JP3166691B2 - 波長制御装置、波長制御方法及び波長多重光送信装置 - Google Patents
波長制御装置、波長制御方法及び波長多重光送信装置Info
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
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- H04B10/50—Transmitters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光波長の制
御装置及び方法に関し、特に波長分割多重光通信方式の
送信光源として用いる波長多重光源を搭載した波長多重
光送信装置及び波長多重光源の出力光波長を制御する装
置及び方法に関する。
御装置及び方法に関し、特に波長分割多重光通信方式の
送信光源として用いる波長多重光源を搭載した波長多重
光送信装置及び波長多重光源の出力光波長を制御する装
置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長多重光通信方式の送信光源と
して用いる複数のレーザ光の各波長を安定化する方式と
して、野須らによるＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｏｌ．
１１ Ｎｏ．５／６ 所載の論文“１００ ｃｈａｎｎ
ｅｌ ｏｐｔｉｃａｌ ＦＤＭ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ＦＤＭｃｈａｎｎｅｌ−ｂａｓｅｄ ｎ
ｅｔｗｏｒｋｓ”に記載された方式がある。この方式の
構成を図１２に示す。
して用いる複数のレーザ光の各波長を安定化する方式と
して、野須らによるＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｏｌ．
１１ Ｎｏ．５／６ 所載の論文“１００ ｃｈａｎｎ
ｅｌ ｏｐｔｉｃａｌ ＦＤＭ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ＦＤＭｃｈａｎｎｅｌ−ｂａｓｅｄ ｎ
ｅｔｗｏｒｋｓ”に記載された方式がある。この方式の
構成を図１２に示す。
【０００３】この方式では、制御対象である波長多重光
源出力光を石英基板上に形成した光導波路によるマッハ
ツェンダ型波長選択器に入力し、１波長のみ選択出力す
る。選択された波長光はさらにマッハツェンダ型波長弁
別器に入力され、制御目標である波長からのずれ量に応
じた光パワーが出力される。波長弁別器からの出力光を
電気信号に変換し、さらに制御回路により上記ずれ量を
打ち消す制御信号に変換して対応する波長光源の温度も
しくは注入電流として帰還する。この操作を、波長多重
光を構成する各光源に対し、上記波長選択器の選択波長
を切り換えつつ順次実行する。
源出力光を石英基板上に形成した光導波路によるマッハ
ツェンダ型波長選択器に入力し、１波長のみ選択出力す
る。選択された波長光はさらにマッハツェンダ型波長弁
別器に入力され、制御目標である波長からのずれ量に応
じた光パワーが出力される。波長弁別器からの出力光を
電気信号に変換し、さらに制御回路により上記ずれ量を
打ち消す制御信号に変換して対応する波長光源の温度も
しくは注入電流として帰還する。この操作を、波長多重
光を構成する各光源に対し、上記波長選択器の選択波長
を切り換えつつ順次実行する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来方式では、各光源の波長を弁別するために外部から
の印加信号により選択波長を切り換えることができる波
長選択器が必要となるが、市販されている製品は、まだ
高価であり、装置として組み上げる際のコスト上昇の要
因となる。さらに、特に上記従来方式のように、入力光
波長に対し周期的に透過率が変化する特性を有する光フ
ィルタ等により波長選択を行った場合、波長選択器への
印加信号の変動により誤った波長光を選択し、該当する
光源の波長は所定の波長とは異なった波長に安定化され
てしまう可能性がある。また、波長弁別を上記光フィル
タで行う場合、波長弁別素子出力から入力波長が一意に
決まらず、所定の波長に設定されていることを別の手段
で確認する必要があり、装置の複雑化につながってい
た。
従来方式では、各光源の波長を弁別するために外部から
の印加信号により選択波長を切り換えることができる波
長選択器が必要となるが、市販されている製品は、まだ
高価であり、装置として組み上げる際のコスト上昇の要
因となる。さらに、特に上記従来方式のように、入力光
波長に対し周期的に透過率が変化する特性を有する光フ
ィルタ等により波長選択を行った場合、波長選択器への
印加信号の変動により誤った波長光を選択し、該当する
光源の波長は所定の波長とは異なった波長に安定化され
てしまう可能性がある。また、波長弁別を上記光フィル
タで行う場合、波長弁別素子出力から入力波長が一意に
決まらず、所定の波長に設定されていることを別の手段
で確認する必要があり、装置の複雑化につながってい
た。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決して、簡易、
安価であり、かつ各半導体レーザ送信光源の波長を所定
の波長に確実に安定化することが可能な波長制御装置及
び波長制御方法を提供することにある。
安価であり、かつ各半導体レーザ送信光源の波長を所定
の波長に確実に安定化することが可能な波長制御装置及
び波長制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明である波長制御装置は、互いに異なる波長の
