JP4920437B2

JP4920437B2 - 波長可変光送受信装置

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Publication number: JP4920437B2
Application number: JP2007027174A
Authority: JP
Inventors: 岩月　　勝美; 直人吉本; 徹也鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: JP2008191503A

Description

本発明は、波長多重光通信システムの波長可変光送受信装置に関する。

図１は、それぞれ、波長可変光源１１１を搭載したＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）１１０、波長可変フィルタ１２１と受光器１２２を搭載したＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub Assembly）１２０、及び電子回路１３０とを備えた波長可変光送受信装置（以下、波長可変光トランシーバと称する)１００の構成を示す。既存の P-to-P （Peer-to-Peer）のＷＤＭ(波長分割多重)システムでは、一般に、異なる複数の波長に対応した光トランシーバを適用して、波長多重光通信システムを構成している。これに対し、その異なる複数の波長に対応した光トランシーバを適用する代わりに、波長可変光トランシーバを適用する場合は、光トランシーバを単一品種化でき、バックアップ用の光トランシーバも含めて、光トランシーバを波長数分用意する必要がなくなり、波長多重通信システムの保守・運用性が向上することとなる。なお、Ｐ-to-ＰのＷＤＭシステムでは、ＷＤＭ用のＭＵＸ（マルチプレックス）、ＤＭＵＸ（デマルチプレックス）に波長可変光トランシーバを接続するため、波長可変光トランシーバのＲＯＳＡには波長可変フィルタを搭載する必要はない。

また、パワースプリッタで構成された既存のＰＯＮ（パッシブ光ネットワーク）伝送路でＷＤＭ−ＰＯＮを実現する上でも、ＯＮＵ（Optical Network Unit;光端末回線装置）を単一品種化して、保守・運用性を向上させることは重要であり、上記の波長可変光トランシーバは必須の光サブシステムとなる(非特許文献１) 。ただ、この場合には、ＯＮＵの受信回路に波長を選択するための光フィルタ（波長可変フィルタ）が必要となる。

H.Suzuki et al.,"A Remote Wavelength Setting Procedure based on Wavelength Sense Random Access (λ−RA）for Power-splitter-based WDM-PON"，ＥＣＯＣ2006 We3. P.157 Elizabeth Brauce, "Tunable Lasers", ＩＥＥＥＳＰＥＣＴＲＵＭ, February 2002 pp.35-39 Bardia Oezeshki, et al., "Tunable Lasers", ＩＥＥＥＣＩＲＣＵＩＴＳ＆ＤＥＶＩＣＥＳＭＡＧＡＺＩＮＥ, September 2003 pp.36-40 Dan Sadot et al., "Tunable Optical Filters for Dense WDM Networks",ＩＥＥＥ Communications Magazine, December 1998 pp.50-55

図１に示す波長可変光トランシーバは、ＴＯＳＡ１１０に搭載された波長可変光源１１１と、ＲＯＳＡ１２０に搭載された波長可変フィルタ１２１を制御することで、所望の波長を送受信することができる。しかしながら、図１のＴＯＳＡ１１０に搭載する波長可変光源１１１と、ＲＯＳＡ１２０に搭載する波長可変フィルタ１２１に関して、その波長可変範囲やサイズ等に課題がある。

具体的には、波長可変光源１１１としては、アレー型ＤＦＢ−ＬＤ（Distributed Feed Back Laser Diode;分布帰還型レーザダイオード）光源や、ＤＢＲ−ＬＤ（Distributed Bragg Reflector Laser Diode; 分布ブラッグ反射型レーザダイオード)光源、あるいは外部共振型ＬＤ（片端面をＡＲ(anti-reflective;反射防止)コーティングしたＦＰ−ＬＤ(Fabry-Perot Laser Diode;ファブリ・ペロー型レーザダイオード)と外部共振器から構成されたＬＤ）光源がある（非特許文献２，３）が、アレー型ＤＦＢ−ＬＤ光源ではその光出力を合波するための合波器と外部変調器を集積化していること、ＤＢＲ−ＬＤ光源では複数のグレーティングと外部変調器を集積化していること、外部共振型ＬＤ光源では、外部共振器とＦＰ−ＬＤと外部共振器をハイブリッドあるいは空間系で結合しているため、これらの従来の波長可変光源１１１は、デバイス全体が大きくなり、ＳＦＰ(Small Form Factor Pluggable)光トランシーバモジュールやＸＦＰ(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) 光トランシーバモジュールを構成する小型なＴＯＳＡ１１０に搭載することが困難である。

