JP2003332678A - 光送信用デバイス - Google Patents
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Abstract
わせる。 【解決手段】高密度波長分割多重光通信のための光送信
用デバイスは、レーザ光源101、第1及び第2光学素
子113、106、第1及び第2検出素子114、10
7を含む。第1光学素子113は、複数のチャネルに亘
る波長範囲内で透過率または反射率が単調増加または単
調減少する波長依存性の第1光学特性を有する。第2光
学素子106は、チャンネルの間隔またはその2倍に相
当する周期で透過率または反射率が変化する波長依存性
の第2光学特性を有する。第1検出素子114は、レー
ザ光源101からの出射光の強度を、第1光学素子11
3を介して検出し、第1光学特性を反映する第1電気信
号を生成する。第2検出素子107は、レーザ光源10
1からの出射光の強度を、第2光学素子106を介して
検出し、第2光学特性を反映する第2電気信号を生成す
る。
Description
に関し、より具体的には、光通信用のレーザ光源から出
射される光の波長を所定波長に固定するための技術に関
する。
て、高密度波長分割多重(Dense Wavelength-Division
Multiplexing:DWDM)方式が知られている。DWD
M光送信は、光ファイバの広帯域且つ大容量性を有効利
用できる等の有利な点を有することから、有望な方式と
して研究開発が進められている。DWDM光送信に使用
される光源は、複数の波長でレーザ光を出力する必要が
あり、その波長は、ITU−T(International Teleco
mmunication Union - Telecommunication Standardizat
ion Section)の勧告に基づくチャンネルごとに定めら
れた波長に設定することが必要となる。
DWDM光送信光通信システムの場合、互いに異なる波
長のレーザ光を発振する32個の半導体レーザ、また
は、レーザ温度や駆動電流を変更することによって発振
波長を変えることができる32個の波長可変レーザ(Wa
velength tunable laser)を備える。この波長可変レー
ザとして、分布帰還型(Distributed Feedback:DF
B)レーザや分布ブラッグ反射型(Distributed Bragg
Reflector:DBR)レーザ等が使用される。
光送信用の光源装置に常用光源及び予備用光源として使
用される半導体レーザの種類を削減することができる利
点がある。例えば、32波長のDWDM光送信光通信シ
ステムにおいて、1波長1個の半導体レーザを使用する
場合には、常用光源として32個及び予備用光源として
32個の合計64個の半導体レーザが必要となる。これ
に対して、8波長を発振することができる波長可変型の
半導体レーザを使用する場合には、4種類の予備用光源
だけで済む。
て所定波長の単一モードレーザ光を発振するように回折
格子のピッチ等が設計されるが、常に所定波長に固定し
ているわけではない。例えば、半導体レーザの立ち上げ
時には必ずしも所定波長で発振しない。また、定常状態
時でも一定のゆらぎが存在する。従って、波長可変レー
ザでは、これ等の現象が生じるとともに、多波長が発振
可能であるため、目的の所定波長に安定させる必要があ
る。
の発振波長を精密に所定のチャネル波長に合わせる必要
がある。ここで、半導体レーザの発振波長は経時変化に
より変動し得るため、波長モニタ機能を付加することに
より、発振波長を常に一定に維持する。
る光送信用デバイス(モジュール)の内部構造を示す図
である。このデバイス10は、DFBレーザ(光源)1
1、ファブリペロー(Fabry-Perot :FP)フィルタ1
6、モニタフォトダイオード(Photo Diode :PD)1
7、モニタPD34等を具備する。これ等の部材はキャ
リア18を介して温度制御用のペルチェ素子19上に搭
載される。DFBレーザ11から前方に出射された光
は、レンズ12、13を介して光ファイバ14に結合さ
れる。
逆方向に出射された光は、レンズ15を透過した後、ビ
ームスプリッタ32により2つに分岐される。ビームス
プリッタ32により分岐された一方の光出力は、FPフ
ィルタ16を介して、受光強度に応じた電流を出力する
モニタPD17に入射される。FPフィルタ16は、そ
のフリースペクトルレンジ(Free Spectral Range :F
SR)がDWDM光通信におけるチャネル間隔と等しく
なるように設定される。ビームスプリッタ32により分
岐された他方の光出力は、モニタPD34に直接入射さ
れる。
例えば、ITU−Tの勧告に基づいた、波長間隔が10
0GHz(約0.8nm)の、4つのチャネルch1〜
ch4を担当する。DFBレーザ11は、ペルチェ素子
19により温度を制御されることにより、4つのチャネ
ルの内の1つのチャネルに対応する波長で、光を発振す
る。
ラ(波長ロック制御回路(AFC))21により、ペル
チェ素子19の温度を調整して、DFBレーザ11の発
振波長を一定に制御するために使用される。一方、モニ
タPD34の出力電流は、コントローラ36(出力制御
回路(APC))により、DFBレーザ11への供給電
流を調整して、DFBレーザ11の光出力を一定に制御
するために使用される。なお、コントローラ21、36
は、例えば、制御用マイクロプロセッサユニット(Micr
oprocessor Unit:MPU)からなる。
におけるモニタPD17からの出力電流Ipdの波長依
存性を示すグラフである。図33において、横軸はDF
Bレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流を示
す。FPフィルタ16の透過特性を反映する結果、出力
電流Ipdは、チャネル間隔に等しい周期で、波長に対
して周期的に変化する。この従来例では、出力電流Ip
dの値が目標値X0となるとき、発振波長が各チャネル
波長に一致する。
における波長制御動作を説明するための図である。波長
制御動作は、出力電流Ipdの値が目標値X0となるよ
うにペルチェ素子19によりDFBレーザ11の温度を
制御することで行う。コントローラ21は、出力電流I
pdを受信し、出力電流Ipdが目標値X0より大きい
場合(図中点Ja)には、発振波長が長くなるように制
御を行う。逆に、出力電流Ipdが目標値X0より小さ
い場合(図中点Jb)には、発振波長が短くなるように
なるように制御を行う。この結果、出力電流Ipdは常
に目標値目標値X0に維持され、即ち、DFBレーザ1
1の発振波長は目的のチャネル波長に安定化される。
め、発振波長の制御パラメータ(例えば、温度)の増減
を、偶数チャネルと奇数チャネルとの間で互いに逆とな
るように制御する場合の、モニタPD17からの出力電
流Ipdの波長依存性を示すグラフである。この場合、
DFBレーザ11は、例えば、ITU−Tの勧告に基づ
いた、波長間隔が50GHz(約0.4nm)の、8つ
のチャネルch0〜ch7を担当する。また、FPフィ
ルタ16は、そのFSRがDWDM光通信におけるチャ
ネル間隔の2倍と等しくなるように設定される。
ーザ11の発振波長を合わせたい(安定化させたい)チ
ャネルが偶数チャネルである場合、コントローラ21に
よる波長制御動作は、次のようなものとなる。即ち、D
FBレーザ11の立ち上げ時に、偶数チャネルに合わせ
る旨がコントローラ21に伝達される。コントローラ2
1は、出力電流Ipdが目標値X0より大きければ、発
振波長が長くなるように制御を行う。一方、コントロー
ラ21は、出力電流Ipdが目標値X0より小さけれ
ば、発振波長が短くなるように制御を行う。
ーザ11の発振波長を合わせたい(安定化させたい)チ
ャネルが奇数チャネルである場合、コントローラ21に
よる波長制御動作は、上記のものとは逆となる。即ち、
DFBレーザ11の立ち上げ時に、奇数チャネルに合わ
せる旨がコントローラ21に伝達される。コントローラ
21は、出力電流Ipdが目標値X0より大きければ、
発振波長が短くなるように制御を行う。一方、コントロ
ーラ21は、出力電流Ipdが目標値X0より小さけれ
ば、発振波長が長くなるように制御を行う。
及び図35に示す制御方法のいずれを使用する場合であ
っても、DFBレーザ11の立ち上げ時には、必ずしも
所定の波長で発振するわけではない。また、コントロー
ラ21は、単にモニタ電流Ipdと目標値X0との大小
関係を比較して発振波長を制御するだけである。更に、
FPフィルタ(例えば、エタロン)16の波長に対する
透過特性は、フィルタ16自体の温度変化によりシフト
する。このため、DFBレーザ11の発振波長を所定の
波長に合わせための制御において、後述するような問題
が生じている。
長を所定の波長に確実に合わせることが可能な、光送信
用デバイスを提供することを目的とする。
高密度波長分割多重光通信のための光送信用デバイスで
あって、発振波長を変えることができるレーザ光源と、
前記光通信の複数のチャネルに亘る波長範囲内で透過率
または反射率が単調増加または単調減少する波長依存性
の第1光学特性を有する第1光学素子と、前記チャンネ
ルの間隔またはその2倍に相当する周期で透過率または
反射率が変化する波長依存性の第2光学特性を有する第
2光学素子と、前記レーザ光源からの出射光の強度を、
前記第1光学素子を介して検出し、前記第1光学特性を
反映する第1電気信号を生成する第1検出素子と、前記
レーザ光源からの出射光の強度を、前記第2光学素子を
介して検出し、前記第2光学特性を反映する第2電気信
号を生成する第2検出素子と、を具備することを特徴と
する。
重光通信のための光送信用デバイスであって、発振波長
を変えることができるレーザ光源と、前記光通信のチャ
ンネルの間隔またはその2倍に相当する周期で透過率ま
たは反射率が変化する波長依存性の光学特性を有する光
学素子と、前記光通信の複数のチャネルに亘る波長範囲
内で受光感度が単調増加または単調減少する波長依存性
の第1感度特性を有し、前記レーザ光源からの出射光の
強度を検出し、前記第1感度特性を反映する第1電気信
号を生成する第1検出素子と、前記波長範囲内で受光感
度が実質的に一定の第2感度特性を有し、前記レーザ光
源からの出射光の強度を、前記光学素子を介して検出
し、前記光学特性を反映する第2電気信号を生成する第
2検出素子と、を具備することを特徴とする。
の発明が含まれており、開示される複数の構成要件にお
ける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得
る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つ
かの構成要件が省略されることで発明が抽出された場
合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が
周知慣用技術で適宜補われるものである。
程において、図32乃至図35に示すような従来の光送
信用デバイス及びその制御方法における問題点について
研究を行った。その結果、本発明者等は以下に述べるよ
うな知見を得た。
11の発振波長をチャネルch2に合わせる場合を考え
る。DFBレーザ11が図34の点Ja、点Jbの波長