光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザ送信光源と、
前記互いに異なる波長の光を合流して合流光を出力する
光合流手段と、該合流光から光パルスを生成する光パル
ス生成手段と、高分散デバイスにより入力された光の波
長ごとの異なる伝搬遅延を与え、前記光パルスを複数の
光パルスに分離して分離光パルスを出力する光パルス分
離手段と、前記分離光パルスと基準波長の光パルスとの
間の生起時間間隔を測定するパルス時間差測定手段と、
該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ送信光源の波長を制御する制御回路とを備えてい
る。
め、本発明である波長制御装置は、互いに異なる波長の
光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザ送信光源と、
前記互いに異なる波長の光を合流して合流光を出力する
光合流手段と、該合流光から光パルスを生成する光パル
ス生成手段と、高分散デバイスにより入力された光の波
長ごとの異なる伝搬遅延を与え、前記光パルスを複数の
光パルスに分離して分離光パルスを出力する光パルス分
離手段と、前記分離光パルスと基準波長の光パルスとの
間の生起時間間隔を測定するパルス時間差測定手段と、
該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ送信光源の波長を制御する制御回路とを備えてい
る。
【０００７】さらに、前記光合流手段への入力光が、原
子あるいは分子の吸収スペクトル線を基準として波長が
安定化された基準波長光を含むこともできる。
子あるいは分子の吸収スペクトル線を基準として波長が
安定化された基準波長光を含むこともできる。
【０００８】また、前記光合流手段としてファイバグレ
ーティングもしくは石英基板上に形成されたアレイ導波
路回折格子を含む光合波器又は光ツリーカプラを用いる
ことができる。
ーティングもしくは石英基板上に形成されたアレイ導波
路回折格子を含む光合波器又は光ツリーカプラを用いる
ことができる。
【０００９】また、前記光パルス生成手段が光変調器を
含んで構成することもできる。
含んで構成することもできる。
【００１０】さらに、前記光パルス分離手段として波長
１．３マイクロメートル帯で波長分散が０となるシング
ルモード光ファイバ、分散補償光ファイバもしくは石英
導波路を用いて形成した分散補償回路を用いることもで
きる。
１．３マイクロメートル帯で波長分散が０となるシング
ルモード光ファイバ、分散補償光ファイバもしくは石英
導波路を用いて形成した分散補償回路を用いることもで
きる。
【００１１】さらに、前記制御回路が前記複数の半導体
レーザ送信光源の温度もしくは注入電流を制御すること
もできる。
レーザ送信光源の温度もしくは注入電流を制御すること
もできる。
【００１２】さらに、前記生起時間間隔を隣接する２つ
のパルス間でもしくは予め定めた特定の１つのパルスと
の間で測定することもできる。
のパルス間でもしくは予め定めた特定の１つのパルスと
の間で測定することもできる。
【００１３】さらに、前記予め定められた一定値である
生起時間間隔を前記複数の半導体レーザ送信光源毎に互
いに異なる値に設定することもできる。
生起時間間隔を前記複数の半導体レーザ送信光源毎に互
いに異なる値に設定することもできる。
【００１４】また、本発明の波長制御方法は、制御対象
である複数のレーザ送信光源出力光を合流して波長多重
光を形成する工程と、該波長多重光を波長多重光パルス
に変換する工程と、該波長多重光パルスを構成する各波
長光パルスに、波長に対し単調に変化する伝搬遅延を与
える工程と、該伝搬遅延を検出し、予め定められた一定
値となるよう前記複数の送信光源を制御する工程とを含
んでおり、さらに、前記波長多重光が波長の基準を与え
る基準波長光を含むこともできる。
である複数のレーザ送信光源出力光を合流して波長多重
光を形成する工程と、該波長多重光を波長多重光パルス
に変換する工程と、該波長多重光パルスを構成する各波
長光パルスに、波長に対し単調に変化する伝搬遅延を与
える工程と、該伝搬遅延を検出し、予め定められた一定
値となるよう前記複数の送信光源を制御する工程とを含
んでおり、さらに、前記波長多重光が波長の基準を与え
る基準波長光を含むこともできる。
【００１５】以上の構成をとることにより、本発明で
は、光短パルス生成器で形成した波長多重短パルスに高
分散デバイスにより波長により異なる伝搬遅延を与え、
その遅延差を測定することにより、各レーザ光源の波長
差を監視し、その結果を各レーザ光源に帰還することで
各レーザ光源の波長を所定の波長間隔に設定することが
可能となっている。上記高分散デバイスは光ファイバあ
るいは石英基板といった単一の受動デバイスで構成で
き、波長制御装置の簡易な構築を可能にしている。ま
た、本発明では、高分散デバイスの伝搬遅延時間の波長
特性という、波長に対し単調に変化する特性を入力波長
の弁別に用いているため、波長弁別素子の出力から入力
波長を一意に決定でき、このことも装置の簡易化に寄与
している。
は、光短パルス生成器で形成した波長多重短パルスに高
分散デバイスにより波長により異なる伝搬遅延を与え、
その遅延差を測定することにより、各レーザ光源の波長
差を監視し、その結果を各レーザ光源に帰還することで
各レーザ光源の波長を所定の波長間隔に設定することが
可能となっている。上記高分散デバイスは光ファイバあ
るいは石英基板といった単一の受動デバイスで構成で
