JPH0553314B2 - - Google Patents

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JPH0553314B2
JPH0553314B2 JP61504900A JP50490086A JPH0553314B2 JP H0553314 B2 JPH0553314 B2 JP H0553314B2 JP 61504900 A JP61504900 A JP 61504900A JP 50490086 A JP50490086 A JP 50490086A JP H0553314 B2 JPH0553314 B2 JP H0553314B2
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frequency
radiation
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laser
optical
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British Telecommunications PLC
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/506Multiwavelength transmitters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2383Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/572Wavelength control
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • HELECTRICITY
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser

Description

請求の範囲 1 複数の放射源1,2からの放射を周波数空間
上の離れた位置に繰り返し通過帯域を有する1個
のフイルタ素子11に導き、 このフイルタ素子の異なる通過帯域を透過した
放射をそれぞれ監視し、 上記放射が実質的に一定になるように、かつ上
記放射の帯域幅が上記フイルタ素子の対応する通
貨帯域幅より小さくなるように、上記放射源を制
御する ことを特徴とする周波数安定化方法。
2 上記放射の周波数を上記フイルタ素子の対応
する通貨帯域の中心周波数からずらして設定し、 そのフイルタ素子を透過した放射の強度を監視
する 請求の範囲第1項に記載の方法。
3 上記放射源の放射周波数を変調し、 検波された副搬送波の振幅および位相を監視す
る 請求の範囲第1項に記載の方法。
4 上記フイルタ素子の通過帯域の周波数間隔を
変化させ、 検波された副搬送波の振幅および位相を監視す
る 請求の範囲第1項に記載の方法。
5 上記複数の放射源のうちのひとつの放射源は
参照ビームを発生する参照源であり、 この方法はさらに、その参照ビームに対応する
透過した放射を監視し、上記フイルタ素子を調整
してその参照ビームの透過特性を実質的に一定に
保つ方法を含む 請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載
の方法。
6 上記複数の放射源からの放射にそれぞれ識別
子を付加し、 各々の放射源からの放射を共通の径路に沿つて
1個のフイルタ素子に導き、 このフイルタ素子を透過した放射から各々の識
別子を検出し、 その識別子に対応する放射を検出する 請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載
の方法。
7 上記識別子は周波数変調または時間符号変調
により変調信号である請求の範囲第5項に記載の
方法。
8 上記放射は光放射である請求の範囲第1項な
いし第7項のいずれかに記載の方法。
9 異なる周波数の放射を発生する複数の放射源
と、 周波数空間上の離れた位置に繰り返し通過帯域
を有する1個のフイルタ素子と、 このフイルタ素子の異なる通過帯域を透過した
放射を検出し、それに対応する出力信号を発生す
る検出手段と、 この検出手段の出力信号に応答して、上記フイ
ルタ素子を透過する放射を実質的に一定に維持