で立ち上がった場合には、上述の従来の制御方法によ
り、所望のチャネルch2に発振波長を安定化すること
ができる。しかし、DFBレーザ11が点Jc、点Jd
の波長で立ち上がった場合には、上述の従来の制御方法
では、チャネルch2とは異なるチャネル波長に調整さ
れてしまう。即ち、チャネルごとに引き込み可能な波長
範囲(以下引き込み波長範囲と呼ぶ)が存在し、立ち上
げ時の発振波長がこの範囲を外れた場合には、所望のチ
ャネルとは異なるチャネルに調整されてしまう。なお、
図34中の範囲DR2は、チャネルch2の引き込み波
長範囲を示す。
視系及びそのコントローラ(ATC:Automatic Temper
ature Control)を使うことも多い。上述の「引き込み
波長範囲」は、このようなレーザ温度の監視系及びAT
Cを使わずに、コントローラ21がレーザの発振波長を
所定のチャネルに安定化することができる波長範囲を指
している。なお、チャネル間隔が同じであるとすると、
図35に示す制御方法の引き込み波長範囲は、図33に
示す制御方法の引き込み波長範囲の2倍とすることがで
きる。これは、図35に示す制御方法の場合、隣接する
偶数チャネルと奇数チャネルとが、引き込み波長範囲を
半分ずつ重ねた状態で利用するからである。引き込み波
長範囲は、FPフィルタ16のFSRで決定されるた
め、図35に示す制御方法の場合、FPフィルタ16
は、そのFSRがDWDM光通信におけるチャネル間隔
の2倍と等しくなるように設定される。
FPフィルタ(例えば、エタロン:etalon)16は、透
過特性が波長依存性を有する特殊なフィルタである。こ
の種のフィルタは、一般に石英や水晶と言った光透過性
の母材の対極する2面に反射膜を形成し、波長に対する
透過依存性を持つように作られている。このようにして
作られたフィルタは母材の熱膨張のために、温度の影響
を受けると光路長が変化し、波長に対する透過特性がシ
フトする。
搭載されているが、デバイス(モジュール)10のパッ
ケージからの輻射熱や、フィルタ母材の熱伝導率の問題
から、モジュールの外気温に変化が生じるとFPフィル
タ16自体の温度にも変化が生じる。このFPフィルタ
16自体の温度変化により、FPフィルタ16の波長に
対する透過特性がシフトする。この透過特性のシフト量
は、石英母材の場合には約10pm/℃で、変化の少な
いと言われている水晶母材の場合でも5pm/℃であ
る。
いて、FPフィルタ16の波長に対する透過特性がシフ
トする状態を表す、モニタPD17からのモニタ出力電
流Ipdを示すグラフである。図36において、横軸は
DFBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流
を示す。このような透過特性のシフトが生じた場合、制
御回路21において、モニタPD17の出力を基準にペ
ルチェ素子19の温度制御を行うと、デバイス10から
の発振波長が所定のチャネル波長からずれてしまう。
れた本発明の実施の形態について図面を参照して説明す
る。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成
を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説
明は必要な場合にのみ行う。
1の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス100は、D
FB半導体レーザ(光源)101、フィルタ106、1
13、モニタPD107、114、ビームスプリッタ1
12等を具備する。これ等の部材はキャリア108を介
して温度制御用のペルチェ素子109上に搭載される。
DFBレーザ101から前方に出射された光は、レンズ
102、103を介して光ファイバ104に結合され
る。
とは逆方向に出射された光は、レンズ105を透過した
後、ビームスプリッタ112により2つに分岐される。
ビームスプリッタ112により分岐された一方の光出力
は、フィルタ106を透過した後、モニタPD107に
入射される。ビームスプリッタ112により分岐された
他方の光出力は、フィルタ113を透過した後、モニタ
PD114に入射される。
バンドパスフィルタからなり、その光透過率の傾斜部
が、DWDM光通信の複数のチャネルに亘るように設定
される。本実施の形態において、フィルタ113は、D
WDM光通信において、DFBレーザ101が担当する
波長範囲(例えば、チャネルch1〜ch4)の全体に
亘って、波長が長くなるほど光透過率が単調増加する
(範囲内で極値を持たない)ような特性を有する。な
お、フィルタ113として、そのFSRの半分が、DF
Bレーザ101が担当する波長範囲の全体より大きい周
期的フィルタを使用することもできる。一方、フィルタ
106は、そのFSRがDWDM光通信におけるチャネ
ル間隔と等しくなるように設定される。即ち、フィルタ
106の光透過率は、チャンネル間隔に相当する周期で
変化する。
タPD114、107からの出力電流Ipd11、Ip
d12の波長依存性を示すグラフである。図2におい
て、横軸はDFBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニ
タ出力電流を示す。モニタPD114からの出力電流I
pd11は、フィルタ113の透過特性を反映する結
果、複数チャネル間に亘って単調増加となる波長依存性
を示す。一方、モニタPD107からの出力電流Ipd
12は、フィルタ106の透過特性を反映する結果、チ
ャネル間隔に等しい周期で、波長に対して周期的に変化
する。
11による波長制御動作は、例えば、DFBレーザ10
1の発振波長をチャネルch2に合わせる場合、次のよ
うに行われる。即ち、DFBレーザ101の立ち上げ時
に、まず、モニタ出力電流Ipd11の値が一次目標値
Y1近傍になるように、ペルチェ素子109によってD
FBレーザ101の温度を調整する。次に、モニタ出力
電流Ipd12が二次目標値X1になるように、ペルチ
ェ素子109によってDFBレーザ101の温度を精密
に制御する。
長を、まず、モニタ出力電流Ipd11に基づいて所定
のチャネルの引き込み波長範囲(例えば、チャネルch
2の引き込み波長範囲DR2)に入れ(第1段階の調
整)、次に、モニタ出力電流Ipd12に基づいて所定
のチャネルに正確に合わせる(第2段階の調整)。これ
により、DFBレーザ101の立ち上げ時の発振波長に
よることなく、所望のチャネル波長に正確に制御するこ
とが可能となる。
め、図32中のモニタPD34やコントローラ36に対
応するDFBレーザ101のための自動出力制御系統
は、図示されていない。しかし、図1図示のデバイス1
00も、自動出力制御系統を具備し、これにより、DF
Bレーザ101への供給電流が調整され、DFBレーザ
101の光出力が一定に制御される。
2の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス120におい
ては、フィルタ113が、DFBレーザ101とビーム
スプリッタ112との間に配設される。その他の部材
は、図1図示のデバイス100と同様に配設される。D
FBレーザ101から光ファイバ104とは逆方向に出
射された光は、フィルタ113を透過した後、ビームス
プリッタ112により分岐される。ビームスプリッタ1
12により分岐された一方の光出力は、フィルタ106
を透過した後、モニタPD107に入射される。ビーム
スプリッタ112により分岐された他方の光出力は、直
接モニタPD114に入射される。
タPD114、107からの出力電流Ipd11、Ip
d12の波長依存性を示すグラフである。図4におい
て、横軸はDFBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニ
タ出力電流または正規化したモニタ出力を示す。モニタ
PD114からの出力電流Ipd11は、フィルタ11
3の透過特性を反映する結果、複数チャネル間に亘って
単調増加となる波長依存性を示す。一方、モニタPD1
07には、フィルタ113、106の両方を透過した光
が入射されるため、モニタPD107からの出力電流I
pd12は、フィルタ113、106の両方の透過特性
を反映する。その結果、出力電流Ipd12は、チャネ
ル間隔を周期として変化すると同時に、周期変化しなが
ら長波長側ほど増大するという波長依存性を示す。しか
し、コントローラ(例えば、制御用MPU)121にお
いて、Ipd12をIpd11により正規化した値(I
pd12/Ipd11)を算出することにより、フィル
タ106の透過特性のみを表すモニタ出力を取り出すこ
とができる。
は、例えば、DFBレーザ101の発振波長をチャネル
ch2に合わせる場合、次のように行われる。即ち、D
FBレーザ101の立ち上げ時に、まず、モニタ出力電
流Ipd11の値が一次目標値Y1近傍になるように、
ペルチェ素子109によってDFBレーザ101の温度
を調整する。次に、正規化したモニタ出力Ipd12/
Ipd11の値が二次目標値X1になるように、ペルチ
ェ素子109によってDFBレーザ101の温度を精密
に制御する。
長を、まず、モニタ出力電流Ipd11に基づいて所定
のチャネルの引き込み波長範囲(例えば、チャネルch
2の引き込み波長範囲DR2)に入れ(第1段階の調
整)、次に、正規化したモニタ出力Ipd12/Ipd
11に基づいて所定のチャネルに正確に合わせる(第2
段階の調整)。これにより、DFBレーザ101の立ち
上げ時の発振波長によることなく、所望のチャネル波長
に正確に制御することが可能となる。
3がDFBレーザ101とビームスプリッタ112との
間に配置されるため、デバイス100内部の部材の配置
を縦長にレイアウトすることができる。また、第2段階
の調整を、正規化したモニタ出力Ipd12/Ipd1
1に基づいて行うことにより、雑音、温度変化、経時劣
化等による出力変動を補償することができる。
3の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス130におい
ては、ビームスプリッタ112からモニタPD114に
向かう出力光がビームスプリッタ115によって更に2
つに分岐される。ビームスプリッタ115により分岐さ
れた一方の光出力は、フィルタ113を透過した後、モ
ニタPD114に入射される。ビームスプリッタ115
により分岐された他方の光出力は、フィルタを介するこ
となく、モニタPD116に入射される。即ち、モニタ
PD116からは、DFBレーザ101の光強度自体に
応じた電流値Ipd13が出力される。その他の部材
は、図1図示のデバイス100と同様に配設される。
度を変えた場合、発振波長のみならず、光強度も変化す
る。また。経時変化にともなう光強度変動も生じる。こ
うした光強度変動の影響を除去するため、コントローラ
(例えば、制御用MPU)131においては、モニタP
D114、107からの出力電流Ipd11、Ipd1
2を、モニタPD116からの出力電流Ipd13によ
り正規化したモニタ出力を使用し、波長制御動作を行
う。即ち、DFBレーザ101の発振波長を、まず、正
規化したモニタ出力Ipd11/Ipd13に基づいて
所定のチャネルの引き込み波長範囲に入れ(第1段階の
