JPH0712168B2 - 周波数多重伝送用光源 - Google Patents
周波数多重伝送用光源Info
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- JPH0712168B2 JPH0712168B2 JP61307029A JP30702986A JPH0712168B2 JP H0712168 B2 JPH0712168 B2 JP H0712168B2 JP 61307029 A JP61307029 A JP 61307029A JP 30702986 A JP30702986 A JP 30702986A JP H0712168 B2 JPH0712168 B2 JP H0712168B2
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
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- H04B10/50—Transmitters
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- H04B10/506—Multiwavelength transmitters
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- H04B10/50—Transmitters
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は周波数多重伝送用光源に関する。
（従来の技術） 従来、複数個のレーザ光源の間の発振周波数の間隔が常
に一定になるようにする方法としては、久保木氏らによ
る1986年の信学技報OQE86-2の第９頁から第16頁に記載
された“半導体レーザの周波数オフセットロックに関す
る研究2"と題する論文に見られるように、周波数基準用
レーザ光源と送信用レーザ光源との間のビート周波数を
一定に保つ方法がある。これは発振周波数の基準となる
周波数基準用レーザ光源からの光と周波数基準用レーザ
光源の発振周波数との周波数間隔を一定に保つべき送信
用レーザ光源からの光との間のビートをとり、そのビー
ト周波数が一定になるように送信用レーザ光源の発振周
波数を制御する方法である。
に一定になるようにする方法としては、久保木氏らによ
る1986年の信学技報OQE86-2の第９頁から第16頁に記載
された“半導体レーザの周波数オフセットロックに関す
る研究2"と題する論文に見られるように、周波数基準用
レーザ光源と送信用レーザ光源との間のビート周波数を
一定に保つ方法がある。これは発振周波数の基準となる
周波数基準用レーザ光源からの光と周波数基準用レーザ
光源の発振周波数との周波数間隔を一定に保つべき送信
用レーザ光源からの光との間のビートをとり、そのビー
ト周波数が一定になるように送信用レーザ光源の発振周
波数を制御する方法である。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、周波数基準用レーザ光源と送信用レーザ
光源との間の周波数間隔を一定に保つ制御回路には、そ
のビート周波数以上の帯域を有する受光素子が必要とな
るため、数十GHz以上の間隔で周波数基準用レーザ光源
と送信用レーザ光源との間の周波数間隔を一定に保つの
は実際上困難である。
光源との間の周波数間隔を一定に保つ制御回路には、そ
のビート周波数以上の帯域を有する受光素子が必要とな
るため、数十GHz以上の間隔で周波数基準用レーザ光源
と送信用レーザ光源との間の周波数間隔を一定に保つの
は実際上困難である。
（問題点を解決するための手段） 本発明の周波数多重伝送用光源は、周波数基準用レーザ
光源と、Ｎ個（Ｎ≧２）の送信用レーザ光源と、前記周
波数基準用レーザ光源からのレーザ光を入射かつ透過さ
せてこのレーザ光の透過光強度が最大となるように制御
されることにより複数の共振周波数の一つが前記周波数
基準用レーザ光源の発振周波数に一致するように共振周
波数を制御したＮ個の光共振器と、前記Ｎ個の光共振器
の各々における複数の共振周波数の一つが前記周波数基
準用レーザ光源の発振周波数に一致するように対応する
光共振器の共振周波数を制御するＮ個の共振周波数制御
回路と、前記Ｎ個の送信用レーザ光源の各々のレーザ光
を対応する光共振器に入射かつ透過させてこの各々のレ
ーザ光の透過光強度が最大となるように制御することに
より対応する送信用レーザ光源の発振周波数を前記Ｎ個
の光共振器の各々の複数の共振周波数の１つに一致させ
るＮ個の送信用レーザ光源発振周波数制御回路とを備
え、前記Ｎ個の送信用レーザ光源の発振周波数が前記周
波数基準用レーザ光源の発振周波数とは各々対応する光
共振器における隣り合う共振ピークの周波数間隔の整数
倍に相当する分だけ離れた一定の周波数に安定化され
る。
光源と、Ｎ個（Ｎ≧２）の送信用レーザ光源と、前記周
波数基準用レーザ光源からのレーザ光を入射かつ透過さ
せてこのレーザ光の透過光強度が最大となるように制御
されることにより複数の共振周波数の一つが前記周波数
基準用レーザ光源の発振周波数に一致するように共振周
波数を制御したＮ個の光共振器と、前記Ｎ個の光共振器
の各々における複数の共振周波数の一つが前記周波数基
準用レーザ光源の発振周波数に一致するように対応する
光共振器の共振周波数を制御するＮ個の共振周波数制御
回路と、前記Ｎ個の送信用レーザ光源の各々のレーザ光
を対応する光共振器に入射かつ透過させてこの各々のレ
ーザ光の透過光強度が最大となるように制御することに
より対応する送信用レーザ光源の発振周波数を前記Ｎ個
の光共振器の各々の複数の共振周波数の１つに一致させ
るＮ個の送信用レーザ光源発振周波数制御回路とを備
え、前記Ｎ個の送信用レーザ光源の発振周波数が前記周
波数基準用レーザ光源の発振周波数とは各々対応する光
共振器における隣り合う共振ピークの周波数間隔の整数
倍に相当する分だけ離れた一定の周波数に安定化され
る。
（実施例） 次に、図面により本発明の実施例について説明する。
本発明の第１の実施例を示す第１図を参照すると波長1.
