【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器の特性を評価する際に用いられる光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光ファイバ伝送技術の発達に伴い、１本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重し、大容量伝送を可能とするＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送が実用化されている。ＷＤＭ信号の通信品質を維持した上で中距離及び長距離間を伝送するためには、その信号を増幅する光増幅器を設ける必要がある。ＷＤＭ伝送路に設けられる光増幅器の特性を評価する場合、使用される波長帯域に亘ってその特性を評価する必要がある。光増幅器の特性の評価は、使用される波長帯域に亘る光信号を光増幅器に入力したときに得られる出力を測定し、例えば各波長毎の利得、雑音指数を求めることにより行う。このため、評価装置は、使用波長帯域に亘って使用条件と等価な光源装置を備えるのが一般的である。
【０００３】
図２２は、上述した評価装置が備える光源装置の構成図である。この図において、符号３０は、評価装置５０が備える光源装置である。この光源装置３０は、レーザ光源３１ａ〜３１ｎを備えている。これらのレーザ光源３１ａ〜３１ｎの発振波長は、評価対象となる光増幅器（図省略）が設置される伝送路のＷＤＭ信号と同じ波長に設定される。例えば、１５４０ｎｍ〜１５５５ｎｍの範囲内において、所定の波長間隔を持った波長に設定される。
【０００４】
また、符号３２ａ〜３２ｎは、各レーザ光源３１ａ〜３１ｎに対応づけて設けられた光可変減衰器である。これらの光可変減衰器３２ａ〜３２ｎは、対応づけられた各レーザ光源３１ａ〜３１ｎの光出力強度を一定に制御するために用いられる。光減衰器３２ａ〜３２ｎの出力光は、合波器３３に入力されて合波される。なお、各レーザ光源３１ａ〜３１ｎ、各光減衰器３２ａ〜３２ｎ及び合波器３３の間は、光ファイバ等の光伝送路により相互接続されている。
【０００５】
図２３は、上記合波器３３の出力光スペクトラムを示す図である。図示したように、合波器３３の出力光は、レーザ光源３１ａ〜３１ｎを合波したものであり、その波長間隔は等間隔となっている。また、各レーザ光源３１ａ〜３１ｎは、各々に対応づけられた光可変減衰器３２ａ〜３２ｎにより出力レベルが一定になるように調整されているため、合波器３３の出力の各光スペクトラムのピーク光強度はほぼ一定となっている。
【０００６】
図２２に戻り、合波器３３の出力光は光減衰器４０に接続され、当該光減衰器４０の出力光は評価装置５０に接続されている。光減衰器４０は、合波器３３の出力光の光強度を全波長範囲に亘って可変するために用いられる。これは、評価装置５０にて光増幅器の特性を測定する際に、光増幅器に入力する光源の光パワーを可変させて評価を行う必要があるためである。なお、上記合波器３３、光減衰器４０及び評価装置５０も光ファイバ等の伝送路によって接続されている。
【０００７】
以上のように、光源装置３０から出力されるレーザ光源を光減衰器４０を経由して評価装置５０に入射させ、この評価装置５０にて評価対象の光増幅器に入力されるレーザ光源の光強度、光増幅器より出力される信号光の光強度及びその際に光増幅器が放出する自然放出光の光強度を測定し、これらの測定結果に基づいて光増幅器は評価される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光源装置３０では、伝送路で使用される波長数分だけのレーザ光源３１ａ〜３１ｎを用意する必要がある。これらのレーザ光源３１ａ〜３１ｎは発振波長が異なる波長に設定されるため、例えば半導体レーザ等の如く集積化するのは困難であり、単体で使用しなくてはならない。単体のレーザ光源は価格が非常に高いため、使用する波長数が増えるにつれてコストがかかるという問題があった。
【０００９】
また、レーザ光源は、発振波長および出力レベルを安定させるために温度調整回路を個別に設ける必要があるため、さらなる高価格化や装置の大型化を招いていた。また前述したように、各レーザ光源３１ａ〜３１ｎから出力されるレーザの強度を調整する場合には、各々に対応づけられた光減衰器３２ａ〜３２ｎを用いて個別に調整する必要がある。この様に、従来の光源装置３０は、光強度の調整がきわめて煩雑であるという問題があった。この様な背景から、安藤電気では、特願２００１−０６３０３０にて、大幅コストダウンを可能とするとともに、小型且つ簡素である光源装置を提案している。
【００１０】
一方、光増幅器の評価に使用される光源装置には、高レベルの光強度を有することが求められている。特願２００１−０６３０３０で提案した光源装置にてこの要求を満たす場合、光源部の出力光強度が高レベルを有する必要がある。しかし、光源部の出力光強度が高レベルを有していても、レベル平坦化フィルタ及びフィルタ部を通過することにより、光源装置の出力光強度は減衰してしまう。また、フィルタ部の波長範囲を狭くすることにより、光源装置の出力光強度は更に低下し、光増幅器の特性を評価するために必要な出力光強度を満たすことができなくなるという問題がある。
【００１１】
さらに、特願２００１−０６３０３０で提案した光源装置の出力光強度の低下を補うために、光源装置の出力光を光増幅器に入射し、出力光強度を増幅するという方法も考えられるが、増幅された光は光増幅器の利得平坦性の影響を受けてしまうため、出力光のレベル平坦性が劣化し、光増幅器の特性評価に必要なレベル平坦性を満たすことができないという問題が生じる。
【００１２】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、広波長範囲に亘って平坦な強度特性を有する低コストかつ高出力の光源装置を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、所定の広波長範囲に亘る光を出射する広帯域光源と、入射光の強度を平坦化するレベル平坦化フィルタと、入射光を所定の波長範囲に制限するフィルタ部と、入射光の出射光の強度を増幅する光増幅器と、入射光を外部に出射する光出射端とを備え、広帯域光源の出射光をレベル平坦化フィルタとフィルタ部と光増幅器とで任意の順番で処理して光出射端から外部に出射するという構成を採用する。
【００１４】
また、第２の手段として、上記第１の手段において、光をレベル平坦化フィルタ、フィルタ部、光増幅器の順番で処理するという構成を採用する。
【００１５】
第３の手段として、上記第１の手段において、光をフィルタ部、光増幅器、レベル平坦化フィルタの順番で処理するという構成を採用する。
【００１６】
第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、レベル平坦化フィルタは、エタロン型光利得等化器やファイバグレーティング型光利得等化器であるという構成を採用する。
【００１７】
第５の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、フィルタ部は、所定の上限波長以下を透過させるローパスフィルタと、所定の下限波長以上を透過させるハイパスフィルタとから構成されるという構成を採用する。
【００１８】
第６の手段として、上記第５の手段において、ローパスフィルタとハイパスフィルタとは、誘電体多層膜に対する光の入射角を変えることによって上限波長及び下限波長を可変する誘電体多層膜フィルタであるという構成を採用する。
【００１９】
第７の手段として、上記第１の手段において、レベル平坦化フィルタとフィルタ部とを、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーアレイを用いてレベル平坦化及び帯域制限を実現する光利得等化・帯域制限器として一体構成するという構成を採用する。
【００２０】
第８の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、広帯域光源は、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源であるという構成を採用する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる光源装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、光増幅器の特性を評価する評価装置に備えられる光源装置に関するものであるが、本発明は、このような光増幅器の評価に用いる場合のみならず、種々の用途の光源として用いることが可能なものである。
【００２２】
また、本実施形態では、評価対象の光増幅器がＣ−ＢＡＮＤ（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）において、１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）間隔で３２チャネル分、又は５０ＧＨｚ（０．４ｎｍ）間隔で６４チャネル分の波長帯域（波長帯域１５４０〜１５５５ｎｍ）以上の波長帯域における波長多重光を増幅する際に用いられているとする。このため、本実施形態の光源装置は、１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長範囲において、光強度のレベル平坦度が波長帯域に亘って±１ｄＢ以内の光源装置を提供する場合を想定している。
【００２３】
さらに、本実施形態の光源装置は、上記波長範囲の短波長側において１５３０〜１５４０ｎｍの範囲で遮断波長を可変することができ、また上記波長範囲の長波長側において、１５５５〜１５６５ｎｍの範囲で遮断波長を可変することができるものを想定している。尚、以下の説明では、上記の波長範囲の短波長側の波長（１５３０ｎｍ）をλｍｉｎとし、長波長側の波長（１５６５ｎｍ）をλｍａｘとする。