き、波長制御装置の簡易な構築を可能にしている。ま
た、本発明では、高分散デバイスの伝搬遅延時間の波長
特性という、波長に対し単調に変化する特性を入力波長
の弁別に用いているため、波長弁別素子の出力から入力
波長を一意に決定でき、このことも装置の簡易化に寄与
している。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の波長制御装置及び波長制
御方法について図面を参照して以下に詳細に説明する。
御方法について図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の第一の実施例を示す構成図
である。図１において、本願発明の波長制御装置は、光
送信盤１−１〜１−７、光合波器２１及び２２、光パル
ス生成器３０、短パルス発生器３１、高分散デバイス４
０、光電気変換器５０、パルス時間差測定器６０、負帰
還回路７−１〜７−７、基準波長光源８０から構成され
る。本実施例では光パルス分離手段として、高分散デバ
イス４０を用いている。各光送信盤１−１〜１−７は、
各々半導体レーザ（ＬＤ）１１−１〜１１−７、光分岐
器１２−１〜１２−７、変調器１３−１〜１３−７、温
度制御回路１４−１〜１４−７、基準電圧源１５−１〜
１５−７から構成される。また、光パルス生成器３０は
光変調器を用いて構成される。
である。図１において、本願発明の波長制御装置は、光
送信盤１−１〜１−７、光合波器２１及び２２、光パル
ス生成器３０、短パルス発生器３１、高分散デバイス４
０、光電気変換器５０、パルス時間差測定器６０、負帰
還回路７−１〜７−７、基準波長光源８０から構成され
る。本実施例では光パルス分離手段として、高分散デバ
イス４０を用いている。各光送信盤１−１〜１−７は、
各々半導体レーザ（ＬＤ）１１−１〜１１−７、光分岐
器１２−１〜１２−７、変調器１３−１〜１３−７、温
度制御回路１４−１〜１４−７、基準電圧源１５−１〜
１５−７から構成される。また、光パルス生成器３０は
光変調器を用いて構成される。
【００１８】本実施例では、ＬＤ１１−１〜１１−７の
発振波長は１５５０ｎｍ帯で、間隔５ｎｍに安定化する
こととする。互いに異なる波長λ１〜λ７で発振するＬ
Ｄ１１−１〜１１−７からの出力光は、各々光分岐器１
２−１〜１２−７で２分岐される。そのうち一方の分岐
出力は各々変調器１３−１〜１３−７で所定の信号で変
調された後、光合波器２１に入力され、波長多重信号光
として光伝送路へ送出される。光分岐器１２−１〜１２
−７の他方の分岐出力は、基準波長光源８０の出力光と
ともに光合波器２２で合波された後、光パルス生成器３
０に入力される。基準波長光源８０としては、ＨＣＮガ
スの吸収スペクトル線にロックした波長１５５２．４６
１３ｎｍの光源を使用する。
発振波長は１５５０ｎｍ帯で、間隔５ｎｍに安定化する
こととする。互いに異なる波長λ１〜λ７で発振するＬ
Ｄ１１−１〜１１−７からの出力光は、各々光分岐器１
２−１〜１２−７で２分岐される。そのうち一方の分岐
出力は各々変調器１３−１〜１３−７で所定の信号で変
調された後、光合波器２１に入力され、波長多重信号光
として光伝送路へ送出される。光分岐器１２−１〜１２
−７の他方の分岐出力は、基準波長光源８０の出力光と
ともに光合波器２２で合波された後、光パルス生成器３
０に入力される。基準波長光源８０としては、ＨＣＮガ
スの吸収スペクトル線にロックした波長１５５２．４６
１３ｎｍの光源を使用する。
【００１９】光パルス生成器には、短パルス発生器３１
から入力される幅１ｎｓ（ナノ秒）、繰り返し周期５０
ｎｓのパルスに従い、幅１ｎｓの光短パルスを出力す
る。光パルス生成器３０の出力パルスを図２に示す。こ
のパルスは図２でも示したように、波長の異なる８（＝
７＋１）個のパルスが同一時点に重なっているものと見
ることができる。
から入力される幅１ｎｓ（ナノ秒）、繰り返し周期５０
ｎｓのパルスに従い、幅１ｎｓの光短パルスを出力す
る。光パルス生成器３０の出力パルスを図２に示す。こ
のパルスは図２でも示したように、波長の異なる８（＝
７＋１）個のパルスが同一時点に重なっているものと見
ることができる。
【００２０】光パルス生成器３０の出力は高分散デバイ
ス４０に入力される。高分散デバイス４０は、分散補償
用に供給されているファイバ（分散補償ファイバ）を使
用する。分散補償ファイバの分散は１５５０ｎｍ帯で−
５０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ（ピコ秒毎キロメートル毎ナノメ
ートル）である。本実施例ではこの分散補償ファイバ２
０ｋｍを高分散デバイス４０として使用する。このと
き、高分散デバイス４０の分散量は−１０００ｐｓ／ｎ
ｍとなるから、波長間隔が５ｎｍに設定される場合、高
分散デバイス４０の出力では、上記８個のパルスがほぼ
５０００ｐｓの時間間隔をおいて波長順に現れることに
なる。
ス４０に入力される。高分散デバイス４０は、分散補償
用に供給されているファイバ（分散補償ファイバ）を使
用する。分散補償ファイバの分散は１５５０ｎｍ帯で−
５０ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ（ピコ秒毎キロメートル毎ナノメ
ートル）である。本実施例ではこの分散補償ファイバ２
０ｋｍを高分散デバイス４０として使用する。このと
き、高分散デバイス４０の分散量は−１０００ｐｓ／ｎ
ｍとなるから、波長間隔が５ｎｍに設定される場合、高
分散デバイス４０の出力では、上記８個のパルスがほぼ
５０００ｐｓの時間間隔をおいて波長順に現れることに
なる。