調整)、次に、正規化したモニタ出力Ipd12/Ip
d13に基づいて所定のチャネルに正確に合わせる(第
2段階の調整)。
pd13は、DFBレーザ101のための自動出力制御
系統の検出信号として使用可能である。この場合、適当
な出力制御回路(APC)により、出力電流Ipd13
が一定になるように、DFBレーザ101への供給電流
を制御することができる。
第2段階の調整を、正規化したモニタ出力Ipd11/
Ipd13、Ipd12/Ipd13に基づいて行うこ
とにより、雑音、温度変化、経時劣化等による出力変動
を確実に補償することができる。
4の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス140は、図
5図示のデバイスで説明したものと同様の目的で配設さ
れた3つのモニタPD107、114、116を有す
る。しかし、モニタPD116への入射光は、DFBレ
ーザ101から前方に出射された光がビームスプリッタ
115により分岐されることにより、取り出される。こ
のように、モニタ出力を取り出す手段は、DFBレーザ
101の前方出射光、後方出射光のどちらに設けてもよ
い。なお、コントローラ(例えば、制御用MPU)14
1による波長制御動作は第3の実施の形態のコントロー
ラ131と同様である。
項)第1乃至第4の実施の形態において、フィルタ11
3は、各実施の形態において説明したのとは逆に、所定
の波長範囲に亘って、波長が長くなるほど光透過率が単
調減少するような特性を有する(範囲内で極値を持たな
い)ものであってもよい。なお、所定の波長範囲とは、
DWDM光通信の複数のチャネルに亘る範囲、例えば、
DFBレーザ101が担当する波長範囲(例えば、チャ
ネルch1〜ch4)の全体に亘る範囲をいう。
5の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス200は、D
FB半導体レーザ(光源)201、フィルタ206、リ
フレクタ213、モニタPD207、214、ビームス
プリッタ212等を具備する。これ等の部材はキャリア
208を介して温度制御用のペルチェ素子209上に搭
載される。DFBレーザ201から前方に出射された光
は、レンズ202、203を介して光ファイバ204に
結合される。
とは逆方向に出射された光は、レンズ205を透過した
後、ビームスプリッタ212により2つに分岐される。
ビームスプリッタ212により分岐された一方の光出力
は、フィルタ206を透過した後、モニタPD207に
入射される。ビームスプリッタ212により分岐された
他方の光出力は、リフレクタ213で反射された後、モ
ニタPD214に入射される。
依存性の光学特性を有し、その光反射率の傾斜部が、D
WDM光通信の複数のチャネルに亘るように設定され
る。本実施の形態において、リフレクタ213は、DW
DM光通信において、DFBレーザ201が担当する波
長範囲(例えば、チャネルch1〜ch4)の全体に亘
って、波長が長くなるほど光反射率が単調減少する(範
囲内で極値を持たない)ような特性を有する。一方、フ
ィルタ206は、そのFSRがDWDM光通信における
チャネル間隔と等しくなるように設定される。即ち、フ
ィルタ206の光透過率は、チャンネル間隔に相当する
周期で変化する。
タPD214、207からの出力電流Ipd21、Ip
d22の波長依存性を示すグラフである。図8におい
て、横軸はDFBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニ
タ出力電流を示す。モニタPD214からの出力電流I
pd21は、リフレクタ213の反射特性を反映する結
果、複数チャネル間に亘って単調減少となる波長依存性
を示す。一方、モニタPD207からの出力電流Ipd
22は、フィルタ206の透過特性を反映する結果、チ
ャネル間隔に等しい周期で、波長に対して周期的に変化
する。
11による波長制御動作は、例えば、DFBレーザ20
1の発振波長をチャネルch2に合わせる場合、次のよ
うに行われる。即ち、DFBレーザ201の立ち上げ時
に、まず、モニタ出力電流Ipd21の値が一次目標値
Y1近傍になるように、ペルチェ素子209によってD
FBレーザ201の温度を調整する。次に、モニタ出力
電流Ipd22が二次目標値X1になるように、ペルチ
ェ素子209によってDFBレーザ201の温度を精密
に制御する。
長を、まず、モニタ出力電流Ipd21に基づいて所定
のチャネルの引き込み波長範囲(例えば、チャネルch
2の引き込み波長範囲DR2)に入れ(第1段階の調
整)、次に、モニタ出力電流Ipd22に基づいて所定
のチャネルに正確に合わせる(第2段階の調整)。これ
により、DFBレーザ201の立ち上げ時の発振波長に
よることなく、所望のチャネル波長に正確に制御するこ
とが可能となる。
め、図32中のモニタPD34やコントローラ36に対
応するDFBレーザ201のための自動出力制御系統
は、図示されていない。しかし、図7図示のデバイス2
00も、自動出力制御系統を具備し、これにより、DF
Bレーザ201への供給電流が調整され、DFBレーザ
201の光出力が一定に制御される。
6の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュール)
の内部構造を示す図である。このデバイス220におい
ては、ビームスプリッタ212が除去されると共に、フ
ィルタとリフレクタとを兼ねる光学素子223が、DF
Bレーザ201とフィルタ206との間に配設される。
光学素子223は、例えば、下記のような特性を有し且
つ光軸に対して45°傾けて配置されたフィルタからな
る。OK?その他の部材は、図7図示のデバイス200
と同様に配設される。DFBレーザ201から光ファイ
バ204とは逆方向に出射された光は、光学素子223
により透過光と反射光とに分岐される。光学素子223
を透過した光は、フィルタ206を透過した後、モニタ
PD207に入射される。光学素子223で反射された
光は、直接モニタPD214に入射される。
率≒1−光透過率)の傾斜部が、DWDM光通信の複数
のチャネルに亘るように設定される。本実施の形態にお
いて、光学素子223は、DWDM光通信において、D
FBレーザ201が担当する波長範囲(例えば、チャネ
ルch1〜ch4)の全体に亘って、波長が長くなるほ
ど光透過率が単調増加する(範囲内で極値を持たない)
ような特性を有する。従ってまた、光学素子223は、
上記所定の波長範囲の全体に亘って、波長が長くなるほ
ど光反射率が単調減少するような特性を有する。一方、
フィルタ206は、そのFSRがDWDM光通信におけ
るチャネル間隔と等しくなるように設定される。
ニタPD214、207からの出力電流Ipd21、I
pd22の波長依存性を示すグラフである。図10にお
いて、横軸はDFBレーザの発振波長を示し、縦軸はモ
ニタ出力電流または正規化したモニタ出力を示す。モニ
タPD214からの出力電流Ipd21は、光学素子2
23の反射特性を反映する結果、複数チャネル間に亘っ
て単調減少となる波長依存性を示す。一方、モニタPD
207には、光学素子223及びフィルタ206を透過
した光が入射されるため、モニタPD207からの出力
電流Ipd22は、光学素子223及びフィルタ206
の両方の透過特性を反映する。その結果、出力電流Ip
d22は、チャネル間隔を周期として変化すると同時
に、周期変化しながら長波長側ほど増大するという波長
依存性を示す。
PU)221において、Ipd22をIpd21に基づ
いて正規化することにより、フィルタ206の透過特性
のみを表すモニタ出力を取り出すことができる。具体的
には、光学素子223の透過光の強度は、入射光の強度
から反射光の強度を差し引いた値と概ね等しくなる。従
って、Ipd22を正規化する分母として、モニタPD
214が全反射光を受光した時の電流ImaxからIp
d21を差し引いた値(Imax−Ipd21)を使用
する。即ち、正規化したモニタ出力としてIpd22/
(Imax−Ipd21)を算出する。
は、例えば、DFBレーザ201の発振波長をチャネル
ch2に合わせる場合、次のように行われる。即ち、D
FBレーザ201の立ち上げ時に、まず、モニタ出力電
流Ipd21の値が一次目標値Y1近傍になるように、
ペルチェ素子209によってDFBレーザ201の温度
を調整する。次に、正規化したモニタ出力Ipd22/
(Imax−Ipd21)の値が二次目標値X1になる
ように、ペルチェ素子209によってDFBレーザ20
1の温度を精密に制御する。
長を、まず、モニタ出力電流Ipd21に基づいて所定
のチャネルの引き込み波長範囲(例えば、チャネルch
2の引き込み波長範囲DR2)に入れ(第1段階の調
整)、次に、正規化したモニタ出力Ipd22/(Im
ax−Ipd21)に基づいて所定のチャネルに正確に
合わせる(第2段階の調整)。これにより、DFBレー
ザ201の立ち上げ時の発振波長によることなく、所望
のチャネル波長に正確に制御することが可能となる。
整を、正規化したモニタ出力Ipd22/(Imax−
Ipd21)に基づいて行うことにより、雑音、温度変
化、経時劣化等による出力変動を補償することができ
る。
第7の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュー
ル)の内部構造を示す図である。このデバイス230に
おいては、ビームスプリッタ212からモニタPD21
4に向かう出力光がビームスプリッタ215によって更
に2つに分岐される。ビームスプリッタ215により分
岐された一方の光出力は、リフレクタ213で反射され
た後、モニタPD214に入射される。ビームスプリッ
タ215により分岐された他方の光出力は、リフレクタ
を介することなく、モニタPD216に入射される。即
ち、モニタPD216からは、DFBレーザ201の光
強度自体に応じた電流値Ipd23が出力される。その
他の部材は、図7図示のデバイス200と同様に配設さ
れる。
度を変えた場合、発振波長のみならず、光強度も変化す
る。また。経時変化にともなう光強度変動も生じる。こ
うした光強度変動の影響を除去するため、コントローラ
(例えば、制御用MPU)231においては、モニタP
D214、207からの出力電流Ipd21、Ipd2
2を、モニタPD216からの出力電流Ipd23によ
り正規化したモニタ出力を使用し、波長制御動作を行
う。即ち、DFBレーザ201の発振波長を、まず、正
規化したモニタ出力Ipd21/Ipd23に基づいて
所定のチャネルの引き込み波長範囲に入れ(第1段階の
調整)、次に、正規化したモニタ出力Ipd22/Ip
d23に基づいて所定のチャネルに正確に合わせる(第
2段階の調整)。
pd23は、DFBレーザ201のための自動出力制御
系統の検出信号として使用可能である。この場合、適当
な出力制御回路(APC)により、出力電流Ipd23
が一定になるように、DFBレーザ201への供給電流
を制御することができる。
第2段階の調整を、正規化したモニタ出力Ipd21/
Ipd23、Ipd22/Ipd23に基づいて行うこ
とにより、雑音、温度変化、経時劣化等による出力変動
を確実に補償することができる。