55μｍ帯の分布帰還型半導体レーザ（DFB-LD）からなる
周波数基準用レーザ光源101から出射した光は第１のレ
ンズ102によってコリメート光となり、平行な端面を有
しその間の距離が約2mmのガラスブロックに多層膜コー
ティングを施してなる第１のファブリ・ペロー共振器10
3を通ってGe−フォトダイオード（Ge‐PD）からなる第
１の受光素子104で受光される。この受光パワーを一定
に保つため第１の共振周波数制御回路105により第１の
ファブリ・ペロー共振器103に取り付けられた第１のペ
ルチエ素子106が駆動され、第１のファブリ・ペロー共
振器103の共振器長が微細に調整される。その結果、第
１のファブリ・ペロー共振器103の共振周波数が微細に
調節され、第１のファブリ・ペロー共振器103の共振ピ
ークの一つがほぼ周波数基準用レーザ光源101の発振周
波数と一致する。この共振周波数が安定化された第１の
ファブリ・ペロー共振器103を用いて、波長1.55μｍ帯
のDFB-LDからなる第１の送信用レーザ光源107の発振周
波数を安定化させる。即ち、第１の送信用レーザ光源10
7から出射した光は第２のレンズ108によってコリメート
光となり、Ge‐PDからなる第２の受光素子109で受光さ
れ、この受光パワーが第１のファブリ・ペロー共振器10
3の周波数基準用レーザ光源101の発振周波数に固定され
ている共振ピークとは隣り合う共振ピークの近傍におけ
る周波数での透過率に対応する一定の受光パワー値を保
つように、第１の送信用レーザ光源発振周波数制御回路
110を用いて第１の送信用レーザ光源107への注入電流に
よる周波数制御がなされる。その結果、第１の送信用レ
ーザ光源107の発振周波数は周波数基準用レーザ光源101
の発振周波数とは第１のファブリ・ペロー共振器103の
隣り合う共振ピークの周波数間隔の１つ分に相当する50
GHzだけ離れた一定の周波数に安定化される。同様にし
て、第２の送信用レーザ光源111の発振周波数は第２の
ファブリ・ペロー共振器112、第３および第４の受光素
子113,114、第２の共振周波数制御回路115、第２のペル
チェ素子116、第２の送信用レーザ光源発振周波数制御
回路117、第３のレンズ118等を用いて周波数基準用レー
ザ光源101の発振周波数とは第２のファブリ・ペロー共
振器112の隣り合う共振ピークの周波数間隔の２つ分に
相当する100GHzだけ離れた一定の周波数に安定化され
る。なお、周波数基準用レーザ光源101からの出射光の
一部がハーフミラー119および反射ミラー120によって第
２のファブリ・ペロー共振器112に導かれ第３の受光素
子113によって受光されている。また、第２のファブリ
・ペロー共振器112には共振器長やフィネスが第１のフ
ァブリ・ペロー共振器103とほぼ同じ特性のものを用い
ている。
55μｍ帯の分布帰還型半導体レーザ（DFB-LD）からなる
周波数基準用レーザ光源101から出射した光は第１のレ
ンズ102によってコリメート光となり、平行な端面を有
しその間の距離が約2mmのガラスブロックに多層膜コー
ティングを施してなる第１のファブリ・ペロー共振器10
3を通ってGe−フォトダイオード（Ge‐PD）からなる第
１の受光素子104で受光される。この受光パワーを一定
に保つため第１の共振周波数制御回路105により第１の
ファブリ・ペロー共振器103に取り付けられた第１のペ
ルチエ素子106が駆動され、第１のファブリ・ペロー共
振器103の共振器長が微細に調整される。その結果、第
１のファブリ・ペロー共振器103の共振周波数が微細に
調節され、第１のファブリ・ペロー共振器103の共振ピ
ークの一つがほぼ周波数基準用レーザ光源101の発振周
波数と一致する。この共振周波数が安定化された第１の
ファブリ・ペロー共振器103を用いて、波長1.55μｍ帯
のDFB-LDからなる第１の送信用レーザ光源107の発振周
波数を安定化させる。即ち、第１の送信用レーザ光源10
7から出射した光は第２のレンズ108によってコリメート
光となり、Ge‐PDからなる第２の受光素子109で受光さ
れ、この受光パワーが第１のファブリ・ペロー共振器10
3の周波数基準用レーザ光源101の発振周波数に固定され
ている共振ピークとは隣り合う共振ピークの近傍におけ
る周波数での透過率に対応する一定の受光パワー値を保
つように、第１の送信用レーザ光源発振周波数制御回路
110を用いて第１の送信用レーザ光源107への注入電流に
よる周波数制御がなされる。その結果、第１の送信用レ
ーザ光源107の発振周波数は周波数基準用レーザ光源101
の発振周波数とは第１のファブリ・ペロー共振器103の
隣り合う共振ピークの周波数間隔の１つ分に相当する50
GHzだけ離れた一定の周波数に安定化される。同様にし
て、第２の送信用レーザ光源111の発振周波数は第２の
ファブリ・ペロー共振器112、第３および第４の受光素
子113,114、第２の共振周波数制御回路115、第２のペル
チェ素子116、第２の送信用レーザ光源発振周波数制御
回路117、第３のレンズ118等を用いて周波数基準用レー
ザ光源101の発振周波数とは第２のファブリ・ペロー共
振器112の隣り合う共振ピークの周波数間隔の２つ分に
相当する100GHzだけ離れた一定の周波数に安定化され
る。なお、周波数基準用レーザ光源101からの出射光の