【００２４】
［第１実施形態］
さて、図１は、本発明の第１実施形態に係わる光源装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示したように、本光源装置は、広帯域光源１１とレベル平坦化フィルタ１２とフィルタ部２０と光増幅器１３と光出射端１４とから構成される。
【００２５】
広帯域光源１１は、所定の波長範囲に亘る光信号を光ファイバ等の光伝送路によって接続されたレベル平坦化フィルタ１２に出力する。この広帯域光源１１としては、ＡＳＥ（自然放出光：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源等の広波長範囲に亘って光出力を有する光源が使用される。
【００２６】
レベル平坦化フィルタ１２は、上記波長範囲に亘る光信号のレベルを平坦化してフィルタ部２０に出力する。広帯域光源１１から出射される光の光強度は波長依存性を有するので、レベル平坦化フィルタ１２は、光強度の波長依存性を緩和してほぼ波長無依存とするものである。さらに、レベル平坦化フィルタ１２は、上記広帯域光源１１、フィルタ部２０及び光増幅器１３等、本光源装置を構成する各構成要素が有する光強度の波長依存性を考慮し、光出射端１４より光源装置の外部に出射される出力光の光強度を任意の波長範囲において平坦化するように設計される。このようなレベル平坦化フィルタ１２には、例えばエタロン型光利得等化器やファイバグレーティング型光利得等化器等を用いることができる。
【００２７】
フィルタ部２０は、出力波長範囲をさらに制限して光増幅器１３に出力する。このフィルタ部２０は、透過上限波長を可変設定可能なローパスフィルタ２１と透過下限波長を可変設定可能なハイパスフィルタ２２とから構成されている。このようなローパスフィルタ２１及びハイパスフィルタ２２から構成されたフィルタ部２０は、透過帯域を可変設定可能なバンドパスフィルタである。
【００２８】
上記ローパスフィルタ２１及びハイパスフィルタ２２は誘電体多層膜フィルタを備え、レベル平坦化フィルタ１２から出射された光の入射角を可変することができるよう構成されている。すなわち、フィルタ部２０は、レベル平坦化フィルタ１２から入射される光の入射角を可変することにより、透過上限波長及び透過下限波長を可変する。通常、入射光に対して誘電体多層膜フィルタを傾斜させると、遮断波長が短波長側にシフトする。
【００２９】
図２は、上記ローパスフィルタ２１の透過特性の一例を示す図である。この図において、実線ｔ１は、遮断波長がλｍａｘに設定されているとき（光が誘電体多層膜フィルタに垂直入射する場合）の透過特性を示し、破線ｔ２は、遮断波長を１０ｎｍだけ可変させて１５５５ｎｍに設定したときの透過特性を示している。このような透過特性ｔ１及び透過特性ｔ２の何れも透過率が十分に大きく３０ｄＢ以上に設定される。なお、ローパスフィルタ２１としては、挿入損失の平坦度が良好なもの（例えば、±０．５ｄＢ以下）が用いられる。
【００３０】
図３は、上記ハイパスフィルタ２２の透過特性の一例を示す図である。この図において、実線ｔ３は、遮断波長が１５４０ｎｍに設定されているとき（光が垂直入射する場合）の透過特性を示し、破線ｔ４は、遮断波長を１０ｎｍだけ可変させてλｍｉｎに設定したときの透過特性を示している。このハイパスフィルタ２２は、上記ローパスフィルタ２１と同様に透過特性ｔ３及び透過特性ｔ４の何れも透過率が十分に大きく３０ｄＢ以上に設定される。なお、ハイパスフィルタ２２としては、挿入損失平坦度が良好なもの（例えば、±０．５ｄＢ以下）が用いられる。
【００３１】
さらに、図４は、フィルタ部２０の透過特性の一例を示す図である。この図に示すように、本フィルタ部２０の特性は、図２に示したローパスフィルタ２１の透過特性と図３に示したハイパスフィルタ２２の透過特性とを反映したものとなっている。図４において、実線ｔ１０は、入射光に対してローパスフィルタ２１内の誘電体多層膜フィルタを傾斜させると共にハイパスフィルタ２２内の誘電体多層膜フィルタに光を垂直入射させた場合における透過特性を示している。この場合、フィルタ部２０の透過波長範囲は、１５４０〜１５５５ｎｍとなる。
【００３２】
また、破線ｔ１１は、入射光に対してハイパスフィルタ２２内の誘電体多層膜フィルタを傾斜させると共に、ローパスフィルタ２１内の誘電体多層膜フィルタに光を垂直入射させた場合における透過特性を示している。この場合、フィルタ部２０の透過波長範囲は、１５３０〜１５６５ｎｍとなる。このように、ローパスフィルタ２１またはハイパスフィルタ２２内の誘電体多層膜フィルタを入射光に対して傾斜させることにより透過上限波長または透過下限波長を可変することにより、フィルタ部２０の透過波長範囲を可変設定することができる。
【００３３】
光増幅器１３は、このようなフィルタ部２０から入力された光を光増幅器の評価に必要な光強度まで増幅して光出射端１４に出力する。この光増幅器１３には、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等の光信号を電気に変換することなく光信号のままで増幅再生する光増幅器が使用される。光増幅器１３の出力光は、光出射端１４を経由して外部に出射される。
【００３４】
次に、このように構成された光源装置の動作について、図５及び図６を参照して詳しく説明する。
【００３５】
図５は、本光源装置の各部における光スペクトラムの一例を示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）はレベル平坦化フィルタ１２から出射される光の光スペクトラム、（ｃ）はローパスフィルタ２１から出射される光の光スペクトラム、（ｄ）はフィルタ部２０から出射される光の光スペクトラム、（ｅ）は出射端１４から外部に出射される光の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、広帯域光源１１から出射される光Ｓ１は、図中の短波長側において光強度が強くなり、光強度が波長依存性を有していることが分かる。広帯域光源１１から射出された光がレベル平坦化フィルタ１２を通過することにより、図５（ｂ）に示すように、光Ｓ２は広帯域光源１１から出射される光の波長範囲内における光強度分布が大幅に変化している。レベル平坦化フィルタ１２は、光出射端１４から外部に出射する光について、フィルタ部２０によって決定された波長範囲内の光強度を平坦化するように設計される。つまり、レベル平坦化フィルタ１２通過後に入射するフィルタ部２０の挿入損失の平坦性及び光増幅器１３の増幅特性を考慮して設計されているため、レベル平坦化フィルタ１２通過直後の光Ｓ２は、波長範囲内のレベルが平坦化されていない。
【００３７】
レベル平坦化フィルタ１２を出射した光Ｓ２はフィルタ部２０内のローパスフィルタ２１に入射するが、この光Ｓ２がローパスフィルタ２１を通過することにより、ローパスフィルタ２１の透過特性に合わせて長波長側が遮断されるため、ローパスフィルタ２１を通過した光Ｓ３の光スペクトラムは、図５（ｃ）に示したスペクトラムとなる。さらに、この光Ｓ３がハイパスフィルタ２２を通過することにより、ハイパスフィルタ２２の透過特性に合わせて短波長側が遮断されるため、最終的にフィルタ部２０から出射される光Ｓ４の光スペクトラムは、図５（ｄ）に示した光スペクトラムとなる。
【００３８】
フィルタ部２０を出射した光Ｓ４は光増幅器１３に入射されるが、光増幅器１３の利得特性は、図６に示すように短波長側において利得が大きくなり、利得が波長依存性を有している。フィルタ部２０を出射した光Ｓ４は、光増幅器１３を透過後に波長範囲における光強度が一定となるように設定されているため、光増幅器１３によって増幅された光Ｓ５の光スペクトラムは、図５（ｅ）のように平坦化されると共に強度が増幅されて、光出射端１４から外部に出射される。このような光Ｓ５は、λｍｉｎ〜λｍａｘの波長範囲においてほぼ一定の光強度であるため、光増幅器の評価用の光源として最適である。
【００３９】
本光源装置によれば、従来の光源装置のように複数の光源を設ける必要がないので、コスト上昇を抑えることができると共に、小型且つ簡素に構成することができる。また、レベル平坦化フィルタ１２を設けることによって光強度を広い波長範囲に亘ってほぼ一定とすることができるため、光強度の調整もきわめて容易に行うことができる。また、光増幅器１３により増幅されるため、光増幅器の評価に必要な高レベルの光を出力することが可能である。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同一の構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
図７は、本第２実施形態による光源装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本光源装置は、上記第１実施形態に係わる光源装置の各構成要素の配置順序を変更したものである。すなわち、本光源装置は、広帯域光源１１から出射される光Ｓ１１をフィルタ部２０に入射し、フィルタ部２０から出射される光Ｓ１３を光増幅器１３に入射し、光増幅器１３から出射される光Ｓ１４をレベル平坦化フィルタ１２に入射し、レベル平坦化フィルタ１２から出射される光Ｓ１５を光出射端１４から外部に出射する。
【００４２】
図８は、本光源装置の各部における光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）はローパスフィルタ２１から出射される光Ｓ１１の光スペクトラム、（ｃ）はフィルタ部２０から出射される光Ｓ１３の光スペクトラム、（ｄ）は光増幅器１３より出力される光パワー増幅後の光Ｓ１４の光スペクトラム、（ｅ）はレベル平坦化フィルタ１２から出射される光Ｓ１５の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【００４３】
