JPH04261232A - 光導波路通信システム - Google Patents

光導波路通信システム

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JPH04261232A
JPH04261232A JP2414515A JP41451590A JPH04261232A JP H04261232 A JPH04261232 A JP H04261232A JP 2414515 A JP2414515 A JP 2414515A JP 41451590 A JP41451590 A JP 41451590A JP H04261232 A JPH04261232 A JP H04261232A
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laser
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数制御可能な光通
信システムに関し、特に、このような光通信システムへ
の使用に適した光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日では、周波数分割多重通信方式（Ｆ
ＤＭ）を使用する光通信システムなど、様々な構造の光
通信システムが知られている。周波数分割多重通信方式
は、種々の周波数帯又は種々のチャンネルで様々な情報
（デジタル、音声、アナログビデオ、レーダ）を同時に
伝送できるので、バーサタイル多重チャンネルを可能と
する。しかし、無線周波数及びマイクロ波帯は、これら
のシステムのために限られた帯域幅を提供するにすぎな
い。また、秘密無線周波数伝送媒体及び秘密マイクロ波
伝送媒体を展開するのは困難であり、これらは多量の電
力を消費する。従って、情報搬送波をより高い周波数、
特に光領域にする必要がない場合には、非常に大容量の
ネットワークにとって望ましいものである。
【０００３】光ファイバー伝送では、比較的低出力の送
信機を必要とするとともに、伝送経路に沿って電磁妨害
を本質的に受け入れない軽量の秘密媒体が提供される。 光ファイバー伝送媒体は、ＡｌＧａＡｓ及びＩｎＧａＡ
ｓＰ半導体レーザからの高速伝送のために、２０，００
０ＧＨｚ以上の帯域幅を提供する。現在では、このよう
な送信機によって、１０ＧＨｚにまで達する信号速度を
供給することが出来る。従って、光周波数又は波長分割
多重通信方式（ＷＤＭ）を使用すれば、様々なタイプの
信号を同時に伝送することが出来る。
【０００４】光学ＦＤＭネットワークでは、光周波数領
域におけるシステム要素の配置を保証することが必要で
ある。局部発振器内のレーザは、レーザ送信機の周波数
に同調させなければならず、また、送信機は光学フィル
タの通過帯域に同調させなければならない。周波数分割
多重通信方式システムでは、これらの配置に伴う許容誤
差は、各々の送信機及び受信機において基準規格が得ら
れる範囲でなければならない。様々な理由から、このよ
うなネットワークでは、レーザ光源として、固体レーザ
を使用することが望ましい。しかし、固体レーザには、
レーザ周波数の適用電流依存性の制御が不適当であるた
めに、避けられない製造許容誤差を生じ、かなりの熱ド
リフト特性を示すようになると、それ自体が確実な周波
数標準として機能することが出来ないという欠点がある
。一方、固体レーザの重要な利点は、レーザダイオード
を通過する電流を変えることによって、その動作周波数
を容易に同調させることが出来ることである。これは、
レーザダイオード電流を適当に制御することによって、
レーザ周波数を所望の値に安定化することが出来ること
を意味する。
【０００５】ダイオード電流を制御するためには、初め
にダイオードレーザによって放出された光の周波数を決
定し、次に、実際の光の周波数と所望の周波数との間の
