JPH0330534A - 光アクセスノード - 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） 本発明は光ファイバを伝搬する光周波数多重された光信
号に光でアクセスして少なくとも一つの光信号を分岐す
る光アクセスノードに関する。

（従来の技術） 従来、光周波数多重された光信号のうちの少なくとも１
つの信号を分岐するのに、光周波数多重分波回路を用い
て所期の光周波数の光信号を分岐する装置があった。

（発明が解決しようとする課題） しかし、光周波数多重分波回路を用いて所期の光周波数
の光信号を取り出す装置では、−旦、全光周波数を分離
した後所期の光信号を分岐し、分岐しない光周波数の光
信号は再度多重して伝送しているが、分岐された光周波
数の光信号はその装置以降の光伝送路には伝送されない
と言う課題があった。さらには、その分岐する光周波数
はある決まった光周波数に固定されると言う課題があっ
た。

本発明の目的は、上記課題を解決し、分岐された光周波
数の光信号も後段の光伝送路に伝送され、かつ、任意の
光周波数を分岐することのできる光アクセスノードを提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、２つの端子がそれ
ぞれ両側に延びる光ファイバ伝送路に接に売され、その
光ファイバ伝送路を伝搬するＮ個（Ｎは正の整数）の異
なる光周波数の光信号の内、ある特定の光周波数の光信
号を前記２つの端子とは異なる分岐挿入端子から分岐あ
るいは挿入する第１及び第２の光周波数分岐挿入回路と
、２つの端子を有し、それぞれ両側に延びる光ファイバ
伝送路に接続され、かつ、前記第１及び第２の光分岐挿
入回路の間に設置された半導体レーザ光増幅素子と、前
記第１及び第２の光周波数分岐挿入回路の少なくともい
ずれか一方の光周波数分岐挿入回路の分岐挿入端から入
射させ、前記半導体レーザ光増幅器において光ファイバ
伝送路を伝搬する光信号との間で４光波混合光を発生さ
せる少なくとも１つの光ポンプ光源とを含んで構成する
。

また、２つの端子がそれぞれ両側に延びる光ファイバ伝
送路に接続され、その光ファイバ伝送路を伝搬するＮ個
（Ｎは正の整数）の異なる光周波数の光信号の内、ある
特定の光周波数の光信号を前記２つの端子とは異なる分
岐挿入端子から分岐あるいは挿入する第１及び第２の光
周波数分岐挿入回路と、２つの端子を有し、それぞれ両
側に延びる光ファイバ伝送路に接続され、かつ、前記第
１及び第２の光分岐挿入回路の間に設置された半導体レ
ーザ光増幅素子と、前記第１及び第２の光周波数分岐挿
入回路の分岐挿入端子にそれぞれ接続された第１及び第
２の光サーキュレータと、第１及び第２の光サーキュレ
ータの前記第１及び第２の光周波数分岐挿入回路の分岐
挿入端子に接続された端子とは反対の端子にそれぞれ接
続された少なくとも１つの光ポンプ光源とを含んで構成
する。

（作用） 本発明では上述のような構成を取ることにより、入力し
た全光周波数の光信号をそのまま総て後段に接続された
光伝送路に出力すると共に、入力した全光周波数の光信
号のうちの任意の数の光信号を同時に選択して分岐し、
かつ、選択する信号の数や選択する光周波数を切り替え
ることが可能である。ここで、まず、入力した全光周波
数の光信号をそのまま総て後段に接続された光伝送路に
出力することについて説明すると、光周波数分岐挿入回
路は光伝送路である光ファイバを伝搬する光信号の全光
周波数は透過させることから、光ファイバを伝搬してき
た光信号は光増幅器で増幅されるものの、その一部の光
周波数の光信号が落とされることなく総て透過すること
による。

次に、人力した全光周波数の光信号のうちの任意の数の
光信号を同時に選択して分岐し、かつ、選択する信号の
数や選択する光周波数を切り替えることが可能であるこ
とを説明する。第１の光周波数分岐挿入回路から光ファ
イバを伝搬してきた光信号の光周波数とはδｆＴＨ２］
（数ＧＨｚ程度）離れた光ポンプ光が注入され、光増幅
器において光信号光と光ポンプ光により発生ずる４光波
混合により光信号とは２Ｘδｆ［Ｈｚｌ離れた光周波数
に光信号をコピーした分岐光が発生する。この光信号を
コピーした分岐光はその光周波数が光周波数分岐挿入回
路の透過周波数とは異なることから、第２の光周波数分
岐挿入回路の分岐挿入端子から取り出される。また、光
ポンプ光の光周波数を、ある時刻に選択していた光信号
とは異なる光信号の光周波数に対してδｆ［Ｈｚｌだけ
異なる光周波数に切り替えれば、分岐する光信号は別の
光周波数の光信号に切り替えられる。さらには、光ポン
プ光の数を２つ以上にすれば、上記と同様の機構により
、その数に応じた異なる光周波数の光信号を同時に分岐
できる。

また、各々の光分岐挿入回路の各々の分岐挿入端子に光
サーキュレータを接続して光増幅器の両端から双方向の
光ポンプ光を注入し、かつ、これらの光ポンプ光と双方
向光信号との間で発生した４光波混合光を取り出すこと
により、伝送路である光ファイバを伝搬している双方向
光信号に対して、何れの方向に伝搬する光信号に対して
も上記の作用が行われる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図はその
機能を説明するための説明図、第３図はポンプ光を出力
する可変波長半導体レーザの構造図である。

