JP3727529B2 - Multi-wavelength generator - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重伝送に必要な多数の波長の光信号を発生させることが可能な、多波長発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、波長多重伝送システムの光送信系においては、一定の波長間隔で光出力レベルの揃った複数の光源が必要となる。
【0003】
多数の波長を一括して発生させる多波長発生方法としては、極短光パルスによる方法、光ファイバの非線形効果による方法等、多数検討されている。
【0004】
これらの多波長発生方法においては、ピコ秒オーダーのパルス幅のパルス列発生、あるいは非線形効果を得るため、高出力光の発生等が必要となっている。
【0005】
また、発生させた多数の波長の光出力レベル平坦化を行うために、逆特性を持つ光フィルタの挿入等も行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多数の波長を低コストで発生させようとすると、よりシンプルな手法が必要となるが、このようなシンプルな手法を用いた例は従来技術にはない。
【0007】
また、光出力レベル平坦化用の光フィルタ等の挿入は、発生したそれぞれの波長の出力を低下させるために、極力、光出力が低下してしまう。
【0008】
そこで、本発明の目的は、シンプルな正弦波変調の組み合わせという手法を用いて、波長多重伝送に必要な多数の波長の光信号を安価な構成で発生させることが可能な多波長発生装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の波長の光信号から、多数の波長の光信号を発生する多波長発生装置であって、単一波長の光信号を発生する単一光源と、前記単一光源により発生された前記単一波長の光信号を2分割して、分割光を生成する分割手段と、同一周波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波からなる変調信号を作成する振幅調整手段と、前記振幅の異なる変調信号を用いて、前記分割された各々の分割光に対して角度変調を行うことによって、変調指数が互いに異なる各分割光を作成する角度変調手段と、前記変調指数が互いに異なる各分割光の偏波面を直交させて合波することによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する合波手段とを具えることによって、多波長発生装置を構成する。
【0010】
ここで、合波手段は、各分割光の偏波面を直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置してもよい。
【0011】
角度変調手段をマッハツェンダ型の位相変調器によって構成し、マッハツェンダ型の位相変調器を通過して合波手段により合波される合波位置の直前の一方の光路上に偏波面を90度回転させる偏光回転子、又は、合波位置の直前の両方の光路上に偏波面を45度回転させる偏光回転子を配置し、それぞれの分割光の偏波面を直交させた状態で合波してもよい。
【0012】
前記互いに異なる変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定する。
【0013】
互いに異なる変調指数の組み合わせは、
〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔11.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕のいずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指数を設定してもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0015】
[第1の例]
まず、本発明の第1の実施の形態を、図1〜図4に基づいて説明する。
【0016】
(概要)
まず、本発明の概要について説明する。
【0017】
シンプルな正弦波変調の組み合わせを行う手法としては、
一定周波数fmの正弦波或いは余弦波の信号を用いて、単一光源からのキャリア周波数fcに対して角度変調(周波数変調と位相変調とを含む)を行うことにより、光源のキャリア周波数fcを中心に周波数fmのn倍の波長の異なる多数の光信号を出力することができる。ただし、各波長の光信号の出力レベルは、第1種のn次ベッセル関数で表され、レベルが不揃いとなる。
【0018】
そこで、本発明においては、まず、一定の単一波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれの分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦波の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行い、この角度変調された異なる変調指数の分割光を当該光の偏波面を直交させて、それぞれの電力和として合致させることによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する。
【0019】
この場合、変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定する。
【0020】
なお、2分割する理由は、分割光を合波するとき、合波角度が45°等の角度では合波できず、偏波面を直交させる必要があるためである。
【0021】
また、分割光の偏波面を直交とする理由は、直交する場合は互いの偏波が干渉しないために電力和となるが、直交しない場合は各電界の位相状態がπだけ異なる周波数があり、打ち消されてしまい、電力和を構成することができないからである。
【0022】
(具体例)
以下、具体例を挙げて説明する。
【0023】
図1は、本発明に係る多波長発生装置の構成例を示す。