差を決定し、その後、それに応じてレーザダイオードを
通過する電流を調節することが必要である。この制御は
、実際のレーザ発光周波数が所望の周波数から許容でき
ない程にずれないように、すべて連続的あるいは繰り返
し行わなければならない。この制御操作を行うことによ
って望ましい結果が得られることがわかる。即ち、レー
ザを所望の周波数に同調させるためには、正確に所望の
周波数に同調させてそれを維持することが出来るレーザ
ダイオードの外部に周波数標準を使用することが重要で
ある。高密度光通信システムを提供することが好ましい
場合には、このような周波数標準の精度の条件は最も重
要である。
【０００６】通信チャンネルの密度が増大するにつれて
重要となることは、それぞれの光通信チャンネルの光搬
送周波数に同調させ、あるいはその光搬送周波数に同調
させた状態を維持するための受信機の能力である。光領
域で操作する現在入手可能な周波数標準（共振器、櫛形
フィルターなど）は、放射されたレーザ光の実際の周波
数を高精度で決定する必要がない場合には許容出来る性
能を有するが、隣接する光チャンネルの間隔を狭くする
必要がある遠隔通信に使用することが出来ず、これらの
操作の帯域幅に関する限りは依然として所望のものでは
ない。特に、現在光領域のフィルタとして使用されてい
るＷＤＭフィルタは、光スペクトルを十分に利用するた
めに、十分な選択度を有するものではない。実際には、
従来の光学フィルタは、チャンネルを６００ＧＨｚの間
隔までに分離できるにすぎない。これは、レーザ送信機
の変調帯域幅を遥かに越えるものである。その結果、市
販のＷＤＭシステムは、典型的に、送信機の伝送帯内に
１０チャンネル以下のチャンネルを供給するにすぎず、
従って、大部分の光スペクトルは浪費され、十分に利用
されない。
【０００７】この問題を解消して高密度光学ＦＤＭ通信
システムを得るために以前に採用されていた方法の一つ
は、無線周波数又はマイクロ波周波数領域の中間周波数
以下で、受信機において光搬送波のヘテロダイン効果を
起こし、電子フィルタの優れた選択性を利用して様々な
チャンネル間の識別を行う方法である。これらの状況下
では、光通信チャンネルは、従来の光学フィルタを使用
して受信機のフィルタ処理を行うときよりも接近してい
る。しかし、この方法は、受信機に複雑な周波数トラッ
キングを必要とし、信号捕捉において問題があり、特に
多くの搬送波が周波数分割多重ネットワーク内に存在す
る場合には問題がある。例えば、最初に所望の搬送周波
数を見つけるためには、受信機は、認識出来る信号を探
すために全伝送帯を走査しなければならず、この場合に
のみ、局部搬送周波数に変調された情報を抽出できるに
すぎない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上述
した従来の問題点を解消することを目的とする。特に、
従来の光通信システムが有する上記欠点を有しない光通
信システムを提供することを目的とする。また、本発明
は、隣接する光通信チャンネル間の間隔を最小に保つこ
とによって、利用出来る光スペクトルを最大限に利用で
きるように光通信システムを改良することを目的とする
。さらに、本発明は、上記のタイプの光通信システムに
使用する周波数標準装置を改良して、光送信機と光受信
機の両方を所望の接近した間隔のチャンネルに正確に同
調させることが出来るようにすることを目的とする。 また、上記のような装置及びシステムを、比較的簡単な
構成で、製造コストが安く、使用し易く、操作が確実な
ものにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、少なくとも一つの光送信機と、少なくとも
一つの光受信機と、光送信機と光受信機を接続する少な
くとも一つの光通信リンクを有する光導波路通信システ