ここでまず、入力した全光周波数の光信号がそのまま総
て後段に接続された光ファイバに出力されることについ
て説明する。波長１．５５μｍ帯、即ち、周波数表示で
は１９３．４９０ＴＨｚから１９３．６３０ＴＨｚの間
に２０ＧＨｚ間隔で位置する第１から第８の８つの光周
波数の光信号を多重した光周波数多重信号光は第１の光
ファイバ１１を通って第１の光周波数分岐挿入回路２１
の第１の入出力端子２１１に入射する。ここで、第１の
光周波数分岐挿入回路２１は第１の入出力端子２１１の
他に、第２の入出力端子２１２、分岐挿入端子２１３の
各端子を有し、さらに、第１及び第２の偏光分離素子２
１４．２１５、第１及び第２のＡ／４板２１６．２１？
第１のファブ１ルベロー光学フィルタ２１８から構成さ
れている。また、光周波数多重信号光は第２図（ａ）に
示すように、１．５５ｐｍ付近で２０ＧＨｚ間隔で８波
の光信号が多重されている。一方、第１のファプリ・ペ
ロー光学フィルタ２１８は自由スペクトル間隔２０ＧＨ
ｚ、フィネス約２０であり、第２図（ｂ）、　（ｃ）に
示すような透過１反射特性を持っている。第１のファブ
１ルベロー光学フィルタ２１８の透過光周波数（光学共
撮周波数）は光周波数多重信号光の光周波数と一致する
よう設定されており、８波の光信号は全て第１のファプ
リ、ペロー光学フィルタ２１８を透過する。さて、第１
の光周波数分岐挿入回路２１の第１の入出力端子２１１
に入射した光周波数多重信号光は、第１のレンズ２２０
で並行光に変換された後、第１の偏光分離素子２１４で
Ｐ波（第１図で直進光）とＳ波（第１図の偏波分離面２
３１で９０゜折れ曲がり反射光）に分離され、Ｓ波は再
び進路を９０°折り曲げられて進路はＰ波とほぼ並行に
なる。

ここで、Ｐ波、Ｓ波ともに第１のＡ／４板２１６に入射
し、何れも円偏光に変換された後、第１のファブ１ルベ
ロー光学フィルタ２１８に入射する。前述の如く、８波
の光信号は全て第１のファプリ・ペロー光学フィルタ２
１８を透過し、次に入射する第２の７Ｘ７４板２１７に
おいて、円偏光となる前にＰ波であった円偏光はＳ波に
、円偏光となる前にＳ波であった円偏光はＰ波に変換さ
れて第２の偏光分離素子２１５に入射する。ここでＳ波
は９０°進路をｔ＋ｔＵデられな後、第２の偏光分離素
子２１５の偏光分離面２３２で反射されて再び進路を９
０°曲げられた後、この第２の偏光分離素子２１５の偏
光分離面２３２を透過したＰ波と合波されて第２のレン
ズ２２１で集束されて、その偏光状態を保ったまま第１
の光周波数分岐挿入回路２１の第２の入出力端子２１２
にて第１の偏光保存ファイバ３１に結合される。即ち、
Ｐ波とＳ波はそれぞれ第１の偏光保存ファイバ３１の互
いに異なる何れか一方の固有軸に一致するように結合さ
れる。第１の偏光保存ファイバ３１を出射した光周波数
多重信号光は第４のレンズ４０１を介して半導体レーザ
光増幅素子４１に結合される。この時、Ｓ波とＰ波はそ
れぞれ半導体レーザ光増幅素子４１のＴＥモードないし
はＴＭモードのうちの互いに異なる何れかの一方のモー
ドに結合される。これらの各モードに結合される光パワ
ーレベルは第１の光ファイバにおける各光周波数多重信
号光の偏光状態によって変化する（但し、双方を合わせ
た光バワーレベルはほぼ一定である）が、各モードの最
大値はいずれの光周波数も約−１８ｄＢｍ（約１６μＷ
）である。

ここで、半導体レーザ光増幅素子４１は進行波形の半導
体レーザ光増幅素子であり、利得の中心波長が１．５５
ｐｍ、利得飽和出力レベルが＋１０ｄＢｍ、キャリア寿
命が０．２５ｎｓ、３ｄＢ低下帯域幅が約４０ｎｍ、内
部利得がＴＥモードに対して約２０ｄＢ、　ＴＭモード
に対して約１９ｄＢ、光ファイバ間の結合損失が１端面
当たり約２．５ｄＢ、従って、光ファイバ間利得がＴＥ
モードに対して約１５ｄＢ、　ＴＭモードに対して約１
４ｄＢとなっている。また、内部利得は利得制御回路４
２によってほぼ一定の値に制御されている。

