JP3470885B2 - Optical frequency sweep light source - Google Patents

Optical frequency sweep light source

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JP3470885B2
JP3470885B2 JP21082799A JP21082799A JP3470885B2 JP 3470885 B2 JP3470885 B2 JP 3470885B2 JP 21082799 A JP21082799 A JP 21082799A JP 21082799 A JP21082799 A JP 21082799A JP 3470885 B2 JP3470885 B2 JP 3470885B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光源の光周波
数を元に、周波数変換により多くの光周波数を発生し、
等時間間隔のパルス列として出力する光周波数掃引光源
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generates many optical frequencies by frequency conversion based on the optical frequency of an incident light source,
The present invention relates to an optical frequency swept light source that outputs a pulse train at equal time intervals.

【0002】[0002]

【従来の技術】将来の波長多重(WDM)通信システム
では、伝送容量増大の要求に応えるため、波長多重数並
びに波長多重密度が増し、WDMチャネルの波長間隔が
狭くなると考えられる。また、波長選択性を有する素子
(例えば、波長ルータ)を用いることで、波長によるキ
ャリア光の行路(光パス)切替が実現され、効率的な通
信システムの構築が可能となる。チャネル波長間隔減少
並びに波長を用いた光パス切替を実現するためには、チ
ャネル光波長(光周波数)の厳密制御がますます重要と
なり、光源波長の厳密制御が不可欠となる。
2. Description of the Related Art In a future wavelength division multiplex (WDM) communication system, it is considered that the number of wavelength division multiplexes and the wavelength division multiplex density increase and the wavelength interval of WDM channels becomes narrower in order to meet the demand for an increase in transmission capacity. Further, by using an element having a wavelength selectivity (for example, a wavelength router), the carrier light path (optical path) is switched depending on the wavelength, and an efficient communication system can be constructed. Strict control of the channel optical wavelength (optical frequency) is becoming more and more important in order to realize the channel wavelength interval reduction and the optical path switching using the wavelength, and the strict control of the light source wavelength is indispensable.

【0003】これまでに、高精度な任意光周波数の発生
手段として、光リング回路を用いたWDM用の研究開発
(例えば、「K.Shimizu et al., "Frequency translati
on of light waves by propagation around an optical
ring circuit containing afrequency shifter: I.Exp
eriment," Appl.Opt.32,6718-6726(1993). 」)が行わ
れてきている。この方法は、基準とする光源の光を、繰
り返し周波数変換することで多くの波長(光周波数)の
光を得る方法であり、周波数変換器によって周波数変換
された光を再び周波数変換器に戻すためにリング状の光
回路を組むことから、光リング回路と呼ばれる(図3参
照)。また、出力光の周波数が、光リング回路の周回時
間間隔で受ける周波数シフトの回数に比例して変化する
ため、光周波数スイーパ(掃引器)とも呼ばれる。この
方法では、出力光の周波数精度は、基準光源が持つ光周
波数の絶対精度と、周波数変換器が持つ変換周波数の精
度により決定される。基準光源では、非常に高精度な波
長基準であるガスの吸収線を用いて波長安定化をはかる
ことで、高い精度が実現されている。一方、周波数変換
器は、電気的なフィードバック制御により、非常に高い
周波数変換精度を実現し得る。これらを用いることで、
光リング回路では、非常に高い光周波数精度を有する光
を作りだすことが可能となるのである。
To date, research and development for WDM using an optical ring circuit as a highly accurate arbitrary optical frequency generation means (for example, "K. Shimizu et al.," Frequency translati "
on of light waves by propagation around an optical
ring circuit containing afrequency shifter: I.Exp
eriment, "Appl.Opt.32,6718-6726 (1993).") has been conducted. This method is a method to obtain light with many wavelengths (optical frequencies) by repeatedly frequency-converting the light from the light source that is used as a reference, and to return the light whose frequency has been converted by the frequency converter to the frequency converter again. It is called an optical ring circuit because it has a ring-shaped optical circuit (see FIG. 3). Further, since the frequency of the output light changes in proportion to the number of frequency shifts received in the revolving time interval of the optical ring circuit, it is also called an optical frequency sweeper (sweep device). In this method, the frequency accuracy of the output light is determined by the absolute accuracy of the optical frequency of the reference light source and the accuracy of the conversion frequency of the frequency converter. In the reference light source, high accuracy is realized by stabilizing the wavelength by using the absorption line of gas, which is a very highly accurate wavelength reference. On the other hand, the frequency converter can realize very high frequency conversion accuracy by electrical feedback control. By using these,
In the optical ring circuit, it is possible to produce light with extremely high optical frequency accuracy.

【0004】図3に示す光リング回路は、光合分波器
4、光遅延線5、光周波数シフタ6、帯域透過型フィル
タ17、光増幅器18及びこれらを結合する光ファイバ
2からなる。基準光源1からの光は光スイッチ3で切り
出され、光合分波器4を通じて光リング回路に導入され
る。光リング回路に導入された光は、光周波数シフタ6
により或る量の周波数シフトを受ける。周波数シフト受
けた光は、帯域透過型フィルタ17を介して光増幅器1
8で増幅された後、光遅延線5において遅延時間を与え
られる。その後、光合分波器4を通じて、一部は光リン
グ回路外に出力され、残りは再び光リング中を周回する
ことになる。光リング回路中を周回する光は、再び光周
波数シフタ6で周波数シフトを受け、光リング回路を周
回する。
The optical ring circuit shown in FIG. 3 comprises an optical multiplexer / demultiplexer 4, an optical delay line 5, an optical frequency shifter 6, a bandpass filter 17, an optical amplifier 18, and an optical fiber 2 for connecting them. The light from the reference light source 1 is cut out by the optical switch 3 and introduced into the optical ring circuit through the optical multiplexer / demultiplexer 4. The light introduced into the optical ring circuit is the optical frequency shifter 6
Undergoes a certain amount of frequency shift. The frequency-shifted light passes through the band-pass filter 17 and the optical amplifier 1
After being amplified by 8, the optical delay line 5 is given a delay time. After that, a part of the light is output to the outside of the optical ring circuit through the optical multiplexer / demultiplexer 4, and the rest goes around the inside of the optical ring again. The light circulating in the optical ring circuit is again frequency-shifted by the optical frequency shifter 6 and circulates in the optical ring circuit.