【００２１】高分散デバイス４０の出力に現れるパルス
列を図３に示す。高分散デバイス４０の出力は、光電気
変換器５０で電気信号に変換された後、パルス時間差測
定器６０で、入力された電気信号を構成するパルス列の
２つのパルスの時間差が計測される。パルス時間差測定
器６０の構成の一例を図４に、パルス時間差測定器６０
に含まれるデコーダの論理式の一覧表を図５に示す。ま
た、パルス時間差測定器６０の動作を示すタイミングチ
ャートを図６に示す。
列を図３に示す。高分散デバイス４０の出力は、光電気
変換器５０で電気信号に変換された後、パルス時間差測
定器６０で、入力された電気信号を構成するパルス列の
２つのパルスの時間差が計測される。パルス時間差測定
器６０の構成の一例を図４に、パルス時間差測定器６０
に含まれるデコーダの論理式の一覧表を図５に示す。ま
た、パルス時間差測定器６０の動作を示すタイミングチ
ャートを図６に示す。
【００２２】図５は隣接パルスの間隔、すなわち、隣接
波長の間隔を安定化する場合に用いる回路の論理式であ
る。パルス時間差測定器６０に入力されたパルス列（図
６（ａ）参照）はバイナリカウンタのクロック入力端子
に印加され、これに伴い、クロックの計数結果として図
６（ｂ）に示す信号が出力される。バイナリカウンタ出
力は図５にその入出力信号の論理関係を示すデコーダに
より、時間差を計測する対象である２つのパルスの間で
のみハイレベルとなるような信号（図６（ｃ）参照）に
変換される。この信号は各々次段の低域通過フィルタに
入力され、入力信号のハイレベルの時間割合に比例した
レベルを有する直流に変換される。なお、バイナリカウ
ンタは、計数開始時点を設定するため、短パルス発生器
３１から出力されるパルスにより周期的にリセットされ
る。リセットがパルス列の先頭パルスの直前で行われる
よう、短パルス発生器３１から供給されるパルスのバイ
ナリカウンタへの入力タイミングは遅延素子（図示せ
ず）により、調整されている。
波長の間隔を安定化する場合に用いる回路の論理式であ
る。パルス時間差測定器６０に入力されたパルス列（図
６（ａ）参照）はバイナリカウンタのクロック入力端子
に印加され、これに伴い、クロックの計数結果として図
６（ｂ）に示す信号が出力される。バイナリカウンタ出
力は図５にその入出力信号の論理関係を示すデコーダに
より、時間差を計測する対象である２つのパルスの間で
のみハイレベルとなるような信号（図６（ｃ）参照）に
変換される。この信号は各々次段の低域通過フィルタに
入力され、入力信号のハイレベルの時間割合に比例した
レベルを有する直流に変換される。なお、バイナリカウ
ンタは、計数開始時点を設定するため、短パルス発生器
３１から出力されるパルスにより周期的にリセットされ
る。リセットがパルス列の先頭パルスの直前で行われる
よう、短パルス発生器３１から供給されるパルスのバイ
ナリカウンタへの入力タイミングは遅延素子（図示せ
ず）により、調整されている。
【００２３】パルス時間差測定器６０の出力は負帰還回
路７−１〜７−７に入力される。負帰還回路７−１〜７
−７では、入力される直流電圧を、各々有する基準電圧
と比較し、両者の差を０ボルトに近づけるべく制御信号
を生成し、対応する光送信盤１−１〜１−７に供給す
る。制御信号を受け取った各送信盤では、制御信号をＬ
Ｄ１〜７の温度制御回路１〜７に入力し、各ＬＤの温度
を変化させて、所定の波長に近づける。
路７−１〜７−７に入力される。負帰還回路７−１〜７
−７では、入力される直流電圧を、各々有する基準電圧
と比較し、両者の差を０ボルトに近づけるべく制御信号
を生成し、対応する光送信盤１−１〜１−７に供給す
る。制御信号を受け取った各送信盤では、制御信号をＬ
Ｄ１〜７の温度制御回路１〜７に入力し、各ＬＤの温度
を変化させて、所定の波長に近づける。
【００２４】本実施例では、高分散デバイス４０として
分散補償光ファイバを用いたが、適用可能な素子はこれ
に限定されず、例えば、波長１．３マイクロメートル帯
で波長分散が０となるシングルモード光ファイバ、ある
いは石英導波路を用いて形成した分散補償回路も適用す
ることができる。分散補償回路の一例を図７に示す。ま
た、光合波器２１及び２２としては石英基板上に形成さ
れたアレイ導波路回折格子、ファイバグレーティングと
光サーキュレータを組み合わせて構成したもの、あるい
はツリーカプラも適用可能である。ファイバグレーティ
ングと光サーキュレータを組み合わせて構成した、波長
λ１乃至波長λｎ−１の入力光を合波する光合波器の一
例を図８に示す。図８において、７０２−１乃至７０２
−（ｎ−１）は、それぞれ波長λ１乃至λｎ−１の光の
みを反射し、他の波長光をすべて透過する特性を有する
ファイバグレーティングである。また、制御対象のＬＤ
の個数も７台に制限されず、パルス時間差測定器の回路
構成の若干の変更により任意の台数に対して適用可能で
ある。
分散補償光ファイバを用いたが、適用可能な素子はこれ
に限定されず、例えば、波長１．３マイクロメートル帯
で波長分散が０となるシングルモード光ファイバ、ある
いは石英導波路を用いて形成した分散補償回路も適用す
ることができる。分散補償回路の一例を図７に示す。ま
た、光合波器２１及び２２としては石英基板上に形成さ
れたアレイ導波路回折格子、ファイバグレーティングと
光サーキュレータを組み合わせて構成したもの、あるい
はツリーカプラも適用可能である。ファイバグレーティ
ングと光サーキュレータを組み合わせて構成した、波長
λ１乃至波長λｎ−１の入力光を合波する光合波器の一
例を図８に示す。図８において、７０２−１乃至７０２
−（ｎ−１）は、それぞれ波長λ１乃至λｎ−１の光の