し、かつ上記放射の帯域幅を上記フイルタ素子の
対応する通過帯域の幅より小さく保つように上記
放射源を制御する制御手段と を備えた周波数安定化装置。
10 上記複数の放射源のうちのひとつの放射源
は参照ビームを発生する参照源であり、 この装置はさらに、その参照源からの放射に対
応する検出手段の出力信号に応答して上記フイル
タ素子の通過帯域周波数を調整する手段を含む 請求の範囲第9項に記載の装置。
11 上記フイルタ素子の通過帯域は、周波数空
間上で実質的に同じ間隔で配置されている請求の
範囲第9項または第10項に記載の装置。
12 上記フイルタ素子はフアブリペロー・エタ
ロンを含む請求の範囲第9項または第11項に記
載の装置。
13 上記フイルタ素子はリング共振器を含む請
求の範囲第9項または第11項に記載の装置。
14 上記複数の放射源からの放射は、同一の径
路に沿つて、上記フイルタ素子、このフイルタ素
子を透過した放射が入射する位置に設けられた共
通の検出手段、および各々の放射源からの放射た
識別子を付加しこのフイルタ素子を通過した放射
から各々の識別子およびその識別子に対応する放
射を検出する構成の制御手段に導かれる構成であ
る請求の範囲第9項ないし第13項のいずれかに
記載の装置。
15 放射源はレーザを含む請求の範囲第9項な
いし第14項のいずれかに記載の装置。
16 異なる周波数の放射を発生する複数の放射
源と、周波数空間上の離れた位置に繰り返し通過
帯域を有する1個のフイルタ素子と、このフイル
タ素子を透過した放射を検出しそれに対応する出
力信号を発生する検出手段と、この検出手段の出
力信号に応答して上記フイルタ素子を透過する放
射を実質的に一定に維持し、かつ上記放射の帯域
幅を上記フイルタ素子の対応する通過帯域の幅よ
り小さく保つように上記放射源を制御する制御手
段とを備えた周波数安定化装置を含む通信網にお
いて、 各々の放射源は、参照源と、この参照源からの
周波数参照放射を多重化する多重化手段と、多重
化された放射を複数の副次的信号に分岐してそれ
ぞれ遠隔の放射源に供給する分岐手段とを含み、 副次的放射源からの放射の周波数を上記分岐手
段から供給される一以上の参照周波数に比較する
ために副次的放射源の組毎に設けられた副次的制
御手段を備えた ことを特徴とする通信網。
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、光、電磁波、などの放射の周波数を
安定に制御するために利用する。本発明は、周波
数多重形の広帯域通信網に利用するに適する。本
発明は、光通信用の光源となるレーザの放射周波
数を安定化するために適する方法および装置に関
する。
〔背景技術〕
周波数多重形の広帯域光通信網では、多数の波
長または周波数の異なる伝送光信号を多重して伝
送するが、この場合にその伝送信号が相互に干渉
しないように、その周波数を安定化させて細かく
制御することが必要である。
従来から、光源の出力光を分岐して狭い通路帯
域幅を有するフイルタ素子に通過させ、そのフイ
ルタ素子を通過した光の強度が一定になるように
その光源の出力光周波数を制御する方法が知られ
ている。一般に、この方法に用いられるフイルタ
素子は受動素子であつて、レーザ素子のように能
動素子に比べるとその動作状態が安定であること
から、この方法はフイルタ素子を周波数基準とし
て簡単に出力光周波数を安定化させる優れた方法
である。
この方法では周波数基準はフイルタ素子の特性
に依存することになるから、何らかの原因により
フイルタ素子の特性が変化するとそれぞれにした
がつて出力光周波数が変化することになる。
上記のように周波数の異なる多数の伝送光信号
を多重して伝送する場合に、上述の出力光周波数
を制御する方法を採用すると、個々の周波数は
個々のフイルタ素子の特性に依存することから、
多数の出力光周波数のうちの一つの周波数につい
てフイルタ素子の特性が変化すると、他の周波数
が安定であつてもその変動した周波数が他の周波
数と干渉を起こすことになる。すなわち、上述の
出力光周波数を制御する方法を光周波数多重伝送
に利用すると、すべての周波数の安定度をきわめ
て高くかつ確実に維持しなければならない。
〔発明の目的〕
本発明はこのような背景に行われたものであつ
て、光周波数多重伝送に利用する多数の出力光周