【0005】しかしながら、図3のように光リング回路
中の損失補償にファイバーアンプ等の光増幅器18を用
いると、光増幅器から発生する増幅された自然放出光雑
音が光の周回につれて蓄積し、出力光の信号/雑音強度
比(S/N比)が劣化するという問題があった。自然放
出光雑音蓄積の問題を解決する方法として、図3のよう
に帯域通過型光フィルタ17が用いられてきた。帯域通
過型光フィルタには、狭帯域性、高速波長可変性という
特性が求められるが、これらの要求を満たし、さらには
増幅特性をも兼備するフィルタとして、特願平11−0
43368号で提案したように、波長可変レーザへの注
入同期現象を利用した増幅・フィルタ機構(以下、注入
同期フィルタ)が持ち入れれるようになった(図4参
照)。同期注入とは、図5(a)のように或る自走周波
数(fFR) で発振しているレーザに、図5(b)のように
自走周波数近傍(fML) の光を入射すると、レーザの発振
周波数が入射光周波数fML に引き込まれて一致する現象
である。この場合、発振しているレーザを用いることか
ら、狭帯域、定出力光強度、定偏波という特長が生じ
る。
However, when the optical amplifier 18 such as a fiber amplifier is used for compensating the loss in the optical ring circuit as shown in FIG. 3, amplified spontaneous emission optical noise generated from the optical amplifier accumulates as the light goes around and is output. There is a problem that the signal / noise intensity ratio (S / N ratio) of light deteriorates. As a method for solving the problem of spontaneous emission noise accumulation, a bandpass optical filter 17 has been used as shown in FIG. The bandpass optical filter is required to have characteristics such as narrow bandwidth and high-speed wavelength tunability, and as a filter satisfying these requirements and also having amplification characteristics, Japanese Patent Application No. 11-0
As proposed in No. 43368, an amplification / filter mechanism (hereinafter referred to as an injection locking filter) utilizing the injection locking phenomenon for a wavelength tunable laser can be brought in (see FIG. 4). Synchronous injection means that when a laser oscillating at a certain free-running frequency (fFR) as shown in FIG. 5 (a) is irradiated with light near the free-running frequency (fML) as shown in FIG. 5 (b), This is a phenomenon in which the oscillation frequency of the laser is drawn into and coincides with the incident light frequency fML. In this case, since an oscillating laser is used, the features of narrow band, constant output light intensity, and constant polarization occur.

【0006】図4に示す光リング回路は、光合分波器
4、光遅延線5、光周波数シフタ6、レンズ7、半導体
レーザ8及びこれらを結合する光ファイバ2からなる。
基準光源1からの光は、光スイッチ3で切り出され、光
合分波器4を通じて光リング回路に導入される。光リン
グ回路に導入された光は、光周波数シフタ6により或る
量の周波数シフトを受ける。周波数シフト受けた光は、
レンズ7を介して半導体レーザ8に入射される。半導体
レーザ8は、制御装置15により予め入射光周波数付近
に周波数制御されており、入射光に注入同期される。こ
半導体レーザ8の出力光は、光遅延線5を通過した後、
光合分波器4を通じて、一部は光リング回路外に出力さ
れ、残りは再び光リング中を周回することになる。光リ
ング回路中を周回する光は、再び光周波数シフタ6で周
波数シフトを受け、光リング回路を周回する。
The optical ring circuit shown in FIG. 4 comprises an optical multiplexer / demultiplexer 4, an optical delay line 5, an optical frequency shifter 6, a lens 7, a semiconductor laser 8 and an optical fiber 2 for coupling them.
The light from the reference light source 1 is cut out by the optical switch 3 and introduced into the optical ring circuit through the optical multiplexer / demultiplexer 4. The light introduced into the optical ring circuit undergoes a certain amount of frequency shift by the optical frequency shifter 6. The frequency-shifted light is
It is incident on the semiconductor laser 8 via the lens 7. The semiconductor laser 8 is frequency-controlled in advance to a frequency near the incident light frequency by the controller 15, and is injection-locked to the incident light. The output light of the semiconductor laser 8 passes through the optical delay line 5 and
Through the optical multiplexer / demultiplexer 4, a part is output to the outside of the optical ring circuit, and the rest goes around the optical ring again. The light circulating in the optical ring circuit is again frequency-shifted by the optical frequency shifter 6 and circulates in the optical ring circuit.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、注入同期が起
こるために許容される入射光周波数と自走発振時の光周
波数との差は、数GHzと狭い範囲に限られる。そのた
め、注入同期を受けるレーザの自走周波数は、光リング
回路中を周波数シフトしながら周回する信号光周波数に
対して、常に許容周波数誤差の範囲を保つように追従制
御する必要がある。半導体レーザの光周波数制御の方法
としては、キャリア密度変動に起因する屈折率変化を利
用するもの、温度による屈折率変化を利用するもの等が
あるが、応答速度の点から、電流注入によりキャリア密
度を変化させて光周波数制御を行う場合が多い。一般
に、広い可変波長域を有するレーザは制御電極が多くな
り、例えば1THz程度の波長変化が実現可能な3電極−
分布ブラッグ反射鏡(DBR)レーザでは2つ、さらに
広範囲な(〜4THz)波長可変域が実現されている超周
期構造回折格子(SSG)DBRレーザでは3つの光周
波数制御電極を有する。そのため、注入同期フィルタを
光周波数スイーパに用いる際には、同時に複数の制御電
流を変化させる必要が生じ、制御が複雑になるという問
題がある。
However, the difference between the incident optical frequency allowed for injection locking and the optical frequency during free-running oscillation is limited to a narrow range of several GHz. Therefore, it is necessary to control the free-running frequency of the laser receiving the injection locking so as to always keep the range of the allowable frequency error with respect to the signal light frequency circulating in the optical ring circuit while frequency-shifting. As a method of controlling the optical frequency of a semiconductor laser, there are a method of utilizing a change in refractive index due to carrier density fluctuation, a method of utilizing a change in refractive index due to temperature, and the like. Is often changed to control the optical frequency. Generally, a laser having a wide variable wavelength region has many control electrodes, and for example, three electrodes capable of realizing a wavelength change of about 1 THz.
The distributed Bragg reflector (DBR) laser has two optical frequency control electrodes, and the super periodic structure diffraction grating (SSG) DBR laser, which realizes a wider range of wavelength tunable range (up to 4 THz), has three optical frequency control electrodes. Therefore, when the injection locked filter is used for the optical frequency sweeper, it is necessary to change a plurality of control currents at the same time, which causes a problem that control becomes complicated.

【0008】実際のレーザの使用状態は、温度制御の時
定数に比べて、光周波数制御電流の変化が速いため、熱
的に見て過渡状態にある。しかしながら、光周波数の瞬
時の厳密測定は困難であるため、制御電流値は定常状態
での測定から求められていた。そのため、光周波数の高
速制御により熱応答に遅れが生じて出力光周波数が目標
値から外れ、注入同期の継続が阻害されるという問題を
有していた。
The actual use state of the laser is in a transient state in terms of heat because the optical frequency control current changes faster than the temperature control time constant. However, since it is difficult to measure the optical frequency instantaneously exactly, the control current value has been obtained from the measurement in the steady state. Therefore, there is a problem in that the high-speed control of the optical frequency causes a delay in the thermal response, the output optical frequency deviates from the target value, and the continuation of injection locking is hindered.

【0009】本発明の目的は、注入同期フィルタに用い
るレーザの自走周波数と注入光周波数との離調観察を可
能とし、レーザ自走周波数の制御を容易とする光周波数
掃引光源を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical frequency swept light source which enables detuning observation of the free-running frequency of a laser used in an injection locking filter and the injection light frequency and facilitates control of the free-running frequency of the laser. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、以下の手段を講じる。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following means.