【0024】
1は、単一の波長(直線偏波)で発光する光源である。例えば、キャリア周波数fc=200THzの信号を発生する。
【0025】
2,3は、光源1と接続され、その一部が2分割された偏波型の光ファイバとしての偏波保持ファイバである。
【0026】
この場合、光を2分割する手段としては、3dB光スプリッタやハーフミラー等の周知の光分離素子を光路上に配置することによって容易に分割することが可能である。
【0027】
4,5は、周波数変調や位相変調等の角度変調を行う、LN(=LiNbO3)角度変調器である。このLN角度変調器4,5は、偏波保持ファイバ2,3と接続されている。
【0028】
6は、偏波型光結合器であり、偏波保持ファイバ2,3から伝送された各分割光の互いの偏波面を直交させて結合させる機能をもつ。
【0029】
10は、所定の周波数fm(例えば、fm=10GHz)で発振する発振器である。
【0030】
11,12は、周波数fmの信号の振幅調整を行う振幅調整器である。振幅調整器11,12は、通常の増幅器等によって構成され、その出力は角度変調器4,5にそれぞれ入力される。
【0031】
これにより、LN角度変調器4,5では、振幅調整器11,12から各々出力された振幅の異なる変調信号を用いて、分割された各々の分割光に対して角度変調を行って、変調指数mfが互いに異なる各分割光を作成する。
【0032】
なお、変調指数は、通常の定義である、mf=(キャリア周波数fcの最大偏移)/(変調周波数fm)とする。1例として、変調指数mf=52GHz/10GHz=5.2となる。
【0033】
そして、変調指数の異なる角度変調された各分割光は、偏波保持ファイバ2,3を介して、偏波型光結合器6に互いの偏波面が直交されて結合される。この結合された両者の光の電力が単純に足し算されることによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号が出力される。
【0034】
次に、動作原理について説明する。
【0035】
図2は、図1のLN角度変調器4側で角度変調を行う場合の構成例である。
【0036】
図2(a)は、周波数fm=10GHz、変調指数mf=5.2とした場合の構成例である。図2(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値である。
【0037】
mf=5.2の場合、光スペクトルは0次(すなわち、キャリア周波数fc)、2次(すなわち、fc+2fm,fc−2fm)の光出力が抑圧されており、まばらな光スペクトル特性となっている。
【0038】
図3は、図2のLN角度変調器4側で角度変調を行う場合の構成例である。
【0039】
図3(a)は、周波数fm=10GHz、変調指数mf=6.8とした場合の構成例である。図3(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値である。
【0040】
1次(すなわち、fc+fm,fc−fm)と3次(すなわち、fc+3fm,fc−3fm)との光出力が抑圧されている。
【0041】
従って、これら図2(b)と図3(b)の両者の光信号の電力を合波することにより、互いの出力レベルを補い合って、所望とする一定レベル以上の平坦な光スペクトル特性を得ることが可能となる。
【0042】
図4は、変調指数mfの組み合わせをmf=5.2とmf=6.8にしたときの出力光のスペクトル特性(計算値)を示す。
【0043】
波長毎の出力レベルのバラツキが、約3dB程度に収まる波(すなわち、相対強度で最大値の半分程度以上に存在する波、この図4の例では、出力レベルが相対強度で約0.08以上に存在する波)を波長多重用の光信号として用いるとすると、13波(波長数)を採用することが可能である。
【0044】
偏波型光結合器6から出力される多波長の光信号としては、f1=fc±fm、f2=fc±2fm、…、fn=fc±nfmというような波長が異なる各種の信号が出力される。
【0045】
なお、本例では、角度変調として、周波数変調を例に挙げたが、位相変調の場合にも同様な作用、効果を有する。
【0046】
[第2の例]
次に、本発明の第2の実施の形態を、図5に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【0047】
本例では、角度変調を行う手段として、マッハツェンダ型の位相変調器を用いて構成し、さらに、分割光の合波位置前の一方又は両方の光路上に偏波面を所定の角度回転させる偏光回転子20を配置した場合の例である。
【0048】
図5において、角度変調器として、光伝送システムで広く用いられているマッハツェンダ型のLN(=LiNbO3)変調器30を用いる。
【0049】
このマッハツェンダ型のLN変調器30は、2股構造によって途中の一部が分岐された光導波路40と、その分岐された各光導波路40上に設けられた角度変調部15,16とによって構成される。
【0050】
また、マッハツェンダ型のLN変調器30の角度変調部15の出力側の合波位置前の一方の光路上には、偏波面を90度回転させる偏光回転子20が配置されている。この偏光回転子20としては、薄膜ポリイミド製の1/2波長板、ファラディ回転子等を適用できる。
【0051】
マッハツェンダ型のLN変調器30の角度変調部15によって変調指数が異なり角度変調された分離光は、合波位置の直前に配置された偏光回転子20を通過することによって、偏波面の偏向方向が変えられる。これにより、2つの分割光の合波位置では、各分離光の互いの偏波面が直交した状態で合波されることになる。
【0052】
従って、本例では、前述した第1の例で用いた偏波型光結合器6を合波位置に設ける必要がなくなり、構成の簡略化を図ることができる。
【0053】
なお、偏光回転子20として、偏波面を45度回転させる光学素子を用いてもよく、この場合には、合波位置前の角度変調部15,16の両方の光路上にそれぞれ配置する。
【0054】
[第3の例]
次に、本発明の第3の実施の形態を、図6〜図7に基づいて説明する。
