JP3199106B2 - Multi-wavelength light source and optical wavelength multiplex signal generation circuit using the same - Google Patents

Multi-wavelength light source and optical wavelength multiplex signal generation circuit using the same

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JP3199106B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信に用い
る光波長多重技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength multiplexing technique used for optical fiber communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバ通信技術は伝送容量、
中継距離の点で大きな進展を見せている。ことに一本の
光ファイバに互いに波長の異なる複数の光信号を多重化
して伝送する光波長多重通信は、光フィルタや光カプラ
を用いて複数の光信号の多重/多重分離を光信号のまま
行ない、高速かつ複雑な信号処理を必要としないため、
簡便な装置構成で大容量の信号伝送を行えるという特長
がある。
2. Description of the Related Art In recent years, optical fiber communication technology has been developed for transmission capacity,
Significant progress has been made in relay distance. In particular, in optical wavelength division multiplexing communication in which a plurality of optical signals having different wavelengths are multiplexed and transmitted on a single optical fiber, the multiplexing / demultiplexing of a plurality of optical signals is performed using optical filters or optical couplers as optical signals. And does not require fast and complex signal processing,
There is a feature that large-capacity signal transmission can be performed with a simple device configuration.

【0003】光波長多重通信では、互いに異なる複数波
長(通常は4波以上)のそれぞれを信号変調し、それら
を合波して一本の光ファイバへ入力する光波長多重信号
発生回路が必要となる。図5に光波長多重信号発生回路
の従来例を示す。図5において、1−1〜1−4は波長
10〜F40の光をそれぞれ出力する光源、2−1〜2−
4は光変調器、3は光合波器、4は光出力をそれぞれ表
している。光合波器3にはカプラあるいはアレイ導波路
を用いた光フィルタが使われる。図5において、周波数
10〜F40は通常周波数軸上で等間隔に並べられてい
る。これは周波数間隔が等間隔の方が光波長多重/多重
分離に用いる光フィルタを設計、作製しやすいことや、
通信ノードの処理を単純化できることによる。図5の各
光源1−1〜1−4から出力された連続光は、光変調器
2−1〜2−4においてそれぞれ信号変調され、光合波
器3において合波された後に出力される。周波数軸上で
は図5に示す通り、等間隔に周波数F10〜F40が並べら
れ、各波長成分は信号変調を受けたものとなる。このよ
うに図5の構成でそれぞれの波長成分が信号変調を受け
た光波長多重信号を得ることができる。
In the optical wavelength division multiplexing communication, an optical wavelength division multiplexing signal generating circuit is required which modulates each of a plurality of different wavelengths (usually four or more wavelengths), multiplexes them, and inputs them to one optical fiber. Become. FIG. 5 shows a conventional example of an optical wavelength multiplex signal generation circuit. 5, 1-1 to 1-4 light source that outputs light having a wavelength of F 10 ~F 40, 2-1~2-
Reference numeral 4 denotes an optical modulator, 3 denotes an optical multiplexer, and 4 denotes an optical output. For the optical multiplexer 3, an optical filter using a coupler or an arrayed waveguide is used. 5, frequency F 10 to F 40 are aligned at equal intervals on the normal frequency axis. This is because it is easier to design and manufacture an optical filter used for optical wavelength multiplexing / demultiplexing when the frequency interval is equal,
This is because the processing of the communication node can be simplified. The continuous light output from each of the light sources 1-1 to 1-4 in FIG. 5 is signal-modulated by the optical modulators 2-1 to 2-4, respectively, and output after being multiplexed by the optical multiplexer 3. As shown in FIG. 5 on the frequency axis, the frequency F 10 to F 40 are aligned at equal intervals, each wavelength component is assumed to have received a signal modulation. As described above, with the configuration of FIG. 5, it is possible to obtain an optical wavelength multiplexed signal in which each wavelength component is subjected to signal modulation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように図5に
示す構成では、多重数に相当する数の光源が必要とな
る。たとえば16波多重信号を得ようとすれば、16個
の光源が必要となるという問題があった。さらに各光源
を正確に等間隔あるいはあらかじめ設計された発振波長
とするためには光源ごとに発振波長制御回路が必要にな
り、多重数を増やすのに伴って、非常に多くの光源が必
要になるるという問題があった。また、光波長多重信号
を分離する場合には、そのためのアレイ導波路等の光波
長分波器は素子作製時の条件により分波される絶対周波
数、周波数間隔が微妙に異なる。このため、従来はそれ
に合わせて多重数分だけの光源の発振周波数を制御する
手段が必要になるという問題があった。
As described above, the configuration shown in FIG. 5 requires a number of light sources corresponding to the multiplex number. For example, in order to obtain a 16-wave multiplex signal, there is a problem that 16 light sources are required. In addition, an oscillation wavelength control circuit is required for each light source in order to accurately set each light source at an equal interval or an oscillation wavelength designed in advance. As the number of multiplexes increases, a large number of light sources are required. Problem. In the case of separating an optical wavelength division multiplexed signal, an optical wavelength demultiplexer such as an array waveguide for the separation has a slightly different absolute frequency and frequency interval depending on conditions at the time of device fabrication. For this reason, conventionally, there has been a problem in that means for controlling the oscillation frequency of the light source by the number of multiplexes is required in accordance with the conventional technique.