【0011】請求項1に係る発明は、基準光源からの光
に時間遅延を導入する時間遅延導入手段と、時間遅延さ
れた光の周波数を変換する光周波数変換手段と、周波数
変換された光を開閉するスイッチ手段と、該スイッチ手
段が開状態の時に前記周波数変換された光を入射して該
入射光周波数に同期した光を出力し、前記スイッチ手段
が閉状態の時に自走状態の光を出力する注入同期レーザ
と、前記周波数同期された光を前記時間遅延導入手段に
戻す手段と、前記自走状態の光を取り出す手段とからな
るリング状の光回路を備え、前記周波数同期された光と
前記自走状態の光との光周波数差を検出する手段と、検
出された光周波数差が所定の一定値以下となるように前
注入同期レーザの自走状態の光周波数を制御する手段
とを備えたことを特徴とする光周波数掃引光源である。
According to a first aspect of the present invention, a time delay introducing means for introducing a time delay into the light from the reference light source, an optical frequency converting means for converting the frequency of the time delayed light, and a frequency-converted light are provided. Switch means for opening and closing, and when the switch means is in the open state, the frequency-converted light is incident to output light synchronized with the incident light frequency, and when the switch means is in the closed state, light in the free-running state is output. An injection-locked laser for outputting, a means for returning the frequency-synchronized light to the time-delay introducing means, and a means for taking out the light in the free-running state are provided, and the ring-shaped optical circuit is provided. A means for detecting an optical frequency difference between the synchronized light and the light in the free-running state, and an optical frequency in the free-running state of the injection-locked laser so that the detected optical frequency difference becomes a predetermined constant value or less. Equipped with means for controlling An optical frequency swept light source, wherein.

【0012】請求項2に係る発明は、周波数基準となる
パルス光を射出する第1の手段を備え、前記パルス光に
時間遅延を導入する第2の手段と、該第2の手段からの
時間遅延された光の周波数を変換する第3の手段と、周
波数変換された光を開閉する第4の手段と、該第4の手
段が開状態の時に前記周波数変換された光を入射して該
入射光周波数に同期した光を出力し、第4の手段が閉状
態の時に自走状態の光を出力する第5の手段と、前記自
走状態の光を取り出す第6の手段と、前記周波数同期さ
れた光に時間遅延を導入する第7の手段と、該第7の手
段からの時間遅延された光を第2の手段に戻す第8の手
段とからなるリング状光回路を備えた光周波数掃引光
源であって、前記周波数同期された光と前記自走状態の
光との光周波数差を検出する第9の手段と、検出された
光周波数差が所定の一定値以下となるように前記第5の
手段の自走状態の光周波数を制御する第10の手段とを
備えたことを特徴とする光周波数掃引光源である。
The invention according to claim 2 comprises first means for emitting pulsed light as a frequency reference, second means for introducing a time delay into the pulsed light, and time from the second means. Third means for converting the frequency of the delayed light, fourth means for opening and closing the frequency-converted light, and inputting the frequency-converted light when the fourth means is in an open state Fifth means for outputting light synchronized with the incident light frequency and for outputting light in a free-running state when the fourth means is in a closed state; sixth means for extracting the light in the free-running state; and the frequency a seventh means for introducing a time delay to the synchronous light, and example Bei the ring optical circuit comprising a first means 8 for a time delay light back to the second means from the means of said 7 An optical frequency sweep light source, the optical frequency difference between the frequency-synchronized light and the light in the free-running state. A ninth means for detecting and a tenth means for controlling the optical frequency of the free-running state of the fifth means so that the detected optical frequency difference becomes equal to or less than a predetermined constant value. Is an optical frequency sweep light source.

【0013】請求項3に係る発明は、請求項1または2
において、前記リング状の光回路に代えて、往復型の光
回路を用いたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In place of the ring-shaped optical circuit, reciprocating light
It is characterized by using a circuit .

【0014】請求項4に係る発明は、反射鏡と、反射鏡
に結合され、基準光源からの光の周波数を変換する光周
波数変換手段と、光周波数変換手段に結合され、光に時
間遅延を導入する時間遅延手段と、時間遅延手段に結合
され、光を開閉するスイッチ手段と、スイッチ手段に結
合され、該スイッチ手段が開状態の時に前記周波数変換
された光を入射して該入射光周波数に同期した光を出力
し、該スイッチ手段が閉状態の時に自走状態の光を出力
する注入同期レーザと、注入同期レーザに結合され、前
記自走状態の光を取り出す手段とからなる往復型の光回
路を備え、前記周波数同期された光と前記自走状態の光
との光周波数差を検出する手段と、検出された光周波数
差が所定の一定値以下となるように前記注入同期レーザ
の自走状態の光周波数を制御する手段とを備えたことを
特徴とする光周波数掃引光源である。
According to a fourth aspect of the present invention, a reflecting mirror, an optical frequency converting unit coupled to the reflecting mirror for converting the frequency of light from the reference light source, and an optical frequency converting unit are coupled to the optical frequency converting unit for applying a time delay to the light. A time delay means to be introduced, a switch means coupled to the time delay means for opening and closing light, and a switch means, which is coupled to the switch means and injects the frequency-converted light when the switch means is in an open state to make the incident light frequency A reciprocating type that is composed of an injection-locked laser that outputs light in synchronization with the injection-locked laser and that outputs light in a free-running state when the switch means is in a closed state, and a means that is coupled to the injection-locked laser and takes out the light in the free-running state. Means for detecting an optical frequency difference between the frequency-synchronized light and the light in the free-running state, and the injection-locked laser so that the detected optical frequency difference is equal to or less than a predetermined constant value. <br/> self-running An optical frequency swept light source, characterized in that a means for controlling the frequency.

【0015】請求項5に係る発明は、請求項1または2
において、前記リング状の光回路を周回する光の周回時
間の半分の時間間隔で前記周波数同期された光と自走状
態の光を切り替えて時分割することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1 or 2.
At the time of orbit of light circulating in the ring-shaped optical circuit
The frequency-synchronized light and the free-running state at half the time interval between
The feature is that the light in the state is switched and time division is performed.

【0016】請求項6に係る発明は、請求項3または4
において、前記往復型の光回路を往復する光の往復時間
の半分の時間間隔で前記周波数変換された光と前記自走
状態の光を切り替えて時分割することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 3 or 4.
In, the round trip time of light traveling back and forth in the reciprocating optical circuit
The frequency-converted light and the free-running at half time intervals of
It is characterized in that the light in the state is switched to perform time division .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明では、等時間間隔で光周波
数が変化する基準参照光をつくり出す部分と、基準参照
光及び被測定光を時分割して出力し、参照光と被測定光
間に時間遅延を導入して差周波数を検出する部分とから
構成される。以下に、具体的な実施形態例を示して、本
発明が実現される仕組みについて説明する。なお、各図
の構成要素において同符号を付したのは、同じ要素を示
している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, a portion for producing a standard reference light whose optical frequency changes at equal time intervals, and a standard reference light and a measured light are output in a time-divided manner so that the reference light and the measured light are separated from each other. And a portion for detecting a difference frequency by introducing a time delay into the. Hereinafter, a mechanism for realizing the present invention will be described with reference to specific embodiments. It is to be noted that the same reference numerals are given to the constituent elements in each drawing to indicate the same elements.

【0018】図1に示す光リング回路型の実施形態例に
おいては、光リング回路は光合分波器4、光遅延線5−
1、光周波数シフタ6、光スイッチ3−2、レンズ7、
半導体レーザ8、光分波器9−1、光遅延線5−2及び
これらを結合する光ファイバ2からなる。
In the embodiment of the optical ring circuit type shown in FIG. 1, the optical ring circuit comprises an optical multiplexer / demultiplexer 4 and an optical delay line 5-.
1, an optical frequency shifter 6, an optical switch 3-2, a lens 7,
It is composed of a semiconductor laser 8, an optical demultiplexer 9-1, an optical delay line 5-2, and an optical fiber 2 coupling these.