【0055】
本例では、変調指数の組み合わせについての例を示す。
【0056】
変調指数の組み合わせは、分波光の合波時において、互いの光出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせを選択する。
【0057】
図6は、ベッセル関数で表される各次数の変調指数に対する振幅特性(電力)を示しており、振幅の山と谷が補い合える組み合わせの例である。
【0058】
図7は、図6で示した組み合わせで変調したときの多波長発生装置から出力される各波長の光信号のスペクトル特性を示す。
【0059】
図7(a)は、変調指数mf=1.85と4.0との組み合わせ例である。3dB程度のバラツキにおさまる波長数として、7波を採用することができる。
【0060】
同様に、図7(b)のmf=3.2と4.8との組み合わせの場合は9波、図7(c)のmf=8.6と10.1との組み合わせの場合は19波、図7(d)のmf=11.5と13.1との組み合わせの場合は27波、をそれぞれが採用することが可能である。
【0061】
変調指数mfのその他の組み合わせ例としては、
〔1.45と3.0〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔10.1と11.8〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕が適切な組み合わせ例であり、これらの値の近傍に変調指数を設定することによって、互いに補完しあって、所定以上の出力レベルを揃えることができる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一の波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれの分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦波の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行い、この異なる変調指数の両者の光の偏波面を直交させて合波するようにしたので、一つの光源から多数の波長を発生させることが可能となり、また、光スペクトルの平坦化のための光フィルタも不要となり、元の光源の出力を最大限有効に活用して多波長化が可能となり、これにより、一つの光源から光出力の低下を極力抑え、所定以上の出力レベルを保持した多数の波長の光信号を出力することができると共に、正弦波変調の組み合わせというシンプルな構成で低コストな多波長発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である、多波長発生装置の構成を示すブロック図である。
【図2】(a)は単純な正弦波による角度変調の処理(変調指数mf=5.2)を説明する構成図、(b)は光スペクトル特性を示す特性図である。
【図3】(a)は単純な正弦波による角度変調の処理(変調指数mf=6.8)を説明する構成図、(b)は光スペクトル特性を示す特性図である。
【図4】変調指数mf=5.2と6.8との合波光のスペクトルを示す特性図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態である、多波長発生装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態である、変調指数の組み合わせ例を示す説明図である。
【図7】変調指数の各種の組み合わせにそれぞれ対応する光スペクトルの例を示す特性図である。
【符号の説明】
1 光源
2 偏波保持ファイバ
3 偏波保持ファイバ
4 LN角度変調器
5 LN角度変調器
6 偏波型光結合器
10 発振器
11 振幅調整器
12 振幅調整器
15 角度変調器
16 角度変調器
20 偏光回転子
30 マッハツェンダ型のLN変調器
40 光導波路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-wavelength generator capable of generating optical signals having a large number of wavelengths necessary for wavelength multiplexing transmission.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical transmission system of a wavelength division multiplexing transmission system, a plurality of light sources having a uniform optical output level at a constant wavelength interval are required.
[0003]
As a multi-wavelength generation method for generating a large number of wavelengths at once, a number of methods such as a method using an ultrashort light pulse and a method using a nonlinear effect of an optical fiber have been studied.
[0004]
In these multi-wavelength generation methods, it is necessary to generate high output light in order to generate a pulse train having a pulse width on the order of picoseconds or to obtain a nonlinear effect.