また、波長可変フィルタ１２１としては、ファイバ−ブラックグレーティング、ファブリ−ペロエタロン、リング共振器を温度変化させるタイプ、あるいはリング共振器を機械的に駆動するタイプ、誘電体多層膜を機械的に駆動するタイプ、ＡＷＧ（Array Waveguide Grating;アレー導波路回折格子）と光ＳＷ（スイッチ）を組み合わせたタイプ、音響光学素子や電気光学素子を電気的に駆動するタイプがある（非特許文献４）が、これらいずれのタイプの波長可変フィルタも、波長可変範囲及び透過特性を含め、ＳＦＰやＸＦＰを構成する小型なＲＯＳＡに搭載する有望な光デバイスではない。

以上説明したように、上述した従来の波長可変光トランシーバでは、波長可変機能（１１１，１２１）がそれぞれＴＯＳＡ１１０と、ＲＯＳＡ１２０とに分離しているため、上記のような課題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、その目的は波長可変光送受信装置(波長可変光トランシーバ)の波長可変範囲の拡大と小型化を実現することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の波長可変光送受信装置の発明は、光導波路を介してリング状に配置された共振器中に、第１のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、第２のＡＷＧと、前記第１、第２のＡＷＧで合分波される波長ごとに光増幅器を配置した光増幅器アレーと、外部からの受信波長光を当該共振器中に入力する第１の光パワースプリッタと、当該共振器と前記光増幅器によって、前記受信波長光とは逆回りに発振する送信波長光を生成させる第１の光アイソレータと、前記送信波長光を第１のポートから、前記受信波長光を第２のポートから、それぞれ外部に取り出す第２の光パワースプリッタと、前記第１、第２のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとが、前記第１、第２のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーは、前記第１の光パワースプリッタから入力された前記受信波長光が前記第２の光パワースプリッタに至るまでの経路上に位置するように、前記第１の光アイソレータおよび前記第１の光フィルタは、前記第１の光パワースプリッタと前記第２の光パワースプリッタの間の、前記第１、第２のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーが配置されない側の経路上に位置するように、それぞれ配置され、かつ、前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、外部からの受信波長光を前記共振器中に入力する第２の光アイソレータと、前記第２の光パワースプリッタの前記第１のポートに配置され、前記送信波長光を変調する光変調器と、前記第２の光パワースプリッタの前記第２のポートに配置され、前記受信波長光を受光する光受光器とをさらに具備し、前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする。

ここで、前記第２の光アイソレータの直前または直後の位置に配置され、前記第１、第２のＡＷＧのＦＳＲのうち、前記第１の光フィルタの透過特性と一致する合分波透過特性とは別の、受信波長帯を含む合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第２の光フィルタをさらに具備することを特徴とすることができる。