【0019】図1において、等時間間隔で光周波数が変
化する基準参照光は、前記の光リング回路と、基準光源
1及び同光源1の制御を行う光スイッチ3−1で作られ
る。基準光源1からの光は、光スイッチ3−1で光リン
グ回路1周に要する時間(以下、周回時間Δt)以下の時
間幅で切り出され、光合分波器4を通じて光リング回路
に導入される。光リング回路に導入された光は、光遅延
線5−1において遅延時間を与えられた後、光周波数シ
フタ6により或る量(Δf とする)の周波数シフトを受
ける。周波数シフト受けた光は、開状態にある光スイッ
チ3−2を通過し、レンズ7を介して半導体レーザ8に
入射される。半導体レーザ8は、制御装置15により予
め入射光周波数付近に周波数制御されており、入射光に
注入同期される。この半導体レーザ8の出力光は光合波
器9−1と光遅延線5−2を通過し、光合分波器4を通
じて、光合分波器4出力の一部は光リング回路外に出力
され、残りは再び光リング中を周回することになる。光
リング回路中を周回する光は、再び光周波数シフタ6で
Δfの周波数シフトを受け、光リング回路を周回する。
In FIG. 1, the reference light whose optical frequency changes at equal time intervals is produced by the above-mentioned optical ring circuit, the reference light source 1 and the optical switch 3-1 for controlling the light source 1. The light from the reference light source 1 is cut out by the optical switch 3-1 in a time width that is equal to or less than the time required for one round of the optical ring circuit (hereinafter, rounding time Δt) and introduced into the optical ring circuit through the optical multiplexer / demultiplexer 4. . The light introduced into the optical ring circuit is given a delay time in the optical delay line 5-1 and is then subjected to a certain amount of frequency shift (Δf) by the optical frequency shifter 6. The light subjected to the frequency shift passes through the optical switch 3-2 in the open state and enters the semiconductor laser 8 via the lens 7. The semiconductor laser 8 is frequency-controlled in advance to a frequency near the incident light frequency by the controller 15, and is injection-locked to the incident light. The output light of the semiconductor laser 8 passes through the optical multiplexer 9-1 and the optical delay line 5-2, and a part of the output of the optical multiplexer / demultiplexer 4 is output to the outside of the optical ring circuit through the optical multiplexer / demultiplexer 4. The rest will orbit the optical ring again. The light circulating in the optical ring circuit is again subjected to the frequency shift of Δf by the optical frequency shifter 6 and circulates in the optical ring circuit.

【0020】このように、光リング回路中を繰り返し周
回することにより、等周波数間隔(Δf)かつ等時間間
隔(Δt)を持った基準参照光が生成される。
As described above, by repeatedly circulating in the optical ring circuit, standard reference light having equal frequency intervals (Δf) and equal time intervals (Δt) is generated.

【0021】ここで、光スイッチ3−2を開状態にして
おくことで、光周波数スイーパとしての出力が得られる
が、その時のタイムチャートを図6に示す。図6におい
て、横軸は光リング回路の周回時間(Δt)を単位とす
る時間を示しており、縦軸は、光スイッチ3−1、3−
2の開閉状態、及び、各構成要素9−1、4における出
力の光周波数を示している。光周波数スイーパ出力は、
光合分波器4の出力として示されている。光合分波器4
の出力光周波数図において、光リング回路を経ずに直接
出力された基準光源1からの光を破線で示している。こ
こでは、光合分波器4と光合波器9−1との間にΔt/
2の時間遅延が導入されるように、光遅延線5−1と5
−2の長さを設定してある。この設定により、光合分波
器4に基準光源1からの光が到達した時のΔt/2の後
に、光分波器9−1で注入同期光が出力される。また、
光合分波器4から出力される半導体レーザ8からの光
は、光合波器9−1の出力に対して、更にΔt/2だけ
遅れている。光スイッチ3−1の開時間が光リング回路
の周回時間(Δt)よりも短いことに対応して、非同期
状態の光周波数が観測される。ここに示した非同期状態
の周波数は、半導体レーザ8出力光が光周波数シフタ6
で周波数シフトを受けて戻ってきた光に同期した周波数
であり、一般的に自走周波数とは異なる。
Here, by opening the optical switch 3-2, an output as an optical frequency sweeper can be obtained. A time chart at that time is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents time in units of the circulation time (Δt) of the optical ring circuit, and the vertical axis represents the optical switches 3-1 and 3-.
The open / closed state of No. 2 and the optical frequency of the output from each of the constituent elements 9-1 and 9 are shown. The optical frequency sweeper output is
It is shown as the output of the optical multiplexer / demultiplexer 4. Optical multiplexer / demultiplexer 4
In the output optical frequency diagram of, the light from the reference light source 1 directly output without passing through the optical ring circuit is shown by a broken line. Here, Δt / is provided between the optical multiplexer / demultiplexer 4 and the optical multiplexer / demultiplexer 9-1.
Optical delay lines 5-1 and 5 so that a time delay of 2 is introduced.
A length of -2 is set. With this setting, the injection locking light is output from the optical demultiplexer 9-1 after Δt / 2 when the light from the reference light source 1 reaches the optical multiplexer / demultiplexer 4. Also,
The light from the semiconductor laser 8 output from the optical multiplexer / demultiplexer 4 is further delayed by Δt / 2 with respect to the output of the optical multiplexer / demultiplexer 9-1. The optical frequency in the asynchronous state is observed corresponding to the open time of the optical switch 3-1 being shorter than the circulation time (Δt) of the optical ring circuit. The frequency of the asynchronous state shown here is when the output light of the semiconductor laser 8 is the optical frequency shifter 6
It is a frequency that is synchronized with the light returned by the frequency shift at, and is generally different from the free-running frequency.

【0022】また、注入同期フィルタとして用いる半導
体レーザ8の自走周波数は、光スイッチ3−2で入射光
を遮断することで得られる。従って、制御装置15に繋
がれた光スイッチ3−2で半導体レーザ8への入射光を
開閉することで、注入同期が制御され、参照光(同期状
態)及び被測定光(自走状態)が時分割で出力される。
光スイッチ3−2のデューティ比を0.5とした場合の
タイムチャートを図7に示す。図7の横軸と縦軸は図6
と同じである。光合分波器4の出力光は光遅延線5−2
の働きで光分波器9−1の出力よりもΔt/2だけ遅れ
ている。これら光合分波器4の出力光と光分波器9−1
の出力光は、光分波器9−2及び光合波器10を経て光
検出器11に入射し、2つの出力光間の差周波数がビー
トとして観測される。
The free-running frequency of the semiconductor laser 8 used as the injection locking filter is obtained by blocking the incident light with the optical switch 3-2. Therefore, injection locking is controlled by opening / closing the incident light to the semiconductor laser 8 by the optical switch 3-2 connected to the control device 15, and the reference light (synchronized state) and the measured light (self-propelled state) are generated. Output in time division.
FIG. 7 shows a time chart when the duty ratio of the optical switch 3-2 is 0.5. The horizontal and vertical axes of FIG. 7 are shown in FIG.
Is the same as. The output light of the optical multiplexer / demultiplexer 4 is the optical delay line 5-2.
Is delayed by Δt / 2 from the output of the optical demultiplexer 9-1. The output light from the optical multiplexer / demultiplexer 4 and the optical demultiplexer 9-1
The output light of is incident on the photodetector 11 via the optical demultiplexer 9-2 and the optical multiplexer 10, and the difference frequency between the two output lights is observed as a beat.