ムに、狭帯域幅レーザ光源を使用することを特徴とする
。本発明によれば、このレーザ光源は、長手方向に延在
するコアとコアの周囲を取り囲むクラッディングとコア
に埋め込まれた回折格子領域とを有する光ファイバー部
を有する。この回折格子領域は、長手方向に延在すると
ともに長手方向に対して略垂直方向に所定の間隔で配置
する多数のブラッグ回折格子要素を有し、回折格子領域
を通る光の周波数が所定の中心周波数の周囲及びその中
心周波数を含む所定の狭帯域内であるときに、その中心
周波数からの周波数のずれに比例するように光の量を減
少させる。このレーザ光源は、さらに、加えられた電気
エネルギーの量に依存して上記狭帯域を含む周波数帯内
の周波数の光を放出するレーザと、このレーザを上記狭
帯域内の周波数で動作させる手段と、レーザによって放
出された光の一部をコアに供給して、回折格子領域の方
へ長手方向に伝搬させる手段と、回折格子領域を通過す
る光の量を検出するとともに、その光の中心周波数から
の周波数のずれの大きさ及び方向を示すエラー信号を出
力する手段と、このエラー信号の値に比例してレーザに
供給される電気エネルギーの量を変える手段とを有する
。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
【００１１】第１図は、本発明による光通信システム１
０を概略的に示している。光通信システム１０は、多数
の送信機１１ａ〜１１ｎ（ｎは、光通信システム１０の
容量の範囲内の任意の整数）と多数の受信機１２ａ〜１
２ｍ（ｍは、光通信システム１０の容量の範囲内の任意
の整数であり、ｎと同じである必要はない。）。送信機
１１ａ〜１１ｎは、それぞれ別個の光通信リンク１３ａ
〜１３ｎ、共通の光通信リンク１４及びそれぞれ別個の
光通信リンク１５ａ〜１５ｍによって、受信機１２ａ〜
１２ｍに接続されている。
【００１２】また、第１図に示すように、各々の送信機
１１ａ〜１１ｎは、レーザダイオード送信回路１６ａ〜
１６ｎとその外部に接続された光周波数回折格子（周波
数標準）１７ａ〜１７ｎを有する。光周波数回折格子１
７ａ〜１７ｎは、後述する方法によってそれぞれのレー
ザダイオード送信回路１６ａ〜１６ｎに接続される。同
様に、各々の受信機１２ａ〜１２ｍは、レーザダイオー
ド局部発振器１８ａ〜１８ｍとその外部に接続された光
周波数回折格子（周波数標準）１９ａ〜１９ｍを有する
とともに、コヒーレント光受信機２０ａ〜２０ｍを有す
る。コヒーレント光受信機２０ａ〜２０ｍは、個々の受
信リンク１５ａ〜１５ｍからのみならず局部発振器回路
１８ａ〜１８ｍの出力からもレーザ光を入力する。送信
機１１ａ〜１１ｎの周波数標準１７ａ〜１７ｎは、それ
ぞれの周波数ｆ１〜ｆｎ’に同調させるものとして示さ
れ、受信機１２ａ〜１２ｍの周波数標準１９ａ〜１９ｍ
は、（すべての送信機又は選択された幾つかの送信機の
周波数に対して）同調可能なものとして示されている。 第１図では、一方に送信機１１ａ〜１１ｍ、他方に受信
機１２ａから１２ｍが所定の間隔で配置するように示さ
れているが、両方向の通信を可能にするために、それぞ
れの送信機１１ａ〜１１ｎとぞれぞれの受信機１２ａ〜
１２ｍとを一緒に配置させることもでき、また、送信部
と受信部が共通部分について共有する構造にして、それ
ぞれの送受信機内で組み合わせることも出来る。後述す
るように、後者の場合、それぞれの送受信機の送信部と
受信部が共有する部分の周波数標準を同調可能なものと
するか、あるいは各々の送受信機が多数の周波数標準を
有するようにして、異なった光搬送周波数に同調させる
ようにすることも出来る。光通信システム１０が一つだ
けの送信機１１ａと一以上の受信機１２ａ〜１２ｍを有
する場合には、明らかに、使用される周波数標準１７ａ
及び１９ａ（〜１９ｍ）のすべてを同一の周波数（ｆ１
）で動作するように調節することができ、あるいは、受
