JPH02109025A - 可同調光合波器の安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光周波数分割多重伝送に利用する。特に、可同
調光合波器の透過周波数を自動的に安定化する安定化装
置に関する。

本発明は、複数の可同調光フィルタにより構成された可
同調光合波器の各可同調光フィルタの同調周波数を変動
させ、そのときに出力用とは異なる出力端子からの透過
光の強度変化に基づいて可同調光合波器の同調周波数を
制御することにより、その同調周波数を安定化するもの
である。

〔従来の技術〕

それぞれ周波数が異なる光信号を周波数多重するため、
二つの光信号を同調可能に合波して二つの出力端子の一
方に出力する可同調光フィルタをトーナメント形に接続
した可同調光合波器が従来から用いられている。

可同調光フィルタとしては、マツハ・ツエンダ干渉計、
リング共振器、ファブリ・ペロー共振器その他が知られ
ている。このような可同調光フィルタの同調周波数を安
定化するには、その温度その他により光路長を制御する
ことが必要である。

第５図は従来例の可同調光合波器の安定化装置を示す。

この装置は、本出願人らが、エレクトロニクスレター第
１．２３巻第１５号（１９８７年〉実７８８頁に発表し
たものである。図には、可同調光フィルタとして７個の
周期形光フィルタを用いた合波周波数間隔が５６Ｉｉｚ
の８チャンネル可同調光合波器と、この可同調光合波器
を安定化する装置とを示す。

可同調光合分岐器は、マツハ・ツエンダ干渉計を３段接
続することにより構成される。周期形光フィルタＦＬＩ
　は合波周波数間隔が５　ＧＨｚであり、周期形光フィ
ルタＦＬ２　、ＦＬ３は合波周波数間隔が１０ＧＨｚで
あり、周期形光フィルタＰ　Ｌ　４〜ＦＬ７は合波周波
数間隔が２０Ｇｔ（ｚである。これろの周期形光フィル
タＦＬＩ〜ＦＬ７　にはそれぞれヒーク電極旧〜Ｈ７が
取り付けられている。周期形光フィルタＦＬ２、ＦＬ４
　、ＦＬ５　と、周期形光フィルタＦＬ３　、ＦＬ６　
、ＦＬ７とは、それぞれ同一基板上に形成されている。

電源１５は７チヤンネル構成であり、ヒータ電極Ｈ１〜
Ｈ７にそれぞれ一定電力を供給して熱光学効果により可
同調光合波器の同調周波数を制御する。

温度安定化回路１６は、周期形光フィルタＦＬＩ　と、
周期形光フィルタＰＬ２　、ＦＬ４およびＦＬ５と、周
期形光フィルタＦＬ３　、ＦＬ６およびＦＬ７　とのそ
れぞれの基板温度を一定に保ち、これにより可同調光合
波器の透過周波数を安定化する。

第６図はマツハ・ツエンダ形の周期形光フィルタの構造
を示す。

入力端子１７に結合した周波数間隔Δ［の二つの周波数
ｆ＋　、ｆ２を含む光は、分岐比が１：１の方向性結合
器１８により、長さが△Ｌだけ異なる二つの光導波路１
９．２０に分岐する。この二つの光導波路１９．２０を
経由した光は、分岐比がＩ：１の方向性結合器２１によ
り再び合波され、二つの周波数ｆ、　、ｆ２が分１碓し
てそれぞれ出力端子２２．２３に出力される。一方の先
導波路１９上には、同調周波数を制御するためのヒータ
電極２４が設けられている。

この周期形光フィルタは、入力端子と出力端子とを逆に
使用することにより、光合波器として使用することがで
きる。すなわち、出力端子２２．２３にそれぞれ周波数
ｆ、　、ｆ２の光を入射すると、この二つの光が合波さ
れて入射端子１７から出力される。

第７図は従来例安定化装置の利用例を示す。

情報信号、！１ｊｉＩ−１〜ｌ−ｎからの情報信号Ｓ、
　〜Ｓ。

は、それぞれ半導体レーザ２−１〜２−Ｉ＋により、光
信号として出力される。半導体レーザ２−１〜２−ｎは
、それぞれｆ、〜ｆ、、の光周波数で発振する。

周波数安定化回路４は、半導体レーザ２−１〜２−ｎの
発振周波数が常に一定の周波数間隔Δｆとなるように制
御する。

半導体レーザ２−１〜２−ｎの出力光は可同調光合波器
４により合波され、光ファイバ２６を介して受信側の可
同調光分波器２７に人力される。可同調光分波器２７は
、所望の周波数ｆ、の光を分岐し、その光を受光素子２
８に入射する。受光素子２８の出力は、増幅器２９を介
して復調回路３０に供給される。