上記目的を達成するため、請求項３の波長可変光送受信装置の発明は、光導波路を介してリング状に配置された共振器中に、単一のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、前記単一のＡＷＧで分波された各波長を当該ＡＷＧの分波側の空きポートに結合し、当該ＡＷＧで分波された波長ごとに光増幅器を配置した光増幅器アレーと、外部からの受信波長光を当該共振器中に入力する第１の光パワースプリッタと、当該共振器と前記光増幅器によって、前記受信波長光とは逆回りに発振する送信波長光を生成させる第１の光アイソレータと、前記送信波長光を第１のポートから、前記受信波長光を第２のポートから、それぞれ外部に取り出す第２の光パワースプリッタと、前記単一のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとが、前記単一のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーは、前記第１の光パワースプリッタから入力された前記受信波長光が前記第２の光パワースプリッタに至るまでの経路上に位置するように、前記第１の光アイソレータおよび前記第１の光フィルタは、前記第１の光パワースプリッタと前記第２の光パワースプリッタの間の、前記単一のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーが配置されない側の経路上に位置するように、それぞれ配置され、かつ、前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、外部からの受信波長光を前記共振器中に入力する第２の光アイソレータと、前記第２の光パワースプリッタの前記第１のポートに配置され、前記送信波長光を変調する光変調器と、前記第２の光パワースプリッタの前記第２のポートに配置され、前記受信波長光を受光する光受光器とをさらに具備し、前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項４の波長可変光送受信装置の発明は、単一のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、前記単一のＡＷＧで合分波される波長ごとに、当該ＡＷＧに接続されない側の片端面に高反射率コーティングが施された光増幅器を配置した光増幅器アレーと、前記単一のＡＷＧの前記光増幅器アレーが配置されていない側に配置され、前記単一のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとで、共振器を構成し、かつ、前記単一のＡＷＧと前記第１の光フィルタとの間に配置された第１の光パワースプリッタと、前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、当該第１の光パワースプリッタを介して前記共振器中に外部からの受信波長光を入力するとともに、前記第１の光パワースプリッタを介して前記共振器中から取り出された受信波長光をポートに出力する第２の光パワースプリッタと、前記共振器と前記光増幅器とで発振し、前記第１の光フィルタを介して前記共振器中から取り出された送信波長光を変調する光変調器と、変調された前記送信波長光を外部に出力する第１の光アイソレータと、前記第２の光パワースプリッタのポートに配置され、当該第２の光パワースプリッタに外部からの受信波長光を入力する第２の光アイソレータと、前記第２の光パワースプリッタの前記ポートに配置された受光器とをさらに具備し、前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする。

ここで、前記第２の光アイソレータの直前または直後の位置に配置され、前記単一のＡＷＧのＦＳＲのうち、前記第１の光フィルタの透過特性と一致する合分波透過特性とは別の、受信波長帯を含む合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第２の光フィルタをさらに具備することを特徴とすることができる。

上記構成のように、本発明は、光増幅作用を備えたＷＤＭ用光スイッチを用いて光共振器を構成し、そのＷＤＭ用光スイッチ中の１つの光増幅器をオンすることで、発振波長と受信波長を同時に選択可能にし、これより波長可変機能を有する光源と受光器を実現しているので、波長可変光送受信装置の波長可変範囲を拡大することができるとともに、デバイスの小型・経済化を達成できる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態における波長可変光送受信装置(以下、波長可変光トランシーバと称する)２００の光デバイス部分の構成を示す。図２に示すように、光導波路を介してリング状に配置されたリング共振器２１０中に、第１のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）２１１と、第２のＡＷＧ２１２と、第１のＡＷＧと第２のＡＷＧで合分波される波長ごとにＳＯＡ（半導体光増幅器）を配置したＳＯＡアレー２１３と、外部からの受信波長をリング共振器中に入力するための第１の光パワースプリッタ２１４と、リング共振器とＳＯＡアレーで発振した波長を外部に取り出すための第２の光パワースプリッタ２１５と、第１の光パワースプリッタと第２のパワースプリッタとの間に設けた光フィルタ２１６と、第１の光パワースプリッタと第２のパワースプリッタとの間に設けた第１の光アイソレータ２１７とを配置している。

外部からの光(受信波長)を第２の光アイソレータ２２０と第１の光パワースプリッタ２１４を介してリング共振器２１０に入力し、リング共振器２１０とＳＯＡアレー２１３で発振した光(送信波長)を第２の光パワースプリッタ２１５から出力する。第２の光パワースプリッタ２１５のポートには光変調器２３０と光受光器２４０が配置されており、発振した波長を光変調器２３０で変調して外部に出力するとともに、外部から第２の光アイソレータ２２０等を通じて受信した受信波長を光受光器２４０で受光する。

受信波長をリング共振器２１０に入力する第１の光パワースプリッタ２１４のポートには、受信波長とは逆回りにリング共振器２００を伝搬する発振波長がそのポートに出力されないようにするため、第２の光アイソレータ２２０が配置されている。