半導体レーザ光増幅素子４１で光増幅された光周波数多
重信号光は第５のレンズ４０２を介して第２の偏光保存
ファイバ３２に結合される。光増幅された前記Ｓ波とＰ
波はここでもそれぞれ偏光保存ファイバの互いに異なる
何れか一方の固有軸に一致するように結合される。第２
の偏光保存ファイバ３２を出射した光周波数多重信号光
は第２の光周波数分岐挿入回路５１の第１の入出力端子
５１１に入射する。第２の光周波数分岐挿入回路５１に
入射した光周波数多重信号光は第１の光周波数分岐挿入
回路２１と全く同様の機構で全光周波数多重信号光が第
２の入出力端子５１２から出力され、第２の光ファイバ
６１に結合される。なお、第２の光周波数分岐挿入回路
５１は第１の光周波数分岐挿入回路２１と同様、第３及
び第４の偏光分離素子５１４．５１５、第３及び第４の
Ｖ４板５１６．５１７、第２のファブ１ルベロー光学フ
ィルタ５１８、第６から第８のレンズ５２０．５２１．
５２２などで構成されている。また、第２のファブリ・
ベロー光学フィルタ５１８の透過７反射特性は第１のフ
ァプリ・ペロー光学フィルタ２１８とほぼ同様の特性（
第２図（ｂ）、　（ｃ））を有している。

次に、上述のように入力した全光周波数の光信号をその
まま全て後段に接続された光伝送路に出力したうえで、
なおかつ入力した全光周波数の光信号のうちの２つの光
信号を同時に選択して分岐し、かつ、選択する信号の光
周波数を切り替える機能について説明する。

２つのポンプ光光源となる第１及び第２の波長可変半導
体レーザ７１．７２は、その発振周波数が発振周波数制
御回路７３により制御されており、第２図（ｄ）に示す
ようにそれぞれ、第４の光周波数１９３．５５０ＴＨｚ
、第８の光周波数１９３．６３０ＴＨｚよりも３ＧＨｚ
低い周波数である１９３．５４７ＴＨｚと１９３．６２
７ＴＨｚで発振するよう制御されている。

ここで、波長可変半導体レーザについて簡単シこ説明す
る。ここで用いた波長可変半導体レーザは波長可変ＤＢ
Ｒ半導体レーザで、その構造を第３図に示す。この波長
可変ＤＢＲ半導体レーザは発光領域、位相制御領域、Ｄ
ＢＲ領域の３つの領域がらなっており、位相制御領域と
ＤＢＲ領域への注入電流を制御することにより発振波長
（発振光周波数）を制御することが出来る。第１及び第
２の波長可変半導体レーザ７１．７２の場合、発振周波
数制御回路７３により位相制御領域とＤＢＲ領域へは、
その間の注入電流の比を１：３として分岐される分岐回
路（第３図では省略）を介して１つの制御電流を注入し
ている。ここで、発光領域へのバイアス電流はいずれも
６０ｍＡ、位相制御領域とＤＢＲ領域へ注入する合計の
制御電流は、第１の波長可変半導体レーザ７１の場合１
５ｍＡ１第２の波長可変半導体レーザ７２の場合３１ｍ
Ａである。

なお、その制御電流量を増加させると約５ＧＨｚ／ｍＡ
で発振光周波数が高い光周波数側へ変化する。その機構
の詳細について１９８７年の光通信会議（Ｏｐｔｉｃａ
ｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ）の予稿集に掲載されたニス・ムラタ（
Ｓ、　Ｍｕｒａｔａ）他による［オーバー５．８ｎｍコ
ンティニュアスウエーブレングスチュニングオブ１．５
ｐｍウェーブレングスチューナプルＤＢＲレーザーズ（
Ｏｂｅｒ　５．８ｎｍ　ｃｏｎｔｉｎｏｕｓｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ　ｔｕｎｉｎｇ　ｏｆ　１．５１１ｍ　ｗａ
ｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｔｕｎａｂｌｅＤＢＲ１ａｓｅｒｓ
月と題する論文に詳しい。

さて、これら第１及び第２の波長可変半導体レーザ７１
．７２からそれぞれ出射された第１及び第２のポンプ光
は紙面に並行な直線偏光であり、第９、第１０のレンズ
７０１．７０２を介してそれぞれ、その偏光方向が第３
、第４の偏光保存ファイバ７０３．７０４の２つの主軸
の何れか一方に一致するように結合される。これらの偏
光保存ファイバ７０３．７０４は偏光保存分岐結合器７
４に接続されており、その出力端には第５の偏光保存フ
ァイバ７０５が接続されている。ここで、前記第１及び
第２のポンプ光の偏光方向がいずれも第５の偏光保存フ
ァイバ７０５の２つの主軸の何れか一方と一致するよう
に結合されている。第５図の偏光保存ファイバ７０５の
他の端は第１の光周波数分岐挿入回路２１の分岐挿入端
子２１３に接続されているが、この時、第５の偏光保存
ファイバ７０５から出射される前記第１及び第２のポン
プ光の光パワーが、第２の偏光分離素子２１５の偏光分
離面２３２でＰ波とＳ波にほぼ等しい光パワーで分岐さ
れるように、分岐挿入端子２１３へ接続された第５の偏
光保存ファイバ７０５の主軸の方向が調整されている。