一部がハーフミラー119および反射ミラー120によって第
２のファブリ・ペロー共振器112に導かれ第３の受光素
子113によって受光されている。また、第２のファブリ
・ペロー共振器112には共振器長やフィネスが第１のフ
ァブリ・ペロー共振器103とほぼ同じ特性のものを用い
ている。
ここで、上記各周波数の間の関係について第２図および
第３図に用いて説明する。第７図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ、第１および第２の共振周波数制御回路105,115に
よる第１および第２のファブリ・ペロー共振器103,112
の共振周波数の制御がなされていない時の第１および第
２のファブリ・ペロー共振器103,112の共振周波数特性
を示したものである。このとき、第１および第２のファ
ブリ・ペロー共振器103,112には共振器長やフィネス等
の犠牲がほぼ用じ物を用いているため、共振ピークの間
隔は両共振器共ほぼ同じ約50GHzであるが、共振ピーク
を与える周波数は異なっている。そこで、第３図
（ａ），（ｂ）に示すように、第１および第２の共振周
波数制御回路105,115を用いて第１および第２のファブ
リ・ペロー共振器103,112の共振ピークの一つをほぼ周
波数基準用レーザ光源101の発振周波数に一致させる。
本実施例では共振ピークからわずかに離れた、共振曲線
上のA1点およびB1点に安定化するよう制御されている。
この共振周波数が安定化された第１および第２のファブ
リ・ペロー共振器103,112を用いて、第１および第２の
送信用レーザ光源107,111の発振周波数をそれぞれA1点
から約50GHz離れたA2点及びB1点から約100GHz離れたB2
点に安定化させる。ここで、A1点とB1点とはほぼ同じ周
波数に固定されているので、第１及び第２の送信用レー
ザ光源107,111の発振周波数は周波数基準用レーザ光源1
01の発振周波数を基準にそれぞれ約50GHz及び約100GHz
離れた周波数に安定化されている。
第３図に用いて説明する。第７図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ、第１および第２の共振周波数制御回路105,115に
よる第１および第２のファブリ・ペロー共振器103,112
の共振周波数の制御がなされていない時の第１および第
２のファブリ・ペロー共振器103,112の共振周波数特性
を示したものである。このとき、第１および第２のファ
ブリ・ペロー共振器103,112には共振器長やフィネス等
の犠牲がほぼ用じ物を用いているため、共振ピークの間
隔は両共振器共ほぼ同じ約50GHzであるが、共振ピーク
を与える周波数は異なっている。そこで、第３図
（ａ），（ｂ）に示すように、第１および第２の共振周
波数制御回路105,115を用いて第１および第２のファブ
リ・ペロー共振器103,112の共振ピークの一つをほぼ周
波数基準用レーザ光源101の発振周波数に一致させる。
本実施例では共振ピークからわずかに離れた、共振曲線
上のA1点およびB1点に安定化するよう制御されている。
この共振周波数が安定化された第１および第２のファブ
リ・ペロー共振器103,112を用いて、第１および第２の
送信用レーザ光源107,111の発振周波数をそれぞれA1点
から約50GHz離れたA2点及びB1点から約100GHz離れたB2
点に安定化させる。ここで、A1点とB1点とはほぼ同じ周
波数に固定されているので、第１及び第２の送信用レー
ザ光源107,111の発振周波数は周波数基準用レーザ光源1
01の発振周波数を基準にそれぞれ約50GHz及び約100GHz
離れた周波数に安定化されている。
上記第１の実施例において、周波数基準用レーザ光源10
1の発振周波数と第１及び第２の送信用レーザ光源107,1
11の発振周波数との間隔がそれぞれ約50GHz及び約100GH
zとしたが、第１及び第２のファブリ・ペロー共振器10
3,112の隣り合う共振ピークの周波数間隔を50GHz以外の
値とすればこれに限定されない。また、第１及び第２の
送信用レーザ光源107,111に対し、それぞれ別々のファ
ブリ・ペロー共振器103,112を用いて発振周波数の安定
化を行なったが、１つのファブリ・ペロー共振器を共用
しても良い。
1の発振周波数と第１及び第２の送信用レーザ光源107,1
11の発振周波数との間隔がそれぞれ約50GHz及び約100GH
zとしたが、第１及び第２のファブリ・ペロー共振器10
3,112の隣り合う共振ピークの周波数間隔を50GHz以外の
値とすればこれに限定されない。また、第１及び第２の
送信用レーザ光源107,111に対し、それぞれ別々のファ
ブリ・ペロー共振器103,112を用いて発振周波数の安定
化を行なったが、１つのファブリ・ペロー共振器を共用
しても良い。
次に、本発明の第２の実施例を示す第４図を参照する
と、本実施例においては、周波数基準用レーザ光源40
1、第１及び第２の送信用レーザ光源402,403、第１から
第４の受光素子404,405,406,407、及び第１及び第２の
光共振器408,409はInP基板410の上に集積されている。
ここで、周波数基準用レーザ光源401及び第１及び第２
の送信用レーザ光源402,403は1.55μｍ帯のDFB-LDであ
る。また、第１及び第２の光共振器408,409はそれぞれ
