆターム(参考） 2H047 LA02 PA22 PA30 RA08
2H050 AC09 AC82 AC84 AD00
2H079 AA02 AA13 BA01 CA04 CA24
KA11 KA18
5F073 AB21 AB25 AB28 AB29 EA03
EA04
Claims (5)
- 【請求項１】 共振器内に分布ブラッググレーティング
を有し、モード同期の周波数を変更することにより、出
力する光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種
類に変更可能な波長可変モード同期レーザにおいて、 前記分布ブラッググレーティングは、前記発振波長λ１
〜λＮの各々の光を反射するＮ個の回折領域を備え、 該Ｎ個の回折領域の各々は、 第ｎの回折領域（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発
振波長λｎに対応するピッチを中心に連続的に変化する
ピッチを有し前記発振波長λｎの光を反射する回折格子
を備え、 アポダイゼーションが適用されていることを特徴とする
波長可変モード同期レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の波長可変モード同期レ
ーザにおいて、前記分布ブラッググレーティングは、１
≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは整数）の場合に、前記発振波長λ１
〜λＮがλｍ＜λｎの関係を満たすことを特徴とする波
長可変モード同期レーザ。 - 【請求項３】 共振器内に分布ブラッググレーティング
を有し、モード同期の周波数を変更することにより、出
力する光を発振波長λ１〜λＮ（Ｎは正の整数）のＮ種
類に変更可能な波長可変モード同期レーザの作製方法に
おいて、 前記分布ブラッググレーティングを形成するための部材
に対して、連続的にピッチが変化する位相マスクとＮ個
の回折領域を規定するためのアポダイゼーションマスク
とを用いて露光し、 前記Ｎ個の回折領域の各々について、第ｎの回折領域
（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは整数）の場合に、発振波長λｎに対
応するピッチを中心に連続的に変化するピッチを有し前
記発振波長λｎの光を反射する回折格子を形成すると共
に、アポダイゼーションを適用し、 前記発振波長λ１〜λＮの各々の光を反射する前記Ｎ個
の回折領域を有する前記分布ブラッググレーティングを
形成することを特徴とする波長可変モード同期レーザの
作製方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の波長可変モード同期レ
ーザの作製方法において、前記部材に対して露光を行う
に際し、１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ（ｍは整数）の場合に、前記発
振波長λ１〜λＮがλｍ＜λｎの関係を満たす前記分布
ブラッググレーティングを形成する前記位相マスクを使
用することを特徴とする波長可変モード同期レーザの作
製方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４に記載の波長可変モード
同期レーザの作製方法において、前記部材に対して露光
を行うに際し、前記アポダイゼーションマスクの前記Ｎ
個の回折領域の規定の仕方を調整することによって、前
記波長可変モード同期レーザの出力する光の発振波長、
発振波長間隔、及び前記分布ブラッググレーティングの
反射帯域を調整することを特徴とする波長可変モード同
期レーザの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258647A JP3920602B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 波長可変モード同期レーザ及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258647A JP3920602B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 波長可変モード同期レーザ及びその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069137A true JP2003069137A (ja) | 2003-03-07 |
| JP3920602B2 JP3920602B2 (ja) | 2007-05-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001258647A Expired - Fee Related JP3920602B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 波長可変モード同期レーザ及びその作製方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3920602B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091107A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体回折格子素子、及び、半導体レーザ |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001258647A patent/JP3920602B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091107A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体回折格子素子、及び、半導体レーザ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3920602B2 (ja) | 2007-05-30 |
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