波数は、その相互関係が重要であつて、かりに変
動するとしても全体が所定の周波数間隔を維持し
たまま全体が追従して変動するのであれば問題と
ならないことに着目して行われたものである。
すなわち本発明は、複数の放射周波数のそれぞ
れを個別に安定化するのではなく、全体としてそ
の複数の放射周波数が相互に干渉しないように、
周波数安定化をはかる方法および装置を提供する
ことも目的とする。さらに本発明は、多数の放射
周波数のうちの一つの周波数を参照周波数とし
て、他の多数の放射周波数はこの参照周波数に追
従して変動することを許容する周波数安定化方法
および装置を提供することを目的とする。
〔発明の開示〕
本発明の第一の発明は、複数の放射源からの放
射の周波数を安定化する方法であり、上記放射を
周波数空間上の離れた位置に繰り返し通過帯域を
有するフイルタ素子に導き、このフイルタ素子の
異なる通過帯域を透過した放射を監視し、上記放
射源を制御して上記フイルタ素子を透過する放射
を実質的に一定に保ち、かつ上記放射の帯域幅を
上記フイルタ素子の対応する通過帯域の幅より小
さく保つことを特徴とする。
本発明の第二の発明は周波数参照装置であり、
異なる周波数の放射を発生する放射源と、周波数
空間上の離れた位置に繰り返し通過帯域を有する
フイルタ素子と、このフイルタ素子の異なる通過
帯域を透過した放射を検出し、それに対応する出
力信号を発生する検出手段と、上記検出手段の出
力信号に応答して上記放射源を制御し、上記フイ
ルタ素子を透過する放射を実質的に一定に維持
し、かつ上記放射の帯域幅を上記フイルタ素子の
対応する通過帯域の幅より小さく持つ制御手段と
を備える。
本発明は、放射源の放射周波数をの放射源の放
射周波数に対してロツクする非常に単純な方法を
提供する。したがつては本発明は、放射が光放射
である場合に、上述した光広帯域通信網で利用す
るに特に適する。
本発明はまた、ラジオ周波数、マイクロ波等の
光周波数以外の放射でも実施できる。
上記監視は通過した放射の強度を監視する構成
とすることができる。その場合に、放射の帯域幅
をフイルタ素子の対応する通過帯域の中心周波数
からずらして設定することが望ましく、対応する
通過帯域の端近くに位置することが特に便利であ
る。この利点は、放射周波数とフイルタ素子の通
過帯域との相対的な位置の変化が、変化の方向に
依存してフイルタ素子を通過する放射の強度の増
加または減少に対応することである。
強度を監視する代わりに、透過した放射の位相
を監視してもよい。その場合には、放射の帯域幅
を対応する通過帯域の実質的に中央に配置してお
く。放射周波数および通過帯域の相対的な位置が
変化すると、通過するビームの位相変化が生じ
る。このときの位相変化のタイプは、放射周波数
と通過帯域との間の移動方向により異なる。この
場合の利点は、ビームが通過帯域の中心にあるこ
とから減衰がなく、強度ではなく位相を監視する
ので、直流トリフトが生じても特性に影響しない
ことである。
場合によつて、温度変化等によりフイルタ素子
の通過帯域が温度変化等により連動してシフトす
ることがある。したがつて、ひとつの放射源は、
参照ビームを発生する参照源を含み、本方法がさ
らに、参照ビームに対応する透過した放射を監視
し、フイルタ素子を調整して参照ビームの透過特
性を実質的に一定に保つことが望ましい。例え
ば、装置が、参照源からの放射に対応する検出手
段からの出力信号に対応してフイルタ素子を調整
する調整手段を含んでもよい。
調整手段は、厚電素子、ステツピング・モータ
等のフイルタ素子を物理的に移動させる手段また
はフイルタ素子に応力を加える手段や、ペルチエ
冷却子等のフイルタ素子またはその指示具の温度
を調節する手段を含むこともできる。
フイルタ素子の通過帯域は、周波数空間の間隔
に実質的に等しいことが望ましい。
放射が光放射である場合には、フイルタ素子
は、光学的は導波路ループまたはリング共振器に
より提供され、ループの基本周波数および高次の
共振周波数を有する放射を通過されることもでき
るが、最も簡単には、フアブリペロー・エンタロ
ンにより提供される。エタロンは、通常は光周波
数において、広い周波数範囲にわたつて規則的に
周波数周期で通貨帯域が存在する伝達特性を有す
る。通過帯域の幅およびその間隔はエタロンの機
械的な寸法、材料および被膜により決定される。