第２の偏光分離素子２１５に入射した第１及び第２のポ
ンプ光の偏光成分の内、Ｐ波成分は第２の偏光分離素子
２１５の偏光分離面２３２を透過し、第２の偏光分離素
子２１５の反射面で反射されて９０°進路を曲げられた
後、第２のＡ／４板２１７で円偏光に変換され、第１の
ファブ１ルベロー光学フィルタ２１８に入射する。ここ
で、第２図（ｅ）、（ｄ）に示すように、第１及び第２
のポンプ光の光周波数は第１のファブリ・ペロー光学フ
ィルタ２１８の反射周波数となっている。従って、Ｐ波
で入射した第１及び第２のポンプ光の偏光成分は第１の
ファブ１ルペロー光学フィルタ２１８で元来た光路へ反
射され、再び、第２の７Ｘ７４板２１７を透過するが、
透過した光はＳ波偏光に変換されている。そのため、偏
光分離面２３２では今後は反射されてＳ波のまま第２の
入出力端子２１２から第１の偏光保存ファイバ３１に結
合される。ここで、このＳ波偏光の偏光方向が第１の偏
光保存ファイバ３１の２つの主軸の何れかに一致してい
るのは前述と同様である。一方、Ｓ波で入射した第１及
び第２のポンプ光の偏光成分は、偏光分離面２３２で反
射され、第２の）Ｊ４板２１７で円偏光に変換された後
、第１のファブ１ルペロー光学フィルタ２１８に入射す
る。この場合も、第２図（ｅ）、（ｄ）に示すように、
第１及び第２のポンプ光の光周波数は第１のファブ１ル
ペロー光学フィルタ２１８の反射周波数となっているの
で、第１及び第２のポンプ光は第１のファブ１ルペロー
光学フィルタ２１８で元来た光路へ反射され、再び、第
２のＶ４板２１７を透過するが、透過した光はＰ波偏光
に変換される。従って、今度は偏光分離面２３２を透過
し、Ｐ波のまま第２の入出力端子２１２から第１の偏光
保存ファイバ３１に結合される。ここで、このＰ波偏光
の偏光方向が第１の偏光保存ファイバ３１の２つの主軸
の何れかに一致しているのも前述と同様である。

これら第１及び第２のポンプ光の各々のＰ波とＳ波の偏
光は第１の偏光保存ファイバ３１を通り、半導体レーザ
光増幅素子４１に結合される。半導体レーザ光増幅素子
４１に結合された第１及び第２のポンプ光の各々のＰ波
とＳ波の偏光の光パワーレベルは何れも約−１６ｄＢｍ
（約２５ｐＷ）である。

ここで、半導体レーザ光増幅素子４１には第２図（ａ）
と同図（ｄ）に示す光周波数の光信号及びポンプ光が入
射している。これらの光は半導体レーザ光増幅素子４１
で光増幅されるが、その非線形性のため、これらの光の
間でいわゆる４光波混合が生じ、そのビート周波数に新
たな光信号が発生する。その詳細については電子情報通
信学会の量子エレクトロニクス研究会資料０ＱＥ８８−
３４に記載の向弁らによる［進行波形レーザ増幅器にお
ける近縮退四光波混合］と題する論文に詳しい。同論文
にもあるように、４光波混合で発生した信号光強度は、
信号光とポンプ光の光周波数δｆに対して、１ノ（１＋
δｆ２）に比例することが知られている。従って、この
場合、４光波混合は、第２図（ｅ）のに示すように、主
に第４の光周波数と第１のポンプ光、第８の光周波数と
第２のポンプ光の間で生じており、ここで生じた４光波
混合光は第２図（ｅ）の＃１〜＃４である。また、＃１
．　＃３の４光波混合光の光パワーレベルは１１１１Ｗ
、＃２．　＃４の４光波混合光の光パワーレベルは７μ
Ｗである。なお、簡単のためここでは信号光のＰ波とＳ
波の光パワーがほぼ等しい状態で半導体レーザ光増幅素
子４１に入射した場合のＰ波間の４光波混合光について
示した。このとき、８波間でも第２図（ｅ）とほぼ同様
の４光波混合光を生じている。また、ここで発生した４
光波混合光の内、前記８つの光周波数多重信号の第４の
光周波数及び第８の光周波数の光信号とそれぞれ同じ信
号成分を有するのは、それぞれ＃１と＃３の４光波混合
光である。前記８つの光周波数多重信号光と第１及び第
２のポンプ光、及びこれらの４光波混合光は第２の偏光
保存ファイバ３２を通って第２の光周波数分岐挿入回路
５１に入射する。これらの内、８つの光周波数多重信号
光は前述の通り、この第２の光周波数分岐挿入回路５１
を透過して第２の光ファイバ６１に出射される。一方、
第１及び第２のポンプ光と４光波混合光の光周波数は第
２図（ｅ）〜（ｅ）に示すように、第２のファブリ・ベ
ロー光学フィルタ５１８（第１のファブリ・ベロー光学
フィルタ２１８とほぼ同様の特性を有する）で反射され
る光周波数となっている。第１及び第２のポンプ光と４
光波混合光の内、第２の光周波数分岐挿入回路５１に入
射したＰ波成分は第３の偏光分離素子５１４の偏光分離
面５３２を透過し、第３の、Ｘ／４板５１６で円偏光に
変換され、第２のファブリ・ベロー光学フィルタ５１８
で反射されて再び元の光路を逆進する。第３のＡ／４板
５１６を再び通った後Ｓ波に変換され、今度は偏光分離
面５３２で反射されて分岐挿入端子５１３を通って第３
の光ファイバ８０１に結合される。一方、第１及び第２
のポンプ光と４光波混合光の内、第２の光周波数分岐挿
入回路５１に入射したＳ波成分は第３の偏光分離素子５
１４の偏光分離面５３２で反射され第３の偏光分離素子
５１４の反射面で９０°進路を曲げられた後、第３のＡ
／４板５１６で円偏光に変換され、第２のファブリ・ベ
ロー光学フィルタ５１８で反射された再び元の光路を逆
進する。第３のＡ／４板５１６を再び通った後はＰ波に
変換され、今度は偏光分離面５３２を透過して第３の光
ファイバに結合される。このようにして第３の光ファイ
バ８０１に結合された第１及び第２のポンプ光と４光波
混合光（第２図（ｆ））は光アイソレータ９１と第４の
光ファイバ８０２を通って第１１のレンズ８０４で並行
光とされた後、第３のファブ１ルぺロー光学フィルタ９
２に入射する。第３のファブ１ルペロー光学フィルタ９
２は、自由スペクトル間隔２０ＧＨｚ、フィネス約２０
であり、第２図（ｇ）、（ｈ）に示すような透過１反射
特性を持っている。第３のファブリ・ベロー光学フィル
タ９２の透過光周波数（光学共振周波数）は、４光波混
合光＃１と＃３の光周波数と一致するように設定されて
おり、第２図（ｉ）に示すように、４光波混合光＃１と
＃３のみが透過し、第１２のレンズ８０５で集束されて
第５の光アイμ８０３に結合される。