ＳＯＡアレー２１３中の任意のＳＯＡをオンすることで、リング共振器２１０中に導かれた複数の受信波長のうち、任意の波長λｊが選択される。オンされたＳＯＡは、リング共振器中の利得媒質として動作し、リング共振器中の第１の光アイソレータ２１７により、受信波長λｊとは、逆回りに発振する波長λｉを生み出す。また、オンされたＳＯＡは受信波長λｊに対して、発振波長λｉにより利得がクランプされたプリアンプとして作用するため、ＳＯＡの従来の技術課題であるパターン効果によるアイ開口劣化を抑圧できる。

リング共振器２１０中に配置された光フィルタ２１６の透過特性は、図３に示すように、ＡＷＧ２１１，２１２のＦＳＲ（自由スペクトル域）の透過特性の１つと一致するように設定しているので、光フィルタ２１６は、同図に示すように、送信（発振）波長帯と受信波長帯とを分離することができる。

（第２実施形態）
本発明の第１実施形態で用いた上記の２つのＡＷＧ（アレー導波路回折格子）２１１と２１２を１つにした構成例を本発明の第２実施形態として図４に示す。図４では、波長可変光トランシーバ２００のリング共振器２１０中に、ＡＷＧ２１８を１個だけ配置し、ＡＷＧ２１８で分波された受信波長の各波長をこのＡＷＧの分波側の空きポートに結合し、このＡＷＧ２１８で分波された波長ごとにＳＯＡ(光増幅器)を設けたＳＯＡアレー２１３を配置している。このＡＷＧ２１８において、分波側の空きポートを有する部分（すなわち、図で上側部分）は、図２の第１実施形態の第１のＡＷＧ２１１に相当し、また分波側にＳＯＡアレー２１３と接続するポートを有する部分（すなわち、図で下側部分）は、図２の第１実施形態の第２のＡＷＧ２１２に相当している。その他の構成は、図２の第１実施形態の構成と同様であり、図２のリング共振器２１０と同様なリング共振器が構成されている。

以上のような構成であるので、外部からの光(受信波長)は第２の光アイソレータ２２０と第１の光パワースプリッタ２１４を介してリング共振器のＡＷＧ２１８に入力し、ＡＷＧ２１８とＳＯＡアレー２１３で発振した光(送信波長)は第２の光パワースプリッタ２１５から出力する。また、リング共振器で発振した波長は光変調器２３０で変調されて外部に出力するとともに、外部から第２の光アイソレータ２２０等を通じて受信した受信波長は光受光器２４０で受光される。

ＳＯＡアレー２１３中の任意のＳＯＡをオンすることで、リング共振器のＡＷＧ２１８中に導かれた複数の受信波長のうち、任意の波長λｊが選択される。オンされたＳＯＡは、リング共振器中の利得媒質として動作し、リング共振器中の第１の光アイソレータ２１７により、受信波長λｊとは、逆回りに発振する波長λｉを生み出す。また、オンされたＳＯＡは受信波長λｊに対して、発振波長λｉにより利得がクランプされたプリアンプとして作用するため、ＳＯＡの従来の技術課題であるパターン効果によるアイ開口劣化を抑圧できるということは第１実施形態と同様である。

また、第１実施形態と同様に、本実施形態においても、リング共振器中に配置された光フィルタ２１６の透過特性は、図３に示すように、ＡＷＧ２１８のＦＳＲの透過特性の１つと一致するように設定しているので、光フィルタ２１６は、同図に示すように、送信（発振）波長帯と受信波長帯とを分離することができる。

（第３実施形態）
図５は本発明の第３実施形態における波長可変光トランシーバ３００の光デバイス部分の構成を示す。本発明の第３実施形態では、ＡＷＧ３１８で合分波される波長ごとにＳＯＡ（半導体光増幅器）を配置し、かつそれらＳＯＡからなるＳＯＡアレー３１３の片端面を高反射率コーティング３１４し、ＳＯＡアレー３１３の高反射率コーティングを施されていない他端面側に第２の光パワースプリッタ３１５と光フィルタ３１６を配置する。第２の光パワースプリッタ３１５は受信波長帯を透過し、送信波長帯を反射する特性を有する。光フィルタ３１６は受信波長帯と送信波長帯を図３で既述したように分離し、送信波長帯のみを透過する特性を有する。これら高反射率コーティング３１４、ＡＷＧ３１８と、第２の光パワースプリッタ３１５と、光フィルタ３１６とでファブリペロー共振器３１０を構成する。