[0005]
In addition, in order to flatten the optical output level of a large number of generated wavelengths, an optical filter having reverse characteristics is inserted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a large number of wavelengths are to be generated at a low cost, a simpler method is required, but there is no example using such a simple method in the prior art.
[0007]
In addition, the insertion of an optical filter or the like for flattening the optical output level decreases the output of each generated wavelength, so that the optical output is reduced as much as possible.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-wavelength generator capable of generating an optical signal having a large number of wavelengths necessary for wavelength division multiplexing with an inexpensive configuration by using a simple combination technique of sinusoidal modulation. There is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a multi-wavelength generator that generates optical signals of a plurality of wavelengths from an optical signal of a constant wavelength, and is generated by a single light source that generates an optical signal of a single wavelength, and the single light source. A splitting unit for splitting the single-wavelength optical signal into two to generate split light; an amplitude adjusting unit for creating a modulation signal having sine waves or cosine waves having the same frequency but different amplitudes; Angle modulation means for creating each divided light having a different modulation index by performing angle modulation on each of the divided divided lights using different modulation signals, and each divided light having a different modulation index The multi-wavelength generator is configured by including a multiplexing unit that outputs a large number of optical signals having different wavelengths and having a predetermined output level by combining the polarization planes of the laser beams orthogonally.
[0010]
Here, the multiplexing means may arrange the polarization type optical coupler at a multiplexing position where the polarization planes of the divided lights are orthogonalized and multiplexed.
[0011]
The angle modulation means is constituted by a Mach-Zehnder type phase modulator, and the plane of polarization is rotated 90 degrees on one optical path immediately before the multiplexing position that passes through the Mach-Zehnder type phase modulator and is multiplexed by the multiplexing means. A polarization rotator or a polarization rotator that rotates the polarization plane by 45 degrees may be disposed on both optical paths immediately before the multiplexing position, and the polarization may be multiplexed with the polarization planes of the respective divided lights orthogonal to each other. .
[0012]
The different modulation index values are set in such a combination that the output levels of the respective divided lights to be combined are complemented and the optical signals of the respective wavelengths after the combination obtain a predetermined output level.
[0013]
Combinations of different modulation indices are
[1.45 and 3.0], [1.85 and 4.0], [3.2 and 4.8], [3.4 and 5.2], [4.8 and 6.8], [5.2 and 6.8], [6.8 and 8.6], [8.6 and 10.1], [10.1 and 11.8], [11.5 and 13.1], [13.1 and 14.8], [14.8 and 16.5], [16.5 and 18.1], [18.3 and 19.9], or [19.9 and 21.5] The modulation index may be set in the vicinity of these values.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
[First example]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
(Overview)
First, an outline of the present invention will be described.
[0017]
As a method of combining simple sine wave modulation,
By performing angle modulation (including frequency modulation and phase modulation) on the carrier frequency fc from a single light source using a sine wave or cosine wave signal having a constant frequency fm, the carrier frequency fc of the light source is centered. In addition, a large number of optical signals having different wavelengths n times the frequency fm can be output. However, the output level of the optical signal of each wavelength is represented by the first type n-order Bessel function, and the levels are not uniform.
[0018]
Therefore, in the present invention, first, the output of a light source that emits light at a fixed single wavelength is divided into two, and different modulations are performed using the sine wave or cosine wave modulation signal at the same frequency for each divided light. By performing angle modulation of the index and dividing the angle-modulated split light of different modulation indices by making the planes of polarization of the light orthogonal and matching them as the respective power sums, a large number having different wavelengths and a predetermined output level The optical signal is output.
[0019]
In this case, the value of the modulation index is set to a combination that complements the output level of each divided light to be combined, and that the optical signal of each wavelength after combining obtains a predetermined output level.
[0020]
The reason for dividing into two parts is that when the divided lights are combined, they cannot be combined at an angle such as 45 °, and the planes of polarization need to be orthogonal.
[0021]
In addition, the reason why the polarization planes of the split lights are orthogonal is the sum of power because the polarizations do not interfere with each other when orthogonal, but there is a frequency where the phase state of each electric field is different by π when not orthogonal, This is because it is canceled out and the power sum cannot be constructed.
[0022]
(Concrete example)
Hereinafter, a specific example will be described.
[0023]
FIG. 1 shows a configuration example of a multi-wavelength generator according to the present invention.