広帯域光源１１から出射される光Ｓ１１は、図８（ａ）に示すように、短波長側において光強度が強くなり、光強度が波長依存性を有している。この光Ｓ１１がフィルタ部２０内のローパスフィルタ２１を通過することにより、ローパスフィルタ２１の透過特性に合わせて長波長側が遮断されるため、ローパスフィルタ２１から出射された光Ｓ１２の光スペクトラムは、図８（ｂ）に示すスペクトラムとなる。そして、このローパスフィルタ２１の出射光Ｓ１２は、ハイパスフィルタ２２を通過することにより、当該ハイパスフィルタ２２の透過特性に合わせて短波長側が遮断されるため、最終的にフィルタ部２０から出射される光Ｓ１３の光スペクトラムは、図８（ｃ）に示す光スペクトラムとなる。
【００４４】
このフィルタ部２０の出射光Ｓ１３は、光増幅器１３を通過することにより強度増幅された光Ｓ１４となるが、この光Ｓ１４は、図８（ｄ）に示すようにフィルタ部２０によって決定された波長範囲内の光強度が波長依存性を有する。この光Ｓ１４は、レベル平坦化フィルタ１２を通過することにより、フィルタ部２０によって決定された波長範囲内の光強度がほぼ一定である光Ｓ１５となる。この光Ｓ１５は、図８（ｅ）に示すように、λｍｉｎ〜λｍａｘの波長範囲においてほぼ一定の光強度であるため、光増幅器の評価用の光源として最適である。
【００４５】
本光源装置によれば、従来の光源装置のように複数の光源を設ける必要が無いので、コスト上昇を抑えることができるとともに、小型且つ簡素に構成することができる。また、レベル平坦化フィルタ１２を通過させることにより、出力光を広い波長範囲に亘って光強度をほぼ一定とすることができるため、光強度の調整もきわめて容易に行うことができる。更に、光増幅器１３により増幅されるため、光増幅器の評価に必要な高レベルの光出力を有している。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１、第２実施形態と同一の構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４７】
図９は、本発明の第３実施形態による光源装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本光源装置は、広帯域光源１１、フィルタ部６０、光増幅器１３及び光出射端１４から構成されている。フィルタ部６０は、上記第１、第２実施形態におけるフィルタ部２０とは構成が全くことなるものであり、以下にその詳細構成を説明する。
【００４８】
図１０は、上記フィルタ部６０の詳細構成図である。すなわち、フィルタ部６０は、光入射端６１、凸レンズ６２、回折格子６３、リシンドリカルレンズ６４、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーアレイ６５、凸レンズ６６及び光出射端６７から構成されている。光入射端６１から内部に入射された光Ｓ２１は、凸レンズ６２を透過することにより平行光にとなって、回折格子６２に入射する。回折格子６３は波長により反射角度が変化する性質を持つため、回折格子に反射した光は、波長成分毎に分解されてリシンドリカルレンズ６４に入射する。
【００４９】
リシンドリカルレンズ６４は、図１１に示すように、入射した光線を線状に変化させる性質を持つ。リシンドリカルレンズ６４により線状に変化した光は、ＭＥＭＳミラーアレイ６５に入射する。ＭＥＭＳミラーアレイ６５は、図１２に示すように微小ミラーがアレイ状に配置されたものである。これら微小ミラーは、個々に反射角度を可変させることができるようになっており、当該微小ミラーの反射角度によりＭＥＭＳミラーアレイ６５の反射光が光出射端６７に集光するか否かを制御することができる。リシンドリカルレンズ６４の透過光は、線状となっているため、ＭＥＭＥＳミラーアレイ６５は、横軸方向が波長成分に対応し、縦軸方向では任意の波長成分における光強度の減衰量を調整することが可能となる。よって、ＭＥＭＳミラーアレイ６５の個々の微小ミラーを調整することにより、任意の波長範囲内における遮断波長及び透過特性を自由に可変させることができる。
【００５０】
例えば、図１３に示すように、黒で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光しない角度に可変させ、白で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光する角度に可変させる。この場合、フィルタ部６０の出力光は、図１４のような透過特性を有し、遮断波長がλａ（λａ≦λｍａｘ）であるローパスフィルタとして機能する。
【００５１】
一方、図１５に示すように、黒で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光しない角度に可変させ、白で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光する角度に可変させる。この場合、フィルタ部６０の出力光は、図１６のような透過特性を有し、遮断波長がλｂ（λｂ≧λｍｉｎ）であるハイパスフィルタとして機能する。この様にして、ＭＥＭＳミラーアレイの横軸方向にてフィルタ部６０の短波側及び長波側の遮断波長を決定することができる。
【００５２】
さらに、ＭＥＭＳミラーアレイ６５では、縦軸方向の微小ミラーの角度を可変させることにより、各波長成分毎に光強度の減衰量を調整することができる。図１７に示すように、黒で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光しない角度に可変させ、白で示した微小ミラーを反射光が光出射端６７に集光する角度に可変させる。この場合、フィルタ部６０の出力光は、図１８に示すような透過特性を持つ。この様に、ＭＥＭＳミラーアレイ６５の個々のミラー角度を可変させることにより、光の波長範囲内における光強度の波長依存特性をも平坦化することができる。
【００５３】
このようなＭＥＭＳミラーアレイ６５によって反射された光は、リシンドリカルレンズ６４を再度透過して回折格子６３に入射する。回折格子６３によって反射された光は、レンズ６６を透過することにより集光され、光出射端６７から出力光Ｓ２２として外部に出射される。そして、上記フィルタ部６０の出力光Ｓ２２は、光増幅器１３に入力されて増幅され、光強度がほぼ平坦な光Ｓ２３として光出射端１４から外部に出射される。
【００５４】
図１９は、本光源装置の各部における光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光Ｓ２１の光スペクトラム、（ｂ）はフィルタ部６０から出射される光Ｓ２２の光スペクトラム、（ｃ）は出射端１４から外部に出射される光Ｓ２３の光スペクトラムをそれぞれ示している。広帯域光源１１の出射光Ｓ２１は、図１９（ａ）に示すように、短波長側において光強度が強くなり、光強度が波長依存性を有している。
【００５５】
この出射光Ｓ２１は、フィルタ部６０を通過することにより光Ｓ２２となるが、この光Ｓ２２は、図１９（ｂ）に示すように波長範囲が制限され、且つ波長範囲内における光強度分布が大幅に変化している。なお、フィルタ部６０は、光出射端１４から外部に出射される光Ｓ２３の光強度が平坦化するように設計される。つまり、フィルタ部６０は、後段に位置する光増幅器１３の増幅特性をも考慮して設計されているため、光Ｓ２２の光スペクトラムは平坦化されていない。
【００５６】
このようなフィルタ部６０の出射光Ｓ２２は、光増幅器１３に入射されて増幅されるが、光増幅器１３の利得特性は、図６に示したように短波長側において利得が大きくなり、利得が波長依存性を有している。フィルタ部６０の出射光Ｓ２２は、光増幅器１３を透過後に波長範囲における光強度一定となるように設定されているため、光増幅器１３によって増幅された光Ｓ２３の光スペクトラムは、図１９（ｃ）に示した光スペクトラムとなる。
【００５７】
すなわち、本光源装置によれば、図１９（ｃ）に示すように、出射光Ｓ２３の光スペクトラムは、λｍｉｎ〜λｍａｘの波長範囲においてほぼ一定の光強度となるので、光増幅器の評価用の光源として最適である。また、従来の光源装置のように、複数の光源を設ける必要が無いので、コスト上昇を抑えることができるとともに、小型且つ簡素に構成することができる。また、フィルタ部６０を通過させることにより、光源装置の出力光の光強度を広い波長範囲に亘ってほぼ一定とすることができるため、光強度の調整もきわめて容易に行うことができる。更に、光増幅器１３により増幅されるため、光増幅器の評価に必要な高レベルの光出力を有している。
【００５８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１〜第３実施形態と同一の構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５９】
図２０は、本発明の第４実施形態による光源装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本光源装置は、上記第３実施形態に係わる光源装置の構成要素の配置順序を変更したものである。すなわち、本光源装置は、広帯域光源１１の出射光Ｓ３１を光増幅器１３に入射し、該光増幅器１３の出射光Ｓ３２をフィルタ部６０に入射し、該フィルタ部６０の出射光Ｓ３３を光出射端１４を介して外部に出射する。
【００６０】