ファブリペロー共振器３１０中に、外部からの受信波長（光）を入力するための第１の光パワースプリッタ３１４と上記の第２の光パワースプリッタ３１５を配置する。第１の光パワースプリッタ３１４の一方のポートには、第１の光アイソレータ３２０と受光器３４０を配置する。第２の光パワースプリッタ３１５は、第１のパワースプリッタ３１４とＡＷＧ３１８の間であって、かつＡＷＧ３１８と光フィルタ３１６間である位置に配置する。また、ファブリペロー共振器３１０とＳＯＡアレー３１３とで発振した波長を変調するための光変調器３３０と第２の光アイソレータ３１７を配置する。

本発明の第３実施形態が、前述した本発明の第１実施形態と第２実施形態と違う点は、共振器構造がリング共振器からファブリペロー共振器になっていることである。本第３実施形態の動作及び、光フィルタ３１６の透過特性は、前述した第１実施形態と同様である。

すなわち、外部からの光(受信波長)は、第２の光アイソレータ３２０と第１の光パワースプリッタ３１４および第２の光パワースプリッタ３１５を介してファブリペロー共振器３１０のＡＷＧ３１８に入力し、ＡＷＧ３１８と高反射率コーティング３１４を施されたＳＯＡアレー３１３とで発振した光(送信波長)は第２の光パワースプリッタ３１５に出力する。さらに、ファブリペロー共振器で発振した波長は光フィルタ３１６を通り、光変調器３３０で変調されてから、第１の光アイソレータ３１７を通じて外部に出力する。また、外部から第２の光アイソレータ３２０等を通じて受信した受信波長は、第１の光パワースプリッタ３１４を介して光受光器３４０で受光される。

ＳＯＡアレー３１３中の任意のＳＯＡをオンすることで、ファブリペロー共振器のＡＷＧ３１８中に導かれた複数の受信波長のうち、任意の波長λｊが選択される。オンされたＳＯＡは、ファブリペロー共振器中の利得媒質として動作し、第２の光パワースプリッタ３１５と光フィルタ３１６と上記の高反射率コーディング３１４とにより、波長λｉを生み出す。また、オンされたＳＯＡは受信波長λｊに対して、発振波長λｉにより利得がクランプされたプリアンプとして作用するため、ＳＯＡの従来の技術課題であるパターン効果によるアイ開口劣化を抑圧できる。

（第４実施形態）
図６は第４の実施形態で用いる光フィルタの特性を示し、図７から図９は本発明の第４の実施形態の光回路構成を示す。

本発明の第４の実施形態は、図７から図９に示すように、上述の本発明の第１実施形態から第３実施形態の構成において、受信波長を入力する第２の光アイソレータ２２０または３２０の直前あるいは直後の位置に、図６に示すようなＡＷＧ（２１１と２１２、あるいは２１８、あるいは３１８）のＦＳＲの１つの透過特性と一致する透過特性をもつ光フィルタ４１０（以下、第２の光フィルタと称する）を追加配置する。さらに、共振器中に配置された前述の光フィルタ２１６または３１６（以下、第１の光フィルタと称する）の透過特性を、図６に示すように、ＡＷＧの上記とは別の透過特性の１つと一致するように設定し、送信（発振）波長帯と受信波長帯とを分離する。図６において、符号Ａは、ＡＷＧの周回特性で、隣の特性を選択するように、光フィルタの透過特性をシフトし、送信および受信波長帯をシフトすることで、波長可変範囲を拡大することを示している。

図３と図６の相違は、ＳＯＡアレー２１３または３１３のＳＯＡの利得プロファイルが、ＡＷＧのＦＳＲの４つ以上の透過特性をカバーする場合、２つの上記の第１と第２の光フィルタが互いに同期して、その透過特性をシフトすることで、送受信波長帯を拡大し、波長可変範囲を増大できることである。受信波長を入力するポートに配置された第２の光フィルタ４１０は、ＡＷＧのＦＳＲにより、１周期ずれた波長が所望の受信波長と混在して、共振器中に入力されることを防ぐ役割を果たしている。