[0024]
Reference numeral 1 denotes a light source that emits light at a single wavelength (linearly polarized wave). For example, a signal having a carrier frequency fc = 200 THz is generated.
[0025]
Reference numerals 2 and 3 denote polarization maintaining fibers as polarization type optical fibers connected to the light source 1 and partially divided into two.
[0026]
In this case, as a means for dividing the light into two, it is possible to easily divide the light by arranging a known light separation element such as a 3 dB light splitter or a half mirror on the optical path.
[0027]
Reference numerals 4 and 5 denote LN (= LiNbO 3 ) angle modulators that perform angle modulation such as frequency modulation and phase modulation. The LN angle modulators 4 and 5 are connected to the polarization maintaining fibers 2 and 3.
[0028]
Reference numeral 6 denotes a polarization type optical coupler having a function of coupling the split light beams transmitted from the polarization maintaining fibers 2 and 3 so that their polarization planes are orthogonal to each other.
[0029]
Reference numeral 10 denotes an oscillator that oscillates at a predetermined frequency fm (for example, fm = 10 GHz).
[0030]
Reference numerals 11 and 12 are amplitude adjusters for adjusting the amplitude of the signal having the frequency fm. The amplitude adjusters 11 and 12 are configured by ordinary amplifiers or the like, and their outputs are input to the angle modulators 4 and 5, respectively.
[0031]
As a result, the LN angle modulators 4 and 5 perform angle modulation on each of the divided light beams using the modulation signals having different amplitudes output from the amplitude adjusters 11 and 12, respectively, and thereby generate the modulation index. The divided lights having different mf are created.
[0032]
The modulation index is normally defined as mf = (maximum deviation of the carrier frequency fc) / (modulation frequency fm). As an example, the modulation index mf = 52 GHz / 10 GHz = 5.2.
[0033]
Then, the angle-modulated split lights having different modulation indexes are coupled to the polarization type optical coupler 6 through the polarization maintaining fibers 2 and 3 with their polarization planes orthogonal to each other. By simply adding the powers of the combined light, a large number of optical signals having different wavelengths and a predetermined output level are output.
[0034]
Next, the operation principle will be described.
[0035]
FIG. 2 is a configuration example when angle modulation is performed on the LN angle modulator 4 side of FIG.
[0036]
FIG. 2A shows a configuration example when the frequency fm = 10 GHz and the modulation index mf = 5.2. FIG. 2B shows calculated values of the optical spectrum characteristics at that time.
[0037]
In the case of mf = 5.2, the optical spectrum has a sparse optical spectrum characteristic in which the optical output of the 0th order (that is, carrier frequency fc) and second order (that is, fc + 2fm, fc-2fm) is suppressed. .
[0038]
FIG. 3 shows a configuration example when angle modulation is performed on the LN angle modulator 4 side of FIG.
[0039]
FIG. 3A shows a configuration example when the frequency fm = 10 GHz and the modulation index mf = 6.8. FIG. 3B shows calculated values of the optical spectrum characteristics at that time.
[0040]
The optical output of the first order (that is, fc + fm, fc−fm) and the third order (that is, fc + 3fm, fc−3fm) is suppressed.
[0041]
Therefore, by combining the powers of the optical signals of both FIG. 2B and FIG. 3B, the output levels of the optical signals are complemented to obtain a flat optical spectrum characteristic of a desired level or higher. It becomes possible.
[0042]
FIG. 4 shows the spectral characteristics (calculated values) of the output light when the combination of the modulation index mf is mf = 5.2 and mf = 6.8.
[0043]
Waves whose output level variation for each wavelength falls within about 3 dB (that is, waves that are present in about half or more of the maximum value in relative intensity, in this example of FIG. 4, the output level is about 0.08 or more in relative intensity) 13 waves (the number of wavelengths) can be employed.
[0044]
The multi-wavelength optical signal output from the polarization optical coupler 6 includes various signals having different wavelengths such as f 1 = fc ± fm, f 2 = fc ± 2fm,..., F n = fc ± nfm. Is output.
[0045]
In this example, the frequency modulation is taken as an example of the angle modulation, but the same operation and effect are obtained in the case of phase modulation.
[0046]
[Second example]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as those in the first example described above is omitted, and the same reference numerals are given.