第8の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュー
ル)の内部構造を示す図である。このデバイス240
は、図11図示のデバイスで説明したものと同様の目的
で配設された3つのモニタPD207、214、216
を有する。しかし、モニタPD216への入射光は、D
FBレーザ201から前方に出射された光がビームスプ
リッタ215により分岐されることにより、取り出され
る。このように、モニタ出力を取り出す手段は、DFB
レーザ201の前方出射光、後方出射光のどちらに設け
てもよい。なお、コントローラ(例えば、制御用MP
U)241による波長制御動作は第7の実施の形態のコ
ントローラ231と同様である。
項)第5乃至第8の実施の形態において、リフレクタ2
13は、各実施の形態において説明したのとは逆に、所
定の波長範囲に亘って、波長が長くなるほど光反射率が
単調減少するような特性を有する(範囲内で極値を持た
ない)ものであってもよい。同様に、光学素子223の
光透過率と光反射率との関係も、所定の波長範囲におい
て、実施の形態に示すものとは逆であってもよい。な
お、所定の波長範囲とは、DWDM光通信の複数のチャ
ネルに亘る範囲、例えば、DFBレーザ201が担当す
る波長範囲(例えば、チャネルch1〜ch4)の全体
に亘る範囲をいう。
第9の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュー
ル)の内部構造を示す図である。このデバイス300
は、DFB半導体レーザ(光源)301、FPフィルタ
306、InGaAs光吸収層を有するモニタPD30
7、InGaAsP光吸収層を有するモニタPD31
3、ビームスプリッタ312等を具備する。これ等の部
材はキャリア308を介して温度制御用のペルチェ素子
309上に搭載される。DFBレーザ301から前方に
出射された光は、レンズ302、303を介して光ファ
イバ304に結合される。
とは逆方向に出射された光は、レンズ305を透過した
後、ビームスプリッタ312により2つに分岐される。
ビームスプリッタ312により分岐された一方の光出力
は、FPフィルタ306を透過した後、InGaAsモ
ニタPD307に入射される。ビームスプリッタ312
により分岐された他方の光出力は、InGaAsPモニ
タPD313に入射される。FPフィルタ306は、そ
のFSRがDWDM光通信におけるチャネル間隔と等し
くなるように設定される。即ち、フィルタ306の光透
過率は、チャンネル間隔に相当する周期で変化する。
DM光通信の複数のチャネルに亘る範囲、例えば、DW
DM光通信において、DFBレーザ301が担当する波
長範囲(例えば、チャネルch1〜ch4)の全体に亘
って、波長が長くなるほど受光感度が単調減少する(範
囲内で極値を持たない)ような特性を有する。一方、I
nGaAsモニタPD307は、上記の所定の波長範囲
において、受光感度がほぼ一定となるように設定され
る。具体的には、本実施の形態において、InGaAs
PモニタPD313は、光吸収層のバンドギャップ波長
が1.60umに設定され、Cバンド波長帯(1.53
〜1.56um)において、長波長側ほど受光感度が低
下する。一方、InGaAsモニタPD307は、Cバ
ンド波長帯において、受光感度がほぼ一定となる。な
お、モニタPD307は、その受光感度が波長依存性を
殆ど有しないものであればよいので、モニタPD307
として、種々のモニタPDが使用可能となる。
nGaAsPモニタPD313、InGaAsモニタP
D307からの出力電流Ipd31、Ipd32の波長
依存性を示すグラフである。図14において、横軸はD
FBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流を
示す。InGaAsPモニタPD313からの出力電流
Ipd31は、モニタPD313の受光感度の波長依存
性を反映する結果、複数チャネル間に亘って単調減少と
なる波長依存性を示す。一方、InGaAsモニタPD
307からの出力電流Ipd32は、モニタPD307
の受光感度がほぼ一定であるため、FPフィルタ306
の透過特性のみを反映する。その結果、出力電流Ipd
32は、チャネル間隔に等しい周期で、波長に対して周
期的に変化する。
11による波長制御動作は、例えば、DFBレーザ30
1の発振波長をチャネルch2に合わせる場合、次のよ
うに行われる。即ち、DFBレーザ301の立ち上げ時
に、まず、モニタ出力電流Ipd31の値が一次目標値
Y1近傍になるように、ペルチェ素子309によってD
FBレーザ301の温度を調整する。次に、モニタ出力
電流Ipd32が二次目標値X1になるように、ペルチ
ェ素子309によってDFBレーザ301の温度を精密
に制御する。
長を、まず、モニタ出力電流Ipd31に基づいて所定
のチャネルの引き込み波長範囲(例えば、チャネルch
2の引き込み波長範囲DR2)に入れ(第1段階の調
整)、次に、モニタ出力電流Ipd32に基づいて所定
のチャネルに正確に合わせる(第2段階の調整)。これ
により、DFBレーザ301の立ち上げ時の発振波長に
よることなく、所望のチャネル波長に正確に制御するこ
とが可能となる。
ため、図32中のモニタPD34やコントローラ36に
対応するDFBレーザ301のための自動出力制御系統
は、図示されていない。しかし、図13図示のデバイス
300も、自動出力制御系統を具備し、これにより、D
FBレーザ301への供給電流が調整され、DFBレー
ザ301の光出力が一定に制御される。
の第10の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュ
ール)の内部構造を示す図である。このデバイス320
においては、ビームスプリッタ312が除去されると共
に、InGaAsモニタPD307とInGaAsPモ
ニタPD313とが並べて配設される。ここで、両モニ
タPD307、313は互いに隣接し且つ類似の材料を
使用しているため、同一基板上にモノリシックに集積化
することが可能となる。その他の部材は、図13図示の
デバイス300と同様に配設される。DFBレーザ30
1から光ファイバ304とは逆方向に出射された光は、
FPフィルタ306を透過した後、両モニタPD30
7、313に同時に入射される。
nGaAsPモニタPD313、InGaAsモニタP
D307からの出力電流Ipd31、Ipd32の波長
依存性を示すグラフである。図16において、横軸はD
FBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流ま
たは正規化したモニタ出力を示す。InGaAsモニタ
PD307からの出力電流Ipd32は、モニタPD3
07の受光感度がほぼ一定であるため、FPフィルタ3
06の透過特性のみを反映する。その結果、出力電流I
pd32は、チャネル間隔に等しい周期で、波長に対し
て周期的に変化する。一方、InGaAsPモニタPD
313からの出力電流Ipd31は、モニタPD313
の受光感度の波長依存性と、FPフィルタ306の透過
特性との両者を反映する。その結果、出力電流Ipd3
1は、チャネル間隔を周期として変化すると同時に、周
期変化しながら長波長側ほど減少するという波長依存性
を示す。しかし、コントローラ(例えば、制御用MP
U)321において、Ipd31をIpd32により正
規化した値(Ipd31/Ipd32)を算出すること
により、InGaAsPモニタPD313の受光感度の
波長依存性(光吸収層によるもの)のみを表すモニタ出
力を取り出すことができる。
は、例えば、DFBレーザ301の発振波長をチャネル
ch2に合わせる場合、次のように行われる。即ち、D
FBレーザ301の立ち上げ時に、まず、正規化したモ
ニタ出力Ipd31/Ipd32の値が一次目標値Y1
近傍になるように、ペルチェ素子309によってDFB
レーザ301の温度を調整する。次に、モニタ出力電流
Ipd32の値が二次目標値X1になるように、ペルチ
ェ素子309によってDFBレーザ301の温度を精密
に制御する。
長を、まず、正規化したモニタ出力Ipd31/Ipd
32に基づいて所定のチャネルの引き込み波長範囲(例
えば、チャネルch2の引き込み波長範囲DR2)に入
れ(第1段階の調整)、次に、モニタ出力電流Ipd3
1に基づいて所定のチャネルに正確に合わせる(第2段
階の調整)。これにより、DFBレーザ301の立ち上
げ時の発振波長によることなく、所望のチャネル波長に
正確に制御することが可能となる。
調整を、正規化したモニタ出力Ipd31/Ipd32
に基づいて行うことにより、雑音、温度変化、経時劣化
等による出力変動を補償することができる。
の第11の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュ
ール)の内部構造を示す図である。このデバイス330
においては、第3のモニタPDであるInGaAsモニ
タPD314がInGaAsPモニタPD313に並べ
て更に配設される。ここで、両モニタPD313、31
4は互いに隣接し且つ類似の材料を使用しているため、
同一基板上にモノリシックに集積化することが可能とな
る。その他の部材は、図13図示のデバイスと同様に配
設される。ビームスプリッタ312により分岐され且つ
FPフィルタ306を透過しない光は、両モニタPD3
13、314に同時に直接入射される。InGaAsモ
ニタPD314は、Cバンド波長帯において、受光感度
がほぼ一定となるように設定される。このため、モニタ
PD314からは、DFBレーザ301の光強度自体に
応じた電流値Ipd33が出力される。その他の部材
は、図13図示のデバイス300と同様に配設される。
度を変えた場合、発振波長のみならず、光強度も変化す
る。また。経時変化にともなう光強度変動も生じる。こ
うした光強度変動の影響を除去するため、コントローラ
(例えば、制御用MPU)331においては、InGa
AsPモニタPD313、307からの出力電流Ipd
31、Ipd32を、モニタPD314からの出力電流
Ipd33により正規化したモニタ出力を使用し、波長
制御動作を行う。即ち、DFBレーザ301の発振波長
を、まず、正規化したモニタ出力Ipd31/Ipd3
3に基づいて所定のチャネルの引き込み波長範囲に入れ
(第1段階の調整)、次に、正規化したモニタ出力Ip
d32/Ipd33に基づいて所定のチャネルに正確に
合わせる(第2段階の調整)。
pd33は、DFBレーザ301のための自動出力制御
系統の検出信号として使用可能である。この場合、適当
な出力制御回路(APC)により、出力電流Ipd33
が一定になるように、DFBレーザ301への供給電流
を制御することができる。
び第2段階の調整を、正規化したモニタ出力Ipd31
/Ipd33、Ipd32/Ipd33に基づいて行うこ
とにより、雑音、温度変化、経時劣化等による出力変動
を確実に補償することができる。
の第12の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュ
ール)の内部構造を示す図である。このデバイス340
は、図17図示のデバイスで説明したものと同様の目的
で配設された3つのモニタPD307、313、314