図２１は、本光源装置の各部における光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１の出射光Ｓ３１の光スペクトラム、（ｂ）は光増幅器１３の出射光Ｓ３２の光スペクトラム、（ｃ）はフィルタ部６０の出射光Ｓ３３の光スペクトラムをそれぞれ示している。広帯域光源１１の出射光Ｓ３１は、図２１（ａ）に示すように、短波長側において光強度が強くなり、光強度が波長依存性を有している。この出射光Ｓ３１は、光増幅器１３を通過することにより増幅された光Ｓ３２となり、フィルタ部６０に入射される。この光増幅器１３の出射光Ｓ３２は、図２１（ｂ）に示すように、光強度が波長依存性を持っている。そして、この出射光Ｓ３２は、フィルタ部６０を通過することにより波長範囲が制限され、且つ任意の波長範囲内の光強度がほぼ一定な光Ｓ３３となる。
【００６１】
すなわち、本光源装置の出射光Ｓ３３は、図２１（ｃ）に示すように、λｍｉｎ〜λｍａｘの波長範囲においてほぼ一定の光強度を示す光スペクトラムとなるので、光増幅器の評価用の光源として最適である。また、従来の光源装置のように、複数の光源を設ける必要が無いので、コスト上昇を抑えることができるとともに、小型且つ簡素に構成することができる。また、フィルタ部６０を通過させることにより、光源装置の出力光を広い波長範囲に亘って光強度をほぼ一定とすることができるため、光強度の調整もきわめて容易に行うことができる。さらに、光増幅器１３により増幅されるため、光増幅器の評価に必要な高レベルの光出力を有している。
【００６２】
なお、本発明は上記各実施形態に制限されることなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、評価対象の光増幅器がＣ−ＢＡＮＤ（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）において、１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）間隔で３２チャネル分、又は５０ＧＨｚ（０．４ｎｍ）間隔で６４チャネル分の波長帯域（波長帯域１５４０〜１５５５ｎｍ）以上の波長帯域における波長多重光を増幅する際に用いられていると仮定したが、これに制限されるものではない。
【００６３】
（２）上記各実施形態では、光源装置が波長範囲の短波長側において１５３０〜１５４０ｎｍの範囲で遮断波長を可変することができ、更に、上記波長範囲の長波長側において、１５５５〜１５６５ｎｍの範囲で遮断波長を可変することができるものと仮定したが、これに制限されるものではない。
【００６４】
（３）上記各実施形態では、広帯域光源１１がＡＳＥ光源である場合を例に挙げて説明したが、他の広帯域光源を用いても良い。
（４）上記各実施形態では、光増幅器１３がＥＤＦＡである場合を例に挙げて説明したが、半導体増幅器などの他の光増幅器を用いても良い。
【００６５】
（５）上記第１及び第２実施形態では、ローパスフィルタ２１及びハイパスフィルタ２２が誘電体多層膜フィルタを備える場合を例に挙げて説明したが、所望のフィルタ特性が得られるのであれば金属膜等であっても良く、必ずしも誘電体多層膜フィルタを備える必要はない。
【００６６】
（６）上記第３及び第４実施形態では、フィルタ部６０が光入射端６１と、凸レンズ６２と、回折格子６３と、リシンドリカルレンズ６４と、ＭＥＭＳミラーアレイ６５と、凸レンズ６６と、光出射端６７を備えている場合を例に挙げて説明したが、所望のフィルタ特性が得られるのであれば、他のフィルタを用いても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の広波長範囲に亘る光を出射する広帯域光源と、入射光の強度を平坦化するレベル平坦化フィルタと、入射光を所定の波長範囲に制限するフィルタ部と、入射光の出射光の強度を増幅する光増幅器と、入射光を外部に出射する光出射端とを備え、広帯域光源の出射光をレベル平坦化フィルタとフィルタ部と光増幅器とで任意の順番で処理して光出射端から外部に出射するので、従来の光源装置のように複数の光源を設ける必要がなく、したがって広波長範囲に亘って平坦な強度特性を有する低コストかつ高出力の光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる光源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるローパスフィルタ２１の透過特性を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるハイパスフィルタ２２の透過特性を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるフィルタ部２０の透過特性を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態における各部の光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）はレベル平坦化フィルタ１２から射出される光の光スペクトラム、（ｃ）はローパスフィルタ２１から出射される光の光スペクトラム、（ｄ）はフィルタ部２０から出射される光の光スペクトラム、（ｅ）は出射端１４から外部に出射される光の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【図６】本発明の第１実施形態における光増幅器１３の波長帯域内における利得特性を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係わる光源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態における各部の光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）はローパスフィルタ２１から出射される光の光スペクトラム、（ｃ）はフィルタ部２０から出射される光の光スペクトラム、（ｄ）は光増幅器１３から出射される光の光スペクトラム、（ｅ）は出射端１４から外部に出射される光の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【図９】本発明の第３実施形態に係わる光源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるフィルタ部６０の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態におけるリシンドリカルレンズ６４の透過特性を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態におけるＭＥＭＳミラーアレイ６５の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態におけるＭＥＭＳミラーアレイ６５をローパスフィルタとして用いる場合のミラー制御方法を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態におけるＭＥＭＳミラーアレイ６５をローパスフィルタとして用いる場合の透過特性を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態におけるＭＥＭＳミラーアレイ６５をハイパスフィルタとして用いる場合のミラー制御方法を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態におけるＭＥＭＳミラーアレイ６５をハイパスフィルタとして用いる場合の透過特性を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態におけるフィルタ部６０の出力光の波長範囲内における光強度を変化させる場合のＭＥＭＳミラーアレイ６５の制御方法を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態におけるフィルタ部６０の透過特性を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態における各部の光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）はフィルタ部６０から出射される光の光スペクトラム、（ｃ）は出射端１４から外部に出射される光の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【図２０】本発明の第４実施形態に係わる光源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第４実施形態における各部の光スペクトラムを示す図であり、（ａ）は広帯域光源１１から出射される光の光スペクトラム、（ｂ）は光増幅器１３より出力される光パワー増幅後の光スペクトラム、（ｃ）は出射端１４から外部に出射される光の光スペクトラムをそれぞれ示している。
【図２２】従来の光源装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２３】従来の光源装置における合波器３３の出力の光スペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
１１……広帯域光源
１２……レベル平坦化フィルタ
１３……光増幅器
１４……光出射端
２０……フィルタ部
２１……ローパスフィルタ
２２……ハイパスフィルタ
３０……従来の光源装置
３１ａ〜３１ｎ……レーザ光源
３２ａ〜３２ｎ……光減衰器
３３……合波器
４０……光減衰器
５０……評価装置
６０……フィルタ部
６１……光入射端
６２……凸レンズ
６３……回折格子
６４……リシンドリカルレンズ
６５……ＭＥＭＳミラーアレイ
６６……凸レンズ
６７……光出射端[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device used when evaluating characteristics of an optical amplifier.