信機の周波数標準１９ａ〜１９ｍを固定して種々の搬送
周波数で動作できるようにして、送信機の周波数標準１
７ａを個々に受信機１２ａ〜１２ｍに同調させてアドレ
スできるようにすることも可能である。
【００１３】本発明によれば、周波数標準１７ａ〜１７
ｎ及び１９ａ〜１９ｍは、それぞれ光ファイバー回折格
子によって構成される。これらの光ファイバー回折格子
は、個々の送信機１１ａ〜１１ｎ及び受信機１２ａ〜１
２ｍを同調させる搬送周波数を規定するために、コヒー
レント光周波数分割多重通信方式のネットワーク又は光
通信システム１０に適用されるものである。ここで、光
ファイバー回折格子１７ａ〜１７ｎは、ネットワーク１
０内の送信機１１ａ〜１１ｎの周波数を規定し、送信機
１２ａ〜１２ｍ内の同一の回折格子１９ａ〜１９ｍが、
受信機１２ａ〜１２ｍを同調させる搬送周波数を決定す
るための局部発振器の周波数を規定する。本質的に並列
的な周波数分割多重通信方式によって、非固定回路切替
えネットワークが可能になる。この概念は、第１図に示
すような還元体分散型の星状形ネットワークと一致する
通信トポロジーを使用する。
【００１４】周波数標準１７ａ〜１７ｎ及び１９ａ〜１
９ｍに使用する回折格子は、構造中の応力及び／又は温
度を検出するために開発されたタイプのものが好ましく
、例えば、本出願人が所有する米国特許４，８０７，８
５０号に記載された方法によって作ったものが好ましい
ものである。この米国特許には、このような回折格子の
作り方及び動作方法が記載されており、この特許に記載
されたように、この種の永久周期回折格子は光ファイバ
ーのコア内に設けられる。これは、クラッディングを貫
通するコアを、２つの両立性紫外光ビームの干渉じまに
さらすことによって形成される。これらの紫外光ビーム
は、光ファイバーの軸線に対して２つの角度で光ファイ
バーに向けられ、その角度は互いに１８０゜に対して余
角をなす。このように、ファイバーコア上で紫外光ビー
ムを干渉させることによって、その内部の屈折率が永久
周期的に変動するようなファイバーコアを形成すること
が出来る。個々の回折格子の要素（即ち、同一の屈折率
を示すコアの周期的な反復領域）は、光ファイバーの軸
線に対して垂直に配置して、ブラッグ回折格子を構成す
る。ブラッグ回折格子は、ファイバーコア内に入って所
定の方向に伝搬する光のうち、非常に狭い波長範囲内の
波長を有する光だけを、最初の伝搬方向と反対の方向へ
ファイバーの軸線に沿って後方に反射させ、この狭い波
長領域（狭帯域）外の光を実質的に透過し、このような
範囲外の光の伝搬に不利な影響を与えない。このような
ブラッグ回折格子によって透過スペクトルにノッチが形
成される。第３図はブラッグ回折格子の性能を示してい
る。この図から、ブラッグ回折格子によって透過スペク
トル２１に形成されたノッチ又は拒絶帯２２が非常に狭
い幅を有することがわかる。
【００１５】本発明は、比較的幅の狭いノッチ２２を利
用し、第２図に詳細に示す送信機１１に関して以下に説
明するような方法によって、送信機１１ａ〜１１ｎの一
つに使用される電流制御レーザの動作又は搬送周波数を
決定する。以下、回路１６と関連して、送信機１１に使
用する周波数標準回折格子１７の使用法について説明す
るが、それぞれの受信機１２ａ〜１２ｍの部材１８ａ〜
１８ｍ及び１９ａ〜１９ｍの動作及び共働関係はこれら
の説明と類似するので、その違いだけを説明する。
【００１６】第２図に示すように、回路１６はレーザ２
３を有し、その発光周波数は第３図のノッチ２２によっ
て決定され、その範囲内に保持される。バイアス電流源
２４からは、周知の方法で最初にレーザ２３の発光周波
数を狭い範囲のノッチ２２内にする大きさの電流が発生
する。レーザ２３から放出された光は、通信リンク１３
内を伝搬するのみならず、光結合器２５及び光ファイバ