１つのリング状光導波路及びこのリング状光導波路とそ
れぞれ光学的結合部を有する２つの光導波路とからなる
４端子のリング共振器であり、このリング状光導波路の
周長は約4.4mmかつ方向性結合器からなる２つの光結合
部における結合度はいずれも約0.3である。さらに、第
１から第４の受光素子404〜407はグレーティングを有し
ないことを除いてほぼDFB-LDと同様の構造を持つフォト
ダイオード（PD）である。
と、本実施例においては、周波数基準用レーザ光源40
1、第１及び第２の送信用レーザ光源402,403、第１から
第４の受光素子404,405,406,407、及び第１及び第２の
光共振器408,409はInP基板410の上に集積されている。
ここで、周波数基準用レーザ光源401及び第１及び第２
の送信用レーザ光源402,403は1.55μｍ帯のDFB-LDであ
る。また、第１及び第２の光共振器408,409はそれぞれ
１つのリング状光導波路及びこのリング状光導波路とそ
れぞれ光学的結合部を有する２つの光導波路とからなる
４端子のリング共振器であり、このリング状光導波路の
周長は約4.4mmかつ方向性結合器からなる２つの光結合
部における結合度はいずれも約0.3である。さらに、第
１から第４の受光素子404〜407はグレーティングを有し
ないことを除いてほぼDFB-LDと同様の構造を持つフォト
ダイオード（PD）である。
周波数基準用レーザ光源401から出射した光は第１の光
導波路411を通って、50％は第１の方向性結合器412によ
って第２の光導波路413に導かれ、残る50％は第２の方
向性結合器414によって第３の光導波路415に導かれる。
第２の光導波路413に導かれた周波数基準用レーザ光源4
01から出射した光は第１の光結合部416で第１のリング
状光導波路417に導かれ、さらに第２の光結合部418で第
４の光導波路419に導かれた後、第１の受光素子404で受
光される。この受光パワーがリング共振器の共振特性曲
線の傾斜部の一点における透過率に対応した光パワーと
なるように、第１の共振周波数制御回路420により第１
のリング状光導波路417の周上に設けられた第１のマイ
クロヒータ421を駆動してリング共振器の周長を微細に
制御し、リング共振器の共振用周波数を安定化させる。
ただし、本構成においては第１の受光素子404は第１の
送信用レーザ光源404から出射された光も受光する。そ
こで、周波数基準用レーザ光源401から出射した光と第
１の送信用レーザ光源402から出射された光とを区別す
るため、周波数基準用レーザ光源401からの光出力を100
KHzで強度変調し、第１の共振周波数制御回路420の制御
信号としては100KHzの信号成分のみを用いる。
導波路411を通って、50％は第１の方向性結合器412によ
って第２の光導波路413に導かれ、残る50％は第２の方
向性結合器414によって第３の光導波路415に導かれる。
第２の光導波路413に導かれた周波数基準用レーザ光源4
01から出射した光は第１の光結合部416で第１のリング
状光導波路417に導かれ、さらに第２の光結合部418で第
４の光導波路419に導かれた後、第１の受光素子404で受
光される。この受光パワーがリング共振器の共振特性曲
線の傾斜部の一点における透過率に対応した光パワーと
なるように、第１の共振周波数制御回路420により第１
のリング状光導波路417の周上に設けられた第１のマイ
クロヒータ421を駆動してリング共振器の周長を微細に
制御し、リング共振器の共振用周波数を安定化させる。
ただし、本構成においては第１の受光素子404は第１の
送信用レーザ光源404から出射された光も受光する。そ
こで、周波数基準用レーザ光源401から出射した光と第
１の送信用レーザ光源402から出射された光とを区別す
るため、周波数基準用レーザ光源401からの光出力を100
KHzで強度変調し、第１の共振周波数制御回路420の制御
信号としては100KHzの信号成分のみを用いる。
共振周波数が安定化された第１の光共振器408を用い
て、第１の送信用レーザ光源である波長1.55μｍ帯のDF
B-LDの発振周波数を安定化させる。即ち、第１の送信用
レーザ光源401から出射した光は第４の光導波路419に入
射し、第２の光結合部412を介して第１のリング状光導
波路417に導かれ、更に第１の光結合部416を介して第２
の光導波路413に導かれたのち第２の受光素子405で受光
され、この受光パワーが第１の光共振器408の周波数基
準用レーザ光源401の発振周波数に固定されている共振
ピークとは隣り合う共振ピークが有る共振特性曲線上の
傾斜部の一点における透過率に対応した一定の受光パワ
ー値を保つように、第１の送信用レーザ光源発振周波数
制御回路422を用いて第１の送信用レーザ光源402への注
入電流による周波数制御がなされる。その結果、第１の
送信用レーザ光源402の発振周波数は周波数基準用レー
ザ光源401の発振周波数とは第１の光共振器408の隣り合
う共振ピークの周波数間隔の１つ分に相当する200GHzだ
け離れた一定の周波数に安定化される。
て、第１の送信用レーザ光源である波長1.55μｍ帯のDF
B-LDの発振周波数を安定化させる。即ち、第１の送信用
レーザ光源401から出射した光は第４の光導波路419に入