[0002]
[Prior art]
With the development of optical fiber transmission technology in recent years, WDM (Wavelength Division Multiplexing) transmission that multiplexes a plurality of optical signals having different wavelengths into one optical fiber and enables large-capacity transmission has been put to practical use. In order to transmit WDM signals over medium distances and long distances while maintaining communication quality, it is necessary to provide an optical amplifier for amplifying the signals. When evaluating the characteristics of an optical amplifier provided in a WDM transmission line, it is necessary to evaluate the characteristics over the used wavelength band. The evaluation of the characteristics of the optical amplifier is performed by measuring an output obtained when an optical signal over a wavelength band to be used is input to the optical amplifier, and obtaining, for example, a gain and a noise figure for each wavelength. For this reason, the evaluation device generally includes a light source device equivalent to the use condition over the use wavelength band.
[0003]
FIG. 22 is a configuration diagram of a light source device included in the above-described evaluation device. In this figure, reference numeral 30 denotes a light source device included in the evaluation device 50. The light source device 30 includes laser light sources 31a to 31n. The oscillation wavelengths of these laser light sources 31a to 31n are set to the same wavelength as the WDM signal of the transmission line where the optical amplifier (not shown) to be evaluated is installed. For example, the wavelength is set to have a predetermined wavelength interval within a range of 1540 nm to 1555 nm.
[0004]
Reference numerals 32a to 32n denote variable optical attenuators provided in association with the respective laser light sources 31a to 31n. These variable optical attenuators 32a to 32n are used for controlling the light output intensities of the associated laser light sources 31a to 31n to be constant. Output lights from the optical attenuators 32a to 32n are input to the multiplexer 33 and multiplexed. The laser light sources 31a to 31n, the optical attenuators 32a to 32n, and the multiplexer 33 are interconnected by an optical transmission line such as an optical fiber.
[0005]
FIG. 23 is a diagram showing an output light spectrum of the multiplexer 33. As illustrated, the output light of the multiplexer 33 is obtained by multiplexing the laser light sources 31a to 31n, and the wavelength intervals are equal. In addition, since each of the laser light sources 31a to 31n is adjusted to have a constant output level by the corresponding variable optical attenuator 32a to 32n, the peak of each optical spectrum of the output of the multiplexer 33 is obtained. The light intensity is almost constant.
[0006]
Returning to FIG. 22, the output light of the multiplexer 33 is connected to the optical attenuator 40, and the output light of the optical attenuator 40 is connected to the evaluation device 50. The optical attenuator 40 is used to vary the light intensity of the output light of the multiplexer 33 over the entire wavelength range. This is because when the characteristics of the optical amplifier are measured by the evaluation device 50, it is necessary to perform the evaluation by changing the optical power of the light source input to the optical amplifier. The multiplexer 33, the optical attenuator 40, and the evaluation device 50 are also connected by a transmission line such as an optical fiber.
[0007]
As described above, the laser light source output from the light source device 30 enters the evaluation device 50 via the optical attenuator 40, and the light intensity of the laser light source input to the optical amplifier to be evaluated by the evaluation device 50 The optical intensity of the signal light output from the optical amplifier and the optical intensity of the spontaneous emission light emitted by the optical amplifier at that time are measured, and the optical amplifier is evaluated based on the measurement results.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the light source device 30, it is necessary to prepare laser light sources 31a to 31n corresponding to the number of wavelengths used in the transmission path. Since these laser light sources 31a to 31n are set to have different oscillation wavelengths, it is difficult to integrate them as in, for example, a semiconductor laser, and must be used alone. Since a single laser light source is very expensive, there is a problem that the cost increases as the number of wavelengths used increases.
[0009]
Further, since the laser light source needs to be provided with a temperature adjusting circuit individually in order to stabilize the oscillation wavelength and the output level, the cost and the size of the device have been further increased. Further, as described above, when adjusting the intensity of the laser output from each of the laser light sources 31a to 31n, it is necessary to individually adjust the intensity using the optical attenuators 32a to 32n associated with each laser. As described above, the conventional light source device 30 has a problem that the adjustment of the light intensity is extremely complicated. From such a background, Ando Electric proposes in Japanese Patent Application No. 2001-063030 a light source device which enables a large cost reduction and is small and simple.
[0010]
On the other hand, a light source device used for evaluating an optical amplifier is required to have a high level of light intensity. When this requirement is satisfied by the light source device proposed in Japanese Patent Application No. 2001-063030, the output light intensity of the light source unit needs to have a high level. However, even if the output light intensity of the light source unit has a high level, the output light intensity of the light source device is attenuated by passing through the level flattening filter and the filter unit. Further, by narrowing the wavelength range of the filter unit, the output light intensity of the light source device further decreases, and there is a problem that the output light intensity required for evaluating the characteristics of the optical amplifier cannot be satisfied.
[0011]
Further, in order to compensate for the decrease in the output light intensity of the light source device proposed in Japanese Patent Application No. 2001-063030, a method of inputting the output light of the light source device to the optical amplifier and amplifying the output light intensity may be considered. Since the reflected light is affected by the gain flatness of the optical amplifier, the level flatness of the output light is degraded, and a problem arises in that the level flatness required for evaluating the characteristics of the optical amplifier cannot be satisfied.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a low-cost and high-output light source device having flat intensity characteristics over a wide wavelength range.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, as first means, a broadband light source that emits light over a predetermined wide wavelength range, a level flattening filter that flattens the intensity of incident light, A filter section for limiting the light to a predetermined wavelength range, an optical amplifier for amplifying the intensity of the output light of the incident light, and a light output end for outputting the incident light to the outside, and a level flattening filter for the output light of the broadband light source. A configuration is adopted in which the light is processed in an arbitrary order by the filter unit and the optical amplifier and emitted from the light emitting end to the outside.
[0014]
Further, as the second means, a configuration is employed in which light is processed in the order of the level flattening filter, the filter unit, and the optical amplifier in the first means.
[0015]
As a third means, a configuration is adopted in which light is processed in the order of the filter unit, the optical amplifier, and the level flattening filter in the first means.
[0016]
As a fourth means, in any one of the first to third means, a configuration is adopted in which the level flattening filter is an etalon type optical gain equalizer or a fiber grating type optical gain equalizer.
[0017]
As a fifth means, in any one of the first to fourth means, the filter section is constituted by a low-pass filter that transmits a predetermined lower wavelength or less and a high-pass filter that transmits a predetermined lower wavelength or more. Adopt configuration.
[0018]
As a sixth means, in the above-mentioned fifth means, the low-pass filter and the high-pass filter are dielectric multilayer filters that change the upper limit wavelength and the lower limit wavelength by changing the angle of incidence of light on the dielectric multilayer. Adopt configuration.
[0019]
As a seventh means, in the first means, the level flattening filter and the filter section are replaced by an optical gain equalizer for realizing level flattening and band limitation by using a MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) mirror array. A configuration of integrally forming a band limiter is adopted.
[0020]
As an eighth means, in any one of the first to seventh means, a configuration is employed in which the broadband light source is an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a light source device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present embodiment relates to a light source device provided in an evaluation device for evaluating characteristics of an optical amplifier. It can be used as
[0022]
In this embodiment, the optical amplifier to be evaluated has a wavelength band of 32 channels at 100 GHz (0.8 nm) intervals or 64 channels at 50 GHz (0.4 nm) intervals in the C-BAND (1530 nm to 1565 nm). It is assumed that it is used when amplifying wavelength-division multiplexed light in a wavelength band (wavelength band 1540 to 1555 nm) or more. Therefore, the light source device of the present embodiment is assumed to provide a light source device in which the level flatness of the light intensity is within ± 1 dB over the wavelength band in the wavelength range of 1530 nm to 1565 nm.