ここでは簡単のために信号光のＰ波とＳ波の光パワーが
ほぼ等しい状態で半導体レーザ光増幅素子４１に入射し
た場合について述べたが、Ｐ波とＳ波の光パワーが異な
っていても良い。半導体レーザ光増幅素子４１で光増幅
されたある光周波数の光信号の出力光パワーをＰｏとす
ればＰ波とＳ波の光パワーＰ、、　Ｐｓは偏光状態によ
って変動し、それぞれ一般に、 Ｐｐ＝ＰＯｃｏｓ２ｅ（ｔ） Ｐ、＝Ｐ′ｏｓｉｎ２θ（１） で表される。ここで、簡単のため、半導体レーザ光増幅
素子の増幅率の偏光依存性は無いとしている。なお、θ
（１）は時間ｔで変化する変数である。−方、半導体レ
ーザ光増幅素子の利得が非飽和領域にあれば、光・増幅
された信号光のパワーをＰ２（：　ｐ。

またはＰ、）とすれば、ポンプ光の光パワーＰ１に対す
る、ポンプ光の光周波数に近い側の周波数を持つ４光波
混合光（第２図（ｅ）では＃１と＃３の４光波混合光に
相当）の光パワーＰ３の比Ｒ：Ｐ３／Ｐ１は、Ｒ＝Ｐ３
／Ｐ１＝ｋＰＩＰ２／（１＋４ｎ”δｆ２Ｉｏ２）（ｋ
は比例定数） で表されることが、１９８８年のエレクトロニクスレタ
ーズ誌第２４巻第１号の第３１頁から第３２頁に掲載さ
れたジー・グロスコツ（Ｇ、　Ｇｒｏｓｓｋｏｐｆ）他
による［フオウウエイブミシキングインアセミコンダク
ターレーザーアンプリファイヤ（Ｆｏｕｒ−ｗａｖｅ　
ｍｉｘｉｎｇ　ｉｎ　ａｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　
１ａｓｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）　Ｊと題する論文に
述べられている。ここで、Ｉｏはキャリヤ寿命である。

このことから、第５の光ファイバ８０３へ出力される４
光波混合光の強度ｐ３（ｔ）は、 Ｐ３（ｔ）＝ａＰ１２（Ｐｐ　＋　Ｐｓ）＝ａＰ１２Ｐ
ｏ（ＣＯ８２θ（ｔ）＋５ｉｎ２Ｅ３（ｔ））＝ａＰ１
２Ｐ□ で表される。したがって、ポンプ光の光パワーＰ１に変
動がない限り、偏光変動により第５の光ファイバ８０３
へ出力される４光波混合光の強度Ｐ３（ｔ）が変動する
ことはない。即ち、第５の光ファイバ８０３へ出力され
る４光波混合光の強度Ｐ３（ｔ）に偏光依存性はない。

ただし、実際は半導体レーザ光増幅素子４１においてＴ
Ｅ、　ＴＭモード間で約１ｄＢの利得差があるので、偏
光変動によりその利得差程度の偏光変動は生じる。

ここで、分岐に際して選択する信号の光周波数を切り替
える機能について説明する。これまで、第４の光周波数
の信号と第８の光周波数の信号を選択して分岐するため
、第１の波長可変半導体レーザ７１の制御電流を１５血
けし、第２の波長可変半導体レーザ７２の制御電流を３
１　ｍＡに設定して、それぞれの発振光周波数を１９３
．５４７ＴＨｚと１９３．６２７ＴＨｚとした。そこで
今度は、新しく第６の光周波数の信号と元のままの第８
の光周波数の信号の２つを選択するには、前に第４の光
周波数の信号を選択していた第１の波長可変半導体レー
ザ７１の制御電流を２３ｍＡとし、第２の波長可変半導
体レーザ７２の制御電流は元のままの３１ｍＡに設定す
ればよい。このとき、第１及び第２の波長可変半導体レ
ーザ７１．７２の光周波数は第２図（：３）に示すよう
に、１９３．５８７ＴＨｚと１９３．６２７ＴＨｚとな
る。その結果、前述と同様の機構により、１９３．５８
４ＴＨｚと１９３．６２４ＴＨｚに第６の光周波数の信
号と第８の光周波数の信号が出力され、第５の光ファイ
バ８０３から出力される。