【0005】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、少数の光源(2個の光源)を用いて等波長間
隔を有する複数個(3個以上)の波長多重信号光を生成
することができる多波長光源およびそれを用いた光波長
多重信号発生回路を提供することを目的としている。
The present invention has been made under such a background, and uses a small number of light sources (two light sources) to generate a plurality (three or more) of wavelength multiplexed signal lights having equal wavelength intervals. It is an object of the present invention to provide a multi-wavelength light source that can perform the operation and an optical wavelength multiplex signal generation circuit using the same.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】また、請求項記載の発
明は、発振周波数F1である第一の光源と、周波数F2
を発振周波数とする第2の光源と、上記周波数F1とF
2の周波数差△Fと同等の間隔を有する複数の周波数成
分を発生させる光非線形媒体と、上記第1および第2の
光源からそれぞれ出力された光を合波し該光非線形媒体
に入力する合波手段と、上記合波手段と光非線形媒体と
の間に挿入される光増幅装置と、からなる多波長光源で
あって、上記光増幅装置と上記光非線形媒体とを1組と
してこれを2組以上縦続接続したことを特徴としてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first light source having an oscillation frequency F1 and a frequency F2.
A second light source having an oscillation frequency of
A plurality of frequency components having an interval equal to the frequency difference ΔF of 2
An optical non-linear medium for generating a light component;
Combining the lights respectively output from the light sources to form the optical non-linear medium
Multiplexing means for inputting to the above, the multiplexing means and the optical nonlinear medium
Multi-wavelength light source consisting of an optical amplification device inserted between
There are, is characterized in that this cascaded two or more pairs and the optical amplifier and the optical nonlinear medium as a set.

【0009】また、請求項記載の発明は、発振周波数
F1である第一の光源と、周波数F2を発振周波数とす
る第2の光源と、上記周波数F1とF2の周波数差△F
と同等の間隔を有する複数の周波数成分を発生させる光
非線形媒体と、上記第1および第2の光源からそれぞれ
出力された光を合波し該光非線形媒体に入力する合波手
段と、前記合波手段と光非線形媒体との間に挿入される
光増幅装置と、からなる多波長光源であって、上記2つ
の光を合波する合波手段と光増幅装置との間に光変調装
置を挿入したことを特徴としている。
[0009] According to a second aspect of the invention, the oscillation frequency
A first light source which is F1 and a frequency F2 is an oscillation frequency.
And a frequency difference ΔF between the frequencies F1 and F2.
Light that generates multiple frequency components with the same spacing as
A nonlinear medium and the first and second light sources, respectively.
A multiplexing device that multiplexes the output light and inputs the multiplexed light to the optical nonlinear medium.
A step, inserted between the multiplexing means and the optical nonlinear medium
A multi-wavelength light source comprising: an optical amplifier; and an optical modulator inserted between a multiplexing unit that multiplexes the two lights and the optical amplifier.

【0010】また、請求項記載の発明は、請求項
載の発明において、上記光増幅装置と上記光非線形媒体
とを1組としてこれを2組以上縦続接続したことを特徴
としている。
[0010] According to a third aspect of the invention, in the invention described in claim 2 is characterized in that this cascaded two or more pairs and the optical amplifier and the optical nonlinear medium as a set.

【0011】また、請求項記載の発明は、請求項
載の多波長光源において、上記光変調器と上記光増幅装
置と上記光非線形媒体とを1組としてこれを2組以上縦
続接続したことを特徴としている。
Further, an invention according to claim 4, wherein, in the multi-wavelength light source according to claim 2, connected in cascade which two or more sets of the above optical modulator and the optical amplifier and the optical nonlinear medium as a set It is characterized by:

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【作用】ここで、光ファイバ等の光非線形媒体(以下、
単に光ファイバとして説明する)に近接した周波数成分
を有する2つの光を入力して、新たな周波数成分を有す
る複数の光を生成する本発明の動作原理について説明す
る。
[Function] Here, an optical nonlinear medium such as an optical fiber (hereinafter, referred to as an optical fiber)
An operation principle of the present invention will be described in which two lights having frequency components close to each other are input to generate a plurality of lights having new frequency components.