みを反射し、他の波長光をすべて透過する特性を有する
ファイバグレーティングである。また、制御対象のＬＤ
の個数も７台に制限されず、パルス時間差測定器の回路
構成の若干の変更により任意の台数に対して適用可能で
ある。
【００２５】台数が変化したときは、図６に示すパルス
時間差測定器のバイナリカウンタのカウント数を台数以
上の数となるように増やし、併せてデコーダを、その出
力が、図６と同様に隣接する２つのパルスの間でハイレ
ベルとなるように、台数変化に合わせて論理を変更すれ
ばよい。また、本実施例では、基準波長光源の波長をＨ
ＣＮガスの吸収スペクトル線に安定化して生成する構成
について示したが、使用できる吸収スペクトル線はこれ
に限られず、アセチレン、あるいはＫｒ等の吸収スペク
トル線も使用可能である。さらに、本実施例では、各Ｌ
Ｄの温度を制御することで所定の波長に安定化したが、
ＬＤの電流を制御することで波長を制御することも可能
である。この場合は、図１の各ＬＤに注入電流を与える
注入電流印加回路（図１では図示していない）に、負帰
還回路の出力を印加することになる。
時間差測定器のバイナリカウンタのカウント数を台数以
上の数となるように増やし、併せてデコーダを、その出
力が、図６と同様に隣接する２つのパルスの間でハイレ
ベルとなるように、台数変化に合わせて論理を変更すれ
ばよい。また、本実施例では、基準波長光源の波長をＨ
ＣＮガスの吸収スペクトル線に安定化して生成する構成
について示したが、使用できる吸収スペクトル線はこれ
に限られず、アセチレン、あるいはＫｒ等の吸収スペク
トル線も使用可能である。さらに、本実施例では、各Ｌ
Ｄの温度を制御することで所定の波長に安定化したが、
ＬＤの電流を制御することで波長を制御することも可能
である。この場合は、図１の各ＬＤに注入電流を与える
注入電流印加回路（図１では図示していない）に、負帰
還回路の出力を印加することになる。
【００２６】本実施例では、隣接波長間隔を安定化する
場合について示したが、基準波長光源の波長との差を安
定化することも可能である。このとき、各レーザ光源の
波長が、直接基準波長と比較されることから、より高い
精度で各波長が設定されることが期待できる。この場
合、パルス時間差測定器６０で用いていたデコーダの論
理を図１０に示す論理式に変更すればよい。このときの
パルス時間差測定器６０の動作を表すタイミングチャー
トを図１１に示す。例えば、デコーダの＃２出力は、波
長λ０に対応する光パルスのタイミングでハイレベルに
立上がり、波長λ２に対応する光パルスのタイミングで
ロウレベルに復帰する方形パルスとなる。
場合について示したが、基準波長光源の波長との差を安
定化することも可能である。このとき、各レーザ光源の
波長が、直接基準波長と比較されることから、より高い
精度で各波長が設定されることが期待できる。この場
合、パルス時間差測定器６０で用いていたデコーダの論
理を図１０に示す論理式に変更すればよい。このときの
パルス時間差測定器６０の動作を表すタイミングチャー
トを図１１に示す。例えば、デコーダの＃２出力は、波
長λ０に対応する光パルスのタイミングでハイレベルに
立上がり、波長λ２に対応する光パルスのタイミングで
ロウレベルに復帰する方形パルスとなる。
【００２７】図９は第２の実施例の構成図である。本実
施例では、光パルス生成器３０以下の制御系に供給する
波長多重光として、伝送路に供給する波長多重信号光の
一部を光分岐手段である光分岐器２０１によりタップす
ることで生成している。このような構成により、第１の
実施例で２つ必要であった光合波器を１つに削減するこ
とができ、さらなるコスト低減が可能となっている。図
９では、図１と共通の構成要素については同一の番号を
付している。本実施例では、第１の実施例とは異なり、
各波長光が各々伝送信号により変調されている。このと
き、パルス時間差測定器６０への各波長光に対応した光
パルスの到来を確保するため、短パルス発生器３１の出
力パルスの時間幅は、伝送信号の１ビット幅より十分長
くする。この設定により、光電気変換器５０には、１つ
の光パルスの時間幅内に、伝送信号に対応する複数のビ
ットが含まれる形の光信号が入力される。光電気変換器
５０では、この複数のビットを内部に含むパルスを平滑
することにより、内部構造を持たない単純な１つのパル
ス形状に整形してから出力する。
施例では、光パルス生成器３０以下の制御系に供給する
波長多重光として、伝送路に供給する波長多重信号光の
一部を光分岐手段である光分岐器２０１によりタップす
ることで生成している。このような構成により、第１の
実施例で２つ必要であった光合波器を１つに削減するこ
とができ、さらなるコスト低減が可能となっている。図
９では、図１と共通の構成要素については同一の番号を
付している。本実施例では、第１の実施例とは異なり、
各波長光が各々伝送信号により変調されている。このと
き、パルス時間差測定器６０への各波長光に対応した光
パルスの到来を確保するため、短パルス発生器３１の出
力パルスの時間幅は、伝送信号の１ビット幅より十分長
くする。この設定により、光電気変換器５０には、１つ
の光パルスの時間幅内に、伝送信号に対応する複数のビ
ットが含まれる形の光信号が入力される。光電気変換器
５０では、この複数のビットを内部に含むパルスを平滑
することにより、内部構造を持たない単純な１つのパル
ス形状に整形してから出力する。
【００２８】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明では波長
の絶対基準に対して制御対象であるレーザ光源の波長を
安定化しているため、波長多重光源の波長間隔が一定値