ーのような別の光学リンク２６を通って、ブラッグ回折
格子１７まで伝搬する。ブラッグ回折格子１７を通って
伝搬された光は、光学出力リンク２７を通って光検出器
２８に供給される。部材１７、２６及び２７は、別個の
ものとして示されているが、これらを一体に形成するこ
とも出来る。換言すれば、回折格子１７は、光結合器２
５から光検出器２８までの光ファイバー内に組み込むこ
とも出来る。
【００１７】光検出器２８は、回折格子１７を到達した
光信号を電気信号に変換する。これらの電気信号は、リ
ード２９を通ってミキサー３０の一方の入力部に入力さ
れる。また、回路１６はディザー発振器３１を有する。 ディザー発振器３１の出力は、電気接続ライン３２を介
してミキサー３０の他方の入力部に接続され、周知の方
法でその入力部に供給された電気信号を他方の電気信号
と混合する。ミキサー３０の出力信号は、ローパスフィ
ルタ３４を組み込んだ接続ライン３３を介して、加算部
３５に供給される。この加算部３５では、ローパスフィ
ルタ３４の出力部に現れる出力信号が、局部発振器３１
で発生した発振出力信号と結合され、もう一つの加算部
３６に供給される。この加算部３６に供給された信号は
、バイアス電流源２４から出力されたバイアス信号と結
合される。
【００１８】動作中において、ディザー発振器３１の出
力信号は、レーザ２３の発光周波数を、狭いノッチ２２
の範囲内において、バイアス電流源２４からの電流によ
って最初に決定される中央周波数付近で変動させる。そ
の結果、ブラッグ回折格子１７を通って光検出器２８に
入力される光の減衰（レーザ発光周波数がノッチ２２の
中央周波数と一致するときに最大となる）は、実際のレ
ーザ発光周波数がブラッグ回折格子１７の中央周波数の
付近で発振されるように変化する。ローパスフィルタ３
４の出力信号は、加算部３５から出力された結合信号を
調節するように、即ち、レーザ発光周波数をブラッグ回
折格子１７の中央周波数と一致させるように変化する。 上述した電子回路に関する原理及び送信機内の搬送周波
数で伝送される情報の変調に関する原理は周知であるの
で、その構造及び動作の説明は省略する。同様に、それ
ぞれの搬送波に同調される受信機１２ａ〜１２ｍ内の搬
送波からの情報の変調も周知の原理である。この場合、
それぞれのコヒーレント光受信器２０ａ〜２０ｍでは、
光学信号及び局部発振回路１８ａ〜１８ｍの出力信号が
入力されて、データ又は情報を注出が行われる。局部発
振回路１８ａ〜１８ｍの構造及び動作は、上記の場合と
同様であり、ネットワークへのレーザ出力１３（第２図
）が、コヒーレント光受信器２０ａ〜２０ｍの光学入力
に導入される各々の光学リンク３７ａ〜３７ｍ（第１図
参照）に接続されている点で異なるだけである。コヒー
レント光受信器２０ａ〜２０ｍは周知の構造であり、周
知の方法によって動作する。
【００１９】周波数分割多重通信方式は、第１図の分散
型の星状形システム１０におけるすべてのリンクに多数
のチャネルを提供し、動的再構成のために余分な容量を
提供する。上述したような光ファイバー回折格子によっ
て得られる４４ＧＨｚのスペクトル幅及び高い吸光度に
基づいて、適当な制御エレクトロニクスを使用して４Ｇ
Ｈｚ（波長０．０１ｎｍ）のチャネル間隔を維持するこ
とが出来る。個々のＡｌＧａＡｓレーザダイオードは、
典型的には、６０ＧＨｚの範囲で同調させることが出来
るので、単一のレーザダイオード２３の直流同調を使用
して、１５チャネルへの迅速なアクセスを行うことが出
来る。１０ｎｍ帯の隣接する種々の周波数範囲に及ぶよ
うに多重レーザ２３を選択して、システム全体の容量を
１０００チャネルまでにすることが出来る。
【００２０】回折格子１７は、様々な方法で、その同調
帯域幅内に単一のレーザダイオード２３を同調させるの
に使用出来る。その方法の一つを第４図に概略的に示す
。この図に示すように、回折格子１７は、同調可能な回