安定化装置２５は第５図に示したような電源および温度
安定化回路を含み、可同調光合波器４の同調周波数を安
定化する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の安定化装置では、可同調光合波器の同調
周波数を設定する場合に、各ヒータ電極に印加する電力
を少しずつ変化させ、そのたびに合波特性を測定しなが
ら、すべての可同調フィルタに対して逐次処理を行って
最適な電力を求めなければならない。このため、 （１）可同調光フィルタの接続段数が増加すると調整に
長い時間が必要となる、 （２）同調周波数を切り換える場合には改めて調整を行
う必要がある、 （３）同調周波数を切り換える場合に、各ヒータ電極に
印加する電力量を変化させると、基板が熱平衡状態にな
るまで同調周波数がドリフトし、同調が完了するまでに
時間がかかるという欠点があった。

本発明は、以上の問題点を解決し、可同調光フィルタの
接続段数が増加しても調整が容易で安定度に優れ、同調
周波数の切り換えが容易で、しかも短時間で切り換えを
完了できる可同調光合波器の安定化装置を提供すること
を目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明の可同調光合波器の安定化装置は、可同調フィル
タの同調周波数を調整する手段を制御して各可同調フィ
ルタの同調周波数をそれぞれ周波数ＣＪ　　（Ｊは１〜
ｍ）により変調する同調周波数変調手段と、各可同調光
フィルタの二つの出力端子のうち出力用とは別の端子か
ら出力された光の振幅変化を測定する手段と、この振幅
変化が最適となるように上記調整する手段を制御する手
段とを備えたことを特徴とする。

可同調光フィルタの二つの出力端子のうち、実際の出力
用の端子を以下「信号出力端子」という。

また、もう−・方の出力端子を以下「制御用出力端子」
という。

可同調フィルタとしては、光が透過して出力される端子
が二つあるもの、例えば周期形フィルタまたはＩＪソン
グ形ィルタを用いる。

〔作　用〕

可同調光フィルタの電極に印加する電力を周波数変調す
ると、熱光学効果により光路長が変化し、その可同調光
フィルタの二つの出力端子への透過率が変化する。信号
出力端子への透過率と制御用出力端子への透過率との間
には、一方が極大のときに他方が極小となるような相補
的な関係がある。

したがって、制御用出力端子の透過率を監視することに
より、信号出力端子への透過率を最適に制御することが
できる。

信号出力端子への透過率が極大となる周波数を可同調光
フィルタに入射したとき、入射光の周波数に対して可同
調光フィルタの同調周波数が高周波数側または低周波数
側のどちらにずれても、信号出力端子への透過率が減少
する。このとき、周ａ数偏移が零のとき出力光の強度が
最大となり、周波数偏移が正方向および負方向に最大の
ときに出力光の強度が最小となる。すなわち、変調周波
数の二倍の周波数で振幅変調された出力光が得られる。

また、透過率が極大からずれているときには、周波数偏
移の増減にともなって透過率が変動し、変調周波数と同
じ周波数成分が現れる。

そこで、信号出力端子における変調周波数に等しい周波
数成分が最小となるようにするか、または変調周波数の
二倍の周波数成分が最大となるように各可同調光フィル
タの同調周波数を制御する。

すなわち、制御用出力端子における変調周波数に等しい
周波数成分が最大となるようにするか、または変調周波
数の二倍の周波数成分が最小となるように同調周波数を
制御する。これにより、各可同調光フィルタを最適に調
整でき、可同調光合波器を最適に調整できる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例の可同調光合波器の安定化装置を
含む光信号伝送装置のブロック構成図である。

情報信号源１−１〜ｌ−ｎからの情報信号３１〜汎は、
それぞれ半導体レーザ２−１〜２−ｎにより、光信号と
して出力される。半導体レーザ２−１〜２−ｎは、それ
ぞれ「１〜ｆ、の光周波数で発振し、その発振周波数が
それぞれ情報信号Ｓ、〜Ｓ、により周波数変調される。

半導体レーザ２−１〜２−ｎの発振周波数を周波数変調
するには、その共振器圧を熱的またはピエゾ効果により
変化させるか、または共振器の屈折率を電気的に変化さ
せる。

周波数安定化回路３は、半導体レーザ２−１〜２−ｎの
発振周波数が常に一定の周波数間隔△ｆとなるように制
御する。

可同調光合波器４は、二つの光信号を同調可能に合波し
て二つの出力端子の一方に出力する可同調光フィルタ、
例えば周期形光フィルタをｍ個（ｍは１以上の整数）含
み、半導体レーザ２−１〜２−ｎの出力光を周波数多重
する。

安定化装置５は可同調光合波器４に接続され、可同調光
合波器４内の各可同調光フィルタの同調周波数を調整す
る手段を備える。

第２図は可同調光合波器４および安定化装置５の詳細を
示すブロック構成図である。

可同調光合波器４は、マツハ・ツエンダ形の可可同調光
フィルタをｒｎ＝２ｘ−１個、Ｘ段のトーナメント形に
接続した構造であり、ｎ系列（ｎは１以上の整数）の光
信号を周波数多重する。