エタロンは、例えばシリカガラスまたは空気で区
切られた素子を使用して作られる。集積化された
光学素子またはフアイバを基本とした素子を用い
て同様の効果がえられる。通過帯域の間隔は例え
ば数10MHzないし数nmの範囲である。
一例として、各々の放射源からの放射をフイル
タ素子の異なる部分に入射する。これにより、異
なる放射ビームを容易に区別することができる
が、それに対応して複数の検出器を使用する必要
がある。
したがつて、複数の放射源からの放射を同じ経
路に沿つて導き、フイルタ素子と、このフイルタ
素子を透過した放射を受光するために設けられた
共通の検出手段と、各々の放射源からの放射にそ
れぞれ識別子を付加し、フイルタ素子を通過した
放射から各々の識別子およびその識別子に対応す
る放射と検出する構成の制御手段とに供給するこ
とが望ましい。
識別子は周波数変調または時間符号変調を含
む。
典型的には放射源はレーザである。
場新よつては、互いの周波数を参照する放射源
群を複数組設け、この放射源群を物理的に大きく
離れた場所に配置する必要がある。これらの放射
源群は周波数は、それぞれフイルタ素子と共に設
けられた参照群のそれぞれの組に出力を供給する
産業源を設けることにより参照される。しかし、
これは各々のフイルタ素子を完全に整合させる必
要があり、光通信網では、どのような不整合でも
交換または伝送特性に悪影響を与える。
通信網は、本発明の第二の発明の周波数安定化
装置を含み、各々の放射源は、参照源と、この参
照源からの周波数参照放射を多重化する多重化手
段と、多重化された放射を複数の副次的信号に分
岐してそれぞれ遠隔の放射源に供給する分岐手段
とを含み、副次的放射源から放射の周波数を上記
分岐手段から供給される一以上の参照周波数に比
較するために副次的放射源の組毎に設けられた副
次的制御手段を備えることが望ましい。
本発明の方法および装置の実施例を模式的ブロ
ツク構成図として示した添付図面を参照して説明
する。
〔実施例〕
第1図は本発明実施例装置のブロツク構成図で
ある。この装置は二つの放射源1,2を備え、こ
の二つの放射源1,2からの放射を周波数空間上
の離れた位置に繰り返し通過帯域を有する1個の
フイルタ素子11に導く。このフイルタ素子11
の異なる通過帯域を透過した放射をそれぞれ二つ
のホトダイオード16,17により監視する。こ
の監視出力にしたがつて、比較器18,19およ
び駆動回路3,4は、上記放射が実質的に一定に
なるように、かつ上記放射の帯域幅が上記フイル
タ素子11の対応する通過帯域幅より小さくなる
ように、上記放射源1,2を制御する。
すなわち、二つの放射源1,2は、それぞれレ
ーザであり、駆動回路3,4により駆動され、中
心周波数が異なる帯域でそれぞれ光出力信号を発
生する。これらの光信号は、光フアイバによる光
導波路5,6に沿つて、それぞれフアイバ・スプ
リツタ7,8に導かれる。各スプリツタ7,8に
供給される信号の一部は、それぞれ収光レンズ
9,10に分岐される。レンズ9,10からの光
は、フエブリペロー・エタロンによるフイルタ素
子11の上の離れた場所に収光される。エタロン
によるフイルタ素子11を通過した光放射は、そ
れぞれ収光レンズ12,13に入射し、光フアイ
バ14,15に沿つてそれぞれホトダイオード1
6,17に導かれる。
ホトダイオード16,17は、光フアイバ1
4,15を通過した光の強度に対応して電気的出
力を発生し、この電気的出力を比較器18,19
に供給する。
第2図はエタロンによるフイルタ素子11の透
過特性を示す。この透過特性は、フイルタ素子1
1が、周波数空間において実質的に等間隔に離れ
た複数の通過帯域20を有することを示す。通過
帯域20の間隔は数10MHzないし数nmである。
このよう周波数空間上の離れた位置に繰り返し通
過帯域を有するフイルタ素子は、光学的な導波路
ループまたはリング共振器により得られる。最も
簡単には、フアブリペロー・エタロンにより得ら
れる。エタロンは、通常は光周波数において、広
い周波数範囲にわたつて規則的な周波数周期で通
過帯域が存在する伝達特性を有する。通過帯域の
幅およびその間隔はエタロンの機械的な寸法、材
料および波膜により決定される。エタロンは、例
えばシリカガラスまたは空気で区切られた素子を
使用して作られる。集積化された光学素子はフア