を有する。しかし、モニタPD314への入射光は、D
FBレーザ301から前方に出射された光がビームスプ
リッタ315により分岐されることにより、取り出され
る。このように、モニタ出力を取り出す手段は、DFB
レーザ301の前方出射光、後方出射光のどちらに設け
てもよい。なお、コントローラ(例えば、制御用MP
U)341による波長制御動作は第11の実施の形態の
コントローラ331と同様である。
項)第9乃至第12の実施の形態において、モニタPD
313は、適当な材料の選択により、各実施の形態にお
いて説明したのとは逆に、所定の波長範囲に亘って、波
長が長くなるほど受光感度が単調増加するような特性を
有する(範囲内で極値を持たない)ものとすることもで
きる。なお、所定の波長範囲とは、DWDM光通信の複
数のチャネルに亘る範囲、例えば、DFBレーザ301
が担当する波長範囲(例えば、チャネルch1〜ch
4)の全体に亘る範囲をいう。
の第13の実施の形態に係る光送信用デバイス(モジュ
ール)の内部構造を示す図である。このデバイス400
は、DFB半導体レーザ(光源)401、FPフィルタ
(例えば、エタロン)406、モニタPD407、42
4、428等を具備する。これ等の部材はキャリア40
8を介して温度制御用のペルチェ素子409上に搭載さ
れる。DFBレーザ401から前方に出射された光は、
レンズ402、403を介して光ファイバ404に結合
される。
とは逆方向に出射された光は、レンズ405を透過した
後、ビームスプリッタ422により2つに分岐される。
ビームスプリッタ422により分岐された一方の光出力
は、FPフィルタ406を介して、受光強度に応じた電
流を出力するモニタPD407に入射される。ビームス
プリッタ422により分岐された他方の光出力は、モニ
タPD424に直接入射される。更に、ビームスプリッ
タ422により分岐された上述の一方の光出力の内で、
FPフィルタ406を透過しない反射光は、ビームスプ
リッタ422で反射された後、モニタPD428に入射
される。
は、例えば、ITU−Tの勧告に基づいた、波長間隔が
100GHz(約0.8nm)の、4つのチャネルch
1〜ch4を担当する。DFBレーザ401は、ペルチ
ェ素子409により温度を制御されることにより、4つ
のチャネルの内の1つのチャネルに対応する波長で、光
を発振する。
コントローラ(波長ロック制御回路(AFC))411
により、ペルチェ素子409の温度を調整して、DFB
レーザ401の発振波長を一定に制御するために使用さ
れる。一方、モニタPD424の出力電流は、コントロ
ーラ426(出力制御回路(APC))により、DFB
レーザ401への供給電流を調整して、DFBレーザ4
01の光出力を一定に制御するために使用される。な
お、コントローラ411、426は、例えば、制御用M
PUからなる。
DM光通信におけるチャネル間隔と等しくなるように設
定された波長依存性の透過特性を有する。従って、ま
た、FPフィルタ406は、波長依存性の反射特性を有
する。即ち、フィルタ406の光透過率及び光反射率
は、チャンネル間隔に相当する周期で変化する。図20
はFPフィルタ406における透過光及び反射光の光強
度を示すグラフである。図20において、横軸はDFB
レーザの発振波長を示し、縦軸は光強度を示す。図20
に示すように、FPフィルタ406における透過光及び
反射光の強度は、上下が互いに反転した状態となる。
数のチャネルに亘る範囲、例えば、DWDM光通信にお
いて、DFBレーザ301が担当する波長範囲(例え
ば、チャネルch1〜ch4)の全体に亘って、波長が
長くなるほど受光感度が単調減少する(範囲内で極値を
持たない)ような特性を有する。モニタPD428とし
ては、第9の実施の形態で述べたような、InGaAs
PモニタPDを使用することができる。一方、モニタP
D407、424は、上記の所定の波長範囲において、
受光感度がほぼ一定となるように設定される。モニタP
D407、424としては、第9の実施の形態で述べた
ような、InGaAsモニタPDを使用することができ
る。
ニタPD428、407からの出力電流Ipd41、I
pd42の波長依存性を示すグラフである。横軸はDF
Bレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流また
は正規化したモニタ出力を示す。モニタPD407から
の出力電流Ipd42は、モニタPD407の受光感度
がほぼ一定であるため、FPフィルタ406の透過特性
のみを反映する。その結果、出力電流Ipd42は、チ
ャネル間隔に等しい周期で、波長に対して周期的に変化
する。一方、モニタPD428からの出力電流Ipd4
1は、モニタPD428の受光感度の波長依存性と、F
Pフィルタ406の反射特性との両者を反映する。その
結果、出力電流Ipd41は、出力電流Ipd42に対
して上下反転状態で、チャネル間隔を周期として変化す
ると同時に、周期変化しながら長波長側ほど減少すると
いう波長依存性を示す。
pd41をIpd42に基づいて正規化することによ
り、モニタPD428の受光感度の波長依存性のみを表
すモニタ出力を取り出すことができる。具体的には、出
力電流Ipd41は、出力電流Ipd42に対して上下
反転状態となるため、Ipd41を正規化する分母とし
て、Ipd42の上下を反転させた信号Ipd42Rを
使用する。即ち、正規化したモニタ出力としてIpd4
1/Ipd42Rを算出する。
は、例えば、DFBレーザ401の発振波長をチャネル
ch2に合わせる場合、次のように行われる。即ち、D
FBレーザ401の立ち上げ時に、まず、正規化したモ
ニタ出力Ipd41/Ipd42Rの値が一次目標値Y
1近傍になるように、ペルチェ素子409によってDF
Bレーザ401の温度を調整する。次に、モニタ出力電
流Ipd42の値が二次目標値X1になるように、ペル
チェ素子409によってDFBレーザ401の温度を精
密に制御する。
長を、まず、正規化したモニタ出力Ipd41/Ipd
42Rに基づいて所定のチャネルの引き込み波長範囲
(例えば、チャネルch2の引き込み波長範囲DR2)
に入れ(第1段階の調整)、次に、モニタ出力電流Ip
d41に基づいて所定のチャネルに正確に合わせる(第
2段階の調整)。これにより、DFBレーザ401の立
ち上げ時の発振波長によることなく、所望のチャネル波
長に正確に制御することが可能となる。
41/Ipd42Rを参照すると、FPフィルタ(例え
ば、エタロン)406の波長依存性シフト量を監視する
ことができる。このシフト量がある程度の値を上回る
と、第1段階の調整のみを行った方が正確に制御できる
こととなる。
の波長に対する透過特性が温度によってシフトするのを
抑制するため、DFBレーザ401、FPフィルタ40
6、モニタPD407、424、428の全てがペルチ
ェ素子409上に搭載される。しかし、本実施の形態に
よれば、温度制御が必要なレーザ401だけをペルチェ
素子409上に配置するだけで精度のよい波長ロック制
御が可能となり、これにより、ペルチェ素子409の駆
動負荷を削減することができる。
項)第1乃至第12の実施の形態において、フィルタ1
06、206、306、406は、そのFSRがDWD
M光通信におけるチャネル間隔の2倍と等しくなるよう
に設定されたものであってもよい。この場合、各チャネ
ルの引き込み波長範囲をチャネルの間隔の2倍とするこ
とができる。但し、前述のように、第2段階の調整にお
いて、発振波長の制御パラメータ(例えば、温度)増減
を、偶数チャネルと奇数チャネルとの間で互いに逆とな
るように制御することが必要となる。
のコントローラ(例えば、コントローラ111)は、制
御用マイクロプロセッサユニット(Microprocessor Uni
t:MPU)から構成することができる。この場合、使
用される制御用MPUは、各実施の形態において述べ
た、レーザの波長を制御する方法、即ち、各モニタPD
からの出力(電気信号)を受ける工程と、第1段階の調
整を行う信号を生成して出力する工程と、第2段階の調
整を行う信号を生成して出力する工程と、を実行できる
ように予め設定される。換言すれば、使用される制御用
MPUは、少なくとも、各モニタPDからの出力(電気
信号)を受ける手段と、第1段階の調整を行う信号を生
成して出力する手段と、第2段階の調整を行う信号を生
成して出力する手段と、を具備するように予め設定され
る。
バイス(例えば、デバイス100)は、コントローラ
(例えば、コントローラ111)を内蔵しない所謂ディ
スクリート型のモジュールとして示される。しかし、各
光送信用デバイス(例えば、デバイス100)は、コン
トローラ(例えば、コントローラ111)を内蔵する所
謂コンプリート型のモジュールとして構成することもで
きる。一方、波長モニタ機能や光強度モニタ機能の全て
を必ずしも光送信用デバイスに内蔵させる必要はなく、
その一部を外部に設けてもよい。また、光送信用デバイ
ス内部における部材の配置は、実施の形態に限定される
ものではなく、様々なレイアウトを適用することができ
る。
Bレーザである場合について述べたが、この光源は他の
タイプのもの、例えば、分布ブラッグ反射型(Distribu
tedBragg Reflector:DBR)レーザ、電界吸収型光変
調器集積レーザ、多電極DFBレーザ等、であってもよ
い。光源がDFBレーザの場合、コントローラによる発
振波長の制御信号は、レーザの温度を変化させるペルチ
ェ素子等の駆動電流となる。一方、光源がDBRレーザ
の場合、コントローラによる発振波長の制御信号は、D
BRレーザの駆動電流となる。
の第14の実施の形態に係る光送信用デバイスを示すブ
ロック図である。波長可変レーザ(光源)511から出
射された光は、光分岐素子512で分岐される。光分岐
素子512で分岐された光の一部は、発光波長を所定波
長に安定化するためのモニタ光として利用される。光分
岐素子512で分岐された光の残余分は、所定波長に固
定された出力光として射出される。なお、光分岐素子5
12でレーザ511から出射された光を分岐すること
は、第1の実施の形態等で説明したように、レーザの一
方の側から出力光を取り出し、他方の側からモニタ光を
取り出すことと実質的に等価である。
部は、第1フィルタ513を透過した後、第2光分岐素
子514で更に2つに分岐される。光分岐素子514で
分岐された光の一部は、光強度を検出する第1検出素子
515に入射される。第2光分岐素子514で分岐され
た他方の光は、第2フィルタ516を透過した後、第2
検出素子517に入射される。第1フィルタ513は、
その光透過率の傾斜部が、DWDM光通信の複数のチャ
ネルに亘るように設定される。一方、第2フィルタ51
6は、そのFSRがDWDM光通信におけるチャネル間
隔と等しいか、或いはその2倍と等しくなるように設定
される。即ち、第2フィルタ516の光透過率は、チャ
ンネル間隔またはその2倍に相当する周期で変化する。
素子515、517からの夫々の出力であるからの出力
である第1及び第2検出値に基づいて、波長可変レーザ
511の波長を制御する。レーザ511がDBRレーザ
の場合には、コントローラ518による制御信号はDB
Rレーザの駆動電流となる。レーザ511がDFBレー
ザの場合には、コントローラ518による制御信号はレ