また、受信信号（光）のフレームのオーバヘッド等に書き込まれた受信波長情報（波長がλｊであること）に対応した光フィルタの設定情報を、受信器のメモリ等(図示しない)（本メモリには、あらかじめ、受信情報に対応した光フィルタ設定情報が書き込まれているものとする）から読み取り、その設定情報に従って２つの上記第１と第２の光フィルタを制御（調整）することで、これら２つの光フィルタを同期させることが可能である。

（他の実施形態）
上記では、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の実施形態は上記例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の設計変更等の各種変形は、全て本発明の実施形態に含まれる。

例えば、本発明の第１実施形態から第４実施形態は、ＰＬＣ（石英系プレーナ光波回路）等の導波路と光半導体デバイス（ＡＷＧとＳＯＡ）、あるいはＰＬＣ等の導波路とＡＷＧと光半導体デバイス（ＳＯＡ）とをハイブリッド集積化すること、あるいは光半導体で導波路とすべての光デバイスを集積化することで実現可能である。

また、本発明の第１実施形態から第４実施形態において、ペルチェ素子(熱電冷却素子)やマイクロヒータなどの温度可変デバイスによりＡＷＧとＳＯＡの温度を変化させることで、発振波長と受信波長を変化させ、波長可変範囲を増大させることも可能である。

従来の波長可変光トランシーバの構成図である。本発明の第１の実施形態の波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。本発明の第１の実施形態における送信波長と受信波長の波長配置を説明する特性図である。本発明の第２の実施形態の波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。本発明の第３の実施形態の波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。本発明の第４の実施形態における送信波長と受信波長の波長配置を説明する特性図である。図２の受信波長を入力するポートに光フィルタを配置した本発明の第４の実施形態における波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。図４の受信波長を入力するポートに光フィルタを配置した本発明の第４の実施形態における波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。図５の受信波長を入力するポートに光フィルタを配置した本発明の第４の実施形態における波長可変光トランシーバの光モジュール部分の構成図である。

符号の説明

１００従来の波長可変光トランシーバ
１１０ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly；送信器光サブアッセンブリ）
１１１波長可変光源
１２０ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub Assembly；受信器光サブアッセンブリ）
１２１波長可変フィルタ
１２２受光器
１３０電子回路
２００，３００本発明の波長可変光トランシーバ
２１０，３１０リング共振器
２１１第１のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）
２１２第２のＡＷＧ
２１３，３１３ＳＯＡ（半導体光増幅器）アレー
２１４，３１４第１の光パワースプリッタ
２１５，３１５第２の光パワースプリッタ
２１６，３１６光フィルタ(第１の光フィルタ)
２１７，３１７第１の光アイソレータ
２１８，３１８単一のＡＷＧ
２２０，３２０第２の光アイソレータ
２３０，３３０光変調器
２４０，３４０受光器
３１４高反射率コーティング
４１０第２の光フィルタ