[0047]
In this example, a Mach-Zehnder type phase modulator is used as a means for performing angle modulation, and polarization rotation is performed to rotate the polarization plane by a predetermined angle on one or both optical paths before the combined position of the split light. This is an example when the child 20 is arranged.
[0048]
In FIG. 5, a Mach-Zehnder type LN (= LiNbO 3 ) modulator 30 widely used in an optical transmission system is used as the angle modulator.
[0049]
This Mach-Zehnder type LN modulator 30 includes an optical waveguide 40 that is partially branched by a bifurcated structure, and angle modulators 15 and 16 provided on each of the branched optical waveguides 40. The
[0050]
A polarization rotator 20 that rotates the plane of polarization by 90 degrees is disposed on one optical path before the multiplexing position on the output side of the angle modulation unit 15 of the Mach-Zehnder LN modulator 30. As this polarization rotator 20, a half-wave plate made of thin film polyimide, a Faraday rotator, or the like can be applied.
[0051]
The separated light having a different modulation index by the angle modulation unit 15 of the Mach-Zehnder type LN modulator 30 and subjected to angle modulation passes through the polarization rotator 20 disposed immediately before the multiplexing position, so that the polarization direction of the polarization plane is changed. be changed. As a result, at the multiplexing position of the two split lights, the lights are multiplexed in a state where the polarization planes of the separated lights are orthogonal to each other.
[0052]
Therefore, in this example, it is not necessary to provide the polarization type optical coupler 6 used in the first example described above at the multiplexing position, and the configuration can be simplified.
[0053]
As the polarization rotator 20, an optical element that rotates the plane of polarization by 45 degrees may be used. In this case, the polarization rotator 20 is disposed on both optical paths of the angle modulation units 15 and 16 before the combined position.
[0054]
[Third example]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0055]
In this example, an example of combinations of modulation indexes is shown.
[0056]
The combination of the modulation indexes is selected such that when the demultiplexed lights are combined, the optical output levels of each other are complemented, and the optical signals of the respective wavelengths after the multiplexing obtain a predetermined output level.
[0057]
FIG. 6 shows the amplitude characteristics (power) with respect to the modulation index of each order represented by the Bessel function, and is an example of a combination in which the peaks and valleys of the amplitude can be compensated.
[0058]
FIG. 7 shows the spectral characteristics of the optical signal of each wavelength output from the multi-wavelength generator when modulated with the combination shown in FIG.
[0059]
FIG. 7A shows a combination example of the modulation index mf = 1.85 and 4.0. Seven waves can be adopted as the number of wavelengths within a variation of about 3 dB.
[0060]
Similarly, in the case of the combination of mf = 3.2 and 4.8 in FIG. 7B, 9 waves, and in the case of the combination of mf = 8.6 and 10.1 in FIG. 7C, 19 waves. In the case of the combination of mf = 11.5 and 13.1 in FIG. 7D, 27 waves can be employed.
[0061]
Other examples of combinations of modulation index mf include
[1.45 and 3.0], [3.4 and 5.2], [4.8 and 6.8], [5.2 and 6.8], [6.8 and 8.6], [10.1 and 11.8], [13.1 and 14.8], [14.8 and 16.5], [16.5 and 18.1], [18.3 and 19.9], Alternatively, [19.9 and 21.5] is an appropriate combination example, and by setting a modulation index in the vicinity of these values, it is possible to complement each other and make output levels equal to or higher than a predetermined value.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the output of a light source that emits light at a single wavelength is divided into two, and a sine wave or cosine wave modulation signal having the same frequency is used for each divided light. Since angle modulation with different modulation indexes is performed and the polarization planes of both lights with different modulation indexes are made orthogonal to each other, it becomes possible to generate a large number of wavelengths from one light source. An optical filter for flattening the spectrum is no longer necessary, and it is possible to increase the number of wavelengths by making the best use of the output of the original light source. In addition to being able to output optical signals having a large number of wavelengths while maintaining the output level, it is possible to realize a low-cost multi-wavelength generator with a simple configuration that combines sinusoidal modulation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multi-wavelength generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a configuration diagram for explaining a process of angle modulation by a simple sine wave (modulation index mf = 5.2), and FIG. 2B is a characteristic diagram showing optical spectrum characteristics;