射し、第２の光結合部412を介して第１のリング状光導
波路417に導かれ、更に第１の光結合部416を介して第２
の光導波路413に導かれたのち第２の受光素子405で受光
され、この受光パワーが第１の光共振器408の周波数基
準用レーザ光源401の発振周波数に固定されている共振
ピークとは隣り合う共振ピークが有る共振特性曲線上の
傾斜部の一点における透過率に対応した一定の受光パワ
ー値を保つように、第１の送信用レーザ光源発振周波数
制御回路422を用いて第１の送信用レーザ光源402への注
入電流による周波数制御がなされる。その結果、第１の
送信用レーザ光源402の発振周波数は周波数基準用レー
ザ光源401の発振周波数とは第１の光共振器408の隣り合
う共振ピークの周波数間隔の１つ分に相当する200GHzだ
け離れた一定の周波数に安定化される。
同様にして、第２の送信用レーザ光源403の発振周波数
は第２の光共振器409、第３および第４の受光素子406,4
07、第２の共振周波数制御回路423、第２のマイクロヒ
ータ424、第２の送信用レーザ光源発振周波数制御回路4
25、第５の光導波路426等を用いて周波数基準用レーザ
光源401の発振周波数とは第２の光共振器409の隣り合う
共振ピークの周波数間隔の２つの分に相当する40GHzだ
け離れた一定の周波数に安定化される。
は第２の光共振器409、第３および第４の受光素子406,4
07、第２の共振周波数制御回路423、第２のマイクロヒ
ータ424、第２の送信用レーザ光源発振周波数制御回路4
25、第５の光導波路426等を用いて周波数基準用レーザ
光源401の発振周波数とは第２の光共振器409の隣り合う
共振ピークの周波数間隔の２つの分に相当する40GHzだ
け離れた一定の周波数に安定化される。
ここで、上記各周波数の間の関係について第５図および
第６図を用いて説明する。第５図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ第１および第２の共振周波数制御回路420,423によ
る第１および第２の光共振器408,409の共振周波数の制
御がなされていない時の第１および第２の光共振器408,
409の共振周波数特性を示したものである。このとき、
第１および第２の光共振器408,409にはリング状光導波
路の周長や方向性結合器からなる光結合部の結合度等の
特性がほぼ同じ物を用いているため、共振ピークの間隔
は両光共振器共ほぼ同じ約20GHzであるが、共振ピーク
を与える周波数は異なっている。そこで、第６図
（ａ），（ｂ）に示すように、第１および第２の共振周
波数制御回路420,423を用いて第１および第２の光共振
器の共振ピークの一つをほぼ周波数基準用レーザ光源40
1の発振周波数に一致させる。本実施例では共振ピーク
からわずかに離れた、共振曲線上のC1点およびD1点に安
定化されるよう制御されている。この共振周波数が安定
化された第１および第２の光共振器408,409を用いて、
第１および第２の送信用レーザ光源402,403の発振周波
数をそれぞれC1点から20GHz離れたC2点及びD1点から約4
0GHz離れたD2点に安定化させる。ここで、C1点とD1点と
はほぼ同じ周波数に固定されているので第１及び第２の
送信用レーザ光源402,403の発振周波数は周波数基準用
レーザ光源401の発振周波数を基準にそれぞれ約20GHz及
び約40GHz離れた周波数に安定化されている。
第６図を用いて説明する。第５図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ第１および第２の共振周波数制御回路420,423によ
る第１および第２の光共振器408,409の共振周波数の制
御がなされていない時の第１および第２の光共振器408,
409の共振周波数特性を示したものである。このとき、
第１および第２の光共振器408,409にはリング状光導波
路の周長や方向性結合器からなる光結合部の結合度等の
特性がほぼ同じ物を用いているため、共振ピークの間隔
は両光共振器共ほぼ同じ約20GHzであるが、共振ピーク
を与える周波数は異なっている。そこで、第６図
（ａ），（ｂ）に示すように、第１および第２の共振周
波数制御回路420,423を用いて第１および第２の光共振
器の共振ピークの一つをほぼ周波数基準用レーザ光源40
1の発振周波数に一致させる。本実施例では共振ピーク
からわずかに離れた、共振曲線上のC1点およびD1点に安
定化されるよう制御されている。この共振周波数が安定
化された第１および第２の光共振器408,409を用いて、
第１および第２の送信用レーザ光源402,403の発振周波
数をそれぞれC1点から20GHz離れたC2点及びD1点から約4
0GHz離れたD2点に安定化させる。ここで、C1点とD1点と
はほぼ同じ周波数に固定されているので第１及び第２の
送信用レーザ光源402,403の発振周波数は周波数基準用
レーザ光源401の発振周波数を基準にそれぞれ約20GHz及
び約40GHz離れた周波数に安定化されている。
ここで、InP基板の上に集積された素子の製作法につい
て簡単に説明する。まず、ｎ型のInP基板の上に、たと
えば、1983年のエレクトロニクス・レターズ（Electron
ics Letters）誌、第19巻、第20号の第840頁から第841