折格子であり、回折格子部３８と、長手方向の応力を回
折格子部３８に与える電気機械式トランスデューサなど
のトランスデューサ３９から成る。このような長手方向
の応力は、回折格子の周期性に伴った変化及び拒絶帯の
周波数に比例したシフトによって、回折格子部３８内に
長手方向の歪みを生じさせる。第４図の環境で使用でき
るタイプのトランスデューサ３９の様々な構成が本出願
人による米国特許出願４５６，４４９号に記載されてい
る。
【００２１】第５図は、レーザ２３の同調に関する別の
方法を示している。この図の方法では、多数の固定回折
格子１７’ａ〜１７’ｏ（各々異なった周期性を有し、
異なった周波数の拒絶帯を有する）を、別々の枝路２６
’ａ〜２６’ｏ及び２７’ａ〜２７’ｏに組み合わせて
、別々の光検出器２８’ａ〜２８’ｏに導くようにして
いる。光検出器２８’ａ〜２８’ｏからの電気信号は、
切替え装置４０に供給される。切替え装置４０は、レー
ザ２３が同調されるべき搬送周波数に依存して、これら
の電気信号を選択的に（ミキサ３０に接続された）電気
接続ライン２９に供給する。
【００２２】第６図は、受信機の変形例を示している。 受信機１２’ａ〜１２’ｍは、光ファイバー又はバスの
ような共通の光学ラインに沿って配置している。これら
の受信機には、それぞれ、上述したような回折格子１９
’ａ〜１９’ｍが組み込まれている。これらの回折格子
１９’ａ〜１９’ｍは、光学ライン４１に沿って所定の
間隔で配置されており、それぞれ異なった周波数の拒絶
帯を有し、対応する受信機１２’ａ〜１２’ｍの方へ、
その拒絶帯内の光だけを反射する。この方法では、受動
型線形周波数分割多重通信方式のデータバスを形成する
ことができ、ファイバー回折格子は周波数分離タップを
形成するのに使用される。その後、同一の回折格子は、
適当な周波数に同調させることによってタップをアドレ
スすることが出来るチューナブル送信機の周波数を決定
する。
【００２３】上述したようなネットワークにおける光出
力は、出力分割損失によって左右され、ネットワークの
端子数を制限する。現在、このようなネットワークに使
用することが期待されている単一モードレーザダイオー
ド技術では、１００ｍＷまでの光出力を供給することが
出来る。ネットワークに１０ｄＢｍを供給するための光
源結合損失が１０ｄＢであり、１Ｇｂｓにおけるヘテロ
ダイン受信機の感度が−４７ｄＢｍで、過剰システム損
失が−１０ｄＢであるとすれば、出力分割のためのシス
テム出力は４７ｄＢとなる。１０００チャンネルを以上
の出力分割であれば、チャンネル毎に３０ｄＢの損失が
あり、１７ｄＢのマージンが残る。
【００２４】上述したようなネットワークには、アナロ
グ周波数変調方式、デジタル周波数変位方式、スペクト
ル拡散方式など様々な単一変調技術を使用することが出
来る。現在では振幅変調及び位相変調は実用的でない。 振幅変調はレーザ周波数に過度のチャープを引き起こし
、上述したような市販のレーザでは過度の位相ノイズを
生ずるからである。レーザ周波数制御のための一連の切
替え回折格子によって、確実な通信を達成するために、
光領域におけるスペクトル拡散コーディング技術の可能
性が開ける。また、上記のシステムでは、デジタルＦＳ
Ｋ、アナログＦＭ、ビデオ及びデジタルスペクトル拡散
情報の同時伝送を行うことが出来る。
【００２５】即ち、コヒーレント光受信機及び半導体レ
ーザダイオードの周波数変調を使用するとともに、光フ
ァイバー内に狭帯域屈折率回折格子フィルタを使用する
ことによって、周波数分割多重通信方式に関して、出来
る限り小さな４ＧＨｚチャンネル間隔を達成することが
出来る。現在及び将来の遠隔通信ネットワークでは、大
容量にすることが必要であるとともに、確実な多重チャ
ンネル伝送能力及び容易に展開可能な伝送媒体が必要と
される。本発明は、光ファイバー回折格子フィルタを使