[0023]
Furthermore, the light source device of the present embodiment can change the cutoff wavelength in the range of 1530 to 1540 nm on the short wavelength side of the above wavelength range, and cut off in the range of 1555 to 1565 nm on the long wavelength side of the above wavelength range. It is assumed that the wavelength can be changed. In the following description, the wavelength (1530 nm) on the short wavelength side of the above wavelength range is defined as λmin, and the wavelength (1565 nm) on the long wavelength side is defined as λmax.
[0024]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the light source device according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the light source device includes a broadband light source 11, a level flattening filter 12, a filter unit 20, an optical amplifier 13, and a light emitting end 14.
[0025]
The broadband light source 11 outputs an optical signal over a predetermined wavelength range to a level flattening filter 12 connected by an optical transmission line such as an optical fiber. As the broadband light source 11, a light source having an optical output over a wide wavelength range, such as an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, is used.
[0026]
The level flattening filter 12 flattens the level of the optical signal over the above wavelength range and outputs the level to the filter unit 20. Since the light intensity of the light emitted from the broadband light source 11 has wavelength dependency, the level flattening filter 12 reduces the wavelength dependency of the light intensity and makes the light intensity almost wavelength independent. Further, the level flattening filter 12 is configured such that the light emitting end 14 receives the light from the light emitting end 14 in consideration of the wavelength dependence of the light intensity of each component constituting the light source device, such as the broadband light source 11, the filter unit 20, and the optical amplifier 13. It is designed to flatten the light intensity of output light emitted outside the device in an arbitrary wavelength range. As the level flattening filter 12, for example, an etalon-type optical gain equalizer, a fiber grating-type optical gain equalizer, or the like can be used.
[0027]
The filter unit 20 further restricts the output wavelength range and outputs the output wavelength range to the optical amplifier 13. The filter unit 20 includes a low-pass filter 21 capable of variably setting a transmission upper limit wavelength and a high-pass filter 22 capable of variably setting a transmission lower limit wavelength. The filter unit 20 including the low-pass filter 21 and the high-pass filter 22 is a band-pass filter capable of variably setting a transmission band.
[0028]
The low-pass filter 21 and the high-pass filter 22 each include a dielectric multilayer filter, and are configured so that the incident angle of light emitted from the level flattening filter 12 can be changed. That is, the filter unit 20 varies the transmission upper-limit wavelength and the transmission lower-limit wavelength by changing the incident angle of the light incident from the level flattening filter 12. Generally, when the dielectric multilayer filter is inclined with respect to the incident light, the cutoff wavelength shifts to a shorter wavelength side.
[0029]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the transmission characteristics of the low-pass filter 21. In this figure, the solid line t1 shows the transmission characteristics when the cutoff wavelength is set to λmax (when the light is vertically incident on the dielectric multilayer filter), and the broken line t2 changes the cutoff wavelength by 10 nm. It shows the transmission characteristics when set to 1555 nm. Both of the transmission characteristics t1 and the transmission characteristics t2 have sufficiently large transmittances of 30 dB or more. In addition, as the low-pass filter 21, a filter having a good flatness of the insertion loss (for example, ± 0.5 dB or less) is used.
[0030]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the transmission characteristics of the high-pass filter 22. In this figure, the solid line t3 shows the transmission characteristic when the cutoff wavelength is set to 1540 nm (when light is vertically incident), and the broken line t4 shows the case when the cutoff wavelength is changed by 10 nm and set to λmin. The transmission characteristics are shown. The high-pass filter 22 has a sufficiently large transmittance of 30 dB or more in both the transmission characteristics t3 and the transmission characteristics t4, similarly to the low-pass filter 21 described above. As the high-pass filter 22, a filter having good insertion loss flatness (for example, ± 0.5 dB or less) is used.
[0031]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the transmission characteristics of the filter unit 20. As shown in this figure, the characteristics of the present filter unit 20 reflect the transmission characteristics of the low-pass filter 21 shown in FIG. 2 and the transmission characteristics of the high-pass filter 22 shown in FIG. In FIG. 4, a solid line t10 indicates a transmission characteristic when the dielectric multilayer filter in the low-pass filter 21 is inclined with respect to incident light and light is vertically incident on the dielectric multilayer filter in the high-pass filter 22. ing. In this case, the transmission wavelength range of the filter unit 20 is 1540 to 1555 nm.
[0032]
A broken line t11 shows the transmission characteristics when the dielectric multilayer filter in the high-pass filter 22 is inclined with respect to the incident light and the light is vertically incident on the dielectric multilayer filter in the low-pass filter 21. I have. In this case, the transmission wavelength range of the filter unit 20 is 1530 to 1565 nm. As described above, the transmission upper limit wavelength or the transmission lower limit wavelength is changed by tilting the dielectric multilayer filter in the low-pass filter 21 or the high-pass filter 22 with respect to the incident light, so that the transmission wavelength range of the filter unit 20 is changed. Can be set.
[0033]
The optical amplifier 13 amplifies the light input from the filter unit 20 to a light intensity required for evaluation of the optical amplifier, and outputs the light to the light emitting end 14. As the optical amplifier 13, an optical amplifier, such as an EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), which amplifies and reproduces an optical signal without converting it into electricity is used. The output light of the optical amplifier 13 is emitted to the outside via the light emitting end 14.
[0034]
Next, the operation of the light source device configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
[0035]
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of an optical spectrum in each part of the light source device. FIG. 5A shows an optical spectrum of light emitted from the broadband light source 11, and FIG. 5B shows an optical spectrum emitted from the level flattening filter 12. (C) is the light spectrum of the light emitted from the low-pass filter 21, (d) is the light spectrum of the light emitted from the filter unit 20, and (e) is the light emitted from the emission end 14 to the outside. Are respectively shown.
[0036]
As shown in FIG. 5A, the light intensity of the light S1 emitted from the broadband light source 11 increases on the short wavelength side in the drawing, and it can be seen that the light intensity has wavelength dependence. When the light emitted from the broadband light source 11 passes through the level flattening filter 12, the light S2 has a light intensity distribution within the wavelength range of the light emitted from the broadband light source 11, as shown in FIG. It has changed significantly. The level flattening filter 12 is designed to flatten the light intensity within the wavelength range determined by the filter unit 20 for the light emitted from the light emitting end 14 to the outside. In other words, since the light S2 immediately after passing through the level flattening filter 12 is designed in consideration of the flatness of the insertion loss of the filter unit 20 and the amplifying characteristic of the optical amplifier 13 that are incident after passing through the level flattening filter 12, Levels in the range are not flattened.
[0037]
The light S2 emitted from the level flattening filter 12 is incident on the low-pass filter 21 in the filter unit 20. When the light S2 passes through the low-pass filter 21, the long wavelength side is cut off in accordance with the transmission characteristics of the low-pass filter 21. Therefore, the optical spectrum of the light S3 that has passed through the low-pass filter 21 becomes the spectrum shown in FIG. Further, when the light S3 passes through the high-pass filter 22, the short wavelength side is cut off in accordance with the transmission characteristics of the high-pass filter 22, so that the optical spectrum of the light S4 finally emitted from the filter unit 20 is as shown in FIG. The optical spectrum is as shown in FIG.
[0038]
The light S4 emitted from the filter unit 20 is incident on the optical amplifier 13, and the gain characteristic of the optical amplifier 13 increases on the short wavelength side as shown in FIG. 6, and the gain has wavelength dependence. I have. Since the light S4 emitted from the filter unit 20 is set so that the light intensity in the wavelength range after passing through the optical amplifier 13 is constant, the optical spectrum of the light S5 amplified by the optical amplifier 13 is as shown in FIG. As shown in e), the light is flattened, the intensity is amplified, and the light is emitted from the light emitting end 14 to the outside. Since such light S5 has a substantially constant light intensity in the wavelength range of λmin to λmax, it is optimal as a light source for evaluating an optical amplifier.
[0039]
According to the present light source device, it is not necessary to provide a plurality of light sources unlike the conventional light source device. Therefore, it is possible to suppress an increase in cost and to achieve a compact and simple configuration. Further, since the light intensity can be made substantially constant over a wide wavelength range by providing the level flattening filter 12, the adjustment of the light intensity can be performed very easily. Further, since the light is amplified by the optical amplifier 13, it is possible to output high-level light necessary for evaluating the optical amplifier.