【0023】図7では参照光と被測定光の周波数変化が
一定の場合が示されているが、図8に示すように、周波
数差が変化する場合にも同様の結果が得られる。
FIG. 7 shows the case where the frequency change between the reference light and the measured light is constant, but as shown in FIG. 8, the same result can be obtained when the frequency difference changes.

【0024】光検出器11にはΔt/2毎に同一タイム
スロット(同一周回、実線で図示)と隣接タイムスロッ
ト(破線で図示)が現れ、測定時に不要となる隣接スロ
ット間の周波数差は、光スイッチ3−2と逆位相で開閉
する電気スイッチ12で取り除かれる。そして、光周波
数差は、光スペクトラム・アナライザ13で観測され
る。また、周波数弁別器14を用い、当該周波数弁別器
14で弁別される周波数が或る一定の値以下となるよう
に半導体レーザ8の自走周波数を制御装置15で制御す
ることにより、安定した注入同期を実現している。
In the photodetector 11, the same time slot (same revolution, shown by the solid line) and the adjacent time slot (shown by the broken line) appear for each Δt / 2, and the frequency difference between the adjacent slots which is unnecessary at the time of measurement is It is removed by the electric switch 12 which opens and closes in the opposite phase to the optical switch 3-2. Then, the optical frequency difference is observed by the optical spectrum analyzer 13. Further, by using the frequency discriminator 14 and controlling the free-running frequency of the semiconductor laser 8 by the controller 15 so that the frequency discriminated by the frequency discriminator 14 becomes a certain value or less, stable injection is achieved. Achieved synchronization.

【0025】次に、図2に、往復型の実施形態例にかか
る光スイーパを示す。図1と共通の要素には同符号を付
す。光の往復構造は、反射鏡16、光周波数シフタ6、
光合分波器4、光遅延線5、光スイッチ3−2、光分波
器9−1、レンズ7、半導体レーザ8及びこれらを結合
する光ファイバ2からなる。
Next, FIG. 2 shows an optical sweeper according to a reciprocating embodiment. Elements common to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The light reciprocating structure includes a reflecting mirror 16, an optical frequency shifter 6,
It includes an optical multiplexer / demultiplexer 4, an optical delay line 5, an optical switch 3-2, an optical demultiplexer 9-1, a lens 7, a semiconductor laser 8 and an optical fiber 2 coupling these.

【0026】図2において、基準光源1を発して光スイ
ッチ3−1により切り出された初期注入光は、光合分波
器4を介して前記の往復構造に導入される。往復構造に
導入された光は、光周波数シフタ6に導入され、ここで
周波数シフトを受ける。この光は、その後反射鏡16で
反射され、光周波数シフタ6に入射してここで再び周波
数シフトを受けた後、光合分波器4を通過して光遅延線
5に導入される。この光は、光遅延線5で遅延時間を与
えられた後、開状態の光スイッチ3−2を通り、半導体
レーザ8へと入射する。半導体レーザ8はこの入射光に
注入同期し、その出力光は光分波器9−1を介して、一
部は往復構造外へと出力されるが、残りは光スイッチ3
−2及び光遅延線5に戻り、一部は光合分波器4を通じ
て外部に出力されるが、残りは再び周波数シフタ6によ
り周波数シフトを受けながら往復構造を往復する。これ
を繰り返すことにより、多光周波数光が得られる。
In FIG. 2, the initial injection light emitted from the reference light source 1 and cut out by the optical switch 3-1 is introduced into the reciprocating structure via the optical multiplexer / demultiplexer 4. The light introduced into the reciprocating structure is introduced into the optical frequency shifter 6, where it undergoes frequency shift. This light is then reflected by the reflecting mirror 16, enters the optical frequency shifter 6, undergoes frequency shift again here, and then passes through the optical multiplexer / demultiplexer 4 and is introduced into the optical delay line 5. This light, after being given a delay time by the optical delay line 5, enters the semiconductor laser 8 through the open optical switch 3-2. The semiconductor laser 8 is injection-locked with the incident light, and the output light is partly output to the outside of the reciprocating structure via the optical demultiplexer 9-1, but the rest is the optical switch 3.
-2 and the optical delay line 5, a part of which is output to the outside through the optical multiplexer / demultiplexer 4, while the remaining part is reciprocated in the reciprocating structure while undergoing frequency shift by the frequency shifter 6 again. By repeating this, multi-optical frequency light is obtained.

【0027】図2に示した例において、往復構造の往復
に要する時間をΔt、光周波数シフタ6で受ける単位周
波数シフト量をΔf/2とすると、図1の実施形態例で
示したタイムチャート図6が成り立つ。また、光スイッ
チ3−2のデューティ比を0.5とした場合のタイムチ
ャートは図9、図10となり、図7、図8に示した光リ
ング回路型のタイミングチャートに類似したものが得ら
れる。但し、往復型では光リング回路型とは異なって、
光合分波器4の出力には被測定光たる半導体レーザ8の
自走周波数は含まれない。これは、光スイッチ3−2に
よって自走周波数はカットするようにしたためである。
そのため、図示の往復型では、自動的に同一スロット内
での周波数差に対応したビートのみが観測される。かく
して、光周波数差が測定され、図1に示した光リング型
の例と同様に周波数弁別器14を用いた半導体レーザ8
の自走周波数制御が可能となっている。
In the example shown in FIG. 2, assuming that the time required for the reciprocating structure to reciprocate is Δt and the unit frequency shift amount received by the optical frequency shifter 6 is Δf / 2, the time chart shown in the embodiment example of FIG. 6 holds. Further, the time charts when the duty ratio of the optical switch 3-2 is 0.5 are shown in FIGS. 9 and 10, and similar to the optical ring circuit type timing charts shown in FIGS. 7 and 8 can be obtained. . However, the reciprocating type is different from the optical ring circuit type,
The output of the optical multiplexer / demultiplexer 4 does not include the free-running frequency of the semiconductor laser 8 that is the measured light. This is because the free-running frequency is cut by the optical switch 3-2.
Therefore, in the illustrated reciprocating type, only beats corresponding to the frequency difference in the same slot are automatically observed. Thus, the optical frequency difference is measured, and the semiconductor laser 8 using the frequency discriminator 14 as in the optical ring type example shown in FIG.
It is possible to control the free-running frequency.

【0028】光合分波器4の出力光と光分波器9−1の
出力光は、光分波器9−2及び光合波器10を経て光検
出器11に入射し、2つの出力光間の差周波数がビート
として観測される。光周波数差は光スペクトラム・アナ
ライザ13で観測される。また、周波数弁別器14を用
い、当該周波数弁別器14で弁別される周波数が或る一
定の値以下となるように半導体レーザ8の自走周波数を
制御装置15で制御することにより、安定した注入同期
を実現している。
The output light of the optical multiplexer / demultiplexer 4 and the output light of the optical demultiplexer 9-1 are incident on the photodetector 11 via the optical demultiplexer 9-2 and the optical multiplexer 10, and the two output lights are output. The difference frequency between them is observed as a beat. The optical frequency difference is observed by the optical spectrum analyzer 13. Further, by using the frequency discriminator 14 and controlling the free-running frequency of the semiconductor laser 8 by the controller 15 so that the frequency discriminated by the frequency discriminator 14 becomes a certain value or less, stable injection is achieved. Achieved synchronization.