【0016】一般に、光ファイバにそれぞれの周波数が
p、fq、fr、伝搬定数がβp、βq、βrの3つの光を
入力すると、これらの入力光により誘起される3次の非
線形分極を介して新たな周波数成分を有する光が生成さ
れる。これは4光波混合と呼ばれる光非線形現象であ
り、新たに生成された光の周波数をFfとすると、入力
光の周波数と次式の関係が満たされることが知られてい
る。 Ff=Fp+Fq−Fr (1)
Generally, when three lights having frequencies f p , f q , and f r and propagation constants β p , β q , and β r are input to the optical fiber, the third order induced by these input lights is obtained. Light having a new frequency component is generated through the nonlinear polarization of. This is an optical non-linear phenomenon called four-wave mixing, are new and the frequency of the generated light and F f, known that the relationship between the frequency and the formula of the input light is satisfied. F f = F p + F q -F r (1)

【0017】上述の3つの光のうち2つの光の周波数が
縮退している場合でもやはり新たな光が生成される。す
なわち(1)式で周波数Fp、Fqを有する2つの光が縮
退している(すなわちFp=Fqである)とすると新たに
生成された光の周波数は、 Ff=2Fp−Fr (2) となる。従って、本発明の上記の構成によれば、光ファ
イバに周波数がF1、F2の2つの光が入力されるので、
光ファイバでは周波数F1から周波数差(F2−F1)だ
け離れた新たな周波数成分が生成されることになる。
Even if the frequency of two of the three lights is degenerated, new light is still generated. That is, assuming that two lights having the frequencies F p and F q are degenerate (that is, F p = F q ) in the equation (1), the frequency of the newly generated light is F f = 2F p − F r (2). Therefore, according to the above configuration of the present invention, two lights having frequencies of F 1 and F 2 are input to the optical fiber.
So that the frequency difference from the frequency F 1 (F 2 -F 1) apart new frequency components are generated in the optical fiber.

【0018】また、4光波混合によって生成された光の
パワPfは一般に次式のようになる。
The power P f of light generated by four-wave mixing is generally expressed by the following equation.

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】ここで、Pp、Pq、Prは3つの入力光の
光パワ、αは光ファイバの損失係数、Lは光ファイバ
長、βp、βq、βr、βfはそれぞれ3つの入力光および
生成された4光波混合光の伝搬定数を表している。
(4)式の△βは位相不整合量と呼ばれ、△βが小さい
値をとるときには4光波混合光が効率良く生成される。
特に△β=0となる条件を位相整合条件といい、これを
満たすとき4光波混合光の発生効率は最大となる。ただ
し、光ファイバに互いに周波数の異なる複数の光を入力
した場合には、光ファイバの分散特性によってその伝搬
定数は通常互いに違ったものとなり、△βとして小さな
値をとることができない。
Here, P p , P q , and P r are the optical powers of the three input lights, α is the loss coefficient of the optical fiber, L is the optical fiber length, β p , β q , β r , and β f are It shows the propagation constants of three input lights and the generated four-wave mixing light.
△ β in equation (4) is called a phase mismatch amount. When △ β takes a small value, four-wave mixing light is efficiently generated.
In particular, the condition that △ β = 0 is called a phase matching condition, and when this condition is satisfied, the generation efficiency of four-wave mixing light is maximized. However, when a plurality of lights having different frequencies are input to the optical fiber, their propagation constants usually differ from each other due to the dispersion characteristics of the optical fiber, so that it is not possible to take a small value as Δβ.

【0021】しかし、上記複数の光の周波数が互いに近
接している場合には、各伝搬定数がほぼ同じ値となり△
βを小さくすることができる。したがって(4)式から
分かるように、光ファイバに大きな光パワを有し、近接
した周波数成分を有する2つの光を入射した場合には、
比較的大きな光パワを有する4光波混合光が生成され
る。この新たに生成された光の光パワが大きい場合に
は、生成光と、もともと入力された光を種として更に新
たな4光波混合光が生成される。このようにもともと光
ファイバに入力した2つの光を種として4光波混合光を
生成し、さらにこれを種として新たな4光波混合光を生
成するということを繰り返していくと、結局、周波数間
隔が初めに入力された2つの光(周波数F1,F2)の周
波数差(F2−F1)と等しい複数の光周波数成分を生成
できることになる。
However, when the frequencies of the plurality of lights are close to each other, the respective propagation constants have substantially the same value.
β can be reduced. Therefore, as can be seen from equation (4), when two lights having large optical power and close frequency components are incident on the optical fiber,
Four-wave mixing light having relatively large optical power is generated. When the optical power of the newly generated light is large, a new four-wave mixing light is further generated using the generated light and the originally input light as seeds. By repeating the process of generating four-wave mixing light by using the two lights originally input to the optical fiber as seeds and generating new four-wave mixing light by using the seeds as a seed, the frequency interval eventually becomes longer. A plurality of optical frequency components equal to the frequency difference (F 2 −F 1 ) between the two initially input lights (frequency F 1 , F 2 ) can be generated.