Claims

光導波路を介してリング状に配置された共振器中に、
第１のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、
第２のＡＷＧと、
前記第１、第２のＡＷＧで合分波される波長ごとに光増幅器を配置した光増幅器アレーと、
外部からの受信波長光を当該共振器中に入力する第１の光パワースプリッタと、
当該共振器と前記光増幅器によって、前記受信波長光とは逆回りに発振する送信波長光を生成させる第１の光アイソレータと、
前記送信波長光を第１のポートから、前記受信波長光を第２のポートから、それぞれ外部に取り出す第２の光パワースプリッタと、
前記第１、第２のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとが、
前記第１、第２のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーは、前記第１の光パワースプリッタから入力された前記受信波長光が前記第２の光パワースプリッタに至るまでの経路上に位置するように、
前記第１の光アイソレータおよび前記第１の光フィルタは、前記第１の光パワースプリッタと前記第２の光パワースプリッタの間の、前記第１、第２のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーが配置されない側の経路上に位置するように、
それぞれ配置され、かつ、
前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、外部からの受信波長光を前記共振器中に入力する第２の光アイソレータと、
前記第２の光パワースプリッタの前記第１のポートに配置され、前記送信波長光を変調する光変調器と、
前記第２の光パワースプリッタの前記第２のポートに配置され、前記受信波長光を受光する光受光器と
をさらに具備し、
前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする波長可変光送受信装置。
前記第２の光アイソレータの直前または直後の位置に配置され、前記第１、第２のＡＷＧのＦＳＲのうち、前記第１の光フィルタの透過特性と一致する合分波透過特性とは別の、受信波長帯を含む合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第２の光フィルタをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の波長可変光送受信装置。
光導波路を介してリング状に配置された共振器中に、
単一のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、
前記単一のＡＷＧで分波された各波長を当該ＡＷＧの分波側の空きポートに結合し、当該ＡＷＧで分波された波長ごとに光増幅器を配置した光増幅器アレーと、
外部からの受信波長光を当該共振器中に入力する第１の光パワースプリッタと、
当該共振器と前記光増幅器によって、前記受信波長光とは逆回りに発振する送信波長光を生成させる第１の光アイソレータと、
前記送信波長光を第１のポートから、前記受信波長光を第２のポートから、それぞれ外部に取り出す第２の光パワースプリッタと、
前記単一のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとが、
前記単一のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーは、前記第１の光パワースプリッタから入力された前記受信波長光が前記第２の光パワースプリッタに至るまでの経路上に位置するように、
前記第１の光アイソレータおよび前記第１の光フィルタは、前記第１の光パワースプリッタと前記第２の光パワースプリッタの間の、前記単一のＡＷＧおよび前記光増幅器アレーが配置されない側の経路上に位置するように、
それぞれ配置され、かつ、
前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、外部からの受信波長光を前記共振器中に入力する第２の光アイソレータと、
前記第２の光パワースプリッタの前記第１のポートに配置され、前記送信波長光を変調する光変調器と、
前記第２の光パワースプリッタの前記第２のポートに配置され、前記受信波長光を受光する光受光器と
をさらに具備し、
前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする波長可変光送受信装置。
単一のＡＷＧ（アレー導波路回折格子）と、
前記単一のＡＷＧで合分波される波長ごとに、当該ＡＷＧに接続されない側の片端面に高反射率コーティングが施された光増幅器を配置した光増幅器アレーと、
前記単一のＡＷＧの前記光増幅器アレーが配置されていない側に配置され、前記単一のＡＷＧのＦＳＲ（自由スペクトル域）のうち、受信波長帯を含まない１つの合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第１の光フィルタとで、共振器を構成し、かつ、
前記単一のＡＷＧと前記第１の光フィルタとの間に配置された第１の光パワースプリッタと、
前記第１の光パワースプリッタのポートに配置され、当該第１の光パワースプリッタを介して前記共振器中に外部からの受信波長光を入力するとともに、前記第１の光パワースプリッタを介して前記共振器中から取り出された受信波長光をポートに出力する第２の光パワースプリッタと、
前記共振器と前記光増幅器とで発振し、前記第１の光フィルタを介して前記共振器中から取り出された送信波長光を変調する光変調器と、
変調された前記送信波長光を外部に出力する第１の光アイソレータと、
前記第２の光パワースプリッタのポートに配置され、当該第２の光パワースプリッタに外部からの受信波長光を入力する第２の光アイソレータと、
前記第２の光パワースプリッタの前記ポートに配置された受光器と
をさらに具備し、
前記光増幅器アレー中の１つの光増幅器をオンすることで、前記共振器中に導かれた複数の受信波長光のうち、所望の波長の受信波長光を選択して受信するとともに、前記第１の光フィルタの透過特性に含まれる波長の送信波長光を送信して、送信波長帯と受信波長帯とを分離させるように構成したことを特徴とする波長可変光送受信装置。
前記第２の光アイソレータの直前または直後の位置に配置され、前記単一のＡＷＧのＦＳＲのうち、前記第１の光フィルタの透過特性と一致する合分波透過特性とは別の、受信波長帯を含む合分波透過特性と一致する透過特性をもつ第２の光フィルタをさらに具備することを特徴とする請求項３または４に記載の波長可変光送受信装置。