[0040]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0041]
FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of the light source device according to the second embodiment. As shown in this figure, the present light source device is obtained by changing the arrangement order of each component of the light source device according to the first embodiment. That is, in the light source device, the light S11 emitted from the broadband light source 11 enters the filter unit 20, the light S13 emitted from the filter unit 20 enters the optical amplifier 13, and the light S14 emitted from the optical amplifier 13 Is incident on the level flattening filter 12, and the light S15 emitted from the level flattening filter 12 is emitted from the light emitting end 14 to the outside.
[0042]
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an optical spectrum in each part of the light source device, wherein FIG. 8A is an optical spectrum of light emitted from the broadband light source 11, and FIG. 8B is an optical spectrum of light S11 emitted from the low-pass filter 21. (C) is the optical spectrum of the light S13 emitted from the filter unit 20, (d) is the optical spectrum of the light S14 after the optical power amplification output from the optical amplifier 13, and (e) is the optical spectrum of the level flattening filter 12. The optical spectrum of the emitted light S15 is shown.
[0043]
As shown in FIG. 8A, the light S11 emitted from the broadband light source 11 has a higher light intensity on the shorter wavelength side, and the light intensity has wavelength dependence. When the light S11 passes through the low-pass filter 21 in the filter unit 20, the long wavelength side is cut off in accordance with the transmission characteristics of the low-pass filter 21. Therefore, the light spectrum of the light S12 emitted from the low-pass filter 21 is as shown in FIG. The spectrum shown in FIG. The light S12 emitted from the low-pass filter 21 passes through the high-pass filter 22 so that the short-wavelength side is cut off in accordance with the transmission characteristics of the high-pass filter 22. The optical spectrum of S13 is the optical spectrum shown in FIG.
[0044]
The outgoing light S13 from the filter unit 20 becomes light S14 whose intensity is amplified by passing through the optical amplifier 13, and this light S14 has a wavelength determined by the filter unit 20 as shown in FIG. The light intensity within the range has wavelength dependence. The light S14 passes through the level flattening filter 12, and becomes light S15 having a substantially constant light intensity within the wavelength range determined by the filter unit 20. As shown in FIG. 8 (e), the light S15 has a substantially constant light intensity in the wavelength range of λmin to λmax, and thus is optimal as a light source for evaluating an optical amplifier.
[0045]
According to the present light source device, it is not necessary to provide a plurality of light sources unlike the conventional light source device. Therefore, it is possible to suppress an increase in cost and to achieve a compact and simple configuration. In addition, since the light intensity of the output light can be made substantially constant over a wide wavelength range by passing through the level flattening filter 12, the light intensity can be adjusted very easily. Further, since it is amplified by the optical amplifier 13, it has a high level optical output necessary for evaluating the optical amplifier.
[0046]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the above-described first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0047]
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the light source device according to the third embodiment of the present invention. As shown in this figure, the light source device includes a broadband light source 11, a filter unit 60, an optical amplifier 13, and a light emitting end 14. The configuration of the filter unit 60 is completely different from that of the filter unit 20 in the first and second embodiments, and the detailed configuration will be described below.
[0048]
FIG. 10 is a detailed configuration diagram of the filter unit 60. That is, the filter unit 60 includes a light incident end 61, a convex lens 62, a diffraction grating 63, a cylindrical lens 64, a MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) mirror array 65, a convex lens 66, and a light emitting end 67. The light S21 incident inside from the light incident end 61 becomes parallel light by transmitting through the convex lens 62 and enters the diffraction grating 62. Since the diffraction grating 63 has the property that the reflection angle changes depending on the wavelength, the light reflected on the diffraction grating is decomposed for each wavelength component and enters the cylindrical lens 64.
[0049]
As shown in FIG. 11, the cylindrical lens 64 has a property of changing an incident light beam into a linear shape. The light linearly changed by the cylindrical lens 64 is incident on the MEMS mirror array 65. The MEMS mirror array 65 has micro mirrors arranged in an array as shown in FIG. These micro mirrors can individually change the reflection angle, and controls whether or not the reflected light of the MEMS mirror array 65 is condensed on the light emitting end 67 based on the reflection angle of the micro mirror. be able to. Since the transmitted light of the cylindrical lens 64 is linear, the MEMS mirror array 65 adjusts the attenuation of the light intensity at an arbitrary wavelength component in the horizontal axis direction corresponding to the wavelength component in the horizontal axis direction. It is possible to do. Therefore, by adjusting the individual micro mirrors of the MEMS mirror array 65, the cutoff wavelength and the transmission characteristics within an arbitrary wavelength range can be freely varied.
[0050]
For example, as shown in FIG. 13, the micro mirror shown in black is changed to an angle at which the reflected light does not converge on the light emitting end 67, and the micro mirror shown in white condenses the reflected light on the light emitting end 67. Variable to the angle. In this case, the output light of the filter unit 60 has a transmission characteristic as shown in FIG. 14 and functions as a low-pass filter whose cutoff wavelength is λa (λa ≦ λmax).
[0051]
On the other hand, as shown in FIG. 15, the minute mirror shown in black is changed to an angle at which the reflected light does not converge on the light emitting end 67, and the reflected light is condensed on the minute mirror shown in white on the light emitting end 67. Variable to the angle. In this case, the output light of the filter unit 60 has a transmission characteristic as shown in FIG. 16 and functions as a high-pass filter whose cutoff wavelength is λb (λb ≧ λmin). In this manner, the cutoff wavelengths on the short and long wave sides of the filter unit 60 in the horizontal axis direction of the MEMS mirror array can be determined.
[0052]
Further, in the MEMS mirror array 65, the amount of attenuation of the light intensity can be adjusted for each wavelength component by changing the angle of the minute mirror in the vertical axis direction. As shown in FIG. 17, the minute mirror shown in black is changed to an angle at which the reflected light does not converge on the light emitting end 67, and the minute mirror shown in white is changed to an angle at which the reflected light condenses on the light emitting end 67. Make it variable. In this case, the output light of the filter unit 60 has transmission characteristics as shown in FIG. As described above, by varying the individual mirror angles of the MEMS mirror array 65, the wavelength dependence of light intensity within the wavelength range of light can be flattened.
[0053]
The light reflected by such a MEMS mirror array 65 again passes through the cylindrical lens 64 and enters the diffraction grating 63. The light reflected by the diffraction grating 63 is condensed by passing through the lens 66, and is emitted from the light emitting end 67 to the outside as output light S22. The output light S22 of the filter unit 60 is input to the optical amplifier 13 and amplified, and is emitted from the light emission end 14 to the outside as light S23 having substantially flat light intensity.
[0054]
FIGS. 19A and 19B are diagrams showing an optical spectrum in each part of the light source device. FIG. 19A is an optical spectrum of light S21 emitted from the broadband light source 11, and FIG. 19B is an optical spectrum of light S22 emitted from the filter unit 60. (C) shows an optical spectrum of the light S23 emitted from the emission end 14 to the outside. As shown in FIG. 19A, the output light S21 of the broadband light source 11 has a higher light intensity on the shorter wavelength side, and the light intensity has wavelength dependence.
[0055]
The outgoing light S21 becomes the light S22 by passing through the filter unit 60. The light S22 has a limited wavelength range as shown in FIG. 19B, and the light intensity distribution within the wavelength range is large. Has changed. The filter unit 60 is designed such that the light intensity of the light S23 emitted from the light emitting end 14 to the outside is flattened. That is, since the filter unit 60 is designed in consideration of the amplification characteristics of the optical amplifier 13 located at the subsequent stage, the optical spectrum of the light S22 is not flattened.
[0056]
The outgoing light S22 of such a filter unit 60 is incident on the optical amplifier 13 and amplified, but the gain characteristic of the optical amplifier 13 increases on the short wavelength side as shown in FIG. It has wavelength dependence. Since the output light S22 of the filter unit 60 is set to have a constant light intensity in the wavelength range after passing through the optical amplifier 13, the optical spectrum of the light S23 amplified by the optical amplifier 13 is as shown in FIG. The optical spectrum shown in FIG.