以上、本発明の第１の実施例について説明した。

第１の実施例においてはポンプ光の数を２としたが、こ
れに限定されない。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第４図は本発明の第２の実施例の構成図、第５図（ａ）
〜（１）はその機能を説明するための説明図である。

ここで、第１及び第２の光周波数分岐挿入回路２１゜５
１、半導体レーザ光増幅素子４１、利得制御回路４２、
第１及び第２の可変波長半導体レー＋ｎ１．ｔ５、第１
及び第２の光アイソレータ９１．９３は第１の実施例と
同一特性のものを用いている。また、第３及び第４のフ
ァブリ・ペロー光学フィルタ９２．９４には第１の実施
例の第３のファプリ・ペロー光学フィルタ９２と同一特
性のものを用いている。

なお、以下の説明ではおもに第１の実施例と異なる点に
ついて述べる。

まず、第１の実施例では第１及び第２の光ファイバを一
方向にのみ光信号を伝搬していたが、第２の実施例では
双方向に光信号が伝搬している。また、双方向の光信号
のいずれからも信号を分岐するため、第２の実施例では
、第１の光周波数分岐挿入回路２１の分岐挿入端子２１
３からだけでなく、第２の光周波数分岐挿入回路５１の
分岐挿入端子５１３からも可変波長半導体レーザから出
射されたポンプ光を半導体レーザ光増幅素子４１に入射
させる。但し、第２の実施例では簡単のため、第１及び
第２の光周波数分岐挿入回路２１．５１のそれぞれの分
岐挿入端子２１３゜５１３から入射させるポンプ光の光
周波数はいずれも１つにしている。また、第１及び第２
の光周波数分岐挿入回路２１．５１のそれぞれの分岐挿
入端子２１３．５１３からポンプ光と分岐信号光とを同
時に出入りさせるため、第２の実施例では第１及び第２
のサーキュレータ９６．９７を用いている。

さて、第２の実施例では、第１の光ファイバ１１から第
２の光ファイバ６１に向かう方向（以下では上り方向と
呼ぶ）に第５図（ａ）に示す第１から第８の光周波数の
光信号が伝搬し、第２の光ファイバ６１がら第１の光フ
ァイバ１１に向かう方向（以下では下り方向と呼ぶ）に
第５図（ｂ）に示す第１から第８の光周波数の光信号が
伝搬している。ここで、第１及び第２の光周波数分岐挿
入回路２１．５１のそれぞれのファブ１ルペロー光学フ
ィルタである第１及び第２のファブ１ルベロー光学フィ
ルタ２１８．５１８は第１の実施例と同一特性であり、
第１から第８の光周波数をいずれも透過させる。従って
、第１の光ファイバ１１を上り方向に伝（般する光信号
は第１の光周波数分岐挿入回路２１を通り、半導体レー
ザ光増幅素子４１で約１４〜１５ｄＢ（半導体レーザ光
増幅素子４１の両端面での光ファイバとの結合損失を含
む）増幅されて、さらに第２の光周波数分岐挿入回路５
１を通って第２の光ファイバ６１に伝搬する。また、下
り方向に伝搬する第１から第８の光周波数の光信号につ
いても同様で、第２の光ファイバ６１を下り方向に伝搬
する光信号は第２の光周波数分岐挿入回路５１を通り、
半導体レーザ光増幅素子４１で約１４〜１５ｄＢ（半導
体レーザ光増幅素子４１の両端面での光ファイバとの結
合損失を含む）増幅されて、さらに第１の光周波数分岐
挿入回路２１を通って第１の光ファイバ１１に伝搬する
。

次に、上述のように双方向に伝搬する全光周波数の光信
号をそのまま総て後段に接続された光伝送路に出力した
うえで、なおかつ双方向に伝搬する全光周波数の光信号
のうちの１つの光信号を同時に選択して分岐し、かつ、
選択する信号の光周波数を切り替える機能について説明
する。

上りの光信号と下りの光ポンプ光源となる第１及び第２
の波長可変半導体レーザ７１．７５は、その発振周波数
が第１及び第２の発振周波数制御回路７３．７６により
制御されており、第５図（ｅ）、θ）に示すようにそれ
ぞれ、第４の光周波数１９３．５５０ＴＨｚ、第８の光
周波数１９３．６３０ＴＨｚよりも３ＧＨｚ低い周波数
である１９３．５４７ＴＨｚと１９３．６２７ＴＨｚで
発振するよう制御されている。