に制御された各波長をさらに絶対安定化することが可能
となる。従って、現在ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉ
ｏｎ、国際電気通信連合）により標準化が進められてい
る、波長多重光通信用推奨波長に光源波長を調整するの
に適用することもできる。
の絶対基準に対して制御対象であるレーザ光源の波長を
安定化しているため、波長多重光源の波長間隔が一定値
に制御された各波長をさらに絶対安定化することが可能
となる。従って、現在ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉ
ｏｎ、国際電気通信連合）により標準化が進められてい
る、波長多重光通信用推奨波長に光源波長を調整するの
に適用することもできる。
【００２９】さらに、本発明では、波長多重光源の波長
間隔をパルス幅に変換し、さらにこのパルス幅を低域通
過フィルタで直流レベルに変換している。この直流レベ
ルと各レーザ光源に対して設けられている負帰還回路で
持っている基準電圧が一致するように各レーザ光源波長
が制御される。従って、波長間隔の設定は負帰還回路で
の制御目標電圧を設定すればよく、その変更も極めて簡
便に行うことができる。
間隔をパルス幅に変換し、さらにこのパルス幅を低域通
過フィルタで直流レベルに変換している。この直流レベ
ルと各レーザ光源に対して設けられている負帰還回路で
持っている基準電圧が一致するように各レーザ光源波長
が制御される。従って、波長間隔の設定は負帰還回路で
の制御目標電圧を設定すればよく、その変更も極めて簡
便に行うことができる。
【００３０】また、上記基準電圧を各レーザ光源毎に異
なる値に設定することにより、レーザ光源の波長を不等
間隔で配置することができ、波長多重伝送系で伝送劣化
要因の１つとなっている四光波混合の発生を抑圧するこ
とが可能となる。
なる値に設定することにより、レーザ光源の波長を不等
間隔で配置することができ、波長多重伝送系で伝送劣化
要因の１つとなっている四光波混合の発生を抑圧するこ
とが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例の構成に含まれる光パルス生成
器の出力パルスを表す図である。
器の出力パルスを表す図である。
【図３】本発明の実施例の構成に含まれる高分散デバイ
スの出力に現れるパルス列を表す図である。
スの出力に現れるパルス列を表す図である。
【図４】本発明の実施例の構成に含まれるパルス時間差
測定器の構成を表す図である。
測定器の構成を表す図である。
【図５】本発明の実施例の構成に含まれるデコーダの論
理式を表す図である。
理式を表す図である。
【図６】本発明の実施例の構成に含まれるパルス時間差
測定器の動作を示すタイミングチャートを表す図であ
る。
測定器の動作を示すタイミングチャートを表す図であ
る。
【図７】石英導波路を用いて形成した分散補償回路の一
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図８】ファイバグレーティングと光サーキュレータを
組み合わせて構成した光合波器の構成を表す図である。
組み合わせて構成した光合波器の構成を表す図である。
【図９】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施例の構成に含まれ、基準波長と
の波長差を安定化するときに用いるデコーダの論理式を
表す図である。
の波長差を安定化するときに用いるデコーダの論理式を
表す図である。
【図１１】図１０のデコーダを用いたパルス時間差測定
器の動作を示すタイミングチャートを表す図である。
器の動作を示すタイミングチャートを表す図である。
【図１２】従来の波長制御装置の構成を表す図である。
１−１〜１−７ 光送信盤 ２１，２２ 光合波器 ３０ 光パルス生成器 ３１ 短パルス発生器 ４０ 高分散デバイス ５０ 光電気変換器 ６０ パルス時間差測定器 ７−１〜７−７ 負帰還回路 ８０ 基準波長光源 １１−１〜１１−７ 半導体レーザ（ＬＤ） １２−１〜１２−７ 光分岐器 １３−１〜１３−７ 変調器 １４−１〜１４−７ 温度制御回路 １５−１〜１５−７ 基準電圧源 ２０１ 光分岐器 ７０１−１〜７０１−（ｎ−１） 光サーキュレータ ７０２−１〜７０２−（ｎ−１） ファイバグレーテ
ィング
ィング
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/14 Ｈ０４Ｊ 14/02 (56)参考文献 特開 平６−132935（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−293853（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−83489（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−83490（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−131440（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−97775（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−82554（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H01S 3/10
Claims (24)
- 【請求項１】レーザ出力光波長を予め定められた一定値