安定化装置５は、可同調光フィルタに対応して設けられ
た制御回路７−１１〜７−ＸＩと、温度安定化回路６と
を備える。温度安定化回路６は、基板全体の温度を安定
化する。

第３図は制御回路の詳細を示すブロック構成図である。

ここで、１番目（ｊは１〜ｍ）の可同調光フィルタに接
続され制御回路を例に説明する。

この制御回路は、同調光フィルタの同調周波数を調整す
る手段として可同調光フィルタの電極に制御電力を供給
する増幅器１２を備え、この増幅器１２を制御して可同
調光フィルタの同調周波数を周波数Ｃ１により変調する
同調周波数変調子役として可変低周波発振器１３および
加算器１１を備え、可同調光フィルタの二つの出力端子
のうち出力用とは別の端子から出力された光の振幅変化
を測定する手段として受光素子８、乗算器９および位相
調整器１４を備え、この振幅変化が最適となるように増
幅器１２を制御する手段として低域通過フィルタ１０を
備える。

受光素子８には、可同調光フィルタの制御用出力端子か
らの光が入力される。乗算器９は、受光素子８の出力に
、可変低周波発振器１３の出力を位相調整器１４により
位相調整した信号を乗算する。

これにより、受光素子８の出力が周波数Ｃ４で同期検波
される。同期検波出力は、低域通過フィルタ１０を経た
後に、低周波発振器１３の出力と重畳され、増幅器１２
を介して可同調光フィルタの電極に供給される。

同期周波数が所望の周波数からずれると、受光素子８の
出力には、周波数ＣＪで振幅変調された信号が現れる。

そこで、受光素子８の出力を同期検波した信号を誤差信
号とし、可同調フィルタのヒータ電極に電力を供給する
。この電力によって熱が生じ、熱光学効果により同調周
波数が制御される。

第４図は可同調光フィルタの透過率ＴＪ、変調周波数Ｃ
３および誤差信号出力ｅ、の関係を示す。

第４図（ａ）は透過率Ｔ、と変調周波数Ｃ１との関係を
示し、第４図（ｂ）は透過率Ｔ、を変調させたときの誤
差信号出力ｅ、を示す。

各可同調光フィルタの変調周波数ＣＪについては、制御
時の混信を防ぐため、異なる接続段のフィルタに対して
異なるように設定する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の可同調光合波器の安定化
装置は、可同調光合波器に含まれる個々の可同調光フィ
ルタを別々に制御できるので、可同調光フィルタの接続
段数が増加しても短い時間で調整でき、しかも安定化が
容易である効果がある。また、同調周波数を切り換える
場合にも短時間で同調させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例光信号伝送装置のブロック構成図
。 第２図は可同調光合波器および安定化装置の詳細を示す
ブロック構成図。 第３図は制御回路の詳細を示すブロック構成図。 第４図は可同調光フィルタの透過＊Ｔｊ、変調周波数Ｃ
」および誤差信号出力ｅ」の関係を示す図。 第５図は従来例の可同調光合波器の安定化装置を示す図
。 第６図はマッノいツエンダ形の周期形光フィルタの構造
を示す図。 第７図は従来例安定化装置の利用例を示すブロック構成
図。 １−１〜ｌ−ｎ・・・情報信号源、２−１〜２−ｎ・・
・半導体レーザ、３・・・周波数安定化回路、４・・・
可同調光合波器、５．２５・・・安定化装置、６・・・
温度安定化回路、７−１１〜？−ＸＩ・・・制御回路、
８・・・受光素子、９・・・乗算器、１０・・・低域通
過フィルタ、１１・・・加算器、１２・・・増幅器、１
３・・・可変低周波発振器、１４・・・位相調整器、１
５・・・電源、１６・・・温度安定化回路、１７・・・
入力端子、１８．２１・・・方向性結合器、１９．２０
・・・光導波路、２２．２３・・・出力端子、２４、旧
〜Ｈ７・・・ヒータ電極、２６・・・光ファイバ、２７
・・・可同調光分波器、２８・・・受光素子、２９・・
・増幅器、３０・・・復調回路、ＦＬＩ〜ＦＬ７・・・
周期形光フィルタ。 特許出願人　日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　井　出　直　孝 夫２例 肩　１　回 肩 （ａ） 藁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二つの光信号を同調可能に合波して二つの出力端子
   の一方に出力する可同調光フィルタをｍ個（ｍは１以上
   の整数）含む可同調光合波器に接続され、 各可同調光フィルタの同調周波数を調整する手段を備え
   た 可同調光合波器の安定化装置において、 上記調整する手段を調整して各可同調光フィルタの同調
   周波数をそれぞれ周波数Ｃ＿ｊ（ｊは１〜ｍ）により変
   調する同調周波数変調手段と、各可同調光フィルタの二
   つの出力端子のうち出力用とは別の端子から出力された
   光の振幅変化を測定する手段と、 この振幅変化が最適となるように上記調整する手段を制
   御する手段と を備えたことを特徴とする可同調光合波器の安定化装置
   。