ここで、まず、上り方向に伝搬する第１から第８の光周
波数の光信号のうちの１つの光信号を選択して分岐する
機能について述べる。

さて、第１の波長可変半導体レーザ７１から出射された
第１のポンプ光は紙面に並行な直線偏光であり、第９の
レンズ７０１を介して、その偏光方向が第３の偏光保存
ファイバ７０３の２つの主軸の何れか一方に一致するよ
うに結合される。この偏光保存ファイバ７０３は光サー
キュレータ９６に接続されており、その出力端には第５
の偏光保存ファイバ７０５が接続されている。ここで、
前記第１のポンプ光の偏光方向が第５の偏光保存ファイ
バ７０５の２つの主軸の何れか一方と一致するように結
合されている。第５の偏光保存ファイバ７０５の他の端
は第１の光周波数分岐挿入回路２１の分岐挿入端子２１
３に接続されているが、この時、第５の偏光保存ファイ
バ７０５から出射される前記第１及び第２のポンプ光の
光パワーが、第２の偏光分離素子２１５の偏光分離面２
３２でＰ波とＳ波にほぼ等しい光パワーで分岐されるよ
うに第５の偏光保存ファイバ７０５の主軸の方向が調整
されている。第１のポンプ光の光周波数は第５図（ｄ）
、（ｅ）に示すように、第１のファブ１ルペロー光学フ
ィルタ２１８で反射される光周波数である。従って、第
１の実施例の場合と同様の機構で第１のポンプ光は半導
体レーザ光増幅素子４１に入射するが、入射光パワーレ
ベルも第１の実施例の場合と同様にＰ波とＳ波（半導体
レーザ光増幅素子４１ではそれぞれＴＥモード光、ＴＭ
モード光に対応）のいずれの偏光も約−１６ｄＢｍ（約
２５ＰＷ）である。ここで、半導体レーザ光増幅素子４
１に入射する第４の光周波数の光信号の光パワーレベル
は第１の実施例の場合と同様に約−１８ｄＢｍ（約１６
μＷ）である。従って、発生する４光波混合光（第５図
（ｆ））の光パワーレベルも第１の実施例と同様に、１
１１の４光波混合光の光パワーレベルは１１１１Ｗ、＃
２の４光波混合光の光パワーレベルは７μＷである。第
１のポンプ光とこれらの４光波混合光は第１の実施例と
同様に第２の光周波数分岐挿入回路５１の分岐挿入端子
５１３から出射される。この分岐された光信号は第６の
偏光保存ファイバ７１５に結合され、第２の光サーキュ
レータ９７を通って第６の光ファイバ８１１に結合され
、さらに、第２の光アイソレータ９３を通って第７の光
ファイバ８１２に結合される。第７の光ファイバ８１２
からの出射光は第１３のレンズ８１４で並行光に変換さ
れて、第４のファブリ・ペロー光学フィルタ９４に入射
する。第４のファブ１ルペロー光学フィルタ９４は前述
のごとく第１の実施例の第３のファブリ・ペロー光学フ
ィルタ９２と同一特性のものを用いており、第５図（ｇ
）、　（ｈ）に示すような透過１反射特性を有している
。従って、第５図（ｉ）に示すように、＃１の４光波混
合光（第５図（０参照）が第８の光ファイバ８１３へ出
射される。

下り方向に伝搬する第１から第８の光周波数の光信号の
うちの１つの光信号を同時に選択して分岐する場合も同
様なので詳細については処理やくするが、第２の可変波
長半導体レーザ７５から出射された第２のポンプ光（第
５図（ｊ））と下り方向の第８の光周波数の光信号の間
で４光波混合光（第５図（ｋ））が発生し、そのうち＃
３の４光波混合光（第５図（１））が選択されて第５の
光ファイバから出射される。

以上、本発明の第２の実施例について説明した。

第２の実施例においてはポンプ光の数を上り、下りのい
ずれの信号に対しても１つしか用いなかったが、１つに
限定されないことは言うまでもない。また、上りと下り
でその数が異なっていても良い。

この第２の実施例が持つ第１の実施例とは異なる特徴を
挙げれば、双方向の光信号に対して、いずれの方向に伝
搬する光信号に対しても分岐が可能なことである。

以上、本発明の実施例について説明した。本実施例にお
いては、波長可変半導体レーザとして波長可変ＤＢＲ半
導体レーザを用いたがこれに限定されず、多電極ＤＦＢ
半導体レーザなと、他の波長可変半導体レーザを用いて
もよい。また、その発振波長の制御は半導体レーザへの
注入電流の制御で行ったが、これに限定されず、半導体
レーザの温度を制御することにより発振波長を制御して
もよい。さらに、第３あるいは第４７アブ１ルペロー光
学フイルタ９２．９４からの反射光が第１あるいは第２
の光周波数分岐挿入回路５１に戻るのを避けるために光
アイソレータ９１，９３を用いたが、戻り光を防ぐ方法
はこれに限定されず、光アイソレータとファブリ・ベロ
ー光学フィルタの組合せの代わりに、本実施例で用いた
第１の光周波数分岐挿入回路の第１のファブリ・ペロー
光学フィルタを第３のファブ１ルペロー光学フィルタで
置き換えた光周波数分岐挿入回路を用いても良い。この
場合、第３あるいは第６の光ファイバと第５あるいは第
８の光ファイバにそれぞれ光周波数分岐挿入回路の入出
力端子が接続される。光アイソレータを用いていたとき
に光アイソレータで阻止されていた光はこの場合それぞ
れの分岐挿入端子から出力されることになる。