イバを基本とした素子を用いて同様の効果が得ら
れる。通過帯域の間隔は例えば10MHzないし数n
mの範囲である。
このような周波数空間上の離れた位置に繰り返
し通過帯域を有するフイルタ素子は、温度その他
の条件によりその特性が変動して、その通過帯域
周波数の絶対値が変化しても、各通過帯域はそれ
ぞれ間隔を保持したまま変動するから、一つの通
過帯域周波数が他の通過帯域周波数となるような
変動は起こり得ない。
放射源1,2の一方が出力した信号の周波数が
通過帯域20のひとつの周波数帯に含まれている
ときには、その信号はエタロンによるフイルタ素
子11を透過する。透過する信号の強度は信号周
波数と通過帯域との関係に依存する。これは、現
実的に、光信号の周波数を正確に通過帯20の中
心に同調されることができない場合に便利であ
り、透過した信号の強度の変化を、通過帯域の相
対的な移動方向および光信号周波数に容易に関連
付けることができる。
第1図には二つの周波数を例示するが、これは
フイルタ素子11の異なる通過帯域を透過するよ
うに設定する多数の周波数について同様に実現す
ることができる。この多数の周波数のそれぞれを
光周波数多重通信網の搬送周波数とすることによ
り、この周波数基準となるフイルタ素子にかりに
変動があつても、それは多数の収波数が関連して
追従するように変動し、この多数の周波数の中の
一部の周波数が干渉するようなことは起こらな
い。
他の構成(図示せず)として、レーザ出力を周
波数変調するか、またエタロンの周波数間隔を変
化させ、ホトダイオード16,17に位相検波器
を接続することもできる。どちらの場合でも、光
信号の周波数を対応する通過帯域の中央に同調さ
せることができ、どちらの場合でも、放射と光フ
イルタとの干渉が受光信号の強度変化を引き起こ
す。検出された副搬送波の強度はレーザ周波数と
エタロン通過帯域との瞬時の差異を示し、位相は
相対的移動方向を示す。
次にレーザによる放射源1または2の制御につ
いて詳細に説明する。最初に、レーザの出力する
光信号について所望の出力周波数を設定する。こ
の出力周波数は、使用時に信号がホトダイオード
17に入射するように、フイルタ素子11の通過
帯域のひとつに含まれなければならない。レーザ
の光信号の周波数が所望の値のとき、比較器19
の参照入力を設定して、駆動回路3がレーザを制
御して所望の周波数の光出力を出力させるように
する。例えば温度変化によりレーザからの信号の
周波数に変化があると、光フイバ15を通過する
信号の強度が所望の値と異なつてしまう。到来し
た光信号の強度に対応する電気信号がホトダイオ
ード17により生成され、比較器19に供給され
る。比較器19は、ホトダイドオード17と参照
信号との差異を検出するので、レーザの駆動回路
3に適当な電気信号を供給してレーザの発生する
光信号の周波数を調整する。このようにして、レ
ーザからの出力信号が実質的に一定の周波数に維
持される。
放射源2についても同様に制御するが、その周
波数については、フイルタ素子11の他の通過帯
域に対応させて同調する。フイルタ素子11の通
過帯域の周波数間隔は実質的に固定されており、
温度または他の影響が変化しても、放射源1,2
からの出力信号を相対的に固定された状態に保つ
ことができる。
通常のエタロンでは、通過帯域の正確な間隔が
温度により変化することがある。第1図において
温度変化によりエタロンの周波数がシフトする
と、制御ループにより、二つの放射源1,2の双
方がそのシフトに追随し、それらの相対的な周波
数を保存する。しかし、応用によつては、エタロ
ンの安定性の限度を越える絶対的な安定性が必要
な場合がある。そのような場合には、光軸に対し
てエタロンニよるフイルタ素子11の角度を制御
する制御ループにより安定性が改善できる。
第3図はフイルタ素子11を制御する方法の一
例を示す図である。この方法でエタロンによるフ
イルタ素子11を光路に対して傾斜させると、素
子光路長がわずかに変化し、これにより共振周波
数の変化が生じる。したがつて、エタロンの通過
帯域をわずかに変化させて、例えば変動を吸収し
てそのはじめに周波数に戻すことができる。
すなわち、第3図でレーザによる参照光源21
からの光出力信号はエタロンによるフイルタ素子
11に導かれ、これを透過した信号がホトダイオ