【0029】図2に示した実施形態例においては、光合
分波器4の出力には半導体レーザ8の自走周波数が含ま
れないようになっている。しかし、光スイッチ3−2を
光周波数シフタ6と光合分波器4との間に配置し、光ス
イッチ3−2の開閉の位相を反転させることで、光合分
波器4の出力から半導体レーザ8の自走周波数を取り出
すことも可能である。また、逆に、図1に示した実施形
態例において、光スイッチ3−2を光分波器9−1と光
遅延線5−2との間に配置することで、光合分波器4出
力への半導体レーザ8の自走周波数混入を避けることが
可能である。これにより、電気スイッチ12を用いない
構成も実現可能である。
In the embodiment shown in FIG. 2, the output of the optical multiplexer / demultiplexer 4 does not include the free-running frequency of the semiconductor laser 8. However, by arranging the optical switch 3-2 between the optical frequency shifter 6 and the optical multiplexer / demultiplexer 4, and inverting the opening / closing phase of the optical switch 3-2, the output of the optical multiplexer / demultiplexer 4 is changed to the semiconductor laser. It is also possible to extract 8 free-running frequencies. On the contrary, in the embodiment shown in FIG. 1, by arranging the optical switch 3-2 between the optical demultiplexer 9-1 and the optical delay line 5-2, the output of the optical multiplexer / demultiplexer 4 is output. It is possible to avoid mixing of the free-running frequency of the semiconductor laser 8 into the semiconductor laser 8. As a result, a configuration without the electric switch 12 can be realized.

【0030】更に、各実施形態例においては、光スイッ
チ3−2を用いて半導体レーザ8への光入射を制御して
いるが、光周波数シフタ6として光スイッチ機能を持つ
光周波数シフタ(例えば、音響−光学型光周波数シフ
タ、電気−光学型変調器等)を制御装置15で制御する
ことにより、光スイッチ3−2を兼ねることとが可能で
ある。また、各実施形態例においては、半導体レーザ8
の自走周波数の制御において周波数弁別器14として高
周波遮断フィルタと直流成分をカットするフィルタとを
組み合わせて、または、帯域通過フィルタを用いて、フ
ィルタからの出力が常に存在するように半導体レーザ8
の制御を行っているが、周波数弁別器14として低周波
遮断フィルタを用い、フィルタからの出力信号がなくな
るように制御する事も可能である。
Further, in each of the embodiments, the light incident on the semiconductor laser 8 is controlled by using the optical switch 3-2. However, as the optical frequency shifter 6, an optical frequency shifter having an optical switch function (for example, By controlling the acousto-optical optical frequency shifter, the electro-optical modulator, etc.) by the control device 15, it is possible to serve also as the optical switch 3-2. In addition, in each embodiment, the semiconductor laser 8
In the control of the free-running frequency of the semiconductor laser 8 by combining a high-frequency cutoff filter and a filter that cuts a DC component as the frequency discriminator 14 or using a bandpass filter, the output of the semiconductor laser 8 is always present.
However, it is also possible to use a low frequency cutoff filter as the frequency discriminator 14 and control so that the output signal from the filter disappears.

【0031】図11に、光リング回路部分の一例を示
す。図11に示す光リング回路はファイバカプラ24
(符号4と同じ)、光アイソレータ25、光サーキュレ
ータ26、光サーキュレータ26を介した波長可変半導
体レーザ(分布反射型レーザ)27、光アイソレータ2
5、音響−光学型光周波数シフタ28(符号6と同
じ)、光遅延線29(符号5と同じ)、偏波制御器30
及びそれらを繋ぐ光ファイバ2から構成される。
FIG. 11 shows an example of the optical ring circuit portion. The optical ring circuit shown in FIG.
(Same as reference numeral 4), optical isolator 25, optical circulator 26, wavelength tunable semiconductor laser (distributed reflection laser) 27 via optical circulator 26, optical isolator 2
5, acousto-optical type optical frequency shifter 28 (same as reference numeral 6), optical delay line 29 (same as reference numeral 5), polarization controller 30
And an optical fiber 2 connecting them.

【0032】図11において、周波数基準光源1から発
した光は、光スイッチ3で光リング回路の周回時間以下
のパルス状に切り出され、基準光パルス光とされる。そ
の基準光パルスは、ファイバカプラ24を通って光リン
グ回路中に導入され、光サーキュレータ26を通じて波
長可変半導体レーザ27に注入される。波長可変半導体
レーザ27は、制御回路31(符号15と同じ)によっ
て発振周波数と入射光周波数の差が注入同期範囲内とな
るように制御されており、入射光に対して注入同期され
る。この出力光は、光サーキュレータ26の働きによ
り、入射とは別のポートに出力されている。この出力光
においては、周回信号光は増幅を受け、ノイズレベルは
低減される。光サーキュレータ26を出た光は、次に、
音響−光学型光周波数シフタ28へと導かれる。音響−
光学型光周波数シフタ28で周波数シフトを受けた後,
光遅延線29で遅延時間を加えられ、偏波制御器30に
より自励発振光と周回光との周波数差が注入同期範囲内
となるよう調整された波長可変半導体レーザ27に入射
され、波長可変半導体レーザ27は周波数シフトされた
光に注入同期される。このように、繰り返し光リング回
路の周回、並びに周波数シフトを繰り返すことで、出力
として次々と等周波数間隔で光周波数が変化する光パル
スが得られる。
In FIG. 11, the light emitted from the frequency reference light source 1 is cut out by the optical switch 3 in a pulse shape that is equal to or less than the circulation time of the optical ring circuit and is used as reference light pulse light. The reference light pulse is introduced into the optical ring circuit through the fiber coupler 24 and injected into the wavelength tunable semiconductor laser 27 through the optical circulator 26. The wavelength tunable semiconductor laser 27 is controlled by the control circuit 31 (the same as reference numeral 15) so that the difference between the oscillation frequency and the incident light frequency falls within the injection locking range, and is injection locked with respect to the incident light. The output light is output to a port different from that of the incident light by the function of the optical circulator 26. In this output light, the circulating signal light is amplified and the noise level is reduced. The light emitted from the optical circulator 26 is
It is guided to the acousto-optical optical frequency shifter 28. Sound-
After receiving the frequency shift by the optical type optical frequency shifter 28,
A delay time is added by the optical delay line 29, and the polarization controller 30 makes the wavelength tunable semiconductor laser 27 adjusted so that the frequency difference between the self-oscillation light and the circulating light is within the injection locking range, and tunes the wavelength. The semiconductor laser 27 is injection-locked with the frequency-shifted light. In this way, by repeating the circulation of the optical ring circuit and the frequency shift, an optical pulse whose optical frequency changes at equal frequency intervals is obtained as an output.