ーザの温度を変化させるペルチェ素子等の駆動電流とな
る。
11の発振波長を、まず、第1検出値に基づいて所定の
チャネルの引き込み波長範囲に入れ(第1段階の調
整)、次に、第2検出値を第1検出値により正規化した
モニタ出力(第2検出値/第1検出値)に基づいて所定
のチャネルに正確に合わせる(第2段階の調整)。これ
により、レーザ511の立ち上げ時の発振波長によるこ
となく、所望のチャネル波長に正確に制御することが可
能となる。また、第2段階の調整を、正規化したモニタ
出力(第2検出値/第1検出値)に基づいて行うことに
より、雑音や経時劣化等による出力変動を補償すること
ができる。
の第15の実施の形態に係る光送信用デバイスを示すブ
ロック図である。この実施の形態は、図22図示の第1
4の実施の形態の具体的な構成の一例に関する。波長可
変レーザ521は、駆動電流を増減することにより複数
波長のレーザ光を発光することができるDBR半導体レ
ーザからなる。波長可変レーザ521は、本実施の形態
において、DWDM光送信の8チャネルに対応する単一
モードレーザ光を出力することができる。
は、カプラ522で分岐される。カプラ522で分岐さ
れた光の一部は、発光波長を所定波長に安定化するため
のモニタ光として利用される。カプラ522で分岐され
た光の残余分は、所定波長に固定された出力光として射
出される。カプラ522で分岐された光の一部は、薄膜
フィルタ523を透過した後、ビームスプリッタ524
で更に2つに分岐される。ビームスプリッタ524で分
岐された光の一部は、光強度を検出する第1PD525
に入射される。ビームスプリッタ524で分岐された他
方の光は、FPフィルタ526を透過した後、第2PD
527に入射される。第1及び第2PD525、527
は、出力電流Ipd51、Ipd52を夫々出力する。
たはバンドパスフィルタからなり、その光透過率の傾斜
部が、DWDM光通信の複数のチャネルに亘るように設
定される。具体的には、薄膜フィルタ523は、DWD
M光通信において、波長可変レーザ521が担当する波
長範囲チャネルch0〜ch7の全体に亘って、波長が
長くなるほど光透過率が単調増加する(範囲内で極値を
持たない)ような特性を有する。一方、FPフィルタ5
26は、そのFSRがDWDM光通信におけるチャネル
間隔の2倍と等しくなるように設定される。即ち、FP
フィルタ526の光透過率は、チャンネル間隔の2倍に
相当する周期で変化する。例えば、ITU−Tに準拠し
て各チャネルchの波長間隔を50GHzとした場合に
は、FPフィルタ526のFSRは、100GHzに設
定される。また、FPフィルタ526は、波長と光透過
率との関係が、DWDM光通信におけるチャネルと一致
するようなフィネス(Finesse)を有する。
第1PD525からの出力電流Ipd51と、第2PD
527からの出力電流Ipd52をIpd51により正
規化したモニタ出力Ipd52/Ipd51との波長依
存性を示すグラフである。図24において、横軸はDF
Bレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流また
は正規化したモニタ出力を示す。第1PD525からの
出力電流Ipd51は、フィルタ113の透過特性を反
映する結果、複数チャネル間に亘って単調増加となる波
長依存性を示す。
3、526の両方を透過した光が入射されるため、第2
PD527からの出力電流Ipd52は、フィルタ52
3、526の両方の透過特性を反映する。その結果、出
力電流Ipd52は、チャネル間隔を周期として変化す
ると同時に、周期変化しながら長波長側ほど増大すると
いう波長依存性を示す。しかし、Ipd52をIpd5
1により正規化した値(Ipd52/Ipd51)を算
出することにより、薄膜フィルタ526の透過特性のみ
を表すモニタ出力を取り出すことができる。なお、図2
4中の範囲DR3、DR4は、チャネルch3、ch4
の引き込み波長範囲を夫々示す。
力電流Ipd51、Ipd52は、増幅器528、52
9及びアナログ/デジタルコンバータ(A/D)53
0、531を夫々介して、制御用マイクロプロセッサユ
ニット(Microprocessor Unit:MPU)532に入力
される。MPU532は、入力信号に対して後述する処
理を行い、波長可変レーザ521の発振波長を調整する
制御信号を、デジタル/アナログコンバータ(D/A)
533を介して出力する。この制御信号により、波長可
変レーザ521の温度及び駆動電流が調節され、波長可
変レーザ521の発振波長が所定のチャネル波長に固定
される。
ネルch0〜ch7の波長と、各チャネル波長に対する
出力電流Ipd51の目標値(図24の一次目標値Y
1)との関係、及び正規化したモニタ出力Ipd52/
Ipd51の目標値(図24の二次目標値X1)との関
係を示すテーブルが予め記憶される。このテーブルは、
各チャネル波長において得られる第1及び第2PD52
5、527の出力を予め実測することにより形成され
る。
信用デバイスにおいて波長を安定化するための制御方法
を示すフローチャートである。以下に、図23乃至図2
5を参照して、この制御方法を説明する。
システム制御回路(図示せず)によって、MPU532
の電源が投入される。電源投入によってMPU532内
に格納されたプログラムがスタートし、波長可変レーザ
521の電源を投入すると共に、波長安定化用の回路を
初期化する(工程S1)。次に、MPU532は、波長
可変レーザ521に対するチャネルの発振要求があった
か否かを判断する(工程S2)。要求がない場合には、
要求があるまで、この処理を繰り返す。
合、例えば、チャネルch3を発振する要求があった場
合、MPU532は、チャネルch3に対応する波長可
変レーザ521の温度及び駆動電流を設定し、波長可変
レーザ521に制御信号を送信する(工程S3)。この
制御信号によって波長可変レーザ521は、立上波長で
発振を開始する。
レーザ発振を安定するのを待つため、T1時間(数秒
間)、工程S5以下の処理を停止する(工程S4)。第
1PD525は、波長可変レーザ521から出射され、
薄膜フィルタ523を透過した光を受光し、受光量に応
じた電流Ipd51をMPU532に出力する。MPU
532は、この電流値を計測する(工程S5)。
ャネルch3に対応する一次目標値Y1から出力電流I
pd51を引くことによって出力電流Ipd51と一次
目標値Y1との差を算出し、この算出値が許容範囲内か
否かを判断する(工程S6)。出力電流Ipd51と一
次目標値Y1との差を算出することは、波長可変レーザ
521の現在の発振波長と所定波長との差を算出するこ
とに相当する。
後述する工程S9を行う。一方、判断の結果、算出値
(波長差)が許容範囲内でない場合には、MPU532
は、算出差に応じた制御信号を出力する(工程S7)。
ここで、算出値がマイナスの場合には、現在の発振波長
が所定波長より長いことを意味するから、発振波長を短
くすべく駆動電流を増加させる制御信号を出力する。ま
た、算出値がプラスの場合には、現在の発振波長が所定
波長より短いことを意味するから、発振波長を長くすべ
く駆動電流を減少させる制御信号を出力する。
レーザ発振が安定するのを待つため、T2時間(数秒
間)、処理を停止する(工程S8)。T2時間後に、M
PU532は、処理を工程S5に戻し、算出が許容範囲
内となるまで、工程S5から工程S8までの処理を繰り
返す。これ等の処理の繰り返すことによって、立上波長
がチャネルch3の引き込み波長範囲内となるように、
波長可変レーザ521の発振波長が調整される。
521から出射され、薄膜フィルタ523及びFPフィ
ルタ526を透過した光を受光し、受光量に応じた電流
Ipd52をMPU532に出力する。MPU532
は、これに基づいて、第2PD527からの出力電流I
pd52を第1PD525からの出力電流Ipd51に
より正規化したモニタ出力Ipd52/Ipd51を算
出する(工程S9)。
化したモニタ出力Ipd52/Ipd51を引くことに
より、正規化したモニタ出力Ipd52/Ipd51と
チャネルch3における二次目標値X1との差を算出
し、この算出値が許容範囲内か否かを判断する(工程S
10)。判断の結果、許容範囲内である場合には、後述
する工程S15の処理を行う。一方、判断の結果、算出
値(波長差)が許容範囲内でない場合には、MPU53
2は、前述のシステム制御回路によって指定されたチャ
ネルが偶数チャネルか奇数チャネルかを判断する(工程
S11)。これは、算出値の符号が同じでも偶数チャネ
ルか奇数チャネルかによって制御信号の増減が異なるか
らである。
は、MPU532は、奇数チャネルの場合の算出値(波
長差)に応じて制御信号を出力する(工程S12)。奇
数チャネルの場合、その引き込み波長範囲(図24に示
すチャネルch3の引き込み波長範囲DR3を参照)に
おいて、Ipd52/Ipd51は、チャネル波長より
大きい波長では二次目標値X1より大きく、チャネル波
長より小さい波長では二次目標値X1より小さい。従っ
て、算出値がマイナスの場合には、現在の発振波長が所
定波長より長いことを意味するから、発振波長を短くす
べく駆動電流を増加させる制御信号を出力する。また、
算出値がプラスの場合には、現在の発振波長が所定波長
より短いことを意味するから、発振波長を長くすべく駆
動電流を減少させる制御信号を出力する。今、所定チャ
ネルはチャネルch3であるから、この工程S12の処
理を行う。
には、MPU532は、偶数チャネルの場合の算出値に
応じた制御信号を出力する(工程S13)。偶数チャネ
ルの場合、その引き込み波長範囲(図24に示すチャネ
ルch4の引き込み波長範囲DR4を参照)において、
Ipd52/Ipd51は、チャネル波長より大きい波
長では二次目標値X1より小さく、チャネル波長より小
さい波長では二次目標値X1より大きい。従って、偶数
チャネルの場合には、算出値の符号と駆動電流の増減と
の関係において、奇数チャネルの場合とは逆の制御信号
を出力する。
レーザ発振が安定するのを待つため、T3時間(数秒
間)、次の工程S15以下の処理を停止する(工程S1
4)。T3時間後に、MPU532は、前述のシステム
制御回路から波長安定化用の回路の運用を終了する信号
を受信したか否かを判断する(工程S15)。運用終了
の信号を受信した場合には、電源を遮断して、処理を終
了する(工程S16)。
は、MPU532は、処理を工程S9に戻し、算出値が
許容範囲内となるまで、工程S9から工程S15までの
処理を繰り返す。これ等の処理を繰り返すことによっ
て、チャネルch3の所定波長に波長可変レーザ521
の発振波長が固定される。また、これ等の処理の繰り返
すことによって雑音等によって発振波長にずれが生じて
もこのずれが補償され、発振波長が固定される。なお、
この実施の形態では、所定波長に対応するチャネルが偶
数チャネルか奇数チャネルかを判断しているので、各チ
ャネルの引き込み波長範囲は、DWDM光送信のチャネ
ルの波長間隔の2倍になる。
における、第1及び第2PD525、527の出力か
ら、MPU532の出力までに相当する演算回路の構成
例を示す図である。
PD527の出力電流Ipd51、Ipd52が電流/
電圧変換器541、542によって電圧に変換される。