ード22により受光される。ホトダイオード22
の出力は比較器23に供給され、この比較器23
の出力は位置制御部24に供給される。位置制御
部としては、圧電素子またはステツピングモータ
を用いる。
このような構成によりフイルタ素子11を安定
に制御することができる。参照光源21として
HeNeレーザまたは原子標準にロツクされたレー
ザのような安定を参照光を利用すると、フイルタ
素子11の実質的な特性をきわめて安定に維持す
ることができる。
エタロンによるフイルタ素子を安定させる特に
優れた方法として、エタロンの複数の反射鏡の間
にLiNbO3の結晶を配置する方法がある。
LiNbO3を横切る電界を制御することにより光路
長を変化させることができる。この方法を用いる
と第3図に例示したように、エタロンを機械的に
移動させる必要性がなくなる。
第1図に示した実施例およびそれに第3図に示
すようにフイルタ素子11を安定させる技術を用
いると、レーザからの各々の光信号をエタロンの
異なる部分に供給する必要がある。このため、
各々のレーザに対して別個のホトダイオードを設
ける必要がある。エタロンの構成を単純化し、必
要なホトダイオードの個数を消滅する実施例を第
4図に示す。この例では複数のレーザが設けられ
(図には二個だけ示す)、その出力信号をフアイ
バ・スプリツタに供給して出力信号の一部を光連
結器25に導く。光連結器25の出力はひとつの
収光レンズ26に供給され、エタロン11を透過
してひとつのレンズ27に入射し、レンズ27か
ら共通のホトダイオード28に供給される。ホト
ダイオード28の電気的出力は、レーザ毎にひと
つの出力を有する電気的デマルチプレクサ29に
供給される。
各々のレーザからの光信号を区別するため、
各々のレーザに変調器30が接続され、これらの
変調器30が、レーザからの出力信号に独特の識
別変調を施す。変調方法としては、例えば周波数
または時間を利用することができる。周波数を利
用する場合には、独特の周波数符号を各々のレー
ザに割り当て、時間を利用する場合には、独特の
タイムスロツトまたは時間符号を割り当てる。電
気的デマルチプレクサ29は識別変調を検知し、
各々の識別変調に対応する放射の強度に関連する
電気信号を出力する。
第5図は、第1図に示した実施例および第3図
に示した修正例を基本とした参照レーザにレーザ
をロツクするための装置を示す。HeNeレーザ等
の参照レーザ31が参照信号を出力し、この信号
がエタロン32に供給される。参照されるレーザ
33からの出力信号は、その一部をエタロン37
に供給するように分岐される。エタロン37を透
過した光信号は分岐され、透過した参照信号はホ
トダイオード34およびホトダイオード35に供
給され、この一方でレーザ33からの透過信号は
ホトダイオード36およびホトダイオード35に
供給される。ホトダイオード34の出力信号は、
バツフア35および制御インタフエイス38を経
由して、第3図に示したと同様の位置制御部39
に供給される。ホトダイオード36の出力は、バ
ツフア40の経由し、その出力が分岐され、一部
が係数器41に供給され、他の部分が三点切替器
42に供給される。ホトダイオード45の出力は
フイルタ43、比較器44および電気的検波器4
5に供給され、電気的検波器45の出力は切替器
42に接続される。レーザ33はレーザ駆動回路
46により駆動される。
この装置の動作は以下のとおりである。
エタロン32の位置が固定され、そのひとつ
の通過帯域がレーザ31からの参照周波数に一
致する。これは、ホトダイオード34および位
置制御部39を含む制御ループを用いて実現さ
せる。
切替器42を位置(a)に接続すると、比較器4
4の一方の入力端子に供給される制御信号Aを
調節することによりレーザ33の周波数が調整
され、これにより、レーザ33が参照信号との
間でビートを発生してBNにおいて電気中間周
波数信号を発生させる。これにより半導体レー
ザ33の周波数が判明する。
この後に切替器42を位置(b)に移動させ、レ
ーザ駆動回路46に適当なオフセツトを加える
ことにより、半導体レーザの周波数を所望の波
長に調節する。レーザ周波数がエタロン32の
通過帯域を通過する毎に、Cに高レベルの信号
が現れる。この信号の現れた回数を計数器41
で記録し、これにより、レーザ31の周波数お