従って、第５あるいは第８の光ファイバへ透過しなかっ
た光は第１あるいは第２の光周波数分岐挿入回路２１．
５１には戻らない。また、光周波数分岐挿入回路と半導
体レーザ光増幅素子の間の光路や、可変波長半導体レー
ザと光周波数分岐挿入回路の間の光路に偏光保存ファイ
バを用いたが、例えばその間の距離が短いなどの理由で
通常の光ファイバを用いても偏光状態が保たれる場合は
偏光保存ファイバを用いることに限定されない。さらに
、本実施例ではＴＥ／ＴＭモード間で利得差がある半導
体レーザ光増幅素子を用いた。しかし、これに限定され
ず、モード間で利得差のない半導体レーザ光増幅素子を
用いても良いことは言うまでもない。

このモード間で利得差のない半導体レーザ光増幅素子と
しては、例えば、１９８７年のエレクトロニクス・レタ
ーズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）誌の
第２３巻、第２５号の第１３８７頁から第１３８８頁に
掲載されたジー、グロスコツ（Ｑ、　Ｇｒｏｓｋｏｐｆ
）他による［オブティ力ルアンプリファイヤコンフィギ
ュレーションズウイズロウボラリゼーションセンシティ
ビティ（Ｏｐｔｉｃａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒ　ｃｏｎｆ
ｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ月と題する論文
に掲載された半導体レーザ光増幅素子を用いてもよい。

（発明の効果） 以上述べてきたように、本発明により、入力した全光周
波数の光信号をそのまま総て後段に接続された光伝送路
に出力すると共に、入力した全光周波数の光信号のうち
、光ポンプ光の数に応じた任意の数で、しかも、任意の
間隔の光周波数の光信号を同時に選択して分岐し、かつ
、分岐機能を光ポンプ光で制御することが出来る。また
、選択する光周波数は光ポンプ光の光周波数を切り替え
ることにより切り替えることが出来る。また、双方向に
伝搬する光信号に対してもこれらの機能を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図（ａ）
〜（ｋ）はその機能を説明するための説明図、第３図は
可変波長半導体レーザの構造図である。第４図は本発明
の第２の実施例の構成図、第５図（ａ）〜（１）はその
機能を説明するための説明図である。 図において、 ２１、５１・・・光周波数分岐挿入回路、４１・・・半
導体レーザ光増幅素子、 ４２・・・利得制御回路、 ７１、７２．７５・・・波長可変半導体レーザ、？３．
７６、・・発振周波数制御回路、９１．９３・・・光ア
イソレータ、 ９６、９７・・・光サーキュレータ、 １１、６１．８０１．８０２．８０３．８１１．８１２
．８１３・・・光ファイバ、３１、３２．７０３．７０
４．７０５．７１３．７１５・・・偏光保存ファイバ、
９２．９４・・・ファブリ・ペロー光学フィルタ、２１
４、２１５．５１４．５１５・・・偏光分離素子、２２
０、２２１．２２２．６２０．５２１．５２２．７０１
．７０２．８０４．８０５゜８１４、８１５・・ルンズ である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの端子がそれぞれ両側に延びる光ファイバ伝
   送路に接続され、その光ファイバ伝送路を伝搬するＮ個
   （Ｎは正の整数）の異なる光周波数の光信号の内、ある
   特定の光周波数の光信号を前記２つの端子とは異なる分
   岐挿入端子から分岐あるいは挿入する第１及び第２の光
   周波数分岐挿入回路と、２つの端子を有し、それぞれ両
   側に延びる光ファイバ伝送路に接続され、かつ、前記第
   １及び第２の光分岐挿入回路の間に設置された半導体レ
   ーザ光増幅素子と、前記第１及び第２の光周波数分岐挿
   入回路の少なくともいずれか一方の光周波数分岐挿入回
   路の分岐挿入端から入射させ、前記半導体レーザ光増幅
   器において光ファイバ伝送路を伝搬する光信号との間で
   ４光波混合光を発生させる少なくとも１つの光ポンプ光
   源とを含む光アクセスノード。
2. （２）２つの端子がそれぞれ両側に延びる光ファイバ伝
   送路に接続され、その光ファイバ伝送路を伝搬するＮ個
   （Ｎは正の整数）の異なる光周波数の光信号の内、ある
   特定の光周波数の光信号を前記２つの端子とは異なる分
   岐挿入端子から分岐あるいは挿入する第１及び第２の光
   周波数分岐挿入回路と、２つの端子を有し、それぞれ両
   側に延びる光ファイバ伝送路に接続され、かつ、前記第
   １及び第２の光分岐挿入回路の間に設置された半導体レ
   ーザ光増幅素子と、前記第１及び第２の光周波数分岐挿
   入回路の分岐挿入端子にそれぞれ接続された第１及び第
   ２の光サーキュレータと、第１及び第２の光サーキュレ
   ータの前記第１及び第２の光周波数分岐挿入回路の分岐
   挿入端子に接続された端子とは反対の端子にそれぞれ接
   続された少なくとも１つの光ポンプ光源とを含む光アク
   セスノード。