頁に記載されたM.Kitamura氏らによる“High power sin
gle longitudinal mode op-eration of 1.3μm DFB-DC-
PBH-LD"と題する論文において知られている方法を用い
て、周波数基準用レーザ光源401、第１及び第２の送信
用レーザ光源402,403となるDFBレーザ、及び第１から第
４の受光素子404〜407となるPDを形成する。但し、受光
素子はグレーティングを有しないことを除いてほぼDFB-
LDと同様の構造を持っており、受光素子が形成される部
分のグレーティングは通常のフォトリソグラフィ技術に
より除去されている。また、ここでは埋め込み層を高抵
抗の半導体層としている。次に、上記４端子のリング共
振器や光導波路を形成する部分のみ、半導体レーザおよ
び受光素子用結晶成長層をエッチングで除去し、その部
分に低キャリア濃度のInPを結晶成長する。そこで、通
常のフォトリングラフィ技術を用いて形成したリブ型光
導波路により第１から第５の光導波路や、第１および第
２のリング状光導波路を形成する。なお、リブ型光導波
路形成法については、IEEEの1985年のジャーナル オブ
ライトウエイブ テクノロジー（Journal of lightwa
ve technol-ogy）誌の第LT-3巻、第６号の第1270頁から
第1276頁に記載されたＨ・Inoue氏らによる“Low loss
GaAs optical waveguide"と題する論文を参照できる。
ここで、リング共振器の損失低減及び回路微小化のため
エッチングミラーを用いている。このエッチングミラー
形成法については、IEEEの1985年のジャーナル オブ
ライトウエイブ テクロノジー（Journal of lightwave
technology）誌の第LT-3巻、第４号の第785頁から第78
8頁に記載されたP.Buchmann氏らによる“GaAs single-m
ode rib waveguides with reactive ion-etched totall
y reflecting cor-ner mirrors"と題する論文を参照で
きる 第２の実施例において、周波数基準用レーザ光源401の
発振周波数と第１及び第２の送信用レーザ光源402,403
の発振周波数との間隔をそれぞれ約20GHz及び約40GHzと
したが、２つのリング共振器の隣り合う共振ピークの周
波数間隔を20GHz以外の値とすればこれに限定されな
い。また、４端子のリング共振器をInP基板上の光導波
路で形成したが、これに限定されず光ファイバなど他の
光導波路を用いても良い。さらに、リング状光導波路の
周長の微細な制御法としてマイクロヒータによる温度制
御法を用いたが、これに限定されず電気光学効果を用い
た制御など他の方法を用いてもよい。
て簡単に説明する。まず、ｎ型のInP基板の上に、たと
えば、1983年のエレクトロニクス・レターズ（Electron
ics Letters）誌、第19巻、第20号の第840頁から第841
頁に記載されたM.Kitamura氏らによる“High power sin
gle longitudinal mode op-eration of 1.3μm DFB-DC-
PBH-LD"と題する論文において知られている方法を用い
て、周波数基準用レーザ光源401、第１及び第２の送信
用レーザ光源402,403となるDFBレーザ、及び第１から第
４の受光素子404〜407となるPDを形成する。但し、受光
素子はグレーティングを有しないことを除いてほぼDFB-
LDと同様の構造を持っており、受光素子が形成される部
分のグレーティングは通常のフォトリソグラフィ技術に
より除去されている。また、ここでは埋め込み層を高抵
抗の半導体層としている。次に、上記４端子のリング共
振器や光導波路を形成する部分のみ、半導体レーザおよ
び受光素子用結晶成長層をエッチングで除去し、その部
分に低キャリア濃度のInPを結晶成長する。そこで、通
常のフォトリングラフィ技術を用いて形成したリブ型光
導波路により第１から第５の光導波路や、第１および第
２のリング状光導波路を形成する。なお、リブ型光導波
路形成法については、IEEEの1985年のジャーナル オブ
ライトウエイブ テクノロジー（Journal of lightwa
ve technol-ogy）誌の第LT-3巻、第６号の第1270頁から
第1276頁に記載されたＨ・Inoue氏らによる“Low loss
GaAs optical waveguide"と題する論文を参照できる。
ここで、リング共振器の損失低減及び回路微小化のため
エッチングミラーを用いている。このエッチングミラー
形成法については、IEEEの1985年のジャーナル オブ
ライトウエイブ テクロノジー（Journal of lightwave
technology）誌の第LT-3巻、第４号の第785頁から第78
8頁に記載されたP.Buchmann氏らによる“GaAs single-m
ode rib waveguides with reactive ion-etched totall
y reflecting cor-ner mirrors"と題する論文を参照で
きる 第２の実施例において、周波数基準用レーザ光源401の
発振周波数と第１及び第２の送信用レーザ光源402,403
の発振周波数との間隔をそれぞれ約20GHz及び約40GHzと