用する稠密な光学ＦＤＭシステムを実行して、光学チャ
ンネル間隔を極めて接近させる（４〜６ＧＨｚ）ことに
よって、上記の要求を満たす方法を提供する。
【００２６】埋込型ファイバー回折格子を周波数標準と
して使用することによって、周波数多重通信方式におけ
るレーザとフィルタの周波数の調節方法を改良すること
が出来る。これらの回折格子には幾つかの利点がある。 その一つは、これらの回折格子が正確な仕様に再生出来
ることである。従って、これらの回折格子は、ネットワ
ーク全体の標準として使用することが出来る。ファイバ
ー回折格子フィルタの周波数は、製造中のおいて１ＧＨ
ｚの精度を有するように制御することが出来るが、レー
ザダイオードの周波数は、製造中において、容認できな
いような低い歩留りのなく、３００ＧＨｚより良好に制
御することが出来ない。従って、ファイバー回折格子を
局部発振器内の周波数標準として使用するコヒーレント
光受信機は、複雑で時間のかかるサーチや捕捉アルゴリ
ズムを使用することなく、直接的に１ＧＨｚ以内の光周
波数に同調させることが出来る。気体吸着電池と異なり
、回折格子の周波数は、半導体レーザの発光帯内のいず
れにもすることが出来る。また、他のタイプの光学フィ
ルタと異なり、ファイバー回折格子は、緻密な周波数分
割多重通信方式に必要な狭帯域のフィルタ特性を提供す
る。
【００２７】上述したような安定した狭帯域の光学フィ
ルタは、光ファイバーに埋込み型屈折率回折格子を使用
して、光領域に緻密な搬送波間隔を可能にすることがで
き、複雑な電子周波数トラッキングを必要としない。こ
れらの回折格子は、非破壊技術（即ち、ファイバーのラ
ップ仕上げ／被覆加工除去を必要としない）を使用して
、ファイバーコア内に形成することが出来る。これらの
回折格子の周波数標準としての安定性は、無線周波数発
振器の安定性に同等であり、半導体レーザダイオードの
安定性よりも良い。これらの回折格子の補正不能な温度
ドリフトは、ＵＨＦ発振器の５ｐｐｍ／℃及びレーザ発
振器の８０ｐｐｍ／℃と比較して、７ｐｐｍ／℃に過ぎ
ない。この安定性によって、半導体レーザダイオードの
直接変調帯域幅と等しい光領域内にチャンネル間隔が可
能になり、光ファイバーの送信帯域幅を最大限に利用す
ることが出来る。従って、このような狭帯域フィルタを
、緻密な光学ＦＤＭシステム（光搬送波を従来のように
６００ＧＨｚ以上に分割するのではなく、４〜６ＧＨｚ
で分割する）の基準として使用することが出来る。
【００２８】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、隣接
する光通信チャンネル間の間隔を最小に保つことによっ
て、利用可能な光スペクトルを最大限に利用することが
出来る光通信システムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　各々の光送信機及び光受信機に周波数標準
として多数のブラッグファイバー回折格子を使用する本
発明による光通信システムのブロック図である。
【図２】　　図１の送信機の一つを使用する場合の本発
明による周波数固定装置のブロック図である。
【図３】　　図２の周波数固定装置内の周波数標準とし
て使用した回折格子の透過率の周波数に対する依存性を
示すグラフである。
【図４】　　図２の周波数固定装置に使用出来るブラッ
グ回折格子の同調可能な装置のブロック図である。
【図５】　　種々の拒絶帯のブラッグファイバー回折格
子とその回折格子の切替え操作を行う切替え装置を使用
する第４図と同様な装置のブロック図である。
【図６】　　光通信システムの受信機の部分を変形した
図１と同様の光通信システムのブロック図である。
【符号の説明】
１０　　光通信システム １１ａ〜１１ｎ　　送信機 １２ａ〜１２ｍ　　受信機 １３ａ〜１３ｎ　　光通信リンク １４　　共通の光通信リンク １５ａ〜１５ｍ　　光通信リンク １６ａ〜１６ｎ　　レーザダイオード送信回路１７ａ〜