第1電流/電圧変換器541から出力された電圧はアン
プ543で増幅され、比較器546に入力される。比較
器546は、アンプ543から入力と予め用意されたチ
ャネルch3の基準電圧Vref_ch3とを比較し、
その差に比例する信号を出力する。ここで、Vref_
ch3は一次目標値Y1に相当する電圧である。比較器
546の出力は、アンプ552を介して波長可変レーザ
521に信号を送信するスイッチ547の一方(右側)
の端子に接続される。スイッチ547は、アンプ543
の出力電圧とVref_ch3との差が大きい間、一方
(右側)の端子に対して接続を行う。
力された電圧は、アンプ544で増幅され、割算回路5
48に入力される。割算回路548は、両アンプ54
3、544からの入力に基づいて、正規化したモニタ出
力Ipd52/Ipd51を算出する。割算回路548
の出力は比較器549に入力される。比較器549は、
割算回路548からの入力と基準電圧Vrefと比較
し、その差に比例する信号を出力する。Vrefは二次
目標値X1に相当する電圧である。比較器549の出力
はスイッチ550に接続される。スイッチ550は、シ
ステム制御回路からの信号に従って、偶数チャネルの場
合には、一方(下側)の端子に対して接続を行い、奇数
チャネルの場合には、他方(上側)の端子に対して接続
を行う。
そのまま上述のスイッチ547の他方(左側)の端子に
接続される。スイッチ550の他方(上側)の端子は、
入力信号を反転出力するインバータ551介して、スイ
ッチ547の他方(左側)の端子に接続される。スイッ
チ547は、アンプ543の出力電圧と上述のVref
_ch3との差が充分小さくなった時、他方(左側)の
端子に対して接続を行う。スイッチ547からの信号
は、アンプ552を介して波長可変レーザ521に送信
される。
の増減方向が調整されるので、図25図示のフローチャ
ートを参照して説明したような、MPU532による制
御を行うことができる。
タ523は薄膜フィルタ(バンドパスフィルタ等)から
なるが、これに限定されるものではない。DWDM光通
信の複数のチャネル、例えばチャネルch0〜チャネル
ch7の各波長がそのフィルタにおける光透過率の傾斜
部に配置されるように設定できれば、FBG(FiberBra
gg Grating)フィルタやFPフィルタのような周期的フ
ィルタであっても使用することができる。周期的フィル
タの場合には、その周期的フィルタにおけるFSRの半
分にチャネルch0〜ch7の各波長を配置すればよ
い。
の第16の実施の形態に係る光送信用デバイスを示すブ
ロック図である。この実施の形態は、図23図示の第1
5の実施の形態と基本的に同様な構成を有するが、薄膜
フィルタ523、FPフィルタ526の代わりに、FB
Gフィルタ561、FPフィルタ562を使用している
点で異なる。
傾斜部(FSRの半分)が、DWDM光通信の複数のチ
ャネルに亘るように設定される。具体的には、FBGフ
ィルタ561は、DWDM光通信において、波長可変レ
ーザ521が担当する波長範囲チャネルch0〜ch7
の全体に亘って、波長が長くなるほど光透過率が単調増
加する(範囲内で極値を持たない)ような特性を有す
る。一方、FPフィルタ562は、そのFSRがDWD
M光通信におけるチャネル間隔と等しくなるように設定
される。即ち、FPフィルタ562の光透過率は、チャ
ンネル間隔に相当する周期で変化する。例えば、ITU
−Tに準拠して各チャネルchの波長間隔を50GHz
とした場合には、FPフィルタ562のFSRは、50
GHzに設定される。
第1PD525からの出力電流Ipd51と、第2PD
527からの出力電流Ipd52をIpd51により正
規化したモニタ出力Ipd52/Ipd51と、の波長
依存性を示すグラフである。図28において、横軸はD
FBレーザの発振波長を示し、縦軸はモニタ出力電流ま
たは正規化したモニタ出力を示す。第1PD525から
の出力電流Ipd51は、フィルタ113の透過特性を
反映する結果、複数チャネル間に亘って単調増加となる
波長依存性を示す。
1、562の両方を透過した光が入射されるため、第2
PD527からの出力電流Ipd52は、フィルタ56
1、562の両方の透過特性を反映する。その結果、出
力電流Ipd52は、チャネル間隔を周期として変化す
ると同時に、周期変化しながら長波長側ほど増大すると
いう波長依存性を示す。しかし、Ipd52をIpd5
1により正規化した値(Ipd52/Ipd51)を算
出することにより、FBGフィルタ561の透過特性の
みを表すモニタ出力を取り出すことができる。なお、図
28中の範囲DR3は、チャネルch3の引き込み波長
範囲を示す。
ルと偶数チャネルとで、制御を区別することが不必要と
なるため、演算回路の構成が簡易なものとなる。なお、
MPU532による制御は、図25図示のフローチャー
トにおいて、工程S11、S13を除いたようなものと
なる。
の第17の実施の形態に係る光送信用デバイスを示すブ
ロック図である。この実施の形態は、図23図示の第1
5の実施の形態と基本的に同様な構成を有するが、薄膜
フィルタ523、FPフィルタ526の代わりに、波長
依存光分岐素子566を使用している点で異なる。光分
岐素子566は、出力ポート567、568を有し、例
えば、これ等の一方は、透過光の出力ポートであり、他
方は反射光の出力ポートである。
発振波長に対する光の分岐特性を示すグラフである。即
ち、出力ポート567に対しては、波長可変レーザ52
1が担当する波長範囲チャネルch0〜ch7の全体に
亘って、波長が長くなるほど光強度が単調減少する(範
囲内で極値を持たない)ような特性を有する。発振波長
がλAのときには、ほとんどの光が出力ポート567に
出力される。一方、出力ポート568に対しては、波長
可変レーザ521が担当する波長範囲チャネルch0〜
ch7の全体に亘って、波長が長くなるほど光強度が単
調増加する(範囲内で極値を持たない)ような特性を有
する。発振波長がλBのときには、ほとんどの光が出力
ポート568に出力される。
タと光バンドパスフィルタとを組み合わせた構成を採用
することができる。代わりに、光分岐素子566とし
て、光サーキュレータにファイバグレーティングを接続
し、この光サーキュレータを透過して入射した光を、フ
ァイバグレーティングからの反射光と透過光とに分岐す
る構成を採用することができる。
6で分岐された光のうち、出力ポート568に出力され
た光は、光強度を検出する第1PD525に入射され
る。また、出力ポート567に出力された光は、FPフ
ィルタ526を透過した後、第2PD527に入射され
る。第1及び第2PD525、527は、出力電流Ip
d51、Ipd52を夫々出力する。図30図示の特性
を有する光分岐素子566を使用した場合、出力ポート
567、568における夫々の光強度は、全透過光強度
から他方のポートの光強度を差し引いた値となる。従っ
て、MPU532は、全透過光を受光した時の電流Im
axを予め記憶し、正規化したモニタ出力としてIpd
52/(Imax−Ipd51)を算出する。これによ
り、MPU532は、第15の実施の形態と同様な制御
を行うことができる。
の第18の実施の形態に係る光送信用デバイスを示すブ
ロック図である。この実施の形態は、図29図示の第1
7の実施の形態と基本的に同様な構成を有するが、波長
依存光分岐素子566として、波長分離合波カプラ(W
DMカプラ)571を使用している点で異なる。
て、図30に示すような波長依存性の分岐特性を有す
る。WDMカプラ571は、光ファイバの一部を融着し
て作製することができる。代わりに、WDMカプラ57
1は、石英系の平面光波回路でマッハツェンダ干渉計を
構成することによっても実現することができる。
岐された光のうち、出力ポート568に出力された光
は、光強度を検出する第1PD525に入射される。ま
た、出力ポート567に出力された光は、FPフィルタ
526を透過した後、第2PD527に入射される。M
PU532による制御は、第17の実施の形態と同様な
ものとなる。
ラ571を使用することにより、ビームスプリッタと光
バンドパスフィルタとを組み合わせる、或いは光サーキ
ュレータとファイバグレーティングとを組み合わせる波
長依存光分岐素子と比較して、部品点数を削減すること
ができる。
事項)第14乃至第18の実施の形態において、フィル
タをリフレクタで置換し、フィルタとリフレクタとの組
み合わせた場合でも、上述の制御を行うことができる。
この場合、例えば、フィルタ523に代え、第6の実施
の形態において説明したような特性を有するリフレクタ
213を使用する。更に、フィルタやリフレクタではな
く、第10の実施の形態において説明したような特性を
有するInGaAsPモニタPD313を使用した場合
でも、上述の制御を行うことができる。また、各実施の
形態において、光送信用デバイスは、MPU532を内
蔵しない所謂ディスクリート型のモジュールとして構成
することもできるし、MPU532を内蔵する所謂コン
プリート型のモジュールとして構成することもできる。
業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るも
のであり、それら変更例及び修正例についても本発明の
範囲に属するものと了解される。
の発振波長を所定の波長に確実に合わせることが可能
な、光送信用デバイスを提供することができる。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
出力電流の波長依存性を示すグラフ。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
出力電流の波長依存性を示すグラフ。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
出力電流の波長依存性を示すグラフ。
イス(モジュール)の内部構造を示す図。
の出力電流の波長依存性を示すグラフ。
バイス(モジュール)の内部構造を示す図。
バイス(モジュール)の内部構造を示す図。
バイス(モジュール)の内部構造を示す図。
の出力電流の波長依存性を示すグラフ。
デバイス(モジュール)の内部構造を示す図。
らの出力電流の波長依存性を示すグラフ。
デバイス(モジュール)の内部構造を示す図。
デバイス(モジュール)の内部構造を示す図。
デバイス(モジュール)の内部構造を示す図。
ける透過光及び反射光の光強度を示すグラフ。
らの出力電流の波長依存性を示すグラフ。
デバイスを示すブロック図。
デバイスを示すブロック図。
の出力電流と、第2PDからの出力電流を正規化したモ
ニタ出力との波長依存性を示すグラフ。
において波長を安定化するための制御方法を示すフロー
チャート。
PDの出力から、MPUの出力からまでに相当する演算
回路の構成例を示す図。
デバイスを示すブロック図。
の出力電流と、第2PDからの出力電流を正規化したモ
ニタ出力との波長依存性を示すグラフ。
デバイスを示すブロック図。
子の発振波長に対する光の分岐特性を示すグラフ。
デバイスを示すブロック図。
バイス(モジュール)の内部構造を示す図。
ニタPDからの出力電流の波長依存性を示すグラフ。
長制御動作を説明するための図。