に制御する波長制御装置において、基準波長の光を含む レーザ光源の出力光から光パルスを
生成し、高分散デバイスにより該光パルスに含まれる光
の波長に応じた伝搬遅延を与え、前記基準波長の光のパ
ルスとの伝搬遅延差が予め定められた値となるように前
記レーザ光源の波長を制御する制御手段とを備えている
ことを特徴とする波長制御装置。 - 【請求項２】前記制御手段が、前記レーザ光源の出力光
に、光パルスを生成し、該光パルスを含まれる光の波長
に応じた伝搬遅延を与える光遅延手段と、 前記伝搬遅延を測定する遅延測定手段と、 該遅延測定手段の出力が入力され、 高分散デバイスに
より前記伝搬遅延を予め定められた一定値となるよう、
前記複数のレーザ光源の波長を制御する制御回路とを備
えていることを特徴とする請求項１記載の波長制御装
置。 - 【請求項３】レーザ出力光波長を予め定められた一定値
に制御する波長制御装置において、 レーザ光源の出力光から光パルスを生成する光パルス生
成手段と、高分散デバイスにより 入力された光の波長に応じた伝搬
遅延を与え、前記光パルスを複数の光パルスに分離して
分離光パルスを出力する光パルス分離手段と、 前記分離光パルス間の生起時間間隔を測定するパルス時
間差測定手段と、 該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ光源の波長を制御する制御回路とを備えているこ
とを特徴とする波長制御装置。 - 【請求項４】レーザ出力光波長を予め定められた一定値
に制御する波長制御装置において、 該複数のレーザ光源の出力光を合流して合流光を出力す
る光合流手段と、 該合流光から光パルスを生成する光パルス生成手段と、高分散デバイスにより 入力された光の波長に応じた伝搬
遅延を与え、前記光パルスを複数の光パルスに分離して
分離光パルスを出力する光パルス分離手段と、 前記分離光パルス間の生起時間間隔を測定するパルス時
間差測定手段と、 該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ光源の波長を制御する制御回路とを備えているこ
とを特徴とする波長制御装置。 - 【請求項５】複数のレーザ光源と、 該複数のレーザ光源の各々を変調し、複数の変調光を出
力する光変調手段と、 該複数の変調光を合流して伝送路に送出する変調光合流
手段と、 前記複数のレーザ光源の出力光の一部を合流して合流光
を出力する光合流手段と、 該合流光から光パルスを生成する光パルス生成手段と、高分散デバイスにより 入力された光の波長に応じた伝搬
遅延を与え、前記光パルスを複数の光パルスに分離して
分離光パルスを出力する光パルス分離手段と、 前記分離光パルス間の生起時間間隔を測定するパルス時
間差測定手段と、 該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ光源の波長を制御する制御回路とを備えているこ
とを特徴とする波長多重光送信装置。 - 【請求項６】複数のレーザ光源と、 該複数のレーザ光源の各々を変調し、複数の変調光を出
力する光変調手段と、 該複数の変調光を合流して変調合流光を出力する変調光
合流手段と、 該変調合流光を分岐し、第１の分岐光および伝送路に送
出する第２の分岐光を出力する光分岐手段と、 前記第１の分岐光から光パルスを生成する光パルス生成
手段と、高分散デバイスにより 入力された光の波長により異なる
伝搬遅延を与え、前記光パルスを複数の光パルスに分離
して分離光パルスを出力する光パルス分離手段と、 前記分離光パルス間の生起時間間隔を測定するパルス時
間差測定手段と、 該パルス時間差測定手段の出力が入力され、前記生起時
間間隔を予め定められた一定値となるよう、前記複数の
レーザ光源の波長を制御する制御回路とを備えているこ
とを特徴とする波長多重光送信装置。 - 【請求項７】前記光合流手段への入力光が、原子あるい
は分子の吸収スペクトル線を基準として波長が安定化さ
れた基準波長光を含むことを特徴とする請求項３または
請求項４記載の波長制御装置。 - 【請求項８】前記光合流手段が光合波器を含むことを特
徴とする請求項４記載の波長制御装置。 - 【請求項９】前記光合波器がファイバグレーティングを
含むことを特徴とする請求項８記載の波長制御装置。 - 【請求項１０】前記光合波器が石英基板上に形成された
アレイ導波路回折格子を含むことを特徴とする請求項８
記載の波長制御装置。 - 【請求項１１】前記光合流手段が光ツリーカプラを含む
ことを特徴とする請求項４記載の波長制御装置。 - 【請求項１２】前記光パルス生成手段が光変調器を含む
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の波長制
御装置。 - 【請求項１３】前記光パルス分離手段が波長１．３マイ
クロメートル帯で波長分散が０となるシングルモード光
ファイバを含むことを特徴とする請求項３または請求項
４記載の波長制御装置。 - 【請求項１４】前記光パルス分離手段が分散補償光ファ
イバを含むことを特徴とする請求項３または請求項４記
載の波長制御装置。 - 【請求項１５】前記光パルス分離手段が石英導波路を用
いて形成した分散補償回路を含むことを特徴とする請求
項３または請求項４記載の波長制御装置。 - 【請求項１６】前記レーザ光源が半導体レーザを含み、
前記制御回路が前記半導体レーザの温度を制御すること
を特徴とする請求項３または請求項４記載の波長制御装
置。 - 【請求項１７】前記レーザ光源が半導体レーザを含み、
前記制御回路が前記半導体レーザの注入電流を制御する