１７ｎ　　光周波数回折格子（周波数標準）１８ａ〜１
８ｍ　　レーザダイオード局部発振器１９ａ〜１９ｍ　
　光周波数回折格子（周波数標準）２０ａ〜２０ｍ　　
コヒーレント光受信機３７ａ〜３７ｍ　　光学リンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも一つの光送信機と、少なく
    とも一つの光受信機と、光送信機と光受信機を接続する
    少なくとも一つの光通信リンクとから成る光導波路通信
    システムにおいて、前記光送信機と光受信機の少なくと
    も一つが狭帯域幅レーザ光源を有し、このレーザ光源が
    、長手方向に延在するコアとコアの周囲を取り囲むクラ
    ッディングとコアに埋め込まれた回折格子領域とを有す
    る光ファイバー部を有し、この回折格子領域が長手方向
    に延在するとともに長手方向に対して略垂直方向に所定
    の間隔で配置する多数のブラッグ回折格子要素を有し、
    回折格子領域を通る光の周波数が所定の中心周波数の周
    囲及びその中心周波数を含む所定の狭帯域内であるとき
    に、その中心周波数からの周波数のずれに比例するよう
    に光の量を減少させ、前記レーザ光源が、さらに、加え
    られた電気エネルギーの量に依存して前記狭帯域を含む
    周波数帯内の周波数の光を放出するレーザと、このレー
    ザを前記狭帯域内の周波数で動作させる手段と、前記レ
    ーザによって放出された光の一部を前記コアに供給して
    、前記回折格子領域の方へ長手方向に伝搬させる手段と
    、前記回折格子領域を通過する光の量を検出するととも
    に、その光の前記中心周波数からの周波数のずれの大き
    さ及び方向を示すエラー信号を出力する手段と、このエ
    ラー信号の値に比例して前記レーザに供給される電気エ
    ネルギーの量を変える手段とを有することを特徴とする
    、光導波路通信システム。
  2. 【請求項２】　　少なくとも一つの光送信機と、少なく
    とも一つの光受信機と、光送信機と光受信機を接続する
    少なくとも一つの光通信リンクとを有する光導波路通信
    システムに使用する狭帯域幅レーザ光源において、この
    レーザ光源が、長手方向に延在するコアとコアの周囲を
    取り囲むクラッディングとコアに埋め込まれた回折格子
    領域とを有する光ファイバー部を有し、この回折格子領
    域が長手方向に延在するとともに長手方向に対して略垂
    直方向に所定の間隔で配置する多数のブラッグ回折格子
    要素を有し、回折格子領域を通る光の周波数が所定の中
    心周波数の周囲及びその中心周波数を含む所定の狭帯域
    内であるときに、その中心周波数からの周波数のずれに
    比例するように光の量を減少させ、前記レーザ光源が、
    さらに、加えられた電気エネルギーの量に依存して前記
    狭帯域を含む周波数帯内の周波数の光を放出するレーザ
    と、このレーザを前記狭帯域内の周波数で動作させる手
    段と、前記レーザによって放出された光の一部を前記コ
    アに供給して、前記回折格子領域の方へ長手方向に伝搬
    させる手段と、前記回折格子領域を通過する光の量を検
    出するとともに、その光の前記中心周波数からの周波数
    のずれの大きさ及び方向を示すエラー信号を出力する手
    段と、このエラー信号の値に比例して前記レーザに供給
    される電気エネルギーの量を変える手段とを有すること
    を特徴とする、狭帯域幅レーザ光源。
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