FIG. 3A is a configuration diagram for explaining a process of angle modulation by a simple sine wave (modulation index mf = 6.8), and FIG. 3B is a characteristic diagram showing optical spectrum characteristics.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a spectrum of combined light with a modulation index mf = 5.2 and 6.8.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a multi-wavelength generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a combination example of modulation indexes, which is the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing examples of optical spectra respectively corresponding to various combinations of modulation indexes.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Polarization maintaining fiber 3 Polarization maintaining fiber 4 LN angle modulator 5 LN angle modulator 6 Polarization type optical coupler 10 Oscillator 11 Amplitude adjuster 12 Amplitude adjuster 15 Angle modulator 16 Angle modulator 20 Polarization rotation Child 30 Mach-Zehnder type LN modulator 40 Optical waveguide

Claims (5)

一定の波長の光信号から、多数の波長の光信号を発生する多波長発生装置であって、
単一波長の光信号を発生する単一光源と、
前記単一光源により発生された前記単一波長の光信号を2分割して、分割光を生成する分割手段と、
同一周波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波からなる変調信号を作成する振幅調整手段と、
前記振幅の異なる変調信号を用いて、前記分割された各々の分割光に対して角度変調を行うことによって、変調指数が互いに異なる各分割光を作成する角度変調手段と、
前記変調指数が互いに異なる各分割光の偏波面を直交させて合波することによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する合波手段と
を具えたことを特徴とする多波長発生装置。
A multi-wavelength generator that generates optical signals of a number of wavelengths from an optical signal of a fixed wavelength,
A single light source that generates a single wavelength optical signal;
Splitting means for splitting the optical signal of the single wavelength generated by the single light source into two to generate split light;
Amplitude adjusting means for creating modulated signals consisting of sine waves or cosine waves having the same frequency and different amplitudes;
Angle modulation means for creating each of the divided lights having different modulation indexes by performing angle modulation on each of the divided divided lights using the modulation signals having different amplitudes;
And a multiplexing means for outputting a large number of optical signals having different wavelengths and having a predetermined output level by orthogonally combining the polarization planes of the divided lights having different modulation indexes. Multi-wavelength generator.
前記合波手段は、前記各分割光の偏波面を直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置したことを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。2. The multi-wavelength generating apparatus according to claim 1, wherein the multiplexing unit includes a polarization type optical coupler disposed at a multiplexing position where the polarization planes of the divided lights are orthogonalized and multiplexed. 前記角度変調手段は、マッハツェンダ型の位相変調器によって構成され、
前記マッハツェンダ型の位相変調器を通過して前記合波手段により合波される合波位置の直前の一方の光路上に偏波面を90度回転させる偏光回転子、又は、合波位置の直前の両方の光路上に偏波面を45度回転させる偏光回転子を配置し、
それぞれの分割光の偏波面を直交させた状態で合波することを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。
The angle modulation means is constituted by a Mach-Zehnder type phase modulator,
A polarization rotator that rotates the plane of polarization by 90 degrees on one optical path immediately before the multiplexing position that passes through the Mach-Zehnder type phase modulator and is multiplexed by the multiplexing means, or just before the multiplexing position Place a polarization rotator that rotates the plane of polarization by 45 degrees on both optical paths,
2. The multi-wavelength generator according to claim 1, wherein the multiplexed light is multiplexed in a state where the polarization planes of the respective divided lights are orthogonal to each other.
前記互いに異なる変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の多波長発生装置。The modulation index values different from each other are set to a combination that complements the output level of each divided light to be combined, and obtains a predetermined output level for each optical signal after the combination. Item 4. The multiwavelength generator according to any one of Items 1 to 3. 前記互いに異なる変調指数の組み合わせは、
〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔11.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕のいずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指数を設定したことを特徴とする請求項4記載の多波長発生装置。
The combination of the different modulation indices is
[1.45 and 3.0], [1.85 and 4.0], [3.2 and 4.8], [3.4 and 5.2], [4.8 and 6.8], [5.2 and 6.8], [6.8 and 8.6], [8.6 and 10.1], [10.1 and 11.8], [11.5 and 13.1], [13.1 and 14.8], [14.8 and 16.5], [16.5 and 18.1], [18.3 and 19.9], or [19.9 and 21.5] The multi-wavelength generator according to claim 4, wherein a modulation index is set in the vicinity of these values.
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