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の波長制
御装置。 - 【請求項１８】前記生起時間間隔を隣接する２つのパル
ス間で測定することを特徴とする請求項３または請求項
４記載の波長制御装置。 - 【請求項１９】前記生起時間間隔を予め定めた特定の１
つのパルスとの間で測定することを特徴とする請求項３
または請求項４記載の波長制御装置。 - 【請求項２０】前記予め定められた一定値である生起時
間間隔を前記レーザ光源毎に互いに異なる値に設定する
ことを特徴とする請求項１８記載の波長制御装置。 - 【請求項２１】レーザ出力光波長を予め定められた一定
値に制御する波長制御方法において、制御対象であるレ
ーザ光源の出力光に、光パルスを生成し、高分散デバイ
スにより該光パルスを含まれる光の波長に応じた伝搬遅
延を与える工程と、基準波長の光のパルスとの伝搬遅延差 が予め定められた
一定値となるよう前記レーザ光源を制御する工程とを含
むことを特徴とする波長制御方法。 - 【請求項２２】レーザ出力光波長を予め定められた一定
値に制御する波長制御方法において、制御対象であるレ
ーザ光源の出力光に、光パルスを生成し、高分散デバイ
スにより該光パルスを含まれる光の波長に応じた伝搬遅
延を与える工程と、前記出力光を光パルスに変換する工
程と、 該光パルスに、波長に応じた伝搬遅延を与える工程と、基準波長の光のパルスとの伝搬遅延差 が予め定められた
一定値となるよう前記レーザ光源を制御する工程とを含
むことを特徴とする波長制御方法。 - 【請求項２３】レーザ出力光波長を予め定められた一定
値に制御する波長制御方法において、制御対象であるレ
ーザ光源出力光を合流して波長多重光を形成する工程
と、 該波長多重光を波長多重光パルスに変換する工程と、 該波長多重光パルスを構成する各波長光パルスに、波長
に対し単調に変化する伝搬遅延を与える工程と、基準波長の光のパルスとの伝搬遅延差 が予め定められた
一定値となるよう前記レーザ光源の波長を制御する工程
とを含むことを特徴とする波長制御方法。 - 【請求項２４】前記波長多重光が波長の基準を与える基
準波長光を含むことを特徴とする請求項２３記載の波長
制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33562697A JP3166691B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 波長制御装置、波長制御方法及び波長多重光送信装置 |
| EP19980120150 EP0921653A2 (en) | 1997-12-05 | 1998-10-27 | Apparatus and method for controlling wavelengths and apparatus for transmitting multi-wavelength optical signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33562697A JP3166691B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 波長制御装置、波長制御方法及び波長多重光送信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168450A JPH11168450A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3166691B2 true JP3166691B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=18290704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33562697A Expired - Fee Related JP3166691B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 波長制御装置、波長制御方法及び波長多重光送信装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0921653A2 (ja) |
| JP (1) | JP3166691B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001144367A (ja) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその駆動方法 |
| CN113252088B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-09-13 | 电子科技大学 | 一种多波长的分布式光纤传感系统及方法 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33562697A patent/JP3166691B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-27 EP EP19980120150 patent/EP0921653A2/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11168450A (ja) | 1999-06-22 |
| EP0921653A2 (en) | 1999-06-09 |
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