[0057]
That is, according to the present light source device, as shown in FIG. 19C, the light spectrum of the outgoing light S23 has a substantially constant light intensity in the wavelength range of λmin to λmax. As the best. Further, unlike the conventional light source device, there is no need to provide a plurality of light sources, so that it is possible to suppress an increase in cost and to achieve a compact and simple configuration. In addition, since the light intensity of the output light from the light source device can be made substantially constant over a wide wavelength range by passing the light through the filter unit 60, the light intensity can be adjusted very easily. Further, since it is amplified by the optical amplifier 13, it has a high level optical output necessary for evaluating the optical amplifier.
[0058]
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the above-described first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0059]
FIG. 20 is a functional block diagram showing the configuration of the light source device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in this figure, the present light source device is obtained by changing the arrangement order of the components of the light source device according to the third embodiment. That is, in the light source device, the outgoing light S31 of the broadband light source 11 is incident on the optical amplifier 13, the outgoing light S32 of the optical amplifier 13 is incident on the filter unit 60, and the outgoing light S33 of the filter unit 60 is transmitted to the light emitting end. The light is emitted to the outside via 14.
[0060]
FIGS. 21A and 21B are diagrams showing an optical spectrum in each part of the present light source device. FIG. 21A is an optical spectrum of the emitted light S31 of the broadband light source 11, FIG. 21B is an optical spectrum of the emitted light S32 of the optical amplifier 13, and FIG. () Shows the optical spectrum of the output light S33 of the filter unit 60, respectively. As shown in FIG. 21A, the emission light S31 of the broadband light source 11 has a higher light intensity on the shorter wavelength side, and the light intensity has wavelength dependence. The outgoing light S31 becomes the light S32 amplified by passing through the optical amplifier 13 and enters the filter unit 60. As shown in FIG. 21B, the output light S32 of the optical amplifier 13 has a wavelength dependence in light intensity. The wavelength of the emitted light S32 is restricted by passing through the filter unit 60, and the light S32 becomes light S33 having a substantially constant light intensity within an arbitrary wavelength range.
[0061]
That is, as shown in FIG. 21C, the emitted light S33 of the light source device has an optical spectrum showing a substantially constant light intensity in the wavelength range from λmin to λmax, and is optimal as a light source for evaluating an optical amplifier. It is. Further, unlike the conventional light source device, there is no need to provide a plurality of light sources, so that it is possible to suppress an increase in cost and to achieve a compact and simple configuration. Further, by passing the light through the filter unit 60, the light intensity of the output light of the light source device can be made substantially constant over a wide wavelength range, so that the light intensity can be adjusted very easily. Further, since it is amplified by the optical amplifier 13, it has a high level optical output necessary for evaluating the optical amplifier.
[0062]
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and for example, the following modified examples can be considered.
(1) In each of the above embodiments, the optical amplifier to be evaluated corresponds to 32 channels at 100 GHz (0.8 nm) intervals or 64 channels at 50 GHz (0.4 nm) intervals in the C-BAND (1530 nm to 1565 nm). Although it is assumed that the light is used when amplifying wavelength-multiplexed light in a wavelength band equal to or longer than the wavelength band (wavelength band 1540 to 1555 nm), the present invention is not limited to this.
[0063]
(2) In each of the above embodiments, the light source device can change the cutoff wavelength in the range of 1530 to 1540 nm on the short wavelength side of the wavelength range, and further, the light source device has the range of 1555 to 1565 nm on the long wavelength side of the wavelength range. Although it is assumed that the cutoff wavelength can be changed by the above, the present invention is not limited to this.
[0064]
(3) In the above embodiments, the case where the broadband light source 11 is an ASE light source has been described as an example. However, another broadband light source may be used.
(4) In the above embodiments, the case where the optical amplifier 13 is an EDFA has been described as an example. However, another optical amplifier such as a semiconductor amplifier may be used.
[0065]
(5) In the first and second embodiments, the case where the low-pass filter 21 and the high-pass filter 22 include a dielectric multilayer filter has been described as an example. However, if desired filter characteristics can be obtained, a metal film is used. It is not always necessary to provide a dielectric multilayer filter.
[0066]
(6) In the third and fourth embodiments, the filter unit 60 includes the light incident end 61, the convex lens 62, the diffraction grating 63, the cylindrical lens 64, the MEMS mirror array 65, the convex lens 66, the light Although the case where the light emitting end 67 is provided has been described as an example, another filter may be used as long as desired filter characteristics can be obtained.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a broadband light source that emits light over a predetermined wide wavelength range, a level flattening filter that flattens the intensity of incident light, and restricts incident light to a predetermined wavelength range A filter section, an optical amplifier for amplifying the intensity of the output light of the incident light, and a light output end for outputting the incident light to the outside. Since the light is processed in an arbitrary order and emitted to the outside from the light emitting end, there is no need to provide a plurality of light sources as in the conventional light source device, and therefore low cost and flat intensity characteristics over a wide wavelength range are provided. A high-output light source device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of a light source device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating transmission characteristics of a low-pass filter 21 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating transmission characteristics of a high-pass filter 22 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating transmission characteristics of a filter unit 20 according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an optical spectrum of each part according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is an optical spectrum of light emitted from a broadband light source 11, and FIG. (C) is an optical spectrum of light emitted from the low-pass filter 21, (d) is an optical spectrum of light emitted from the filter unit 20, and (e) is emitted from the emission end 14 to the outside. 3 shows the optical spectrum of the light.
FIG. 6 is a diagram illustrating gain characteristics in a wavelength band of the optical amplifier 13 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a configuration of a light source device according to a second embodiment of the present invention.
8A and 8B are diagrams illustrating an optical spectrum of each unit according to the second embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is an optical spectrum of light emitted from a broadband light source 11, and FIG. (C) is the optical spectrum of the light emitted from the filter unit 20, (d) is the optical spectrum of the light emitted from the optical amplifier 13, and (e) is the light emitted from the emission end 14 to the outside. Are respectively shown.
FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a configuration of a light source device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a filter unit 60 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating transmission characteristics of a cylindrical lens 64 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a MEMS mirror array 65 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a mirror control method when the MEMS mirror array 65 according to the third embodiment of the present invention is used as a low-pass filter.
FIG. 14 is a diagram illustrating transmission characteristics when the MEMS mirror array 65 according to the third embodiment of the present invention is used as a low-pass filter.
FIG. 15 is a diagram illustrating a mirror control method when the MEMS mirror array 65 according to the third embodiment of the present invention is used as a high-pass filter.
FIG. 16 is a diagram showing transmission characteristics when the MEMS mirror array 65 according to the third embodiment of the present invention is used as a high-pass filter.
FIG. 17 is a diagram illustrating a control method of the MEMS mirror array 65 when changing the light intensity within the wavelength range of the output light of the filter unit 60 according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating transmission characteristics of a filter unit 60 according to the third embodiment of the present invention.
19A and 19B are diagrams illustrating an optical spectrum of each unit according to the third embodiment of the present invention, wherein FIG. 19A illustrates an optical spectrum of light emitted from the broadband light source 11, and FIG. (C) shows an optical spectrum of light emitted from the emission end 14 to the outside.
FIG. 20 is a functional block diagram illustrating a configuration of a light source device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 21A and 21B are diagrams showing an optical spectrum of each part according to the fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 21A is an optical spectrum of light emitted from a broadband light source 11, and FIG. The optical spectrum after power amplification, and (c) shows the optical spectrum of the light emitted from the emission end 14 to the outside, respectively.
FIG. 22 is a functional block diagram showing a configuration of a conventional light source device.
FIG. 23 is a diagram showing an optical spectrum of an output of a multiplexer 33 in a conventional light source device.
[Explanation of symbols]
11 Broadband light source
12: Level leveling filter
13 ... Optical amplifier
14 ... light emitting end
20 Filter part
21 Low pass filter
22 High-pass filter
30 Conventional light source device
31a to 31n: Laser light source
32a to 32n: Optical attenuator
33 ... combiner
40 ... optical attenuator
50 Evaluation device
60: Filter section
61 ... Light incident end
62 ... Convex lens
63 …… Diffraction grating
64 .... Risical lens
65 MEMS mirror array
66 ... Convex lens
67 Light output end