【0022】このように本発明の構成によれば、2つの
光源を用いて3個以上の光周波数成分を生成することが
できる。しかも生成される周波数は周波数軸上で必ず等
間隔に並んでおり、その間隔は2つの光源の周波数差
(F2−F1)に等しいという性質がある。したがって周
波数間隔および生成周波数の絶対値は2つの光源の発振
周波数のみを制御することによって可変にできるという
利点がある。
Thus, according to the configuration of the present invention, three or more optical frequency components can be generated using two light sources. Moreover, the generated frequencies are always arranged at equal intervals on the frequency axis, and the interval has a property of being equal to the frequency difference (F 2 −F 1 ) between the two light sources. Therefore, there is an advantage that the absolute values of the frequency interval and the generated frequency can be varied by controlling only the oscillation frequencies of the two light sources.

【0023】なお、このような多周波光源は白色光源の
出力を周期的な透過周波数特性を有する光フィルタを通
すことによっても得られるが、その場合には生成される
光のスペクトル幅が光フィルタの透過特性で決まってし
まい、一般にはレーザから出力される光のスペクトル幅
に比べ広いものとなる。しかもそのスペクトル幅内のス
ペクトル成分は互いに相関がなく、信号伝送した場合に
雑音源になるという問題がある。しかし、本発明の多周
波光源によって生成された光のスペクトル幅は用いる光
源(通常は半導体レーザ)のスペクトル幅程度であり、
信号伝送上十分なスペクトル純度を有するコヒーレント
な光を生成することができる。
Incidentally, such a multi-frequency light source can also be obtained by passing the output of a white light source through an optical filter having a periodic transmission frequency characteristic. In this case, the spectrum width of the generated light is limited by the optical filter. , And is generally wider than the spectrum width of the light output from the laser. In addition, there is a problem that the spectral components within the spectral width do not correlate with each other and become a noise source when a signal is transmitted. However, the spectral width of the light generated by the multi-frequency light source of the present invention is about the same as the spectral width of the light source used (usually a semiconductor laser).
Coherent light having sufficient spectral purity for signal transmission can be generated.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

「実施例1」図1(a)は本発明による多波長光源の第
1の実施例の構成を示すブロック図であり、図1
(b),(c)は図1(a)に示す構成の変形例を示す
図である。図1(a)〜(c)において、5−1,5−
2は発振周波数が互いに近接した周波数F1およびF2
制御された光を発生する光源、6は光合波器、7は光ア
ンプ、8は光ファイバ、9は光出力をそれぞれ表してい
る。ただし、図1(a)に示す多波長光源は、光アンプ
7が省略され、合波器6と光ファイバ8が直接接続され
たものであり、図1(b)に示す多波長光源は、合波器
6の後に、光アンプ7と光ファイバ8を接続したもので
あり、そして、図1(c)に示す多波長光源は、合波器
6の後に、光アンプ7と光ファイバ8を一組にしてそれ
を複数組、縦続接続したものである。
Embodiment 1 FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a multi-wavelength light source according to the present invention.
(B), (c) is a figure which shows the modification of the structure shown to Fig.1 (a). 1A to 1C, 5-1 and 5-
2 generates a light controlled to frequencies F 1 and F 2 the oscillation frequency is close to each other the light source, 6 an optical multiplexer, 7 optical amplifiers, 8 optical fibers, 9 denotes an optical output, respectively. However, the multi-wavelength light source shown in FIG. 1A has the optical amplifier 7 omitted and the multiplexer 6 and the optical fiber 8 directly connected. The multi-wavelength light source shown in FIG. An optical amplifier 7 and an optical fiber 8 are connected after the multiplexer 6, and the multi-wavelength light source shown in FIG. One set is made up of a plurality of cascade-connected sets.

【0025】したがって、図1(a)に示す多波長光源
では、光源5−1,5−2から出力された光が光合波器
6で合波された後、直接、光ファイバ8に入力されて出
力光9となり、図1(b)に示す多波長光源では、光源
5−1,5−2から出力された光が光合波器6を介し
て、光アンプ7と光ファイバ8とに入力されて出力光9
となり、そして、図1(c)に示す多波長光源では、光
源5−1,5−2から出力された光が光合波器6を介し
て、複数の光アンプ7,7,7,…と複数の光ファイバ
8,8,8,…とに入力され、出力光9となる。
Therefore, in the multi-wavelength light source shown in FIG. 1A, the lights output from the light sources 5-1 and 5-2 are multiplexed by the optical multiplexer 6 and then directly input to the optical fiber 8. In the multi-wavelength light source shown in FIG. 1B, the light output from the light sources 5-1 and 5-2 is input to the optical amplifier 7 and the optical fiber 8 via the optical multiplexer 6. Output light 9
Then, in the multi-wavelength light source shown in FIG. 1C, the light output from the light sources 5-1 and 5-2 passes through the optical multiplexer 6 to a plurality of optical amplifiers 7, 7, 7,. Are input to the plurality of optical fibers 8, 8, 8,.