したが、２つのリング共振器の隣り合う共振ピークの周
波数間隔を20GHz以外の値とすればこれに限定されな
い。また、４端子のリング共振器をInP基板上の光導波
路で形成したが、これに限定されず光ファイバなど他の
光導波路を用いても良い。さらに、リング状光導波路の
周長の微細な制御法としてマイクロヒータによる温度制
御法を用いたが、これに限定されず電気光学効果を用い
た制御など他の方法を用いてもよい。
以上、本発明の第１及び第２の実施例について説明し
た。両実施例において、周波数基準用レーザ光源や送信
用レーザ光源に分布帰還型半導体レーザ（DFB-LD）を用
いたが、単一軸モード発振するレーザ光源であれば良
い。また、送信用レーザ光源の数は２つとしたがこれに
限定されない。更に、発振周波数は1.55μｍ帯に限定さ
れない。また、送信用レーザ光源の周波数制御法として
注入電流制御法を用いたが、これに限らず素子温度制御
法や外部鏡レーザにおける外部鏡位置制御法など、他の
方法を用いても良い。
た。両実施例において、周波数基準用レーザ光源や送信
用レーザ光源に分布帰還型半導体レーザ（DFB-LD）を用
いたが、単一軸モード発振するレーザ光源であれば良
い。また、送信用レーザ光源の数は２つとしたがこれに
限定されない。更に、発振周波数は1.55μｍ帯に限定さ
れない。また、送信用レーザ光源の周波数制御法として
注入電流制御法を用いたが、これに限らず素子温度制御
法や外部鏡レーザにおける外部鏡位置制御法など、他の
方法を用いても良い。
（発明の効果） 以上述べたように、本発明では、複数の共振周波数の一
つが周波数基準用レーザ光源の発振周波数に一致するよ
うに共振周波数を制御し、かつその共振周波数間隔を数
十GHz以上に及ぶ広い周波数間隔にすることが可能な光
共振器をもちいているため、光ビート法では実現が難し
い数十GHz以上に及ぶ広い周波数間隔で送信用レーザ光
源の周波数間隔を安定化することができる。
つが周波数基準用レーザ光源の発振周波数に一致するよ
うに共振周波数を制御し、かつその共振周波数間隔を数
十GHz以上に及ぶ広い周波数間隔にすることが可能な光
共振器をもちいているため、光ビート法では実現が難し
い数十GHz以上に及ぶ広い周波数間隔で送信用レーザ光
源の周波数間隔を安定化することができる。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図
（ａ），第２図（ｂ），第３図（ａ）及び第３図（ｂ）
は第１の実施例の機能を説明するための説明図、第４図
は本発明の第２の実施例の構成図、第５図（ａ），第５
図（ｂ），第６図（ａ）及び第６図（ｂ）は第２の実施
例の機能を説明するための説明図である。 101……周波数基準用レーザ光源、102……第１のレン
ズ、103……第１のファブリ・ペロー共振器、104……第
１の受光素子、105……第１の共振周波数制御回路、106
……第１のペルチェ素子、107……第１の送信用レーザ
光源、108……第２のレンズ、109……第２の受光素子、
110……第１の送信用レーザ光源発振周波数制御回路、1
11……第２の送信用レーザ光源、112……第２のファブ
リ・ペロー共振器、113,114……第３及び第４の受光素
子、115……第２の共振周波数制御回路、116……第２の
ペルチェ素子、117……第２の送信用レーザ光源発振周
波数制御回路、118……第３のレンズ、119……ハーフミ
ラー、120……反射ミラー、401……周波数基準用レーザ
光源、402,403……第１及び第２の送信用レーザ光源、4
04〜407……第１から第４の受光素子、408,409……第１
及び第２の光共振器、410……InP基板、411……第１の
光導波路、412……第１の方向性結合器、413……第２の
光導波路、414……第２の方向性結合器、415……第３の
光導波路、416……第１の光結合部、417……第１のリン
グ状光導波路、418……第２の光結合部、419……第４の
光導波路、420……第１の共振周波数制御回路、421……
第１のマイクロヒータ、422……第１の送信用レーザ光
源発振周波数制御回路、423……第２の共振周波数制御
回路、424……第２のマイクロヒータ、425……第２の送
信用レーザ光源発振周波数制御回路、426……第５の光
導波路。
（ａ），第２図（ｂ），第３図（ａ）及び第３図（ｂ）
は第１の実施例の機能を説明するための説明図、第４図
は本発明の第２の実施例の構成図、第５図（ａ），第５
図（ｂ），第６図（ａ）及び第６図（ｂ）は第２の実施
例の機能を説明するための説明図である。 101……周波数基準用レーザ光源、102……第１のレン
ズ、103……第１のファブリ・ペロー共振器、104……第
１の受光素子、105……第１の共振周波数制御回路、106
……第１のペルチェ素子、107……第１の送信用レーザ
光源、108……第２のレンズ、109……第２の受光素子、
110……第１の送信用レーザ光源発振周波数制御回路、1
11……第２の送信用レーザ光源、112……第２のファブ
リ・ペロー共振器、113,114……第３及び第４の受光素
子、115……第２の共振周波数制御回路、116……第２の
ペルチェ素子、117……第２の送信用レーザ光源発振周
波数制御回路、118……第３のレンズ、119……ハーフミ