制御パラメータ(例えば、温度)の増減を、偶数チャネ
ルと奇数チャネルとの間で互いに逆となるように制御す
る場合の、モニタPDからの出力電流の波長依存性を示
すグラフ。
Pフィルタの波長に対する透過特性がシフトする状態を
表す、モニタPDからのモニタ出力電流を示すグラフ。
光学素子) 107、114、116、207、214、216、3
07、313、314、407、424,428…モニ
タPD 109、209、309、409…ペルチェ素子 111、121、131、141、211、221、2
31、241、311、321、331、341、41
1…波長制御用コントローラ 112、115、212、215、312、315、4
22…ビームスプリッタ 113…フィルタ(第1光学素子) 213…リフレクタ(第1光学素子) 223…光学素子(第1光学素子) 426…出力制御用コントローラ 511、521…波長可変レーザ 513、523、561…第1フィルタ(第1光学素
子) 515、525…第1検出素子 516、526、562…第2フィルタ(第2光学素
子) 517、527…第2検出素子 518、532…波長制御用コントローラ 566…波長依存光分岐素子 571…波長分離合波カプラ
Claims (24)
- 【請求項1】高密度波長分割多重光通信のための光送信
用デバイスであって、 発振波長を変えることができるレーザ光源と、 前記光通信の複数のチャネルに亘る波長範囲内で透過率
または反射率が単調増加または単調減少する波長依存性
の第1光学特性を有する第1光学素子と、 前記チャンネルの間隔またはその2倍に相当する周期で
透過率または反射率が変化する波長依存性の第2光学特
性を有する第2光学素子と、 前記レーザ光源からの出射光の強度を、前記第1光学素
子を介して検出し、前記第1光学特性を反映する第1電
気信号を生成する第1検出素子と、 前記レーザ光源からの出射光の強度を、前記第2光学素
子を介して検出し、前記第2光学特性を反映する第2電
気信号を生成する第2検出素子と、を具備することを特
徴とする光送信用デバイス。 - 【請求項2】前記第1検出素子は、前記レーザ光源から
の出射光の強度を、前記第1光学素子を介し且つ前記第
2光学素子を介さないで検出するように配設され、前記
第2検出素子は、前記レーザ光源からの出射光の強度
を、前記第2光学素子を介し且つ前記第1光学素子を介
さないで検出するように配設されることを特徴とする請
求項1に記載の光送信用デバイス。 - 【請求項3】前記第1検出素子は、前記レーザ光源から
の出射光の強度を、前記第1光学素子を介し且つ前記第
2光学素子を介さないで検出するように配設され、前記
第2検出素子は、前記レーザ光源からの出射光の強度
を、前記第1及び第2光学素子を介して検出するように
配設されることを特徴とする請求項1に記載の光送信用
デバイス。 - 【請求項4】前記レーザ光源からの出射光の強度を、波
長依存性の光学特性を有する光学素子を介さないで検出
し、第3電気信号を生成する第3検出素子を更に具備す
る請求項1乃至3のいずれかに記載の光送信用デバイ
ス。 - 【請求項5】前記第1光学素子は、そのフリースペクト
ルレンジの半分が、前記光通信において前記レーザ光源
が担当する波長範囲の全体より大きいフィルタからなる
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光
送信用デバイス。 - 【請求項6】前記第1光学素子は、前記レーザ光源から
の出射光を透過光と反射光とに分岐する波長依存光分岐
素子からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の光送信用デバイス。 - 【請求項7】前記第2光学素子は、そのフリースペクト
ルレンジが、前記チャンネルの間隔に等しいフィルタか
らなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記
載の光送信用デバイス。 - 【請求項8】前記第2光学素子は、そのフリースペクト
ルレンジが、前記チャンネルの間隔の2倍に等しく、且
つ波長と光透過率との関係が前記チャネルと一致するよ
うなフィネスを有するフィルタからなることを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれかに記載の光送信用デバイ
ス。 - 【請求項9】前記レーザ光源の発振波長を、前記チャネ
ルから選択された所定のチャネルの波長に合わせるコン
トローラを更に具備し、前記コントローラは、前記第1
及び第2電気信号を受信し、前記第1光学特性を反映す
る信号に基づいて、前記レーザ光源の発振波長を前記所
定のチャネルの引き込み波長範囲に入れる第1段階の調
整と、前記第1段階の調整後、前記第2光学特性を反映
する信号に基づいて、前記レーザ光源の発振波長を前記
所定のチャネルの波長に対して微調整する第2段階の調
整と、を行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれ
かに記載の光送信用デバイス。 - 【請求項10】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記第1光学素子を介し且つ前記
第2光学素子を介さないで検出するように配設され、前
記第2検出素子は、前記レーザ光源からの出射光の強度
を、前記第1及び第2光学素子を介して検出するように
配設されることと、 前記コントローラは、前記第1電気信号に基づいて前記
第1段階の調整を行い、前記第1電気信号に基づいて前
記第2電気信号を正規化した正規化出力に基づいて前記
第2段階の調整を行うことと、を特徴とする請求項9に
記載の光送信用デバイス。 - 【請求項11】前記レーザ光源からの出射光の強度を、
波長依存性の光学特性を有する光学素子を介さないで検
出し、第3電気信号を生成する第3検出素子を更に具備
することと、 前記コントローラは、前記第1及び第2段階の調整を行
うため、前記第3電気信号を受信し、前記第3電気信号
に基づいて前記第1及び第2電気信号を正規化すること
と、を特徴とする請求項9または10に記載の光送信用
デバイス。 - 【請求項12】高密度波長分割多重光通信のための光送
信用デバイスであって、 発振波長を変えることができるレーザ光源と、 前記光通信のチャンネルの間隔またはその2倍に相当す
る周期で透過率または反射率が変化する波長依存性の光
学特性を有する光学素子と、 前記光通信の複数のチャネルに亘る波長範囲内で受光感
度が単調増加または単調減少する波長依存性の第1感度
特性を有し、前記レーザ光源からの出射光の強度を検出
し、前記第1感度特性を反映する第1電気信号を生成す
る第1検出素子と、 前記波長範囲内で受光感度が実質的に一定の第2感度特
性を有し、前記レーザ光源からの出射光の強度を、前記
光学素子を介して検出し、前記光学特性を反映する第2
電気信号を生成する第2検出素子と、を具備することを
特徴とする光送信用デバイス。 - 【請求項13】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記光学素子を介さないで検出す
るように配設されることを特徴とする請求項12に記載
の光送信用デバイス。 - 【請求項14】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記光学素子の透過光から検出す
るように配設されることを特徴とする請求項12に記載
の光送信用デバイス。 - 【請求項15】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記光学素子の反射光から検出す
るように配設されることを特徴とする請求項12に記載
の光送信用デバイス。 - 【請求項16】前記第1検出素子はInGaAsP光吸
収層を有するフォトダイオードからなることを特徴とす
る請求項12乃至15のいずれかに記載の光送信用デバ
イス。 - 【請求項17】前記第2検出素子はInGaAs光吸収
層を有するフォトダイオードからなることを特徴とする
請求項12乃至16のいずれかに記載の光送信用デバイ
ス。 - 【請求項18】前記波長範囲内で受光感度が実質的に一
定の第3感度特性を有し、前記レーザ光源からの出射光
の強度を、波長依存性の光学特性を有する光学素子を介
さないで検出し、第3電気信号を生成する第3検出素子
を更に具備する請求項12乃至17のいずれかに記載の
光送信用デバイス。 - 【請求項19】前記光学素子は、そのフリースペクトル
レンジが、前記チャンネルの間隔に等しいフィルタから
なることを特徴とする請求項12乃至18のいずれかに
記載の光送信用デバイス。 - 【請求項20】前記光学素子は、そのフリースペクトル
レンジが、前記チャンネルの間隔の2倍に等しく、且つ
波長と光透過率との関係が前記チャネルと一致するよう
なフィネスを有するフィルタからなることを特徴とする
請求項12乃至18のいずれかに記載の光送信用デバイ
ス。 - 【請求項21】前記レーザ光源の発振波長を、前記チャ
ネルから選択された所定のチャネルの波長に合わせるコ
ントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記第
1及び第2電気信号を受信し、前記第1感度特性を反映
する信号に基づいて、前記レーザ光源の発振波長を前記
所定のチャネルの引き込み波長範囲に入れる第1段階の
調整と、前記第1段階の調整後、前記光学特性を反映す
る信号に基づいて、前記レーザ光源の発振波長を前記所
定のチャネルの波長に対して微調整する第2段階の調整
と、を行うことを特徴とする請求項12乃至20のいず
れかに記載の光送信用デバイス。 - 【請求項22】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記光学素子の透過光から検出す
るように配設されることと、 前記コントローラは、前記第2電気信号に基づいて前記
第1電気信号を正規化した正規化出力に基づいて前記第
1段階の調整を行い、前記第2電気信号に基づいて前記
第2段階の調整を行うことを特徴とする請求項21に記
載の光送信用デバイス。 - 【請求項23】前記第1検出素子は、前記レーザ光源か
らの出射光の強度を、前記光学素子の反射光から検出す
るように配設されることと、 前記コントローラは、前記第2電気信号に基づいて前記
第1電気信号を正規化した正規化出力に基づいて前記第
1段階の調整を行い、前記第2電気信号に基づいて前記
第2段階の調整を行うことを特徴とする請求項21に記
載の光送信用デバイス。 - 【請求項24】前記波長範囲内で受光感度が実質的に一
定の第3感度特性を有し、前記レーザ光源からの出射光
の強度を、波長依存性の光学特性を有する光学素子を介
さないで検出し、第3電気信号を生成する第3検出素子
を更に具備することと、 前記コントローラは、前記第1及び第2段階の調整を行
うため、前記第3電気信号を受信し、前記第3電気信号
に基づいて前記第1及び第2電気信号を正規化すること
と、を特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載
の光送信用デバイス。
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