【0033】更に、図12に、光リング回路部分の他の
例を示す。図12に示す光リング回路はファイバカプラ
24、電気−光学型変調器32、光アイソレータ25、
光サーキュレータ26、波長可変半導体レーザ(分布反
射型レーザ)27、光遅延線29、偏波制御器30及び
それらを繋ぐ光ファイバ2から構成される。
Further, FIG. 12 shows another example of the optical ring circuit portion. The optical ring circuit shown in FIG. 12 includes a fiber coupler 24, an electro-optical modulator 32, an optical isolator 25,
An optical circulator 26, a wavelength tunable semiconductor laser (distributed reflection laser) 27, an optical delay line 29, a polarization controller 30, and an optical fiber 2 connecting them.

【0034】図12において、周波数基準光源1から発
した光は、光スイッチ3で光リング回路の周回時間以下
のパルス状に切り出される。得られた基準光パルスは、
ファイバカプラ24を通って光リング回路中に導入され
る。光リング回路中の光は、電気−光学型変調器32に
より変調を受ける。変調器出力光には、数次の変調側帯
波と、周波数変換を受けていない基本波が含まれる。波
長可変半導体レーザ27は、前記変調器出力光の中から
所望の周波数シフトを持った光にのみ注入同期されるよ
う、制御回路31で追従制御されている。このため、波
長可変半導体レーザ27からは、電気−光学型変調器3
2に入射した光に対して所望の周波数シフトを受けた光
のみが出力されることになり、周波数変換が実現され
る。また、このとき、同時に変換光の増幅、及び、変換
光以外の雑音光の低減が図られる。波長可変半導体レー
ザ27からの出力光、光遅延線29を通ることで、時間
遅延を与えられる。そして、偏波制御器30で電気−光
学型変調器32や注入同期の効率が最大となるよう偏波
を調整された後、光の一部はファイバカプラ24を通じ
て光リング回路から出力され、残りは光リング回路を再
度周回する。光リング回路周回を繰り返すことで、繰り
返しの周波数シフトを受け、多周波数光源が実現され
る。ここで、制御回路31を用いて波長可変半導体レー
ザ27を制御する際に、常に同じ次数の変調側帯波に同
期させた場合は、出力として等周波数間隔の光が得られ
る。一方、周回毎に変調側帯波の次数を選択して注入同
期の制御を行なうことも可能である。この場合には、W
DM通信における不等周波数間隔キャリア光のように、
或る周波数(変調周波数に一致)の倍数を間隔とする光
が得られる。なお、光変調を行い変調側帯波を発生する
手段として電気−光学型光変調器32を用いているが、
変調側帯波を発生する手段として電界吸収型光変調器を
用いることも可能である。また、光を複数光路に分岐し
て光及び変調信号間に位相差を加える手段を用いること
で、所望の周波数変化量を有する変調側帯波の選択を容
易とすることが可能となる。
In FIG. 12, the light emitted from the frequency reference light source 1 is cut out by the optical switch 3 in a pulse shape that is shorter than the circulation time of the optical ring circuit. The obtained reference light pulse is
It is introduced into the optical ring circuit through the fiber coupler 24. The light in the optical ring circuit is modulated by the electro-optical modulator 32. The modulator output light includes several-order modulated sidebands and a fundamental wave that has not undergone frequency conversion. The wavelength tunable semiconductor laser 27 is tracking-controlled by the control circuit 31 so as to be injection-locked only to light having a desired frequency shift from the modulator output light. Therefore, from the wavelength tunable semiconductor laser 27, the electro-optical modulator 3
Only the light that has undergone a desired frequency shift with respect to the light incident on 2 is output, and frequency conversion is realized. At this time, at the same time, amplification of the converted light and reduction of noise light other than the converted light can be achieved. A time delay is given by passing the output light from the wavelength tunable semiconductor laser 27 and the optical delay line 29. Then, after the polarization is adjusted by the polarization controller 30 so that the efficiency of the electro-optical modulator 32 and injection locking is maximized, a part of the light is output from the optical ring circuit through the fiber coupler 24, and the rest. Recirculates around the optical ring circuit. By repeating the circulation of the optical ring circuit, a repeated frequency shift is received and a multi-frequency light source is realized. Here, when the wavelength tunable semiconductor laser 27 is controlled by using the control circuit 31, if it is always synchronized with the modulation sideband of the same order, light having an equal frequency interval is obtained as an output. On the other hand, it is also possible to control the injection locking by selecting the order of the modulation sideband for each circulation. In this case, W
Like unequal frequency spacing carrier light in DM communication,
Light is obtained that is spaced at multiples of a certain frequency (corresponding to the modulation frequency). The electro-optical type optical modulator 32 is used as a means for performing optical modulation and generating a modulated sideband.
It is also possible to use an electroabsorption type optical modulator as a means for generating the modulation sideband. Further, by using a means for branching the light into a plurality of optical paths and adding a phase difference between the light and the modulation signal, it becomes possible to easily select the modulation sideband having a desired frequency change amount.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、注
入同期フィルタに用いるレーザの周波数調整が可能な多
光周波数光源を得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a multi-optical frequency light source capable of adjusting the frequency of the laser used in the injection locking filter.

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

【図1】本発明の実施形態例として、光リング型の光周
波数掃引光源を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an optical ring type optical frequency swept light source as an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態例として、往復型の光周波数
掃引光源を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a reciprocal optical frequency sweep light source as an embodiment of the present invention.

【図3】光リング回路型光源を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an optical ring circuit type light source.

【図4】注入同期を応用した光リング回路を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an optical ring circuit to which injection locking is applied.

【図5】注入同期の模式図。FIG. 5 is a schematic diagram of injection locking.

【図6】光スイーパ時のスイッチングと出力光周波数の
タイムチャート。
FIG. 6 is a time chart of switching and output optical frequency during an optical sweeper.

【図7】光リング型における光周波数差測定時のスイッ
チングと出力光周波数のタイムチャート。
FIG. 7 is a time chart of switching and output optical frequency when measuring an optical frequency difference in an optical ring type.

【図8】周波数差変化時のタイムチャート。FIG. 8 is a time chart when the frequency difference changes.

【図9】往復型における光周波数差測定時のスイッチン
グと出力光周波数のタイムチャート。
FIG. 9 is a time chart of switching and output optical frequency when measuring an optical frequency difference in a reciprocating type.

【図10】往復型における周波数差変化時のタイムチャ
ート。
FIG. 10 is a time chart when the frequency difference in the reciprocating type changes.

【図11】光リング回路部分の一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of an optical ring circuit portion.