【0026】上記「作用」の欄で説明したように、図1
(a)〜(c)に示す各構成においては、光ファイバ8
で、4光波混合により周波数F1、F2からそれぞれ周波
数差△F(F2−F1)の整数倍の周波数位置に新たな周
波数成分が形成される。また、4光波混合の発生効率は
入力光の光パワに比例するので、図1(b),(c)に
示す構成では、光アンプ7によって入力光信号を増幅す
ることによって新たに生成される周波数成分の光パワを
大きくすることができ、図1(a)に示す構成に比べて
さらに高効率でF1,F2以外の周波数を発生させること
ができる。以上のように、図1(a)〜(c)に示す本
実施例の構成によれば、2つの光源の周波数差に等しい
等間隔配置の複数の光周波数成分を生成することが可能
である。
As described above in the "action" section, FIG.
In each configuration shown in (a) to (c), the optical fiber 8
Then, a new frequency component is formed at a frequency position that is an integer multiple of the frequency difference ΔF (F 2 −F 1 ) from the frequencies F 1 and F 2 by four-wave mixing. Since the generation efficiency of four-wave mixing is proportional to the optical power of the input light, the configuration shown in FIGS. 1B and 1C is newly generated by amplifying the input optical signal by the optical amplifier 7. The optical power of the frequency component can be increased, and a frequency other than F 1 and F 2 can be generated with higher efficiency than the configuration shown in FIG. As described above, according to the configuration of the present embodiment illustrated in FIGS. 1A to 1C, it is possible to generate a plurality of optical frequency components arranged at regular intervals equal to the frequency difference between two light sources. .

【0027】「実施例2」図2(a)〜(c)は、本発
明の第2の実施例を示す図である。図2(a)〜(c)
において、10は光周波数選択分波器であり、たとえば
アレイ導波路を用いたアレイフィルタやカプラと波長フ
ィルタを組合せたもので実現できる(以下、アレイフィ
ルタ10と称する)。11−1〜11−4は光変調器、
12は光合波器、13は光信号出力、14−1〜14−
4は光アンプをそれぞれ表している。なお、図1(a)
〜(c)に示すものと同一の構成には同一の符号をつけ
ている。
Embodiment 2 FIGS. 2A to 2C are views showing a second embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) to (c)
In the figure, reference numeral 10 denotes an optical frequency selective demultiplexer, which can be realized by, for example, an array filter using an array waveguide or a combination of a coupler and a wavelength filter (hereinafter, referred to as an array filter 10). 11-1 to 11-4 are optical modulators,
12 is an optical multiplexer, 13 is an optical signal output, 14-1 to 14-
Reference numeral 4 denotes an optical amplifier. FIG. 1 (a)
The same components as those shown in (c) are denoted by the same reference numerals.

【0028】図2(a)〜(c)に示す実施例は、図1
(a)〜(c)に示す本発明の第1の実施例の多波長光
源をそれぞれ用いた光波長多重信号発生回路である。本
発明の第1の実施例による多波長光源の出力をまずアレ
イ導波路を用いたアレイフィルタ10に入力する。アレ
イフィルタ10は、入力信号の周波数軸上で等間隔に並
べられた周波数成分をそれぞれ分波した上でそれぞれ異
なる出力ポートから出力。従ってアレイフィルタ10の
4つの出力端にはそれぞれ周波数の異なる一周波数成分
のみが出力される。このように周波数ごとに分波された
光成分はそれぞれ光アンプ14−1〜14−4によって
光パワが等化された後に光変調器11−1〜11−4に
よって外部からの信号に応じてそれぞれ変調され、光合
波器12によって再び合波されて出力される。結局、出
力光信号13は周波数軸上では等間隔に並んだ4つの光
信号が多重化された信号となる。
The embodiment shown in FIGS. 2A to 2C corresponds to FIG.
1 is an optical wavelength multiplex signal generation circuit using each of the multi-wavelength light sources according to the first embodiment of the present invention shown in (a) to (c). First, the output of the multi-wavelength light source according to the first embodiment of the present invention is input to an array filter 10 using an array waveguide. The array filter 10 demultiplexes frequency components arranged at equal intervals on the frequency axis of the input signal, and outputs the signals from different output ports. Therefore, only one frequency component having a different frequency is output from each of the four output terminals of the array filter 10. The optical components thus demultiplexed for each frequency are equalized in optical power by optical amplifiers 14-1 to 14-4, respectively, and are then modulated by optical modulators 11-1 to 11-4 in response to external signals. Each is modulated, multiplexed again by the optical multiplexer 12, and output. As a result, the output optical signal 13 is a signal obtained by multiplexing four optical signals arranged at equal intervals on the frequency axis.

【0029】本実施例では2つの光源5−1,5−2の
発振周波数F1,F2を制御するだけでアレイフィルタ1
0の特性に全ての周波数を整合させることができる。従
って本実施例の光波長多重信号発生回路によれば、簡便
な制御で効率良く光波長多重信号を発生することが可能
となる。なお、図1に示す第一の実施例と同様に、図2
(b)と図2(c)に示す光波長多重信号発生回路は、
図2(a)に示すものに比べて、さらに高効率でF1
2以外の周波数を発生させることができる。
In this embodiment, the array filter 1 is controlled only by controlling the oscillation frequencies F 1 and F 2 of the two light sources 5-1 and 5-2.
All frequencies can be matched to the zero characteristic. Therefore, according to the optical wavelength multiplex signal generation circuit of this embodiment, it is possible to efficiently generate an optical wavelength multiplex signal with simple control. As in the first embodiment shown in FIG.
The optical wavelength multiplex signal generation circuit shown in FIG. 2B and FIG.
As compared with that shown in FIG. 2 (a), F 1 at a higher efficiency,
It can be generated frequencies other than F 2.

【0030】「実施例3」図3(a)〜(c)は、本発
明の第3の実施例の構成を示す図である。図3におい
て、15は光変調器を表している。また、他の構成につ
いては、図1に示す対応する構成と同一の符号を付けて
いる。図3(a)〜(c)に示す多波長光源は、図1
(a)〜(c)に示す多波長光源の光合波器6の出力端
に光変調器15を配置した構成である。「作用」の欄で
述べた通り、4光波混合光の光パワは入力光の光パワに
大きく依存する。入力光の光パワが大きい程、4光波混
合光が効率良く生成される。ところが、一般に光ファイ
バに入力できる光パワはファイバの誘導ブリルアン散乱
により制限を受ける。光ファイバに入力する光にあらか
じめ強度変調あるいは位相変調を施し、そのスペクトル
幅を広げてやることによって誘導ブリルアン散乱による
入力光パワの制限を緩和できることが知られている。従
って図3に示すような構成によって光ファイバ8へ入力
する光にあらかじめ変調をかけ、そのスペクトル幅を広
げてやることによって、光ファイバ8へ入力できる光パ
ワを大きくすることができる。ただし、ここで強度変調
をかける場合には、後に信号変調をかけるときの信号速
度と同等のRZ信号(オールマークの信号)となるよう
に変調がかけられることを想定している。極端な場合に
は光ファイバ8へ入力する光を光短パルス列としても良
い。また、図3(c)に示す構成においては、光変調器
15を光アンプ7および光ファイバ8と組み合わせて複
数、設けることもできる。
[Embodiment 3] FIGS. 3A to 3C are views showing a configuration of a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 15 denotes an optical modulator. Further, the other components are denoted by the same reference numerals as the corresponding components shown in FIG. The multi-wavelength light source shown in FIGS.
The optical modulator 15 is arranged at the output end of the optical multiplexer 6 of the multi-wavelength light source shown in (a) to (c). As described in the section of “action”, the optical power of the four-wave mixing light largely depends on the optical power of the input light. The greater the optical power of the input light, the more efficiently four-wave mixing light is generated. However, optical power that can be input to an optical fiber is generally limited by stimulated Brillouin scattering of the fiber. It is known that the intensity of input light can be reduced due to stimulated Brillouin scattering by preliminarily performing intensity modulation or phase modulation on light input to an optical fiber and broadening the spectrum width. Therefore, the light input to the optical fiber 8 can be increased by pre-modulating the light input to the optical fiber 8 with the configuration shown in FIG. 3 and broadening the spectrum width. However, in the case where the intensity modulation is performed here, it is assumed that the modulation is performed so that the RZ signal (all-mark signal) is equivalent to the signal speed when the signal modulation is performed later. In an extreme case, the light input to the optical fiber 8 may be a short optical pulse train. Further, in the configuration shown in FIG. 3C, a plurality of optical modulators 15 can be provided in combination with the optical amplifier 7 and the optical fiber 8.

【0031】このように本実施例の構成によって、光フ
ァイバ8へ入力される2つの光のスペクトル幅を広げて
やることにより、光ファイバ8へ入力できる光パワを大
きくすることができ、ひいては多波長光源の発生効率を
大きくすることができる。なお、2つの光源5−1,5
−2の駆動電流をそれぞれ変調したり、外部変調器を設
けて出力光に周波数変調や位相変調をかけた場合も上記
と同等の効果が得られる。なお、図3(b)と図3
(c)に示す多波長光源は、光変調器15の出力端に光
アンプ7を1又は複数、配置しているので、図3(a)
に示すものに比べてさらに高効率でF1,F2以外の周波
数を発生させることができる。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, the optical power that can be input to the optical fiber 8 can be increased by broadening the spectral width of the two lights input to the optical fiber 8, thereby increasing the number of light. The generation efficiency of the wavelength light source can be increased. The two light sources 5-1 and 5
The same effect as described above can also be obtained when the output current is frequency-modulated or phase-modulated by modulating the -2 drive current or by providing an external modulator. FIG. 3B and FIG.
In the multi-wavelength light source shown in FIG. 3C, one or a plurality of optical amplifiers 7 are arranged at the output end of the optical modulator 15, so that FIG.
Can generate frequencies other than F 1 and F 2 with higher efficiency than those shown in FIG.

【0032】「実施例4」図4は本発明の第4の実施例
を説明するための図である。「作用」の欄でも述べた通
り、4光波混合光を効率良く発生させるためには、位相
不整合量△βを小さくすることが重要である。4光波混
合光を発生させるために用いる光ファイバの分散特性を
制御することにより、△βを小さくし4光波混合光の発
生効率を大きくするのが本実施例の主旨である。図4に
おいて、(a)は通常の単一モード光ファイバ、(b)
は分散シフト光ファイバ、(c),(d)は分散平坦化
光ファイバの屈折率分布をそれぞれ表している。また図
4(e)のグラフは上記4種類の光ファイバの分散特性
を示している。
Embodiment 4 FIG. 4 is a view for explaining a fourth embodiment of the present invention. As described in the section of “action”, it is important to reduce the amount of phase mismatch Δβ in order to efficiently generate four-wave mixing light. The gist of the present embodiment is to reduce Δβ and increase the generation efficiency of four-wave mixing light by controlling the dispersion characteristics of the optical fiber used to generate four-wave mixing light. In FIG. 4, (a) is a normal single mode optical fiber, (b)
Represents the dispersion-shifted optical fiber, and (c) and (d) represent the refractive index distribution of the dispersion-flattened optical fiber, respectively. The graph in FIG. 4E shows the dispersion characteristics of the above four types of optical fibers.

【0033】通常の単一モード光ファイバは波長に対し
て正の傾きを有する分散特性を有しており、分散値が零
となる波長(零分散波長と呼ばれる)は光ファイバの材
料および導波路の構造によってきまり、1310nm付
近である(図4(e)の曲線(a)参照)。一方、図4
(b)の屈折率分布を有する光ファイバは零分散波長が
シフトすることが知られており、分散シフトファイバと
呼ばれている。この分散シフトファイバでは、伝送損失
が最も小さくなる波長が1550nm付近であることか
ら、零分散波長を1550nmにシフトした分散シフト
ファイバが実現されている。図4(e)に曲線(b)と
して示す通り、分散シフトファイバにおいても波長に対
して正の傾きを有する分散特性となる。
An ordinary single mode optical fiber has a dispersion characteristic having a positive slope with respect to the wavelength, and the wavelength at which the dispersion value becomes zero (called the zero dispersion wavelength) is determined by the material of the optical fiber and the waveguide. And is around 1310 nm (see the curve (a) in FIG. 4E). On the other hand, FIG.
It is known that the optical fiber having the refractive index distribution of (b) shifts the zero-dispersion wavelength, and is called a dispersion-shifted fiber. In this dispersion-shifted fiber, the wavelength at which the transmission loss is minimized is around 1550 nm, so that a dispersion-shifted fiber in which the zero dispersion wavelength is shifted to 1550 nm is realized. As shown as a curve (b) in FIG. 4E, the dispersion-shifted fiber also has a dispersion characteristic having a positive slope with respect to the wavelength.

【0034】他方、図4(c),(d)に示すように光
ファイバのクラッドを多重化し、適当な構造パラメータ
を選ぶことにより、構造分散を材料分散とは逆符号にで
きることが知られている。図4(c),(d)のパラメ
ータをある波長域(たとえば1550nm帯)で材料分
散を構造分散で相殺するように設定すれば図4(e)の
グラフに示す通り広い波長域にわたって分散特性が平坦
でかつほぼ零であるようにすることができる。特にW型
ファイバと呼ばれる図4(c)の屈折率分布を有する光
ファイバは光がコアへ強く閉じ込められ、光ファイバ中
の光電力密度を大きくできるという特長もある。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), it is known that by multiplexing the cladding of the optical fiber and selecting an appropriate structural parameter, the structural dispersion can be reversed from the material dispersion. I have. If the parameters shown in FIGS. 4C and 4D are set so that the material dispersion is offset by the structural dispersion in a certain wavelength range (for example, 1550 nm band), the dispersion characteristics over a wide wavelength range as shown in the graph of FIG. Can be made flat and almost zero. In particular, the optical fiber having a refractive index distribution shown in FIG. 4C called a W-shaped fiber has a feature that light is strongly confined in the core and the optical power density in the optical fiber can be increased.

【0035】上述した各実施例において、4光波混合光
を発生させるために用いる光ファイバ8を上記のような
W型ファイバとしてやれば、使用波長域で分散値を波長
によらず零にできるので位相整合条件を常に満たすこと
ができる。すなわち入力光5−1,5−2の波長間隔、
絶対波長によらず常に位相整合条件が満たされ、4光波
混合光を効率良く発生することができる。
In each of the above-described embodiments, if the optical fiber 8 used for generating four-wave mixing light is a W-shaped fiber as described above, the dispersion value can be made zero regardless of the wavelength in the used wavelength range. The phase matching condition can always be satisfied. That is, the wavelength interval between the input lights 5-1 and 5-2,
The phase matching condition is always satisfied irrespective of the absolute wavelength, and four-wave mixing light can be generated efficiently.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば2
個の光源を使って等周波数間隔の複数光を容易に得るこ
とができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, 2
There is an effect that a plurality of light beams at equal frequency intervals can be easily obtained by using a plurality of light sources.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成(a)及びその変
形例(b),(c)を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration (a) and modifications (b) and (c) of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の構成(a)及びその変
形例(b),(c)を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration (a) and modified examples (b) and (c) of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の構成(a)及びその変
形例(b),(c)を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration (a) and modified examples (b) and (c) of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図5】光波長多重通信に用いる光波長多重信号発生回
路の従来例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of an optical wavelength multiplex signal generation circuit used for optical wavelength multiplex communication.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5−1,5−2:互いに近接した周波数F1およびF2
それぞれ発生する光源 6:光合波器 7:光アンプ 8:光ファイバ 9:光出力 10:アレイ導波路を用いたアレイフィルタ 11−1〜11−4:光変調器 12:光合波器 13:出力光信号 14−1〜14−4:光アンプ 15:光変調器
5-1 and 5-2: the light source 6 respectively generating the frequencies F 1 and F 2 are close to each other: the optical multiplexer 7: optical amplifier 8: optical fiber 9: Light Output 10: array filter 11 using an array waveguide -1 to 11-4: Optical modulator 12: Optical multiplexer 13: Output optical signal 14-1 to 14-4: Optical amplifier 15: Optical modulator

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−58388(JP,A) 特開 昭59−90826(JP,A) 特開 平6−194697(JP,A) 特開 平7−79212(JP,A) 特公 昭62−49997(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 14/00 - 14/08 H04B 10/00 - 10/28 G02F 1/35 Continuation of the front page (56) References JP-A-7-58388 (JP, A) JP-A-59-90826 (JP, A) JP-A-6-194697 (JP, A) JP-A-7-79212 (JP) , A) Japanese Patent Publication No. 62-49997 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04J 14/00-14/08 H04B 10/00-10/28 G02F 1/35

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発振周波数F1である第一の光源と、 周波数F2を発振周波数とする第2の光源と、 上記周波数F1とF2の周波数差△Fと同等の間隔を有
する複数の周波数成分を発生させる光非線形媒体と、 上記第1および第2の光源からそれぞれ出力された光を
合波し該光非線形媒体に入力する合波手段と、 上記合波手段と光非線形媒体との間に挿入される光増幅
装置と、からなる多波長光源であって、 上記光増幅装置と上記光非線形媒体とを1組としてこれ
を2組以上縦続接続したことを特徴とする多波長光源。
An interval between a first light source having an oscillation frequency F1 and a second light source having an oscillation frequency of F2 is equal to the frequency difference ΔF between the frequencies F1 and F2.
And an optical nonlinear medium that generates a plurality of frequency components, and light output from the first and second light sources, respectively.
Multiplexing means for multiplexing and inputting to the optical nonlinear medium, and optical amplification inserted between the multiplexing means and the optical nonlinear medium
A multi-wavelength light source, comprising: a set of the optical amplifying device and the optical non-linear medium;
【請求項2】 発振周波数F1である第一の光源と、 周波数F2を発振周波数とする第2の光源と、 上記周波数F1とF2の周波数差△Fと同等の間隔を有
する複数の周波数成分を発生させる光非線形媒体と、 上記第1および第2の光源からそれぞれ出力された光を
合波し該光非線形媒体に入力する合波手段と、 前記合波手段と光非線形媒体との間に挿入される光増幅
装置と、からなる多波長光源であって、 上記2つの光を合波する合波手段と光増幅装置との間に
光変調装置を挿入したことを特徴とする多波長光源。
2. A first light source having an oscillation frequency F1 and a second light source having an oscillation frequency of F2 have an interval equal to the frequency difference ΔF between the frequencies F1 and F2.
And an optical nonlinear medium that generates a plurality of frequency components, and light output from the first and second light sources, respectively.
Multiplexing means for multiplexing and inputting to the optical non- linear medium, and optical amplification inserted between the multiplexing means and the optical non-linear medium
A multi-wavelength light source, comprising: a light modulating device interposed between a multiplexing means for multiplexing the two lights and an optical amplifying device.
【請求項3】 請求項記載の多波長光源において、上
記光増幅装置と上記光非線形媒体とを1組としてこれを
2組以上縦続接続したことを特徴とする多波長光源。
3. The multi-wavelength light source according to claim 2, wherein the optical amplifier and the optical nonlinear medium are one set and two or more sets are cascaded.
【請求項4】 請求項記載の多波長光源において、上
記光変調器と上記光増幅装置と上記光非線形媒体とを1
組としてこれを2組以上縦続接続したことを特徴とする
多波長光源。
4. The multi-wavelength light source according to claim 2 , wherein said optical modulator, said optical amplifying device, and said optical nonlinear medium are connected to each other by one.
A multi-wavelength light source comprising two or more cascade-connected sets.
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