よびエタロン32における通過帯域の間隔がわ
かれば、レーザ33の周波数がわかる。
所望の周波数が得られたら、切替器42を位
置(c)に設定し、上述したように、レーザ制御ル
ープにより周波数を所望のエタロン通過帯域に
安定させる。
上述した実施例では、参照レーザが、ロツクす
る半導体レーザと並べて示されている。本発明
は、参照レーザをロツクされるレーザから離れた
位置に配置しても同様に実施できる。複数組のレ
ーザを参照レーザから離れた異なる位置に配置す
ることもでき、その場合には、各々の組に参照レ
ーザからの供給手段を設け、各々の組にフアブリ
ペロー・エタロンを設ける。このような状況で
は、エタロンが完全に整合していなければ、その
位置により小さな周波数差が現れる。光通信網で
は、これは交換または伝送特性に悪い影響をもた
らす。第6図および第7図はこの間隔を解決する
構成を示す。
第6図において破線で囲まれた部分は第7図に
示した例に対応し、ロツク装置の主要部を参照番
号47で示す。複数のレーザのうちの二つをその識
別変調器とともに参照番号1,2で示し、これら
のレーザからのロツクされた信号が光連結・スプ
リツタ48に供給され、これにより光信号が連結
されて光周波数多重され、多数の遠隔地に送信さ
れる。各々の遠隔地には光スプリツタ49が設け
られ、この光スプリツタ49は、その地における
レーザ群の各々のレーザにそれぞれひとつの出力
を供給する。
レーザ群の各々レーザは、第7図に示した形態
の光学電子周波数制御ループ内に接続されてい
る。多重化された参照信号は、スプリツタ49か
ら光フアイバ50に沿つて、ホトダイオード5
1、電気的中間周波数プロセツサ52および電気
的検波器53に供給される。検波器53の出力は
バツフア54に供給され、バツフア54の出力は
レーザ駆動回路55に供給され、レーザ駆動55
はレーザ56を制御する。レーザ56の出力信号
は参照番号57の部分で分岐され、その一部がホ
トダイオード51に供給される。
最初に、このループを上述した径路で到来した
多重化信号に含まれるどれかのひとつの参照信号
にロツクする。電気的なビート周波数がホトダイ
オード51の出力に得られ、これを検波する。検
波された信号には参照周波数に対応する識別変調
を含み、これを用いてレーザ56をロツクし、こ
の識別出力を符号チエツク回路58に供給する。
これにより制御部59の接続を決定し、局部レー
ザ56を帰還するか否かおよびどのように帰還さ
せるかを設定する。適当な修正信号をバツフア5
4の制御信号に付加し、レーザ56から所望のチ
ヤネルに戻す。これにより、直接ループ経路を経
由して制御を連続させる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、フイル
タ素子として、周波数空間上の離れた位置に繰り
返し通常帯域を有するものを複数の放射の周波数
に対して共通に1個だけ利用することにより、周
波数基準となるこのフイルタ素子にかりに変動が
あつても、複数の放射の周波数は追従して変動し
て、その複数の周波数が互いに重なるようなこと
がなくなる。
すなわち、この複数の周波数を光周波数多重伝
送の搬送波周波数に利用すると、かりに何らかの
原因により周波数変動が発生しても、その周波数
の相互関係は維持されて、互いに複数の周波数が
追従して変動することになるから、二つの周波数
が互いに干渉を起こすようなことはなくなり、き
わめて信頼度の高い光通信網を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第一実施例を示すブロツク構成
図。 第2図はフイルタ素子の透過特性を示す図。 第3図は上記実施例に示すフイルタ素子を安定
化させるための修正を示すブロツク構成図。 第4図は第二実施例を示すブロツク構成図。 第5図は第三実施例を示すブロツク構成図。 第6図および第7図は第四実施例を示すブロツ
ク構成図。 1,2……放射源(レーザ)、3,4……放射
源の駆動回路、5,6……光導波路、7,8……
スプリツタ、9,10……収光レンズ、11……
フイルタ素子(エタロン)、12,13……収光
レンズ、14,15……光フアイバ、16,17
……ホトダイオード、18,19……比較器。
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