【図12】光リング回路部分の他の例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing another example of the optical ring circuit portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準光源 2 光ファイバ 3 光スイッチ 4 光合分波器 5 光遅延線 6 光周波数シフタ 7 レンズ 8 半導体レーザ 9 光分波器 10 光合波器 11 光検出器 12 電気スイッチ 13 スペクトラム・アナライザ 14 周波数弁別器 15 制御装置 16 反射鏡 17 帯域透過型フィルタ 18 光増幅器器 24 ファイバカプラ 25 光アイソレータ 26 光サーキュレータ 27 波長可変半導体レーザ(分布反射型レーザ) 28 音響−光学型光周波数シフタ 29 光遅延線 30 偏波制御器 31 制御回路 32 電気−光学型変調器 1 Reference light source 2 optical fiber 3 optical switch 4 Optical multiplexer / demultiplexer 5 Optical delay line 6 Optical frequency shifter 7 lenses 8 Semiconductor laser 9 Optical demultiplexer 10 Optical multiplexer 11 Photodetector 12 electrical switch 13 Spectrum analyzer 14 Frequency discriminator 15 Control device 16 Reflector 17 Band pass filter 18 Optical amplifier 24 Fiber Coupler 25 Optical Isolator 26 Optical circulator 27 Tunable semiconductor laser (distributed reflection laser) 28 Acoustic-Optical Optical Frequency Shifter 29 Optical delay line 30 Polarization controller 31 Control circuit 32 Electro-optical modulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−244045(JP,A) 特開 昭55−61082(JP,A) 石川光映他,「波長可変レーザの注入 同期を応用した光リング回路」,電子情 報通信学会1999年総合大会講演論文集エ レクトロニクス1,1999年 3月28日, 第366頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP2000-244045 (JP, A) JP55-61082 (JP, A) Mitsuei Ishikawa et al. “Optical ring applying injection locking of tunable laser” Circuit ", Proceedings of the 1999 IEICE General Conference, Electronics 1, March 28, 1999, p. 366 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 3/00- 3/30

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基準光源からの光に時間遅延を導入する
時間遅延導入手段と、 時間遅延された光の周波数を変換する光周波数変換手段
と、 周波数変換された光を開閉するスイッチ手段と、 該スイッチ手段が開状態の時に前記周波数変換された光
を入射して該入射光周波数に同期した光を出力し、前記
スイッチ手段が閉状態の時に自走状態の光を出力する
入同期レーザと、 前記周波数同期された光を前記時間遅延導入手段に戻す
手段と、 前記自走状態の光を取り出す手段とからなるリング状の
光回路を備え、 前記周波数同期された光と前記自走状態の光との光周波
数差を検出する手段と、 検出された光周波数差が所定の一定値以下となるように
前記注入同期レーザの自走状態の光周波数を制御する手
段とを備えたことを特徴とする光周波数掃引光源。
1. A time delay introducing means for introducing a time delay into the light from the reference light source, an optical frequency converting means for converting the frequency of the time delayed light, and a switch means for opening and closing the frequency converted light, Note that the switch means is incident the frequency-converted light when in an open state and outputs light that is synchronized with the incident light frequency, said switch means outputs the light of the free-running state when the closed state
An input-locked laser , a means for returning the frequency-synchronized light to the time delay introducing means, and a means for extracting the light in the free-running state are provided in a ring-shaped optical circuit, and the frequency-synchronized light and the A means for detecting an optical frequency difference with respect to the light in the free-running state and a means for controlling the optical frequency in the free-running state of the injection-locked laser so that the detected optical frequency difference is equal to or less than a predetermined constant value. Optical frequency sweep light source characterized by
【請求項2】 周波数基準となるパルス光を射出する第
1の手段を備え、 前記パルス光に時間遅延を導入する第2の手段と、 該第2の手段からの時間遅延された光の周波数を変換す
る第3の手段と、 周波数変換された光を開閉する第4の手段と、 該第4の手段が開状態の時に前記周波数変換された光を
入射して該入射光周波数に同期した光を出力し、第4の
手段が閉状態の時に自走状態の光を出力する第5の手段
と、 前記自走状態の光を取り出す第6の手段と、 前記周波数同期された光に時間遅延を導入する第7の手
段と、 該第7の手段からの時間遅延された光を第2の手段に戻
す第8の手段と からなるリング状光回路を備えた光周波数掃引光源で
あって、 前記周波数同期された光と前記自走状態の光との光周波
数差を検出する第9の手段と、 検出された光周波数差が所定の一定値以下となるように
前記第5の手段の自走状態の光周波数を制御する第10
の手段とを備えたことを特徴とする光周波数掃引光源。
2. A first means for emitting pulsed light as a frequency reference, a second means for introducing a time delay into the pulsed light, and a frequency of the time-delayed light from the second means. A third means for converting the light, a fourth means for opening and closing the frequency-converted light, and a means for inputting the frequency-converted light when the fourth means is in an open state to synchronize with the incident light frequency. Fifth means for outputting light and outputting light in the free-running state when the fourth means is in the closed state, sixth means for extracting the light in the free-running state, and time for the frequency-synchronized light a seventh means and optical frequency sweep light source example Bei the ring optical circuit comprising a first means 8 for a time delay light back to the second means from the means of said 7 that introduces a delay And detecting an optical frequency difference between the frequency-synchronized light and the free-running light. 10 for controlling the stage and the optical frequency of the free-running state of the fifth means as the detected light frequency difference is equal to or less than a predetermined constant value
And an optical frequency swept light source.
【請求項3】 前記リング状の光回路に代えて、往復型
の光回路を用いたことを特徴とする請求項1または2に
記載の光周波数掃引光源。
3. The optical frequency swept light source according to claim 1, wherein a reciprocating optical circuit is used instead of the ring-shaped optical circuit.
【請求項4】 反射鏡と、 反射鏡に結合され、基準光源からの光の周波数を変換す
る光周波数変換手段と、 光周波数変換手段に結合され、光に時間遅延を導入する
時間遅延手段と、 時間遅延手段に結合され、光を開閉するスイッチ手段
と、 スイッチ手段に結合され、該スイッチ手段が開状態の時
に前記周波数変換された光を入射して該入射光周波数に
同期した光を出力し、該スイッチ手段が閉状態の時に自
走状態の光を出力する注入同期レーザと、注入同期レーザ に結合され、前記自走状態の光を取り出
す手段と からなる往復型の光回路を備え、 前記周波数同期された光と前記自走状態の光との光周波
数差を検出する手段と、 検出された光周波数差が所定の一定値以下となるように
前記注入同期レーザの自走状態の光周波数を制御する手
段とを備えたことを特徴とする光周波数掃引光源。
4. A reflecting mirror, an optical frequency converting unit coupled to the reflecting mirror for converting the frequency of light from a reference light source, and a time delaying unit coupled to the optical frequency converting unit for introducing a time delay into the light. A switch means coupled to the time delay means for opening and closing the light, and coupled to the switch means for injecting the frequency-converted light when the switch means is in an open state and outputting light synchronized with the incident light frequency An injection-locked laser that outputs light in a free-running state when the switch means is closed, and a reciprocal optical circuit that is coupled to the injection-locked laser and that extracts the light in the free-running state. A means for detecting an optical frequency difference between the frequency-synchronized light and the light in the free-running state; and a light in the free-running state of the injection-locked laser so that the detected optical frequency difference becomes a predetermined constant value or less. Hand controlling frequency Optical frequency swept light source, characterized in that it comprises and.
【請求項5】 前記リング状の光回路を周回する光の周
回時間の半分の時間間隔で前記周波数同期された光と自
走状態の光を切り替えて時分割することを特徴とする請
求項1または2に記載の光周波数掃引光源。
5. The frequency-synchronized light and the light in the free-running state are switched and time-divided at a time interval which is half the circulation time of the light circulating in the ring-shaped optical circuit. Alternatively, the optical frequency sweep light source described in 2.
【請求項6】 前記往復型の光回路を往復する光の往復
時間の半分の時間間隔で前記周波数変換された光と前記
自走状態の光を切り替えて時分割することを特徴とする
請求項3または4に記載の光周波数掃引光源。
6. The frequency-converted light and the light in the free-running state are switched and time-divided at a half time interval of a round-trip time of light traveling back and forth in the reciprocating optical circuit. 3. The optical frequency swept light source according to 3 or 4.
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