ラー、120……反射ミラー、401……周波数基準用レーザ
光源、402,403……第１及び第２の送信用レーザ光源、4
04〜407……第１から第４の受光素子、408,409……第１
及び第２の光共振器、410……InP基板、411……第１の
光導波路、412……第１の方向性結合器、413……第２の
光導波路、414……第２の方向性結合器、415……第３の
光導波路、416……第１の光結合部、417……第１のリン
グ状光導波路、418……第２の光結合部、419……第４の
光導波路、420……第１の共振周波数制御回路、421……
第１のマイクロヒータ、422……第１の送信用レーザ光
源発振周波数制御回路、423……第２の共振周波数制御
回路、424……第２のマイクロヒータ、425……第２の送
信用レーザ光源発振周波数制御回路、426……第５の光
導波路。
Claims (4)
- 【請求項１】周波数基準用レーザ光源と、Ｎ個（Ｎ≧
２）の送信用レーザ光源と、前記周波数基準用レーザ光
源からのレーザ光を入射かつ透過させてこのレーザ光の
透過光強度が最大となるように制御されることにより複
数の共振周波数の一つが前記周波数基準用レーザ光源の
発振周波数に一致するように共振周波数を制御したＮ個
の光共振器と、前記Ｎ個の光共振器の各々における複数
の共振周波数の一つが前記周波数基準用レーザ光源の発
振周波数に一致するように対応する光共振器の共振周波
数を制御するＮ個の共振周波数制御回路と、前記Ｎ個の
送信用レーザ光源の各々のレーザ光を対応する光共振器
に入射かつ透過させてこの各々のレーザ光の透過光強度
が最大となるように制御することにより対応する送信用
レーザ光源の発振周波数を前記Ｎ個の光共振器の各々の
複数の共振周波数の１つに一致させるＮ個の送信用レー
ザ光源発振周波数制御回路とを備え、前記Ｎ個の送信用
レーザ光源の発振周波数が前記周波数基準用レーザ光源
の発振周波数とは各々対応する光共振器における隣り合
う共振ピークの周波数間隔の整数倍に相当する分だけ離
れた一定の周波数に安定化されることを特徴とする周波
数多重伝送用光源。 - 【請求項２】前記光共振器がファブリ・ペロー共振器で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周波
数多重伝送用光源。 - 【請求項３】前記光共振器がリング共振器であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周波数多重伝送
用光源。 - 【請求項４】前記リング共振器がリング状光導波路とこ
のリング状光導波路との間での光学的結合を有する第１
及び第２の光導波路とから成り、かつ前記第１及び第２
の光導波路の各々に接続される前記周波数基準用レーザ
光源及び前記送信用レーザ光源は前記第１及び第２の光
導波路の各２つの接続端子のうち前記周波数基準用レー
ザ光源と前記送信用レーザ光源とが互いに光学的結合を
生じない端子に接続されていることを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の周波数多重伝送用光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307029A JPH0712168B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 周波数多重伝送用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307029A JPH0712168B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 周波数多重伝送用光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63158927A JPS63158927A (ja) | 1988-07-01 |
| JPH0712168B2 true JPH0712168B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17964173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307029A Expired - Lifetime JPH0712168B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 周波数多重伝送用光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712168B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3788232B2 (ja) | 2000-12-13 | 2006-06-21 | 日本電気株式会社 | 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP61307029A patent/JPH0712168B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63158927A (ja) | 1988-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |