JPH08240512A - 光 源 - Google Patents

光 源

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JPH08240512A
JPH08240512A JP4704295A JP4704295A JPH08240512A JP H08240512 A JPH08240512 A JP H08240512A JP 4704295 A JP4704295 A JP 4704295A JP 4704295 A JP4704295 A JP 4704295A JP H08240512 A JPH08240512 A JP H08240512A
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JP4704295A
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Hideto Sasamori
秀人 笹森
Shinichi Kaneko
進一 金子
Akihiro Adachi
明宏 足立
Junichiro Yamashita
純一郎 山下
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲にわたって波長が変えられ、スペクト
ル線幅が狭く、かつ光出力パワ−およびスペクトルが安
定な特性を有する光源を得る。 【構成】 光増幅器、波長可変光フィルタ、無偏光化装
置、光分岐結合器、音響光学素子型周波数シフタをル−
プ状に光ファイバで接続し、出力光の一部を分岐させる
光分岐結合器と、受光素子および音響光学素子型周波数
シフタの音響光学素子にかける信号電圧をフィ−ドバッ
ク制御する回路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ増幅器の雑
音指数等の特性評価に用いる光源に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、長距離光伝送や大容量光伝送のた
めに、光を一度電気に変換して増幅を行うのではなく、
光を直接増幅する光ファイバ増幅器が注目されている。
特に、光ファイバのコアの部分に希土類元素を添加した
光ファイバを用いた光ファイバ増幅器の開発が盛んに行
われ、希土類元素としてエルビウムを添加したエルビウ
ムド−プ光ファイバ増幅器に関しては実用段階を迎えて
いる。
【0003】この光ファイバ増幅器は誘導放出を利用し
て増幅しているため、信号光を増幅するとともに、原理
的に自然放出により雑音光も同時に発生する。この雑音
特性は光通信システムの伝送特性を大きく左右するの
で、光ファイバ増幅器の雑音特性を表す指標である雑音
指数は重要である。長距離光伝送のように光ファイバ増
幅器を多段に接続する場合、個々の光ファイバ増幅器で
発生する雑音光が累積するため個々の光ファイバ増幅器
の雑音指数を精度良く測定する必要がある。さらに、波
長多重光ファイバ通信等の広帯域な範囲に使う場合に
は、雑音指数の波長依存性が重要となってくる。
【0004】雑音指数は入力レベルが大きい場合、近似
的に(1)式で求められる。
【0005】
【数1】
【0006】(1)式からわかるように、利得、信号光
波長における増幅された自然放出光(ASE光(Amplif
ied Spontaneous Emission))のレベル、分光器の帯
域、信号周波数を測定する必要がある。この4つの測定
値に対して、信号光波長におけるASE光の測定誤差が
雑音指数の誤差の大きな要因となっている。したがっ
て、信号光波長におけるASE光の測定誤差の低減が雑
音指数の測定誤差の低減につながる。
【0007】信号光波長におけるASE光のレベルは、
たとえば、光ファイバ増幅器の出力スペクトルから利得
倍した入力スペクトルを減算し、減算したスペクトルを
関数近似により推定する。このような、ASEレベルの
推定方法において、ASEレベルを高精度に求めるため
には、測定用信号光源として、信号光レベルおよび信号
光スペクトルが安定である必要がある。
【0008】従来、雑音指数の波長依存性の測定用信号
光源として例えば「”外部グレ−ティングを用いた広帯
域波長可変・狭スペクトル光源の開発”昭和63年電子
情報通信学会春期全国大会 C−396」の文献に開示
された外部共振器型の可変波長光源を使用している。こ
の外部共振器型の波長可変光源の概略構成を図12に基
づいて述べる。図12において、21は片面に無反射コ
−トを施したレ−ザダイオ−ド、22は球レンズ、23
はグレ−ティング、24はセルフォックレンズ、25は
アイソレ−タ、26は第1のビ−ムスプリッタ、27は
ファイバコリメ−タ、28は光コネクタ、29は第2の
ビ−ムスプリッタ、30は第1の受光素子、31はファ
ブリペロエタロン、32は第2の受光素子、33はパル
スモ−タドライバ、34はパルスモ−タである。
【0009】この光源は、温度が安定化された片面に無
反射コ−トを施したレ−ザダイオ−ド21を使用してい
る。定電流で駆動されたレ−ザダイオ−ド21の無反射
コ−トを施した面から出射した光は球レンズ22により
平行光に変換され、グレ−ティング23で波長が選択さ
れ、外部共振器モ−ドで発振する。一方、レ−ザダイオ
−ド21の無反射コ−トを施していない面からの出射光
はセルフォックレンズ24により平行光に変換され、ア
イソレ−タ25を通過して第1のビ−ムスプリッタ26
で分岐される。第1のビ−ムスプリッタ26を透過する
光は、ファイバコリメ−タ27により光ファイバに結合
し、光コネクタ28より出力される。第1のビ−ムスプ
リッタ26で反射した光は、第2のビ−ムスプリッタ2
9を通り、光パワ−をモニタ−する第1の受光素子30
と温度が安定化されたファブリペロエタロン31に到達
する。ファブリペロエタロン31を通過して第2の受光
素子32に到達した光は電気に変換され、この電流値に
規格化した波長が設定波長と等しくなるようにパルスモ
−タドライバ33でパルスモ−タ34をフィ−ドバック
制御する。この光源の特徴として、発振光パワ−および
発振スペクトルを安定に保つために、レ−ザダイオ−ド
21およびファブリペロエタロン29の温度が安定化さ
れており、またパルスモ−タをフィ−ドバック制御して
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、外
部共振器を構成しているグレ−ティングの角度を微調整
し、安定に保つことが難しいので、発振スペクトルが時
間的に変動してしまうため、雑音指数を高精度に測定で
きないという問題があった。
【0011】本発明の目的は、光ファイバ増幅器の雑音
指数の波長依存性等を高精度に測定するために、波長が
可変で、スペクトル線幅が十分に狭く、出力光パワ−お
よびスペクトルが安定である光源を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
光源は、光増幅器の出力ポ−トと狭帯域な波長可変光フ
ィルタの入力ポ−トを接続し、前記狭帯域な波長可変光
フィルタの出力ポ−トと2入力2出力型の光分岐結合器
の第1の入力ポ−トを接続し、前記2入力2出力型の光
分岐結合器の第2の入力ポ−トを終端し、前記2入力2
出力型の光分岐結合器の第1の出力ポ−トとランダムに
位相を変化させる位相変調器の入力ポ−トを接続し、前
記ランダムに位相を変化させる位相変調器の出力ポ−ト
と前記光増幅器の入力ポ−トを接続し、前記2入力2出
力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出
すものである。
【0013】請求項2の発明に係わる光源は、2入力2
出力型の光分岐結合器の第1の出力ポ−トと周波数シフ
タの入力ポ−トを接続し、前記周波数シフタの出力ポ−
トと光増幅器の入力ポ−トを接続し、前記光増幅器の出
力ポ−トと狭帯域な波長可変光フィルタの入力ポ−トを
接続し、前記波長可変光フィルタの出力光軸上に偏光ビ
−ムスプリッタを設置し、前記偏光ビ−ムスプリッタの
入射面に垂直な偏光の偏光ビ−ムスプリッタ出力光軸上
に、第1の無偏光化装置を設置し、前記偏光ビ−ムスプ
リッタの入射面に平行な偏光の偏光ビ−ムスプリッタ出
力光軸上に第2の無偏光化装置を設置し、前記第1の無
偏光化装置の出力ポ−トと前記2入力2出力型の光分岐
結合器の第1の入力ポ−トを接続し、前記第2の無偏光
化装置の出力ポ−トと前記2入力2出力型の光分岐結合
器の第2の入力ポ−トを接続し、前記2入力2出力型の
光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出すもの
である。
【0014】請求項3の発明に係わる光源は、請求項2
記載の光源において、上記周波数シフタを音響光学素子
型周波数シフタとしたものである。
【0015】請求項4の発明に係わる光源は、2入力2
出力型の光分岐結合器の第1の出力ポ−トとランダムに
位相を変化させる位相変調器の入力ポ−トを接続し、前
記ランダムに位相を変化させる位相変調器の出力ポ−ト
と光増幅器の入力ポ−トを接続し、前記光増幅器の出力
ポ−トと狭帯域な波長可変光フィルタの入力ポ−トを接
続し、前記波長可変光フィルタの出力光軸上に偏光ビ−
ムスプリッタを設置し、前記偏光ビ−ムスプリッタの入
射面に垂直な偏光の偏光ビ−ムスプリッタ出力光軸上に
第1の無偏光化装置を設置し、前記偏光ビ−ムスプリッ
タの入射面に平行な偏光の偏光ビ−ムスプリッタ出力光
軸上に第2の無偏光化装置を設置し、前記第1の無偏光
化装置の出力ポ−トと前記2入力2出力型の光分岐結合
器の第1の入力ポ−トを接続し、前記第2の無偏光化装
置の出力ポ−トと前記2入力2出力型の光分岐結合器の
第2の入力ポ−トを接続し、前記2入力2出力型の光分
岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出すものであ
る。
【0016】請求項5の発明に係わる光源は、請求項2
又は請求項4記載の光源において、上記狭帯域な波長可
変光フィルタとして誘電体多層膜の角度を変化させるこ
とにより、透過波長が変化する可変波長干渉膜光フィル
タを用いたものである。
【0017】請求項6の発明に係わる光源は、請求項
1、2、又は4記載の光源において、上記狭帯域な波長
可変光フィルタとして膜厚に分布特性をもち、位置を光
軸に対して、垂直方向に移動することで透過波長が変化
する可変波長干渉膜光フィルタを用いるものである。
【0018】請求項7の発明に係わる光源は、請求項
1、2、又は4記載の光源において、上記光増幅器とし
て光ファイバ増幅器を用いるものである。
【0019】請求項8の発明に係わる光源は、請求項2
又は請求項4記載の光源において、上記光増幅器として
半導体増幅器を用いるものである。
【0020】請求項9の発明に係わる光源は、上記2入
力2出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トと1入力
2出力型の光分岐結合器の入力ポ−トを接続し、前記1
入力2出力型の光分岐結合器の第1の出力ポ−トと受光
素子を接続し、前記受光素子の受光量が一定になるよう
に上記光ファイバ増幅器の励起用半導体レ−ザの駆動電
流をフィ−ドバック制御する回路を備え、前記1入力2
出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り
出すものである。
【0021】請求項10の発明に係わる光源は、請求項
8記載の光源において、上記2入力2出力型の光分岐結
合器の第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合
器の入力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐
結合器の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受
光素子の受光量が一定になるように上記半導体増幅器の
注入電流をフィ−ドバック制御する回路を備え、前記1
入力2出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光
を取り出すものである。
【0022】請求項11の発明に係わる光源は、請求項
3記載の光源において、上記2入力2出力型の光分岐結
合器の第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合
器の入力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐
結合器の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受
光素子の受光量が一定になるように前記音響光学素子型
周波数シフタの音響光学素子にかける信号の周波数をフ
ィ−ドバック制御する回路を備え、前記1入力2出力型
の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出すも
のである。
【0023】請求項12の発明に係わる光源は、請求項
3記載の光源において、上記2入力2出力型の光分岐結
合器の第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合
器の入力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐
結合器の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受
光素子の受光量が一定になるように前記音響光学素子型
周波数シフタの音響光学素子にかける信号の電圧をフィ
−ドバック制御する回路を備え、前記1入力2出力型の
光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出すもの
である。
【0024】
【作用】請求項1の発明に係わる光源においては、ル−
プを周回して2入力2出力型の光分岐結合器から出力さ
れる光は、複数回、狭帯域な波長可変光フィルタを通過
するので、狭帯域な波長可変光フィルタの透過スペクト
ルよりもはるかに狭いスペクトルの光である。また、2
入力2出力型の光分岐結合器から出力される光の中心波
長は、狭帯域な波長可変光フィルタの透過中心波長に一
致するため、狭帯域な波長可変光フィルタの透過波長を
変えることにより、2入力2出力型の光分岐結合器から
出力される光の波長を変えることが可能である。さら
に、ル−プを周回する光は、ル−プを1回周回するたび
に、位相をランダムに変化させる位相変調器を通過する
ので、ル−プにおけるリングレ−ザ発振の発振条件を満
足しないので発振を抑制でき、インコヒ−レント光であ
る。したがって、ル−プを周回する光は、ル−プを構成
している光部品における位相の擾乱の影響を受けないの
で光パワ−および光スペクトルが安定である。
【0025】また、請求項2、3または4の発明に係わ
る光源においては、ル−プに無偏光化装置を備えること
で、光パワ−およびスペクトルが安定な光が得られる。
【0026】また、請求項5の発明に係わる光源におい
ては、狭帯域な波長可変光フィルタとして誘電体多層膜
の角度を変化させることにより、透過波長が変化する可
変波長干渉膜光フィルタを用いることで、外部の温度に
作用されないで光パワ−およびスペクトルが安定な光が
得られる。
【0027】また、請求項6の発明に係わる光源におい
ては、狭帯域な波長可変光フィルタとして膜厚に分布特
性をもち、位置を光軸に対して、垂直方向に移動するこ
とで透過波長が変化する波長可変干渉膜光フィルタを用
いることで、ル−プを周回する光の偏光状態の変化およ
び外部の温度変化に依存しないで、光パワ−およびスペ
クトルが安定な光が得られる。
【0028】また、請求項7の発明に係わる光源におい
ては、光増幅器として光ファイバ増幅器を用いること
で、可変波長範囲が広く、ル−プを周回する光の偏光状
態の変化に依存しないで、光パワ−およびスペクトルが
安定な光が得られる。
【0029】また、請求項8の発明に係わる光源におい
ては、光増幅器をして半導体増幅器を用いることで、小
型化がはかれる。
【0030】また、請求項9の発明に係わる光源におい
ては、駆動電流制御回路を備えることで光パワ−および
スペクトルが安定な光が得られる。
【0031】また、請求項10の発明に係わる光源にお
いては、注入電流制御回路を備えることで光パワ−およ
びスペクトルが安定な光が得られる。
【0032】また、請求項11の発明に係わる光源にお
いては、周波数制御回路を備えることで光パワ−および
スペクトルが安定な光が得られる。
【0033】また、請求項12の発明に係わる光源にお
いては、電圧制御回路を備えることで光パワ−およびス
ペクトルが安定な光が得られる。
【0034】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明による光源の第1の実施例を
示す構成図である。1は光増幅器、2は狭帯域な波長可
変光フィルタ、3は2入力2出力型の光分岐結合器、4
はランダムに位相を変化させる位相変調器、5は光ファ
イバ、6bは2入力2出力型の光分岐結合器3の第2の
出力ポ−トである。図1に示すように、光増幅器、狭帯
域な波長可変光フィルタ、2入力2出力型の光分岐結合
器、およびランダムに位相を変化させる位相変調器をル
−プ状に接続し、2入力2出力型の光分岐結合器の第2
の出力ポ−ト6bから光を取り出す。
【0035】次に実施例1の動作を説明する。一般に光
増幅器は、増幅された信号光と広帯域な増幅された自然
放出光(Amplified Sponteneuos Emission(以下ASE
光と呼ぶ))を出力する。光増幅器に入射する信号光が
無い場合、ASE光のみを出力する。
【0036】はじめに、図1に示している光増幅器1、
狭帯域な波長可変光フィルタ2、2入力2出力型の光分
岐結合器3、およびランダムに位相を変化させる位相変
調器4で構成されているル−プを周回する光の動作につ
いて説明する。まず、無信号入力の光増幅器1からは、
図2に示すようなASE光のみが出力される。このAS
E光は図3に示す透過特性を有する狭帯域な波長可変光
フィルタ2を通過すると、図4に示す狭帯域な波長可変
光フィルタ2の透過特性に応じたスペクトルの光とな
る。次に、2入力2出力型の光分岐結合器3を通過する
と過剰損失を受け、さらにランダムに位相を変化させる
位相変調器4を通過すると位相がランダムに変化し、こ
の光が光増幅器1に入力すると、光増幅器1から増幅光
とASE光が出力される。そして、また狭帯域な波長可
変光フィルタ2を通過することで、さらに狭いスペクト
ルの光となる。この狭帯域な波長可変光フィルタ2、2
入力2出力型の光分岐結合器3、ランダムに位相を変化
させる位相変調器4、光増幅器1を通過する一連の動作
を繰り返す。狭帯域な波長可変光フィルタ2を複数回、
通過することでル−プを周回する光は狭スペクトルとな
る。図5に狭帯域な波長可変光フィルタ2を2回、3
回、4回通過した後のスペクトルおよび平衡状態での狭
帯域な波長可変光フィルタ2から出力される光のスペク
トルの模式図を示す。
【0037】また、ル−プを周回する光のピ−ク波長
は、狭帯域な波長可変光フィルタ2の透過中心波長に一
致するため、狭帯域な波長可変光フィルタ2の透過中心
波長を変えることにより、ル−プを周回する光のピ−ク
波長を変えることが可能である。
【0038】また、ル−プを周回する光は、ル−プを1
回周回するたびに、位相をランダムに変化させる位相変
調器4を通過するので、ル−プにおけるリングレ−ザ発
振の発振条件を満足せず発振を抑制できるので、インコ
ヒ−レント光である。したがって、ル−プを周回する光
は、ル−プを構成している光部品における位相の擾乱の
影響を受けないので光パワ−および光スペクトルが安定
である。
【0039】図1において、ル−プを周回する光は、上
記のとおり、狭帯域な波長可変光フィルタの透過スペク
トルよりの狭いスペクトルであり、波長が可変であり、
光パワ−およびスペクトルが安定である。したがって、
2入力2出力型の光分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6
bから取り出される光もル−プを周回する光と同様に、
狭帯域な波長可変光フィルタの透過スペクトルよりも狭
いスペクトルであり、波長が可変であり、光パワ−およ
びスペクトルが安定である。また、2入力2出力型の光
分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6bから取り出される
光は、増幅されたASE光つまり無偏光なので、光増幅
器の雑音指数を測定する場合に、偏光依存性をもつ光部
品および計測器を使用しても高精度に測定することが可
能である。
【0040】実施例2.図6はこの発明による光源の第
2の実施例を示す構成図である。7は偏光ビ−ムスプリ
ッタ、8aは第1の無偏光化装置、8bは第2の無偏光
化装置、9は周波数シフタである。図6に示すように、
光増幅器1、狭帯域な波長可変光フィルタ2、偏光ビ−
ムスプリッタ7、2入力2出力型の光分岐結合器3、お
よび周波数シフタ9をル−プ状に接続し、偏光ビ−ムス
プリッタ7と2入力2出力型の光分岐結合器3の間の光
路中に偏光ビ−ムスプリッタ7で2つの直交偏光成分に
分離された2つの光が無偏光となるように第1の無偏光
化装置8aと第2の無偏光化装置8bを並列に挿入し、
かつ、第1の無偏光化装置8aおよび第2の無偏光化装
置8bの挿入損失を等しく設定し、2入力2出力型の光
分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6bから光を取り出す
構成である。
【0041】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様な
ので、光パワ−およびスペクトルの安定動作について説
明する。ル−プを周回する光が偏光ビ−ムスプリッタ7
に入射すると偏光ビ−ムスプッリタ7の入射面に対して
垂直な偏光の光と平行な偏光の光に分離され、偏光ビ−
ムスプッリタ7の入射面に対して垂直な偏光の光は第1
の無偏光化装置8aに入射し、偏光ビ−ムスプッリタ7
の入射面に対して平行な偏光の光は第2の無偏光化装置
8bに入射する。第1の無偏光化装置8aは、偏光ビ−
ムスプッリタ7の入射面に対して垂直な偏光の光を無偏
光にするように設置され、第2の無偏光化装置8bは、
偏光ビ−ムスプッリタ7の入射面に対して平行な偏光の
光を無偏光にするように設置されている。第1の無偏光
化装置8aと第2の無偏光化装置8bの挿入損失が等し
く調整している。2入力2出力型の光分岐結合器3の第
1の出力ポ−ト6aおよび第2の出力ポ−ト6bから出
力される光は無偏光なので、ル−プを構成する光部品つ
まり光増幅器1、狭帯域な波長可変光フィルタ2、2入
力2出力型の光分岐結合器3、周波数シフタ9の挿入損
失に偏光依存性がある場合においても安定な光パワ−お
よびスペクトルが得られる。
【0042】実施例3.図7はこの発明による光源の第
3の実施例を示す構成図である。図7に示すように、光
増幅器1、狭帯域な波長可変光フィルタ2、偏光ビ−ム
スプリッタ7、2入力2出力型の光分岐結合器3、およ
びランダムに位相を変化させる位相変調器4をル−プ状
に接続し、偏光ビ−ムスプリッタ7と2入力2出力型の
光分岐結合器3の間の光路中に偏光ビ−ムスプリッタ7
で2つの直交偏光成分に分離された2つの光が無偏光と
なるように第1の無偏光化装置8aと第2の無偏光化装
置8bを並列に挿入し、かつ、第1の無偏光化装置8a
および第2の無偏光化装置8bの挿入損失を等しく設定
し、2入力2出力型の光分岐結合器3の第2の出力ポ−
ト6bから光を取り出す構成である。
【0043】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様な
ので、光パワ−およびスペクトルの安定動作について説
明する。ル−プを周回する光が偏光ビ−ムスプリッタ7
に入射すると偏光ビ−ムスプッリタ7の入射面に対して
垂直な偏光の光と平行な偏光の光に分離され、偏光ビ−
ムスプッリタ7の入射面に対して垂直な偏光の光は第1
の無偏光化装置8aに入射し、偏光ビ−ムスプッリタ7
の入射面に対して平行な偏光の光は第2の無偏光化装置
8bに入射する。第1の無偏光化装置8aは、偏光ビ−
ムスプッリタ7の入射面に対して垂直な偏光の光を無偏
光にするように設置され、第2の無偏光化装置8bは、
偏光ビ−ムスプッリタ7の入射面に対して平行な偏光の
光を無偏光にするように設置されている。第1の無偏光
化装置8aと第2の無偏光化装置8bの挿入損失は等し
く調整している。2入力2出力型の光分岐結合器3の第
1の出力ポ−ト6aおよび第2の出力ポ−ト6bから出
力される光は無偏光の光なので、ル−プを構成する光部
品つまり光増幅器1、狭帯域な波長可変光フィルタ2、
2入力2出力型の光分岐結合器3、ランダムに位相を変
化させる位相変調器4の挿入損失に偏光依存性がある場
合においても安定な光パワ−およびスペクトルが得られ
る。
【0044】実施例4.また、例えば実施例1において
ル−プを周回する光の偏光状態は、伝搬媒質である光フ
ァイバの温度変動や物理的変動により変動するので、ル
−プ中の狭帯域な波長可変光フィルタ2の挿入損失に偏
光依存性がある場合、出力される光の光パワ−およびス
ペクトルが不安定になる。そこで狭帯域な波長可変光フ
ィルタ2として、膜厚に分布特性をもち位置を光軸に対
して垂直方向に変化させることにより透過波長が変化す
る偏光無依存型の波長可変干渉膜光フィルタを用いるこ
とで、出力光パワ−およびスペクトルが安定な光源が得
られる。
【0045】実施例5.また、例えば実施例1において
ル−プを周回する光の偏光状態は、伝搬媒質である光フ
ァイバの温度変動や物理的変動により変動するので、ル
−プ中の光増幅器1の利得に偏光依存性がある場合、光
パワ−およびスペクトルが不安定になる。そこで光増幅
器1として、利得に偏光依存性のない光ファイバ増幅器
を用いることで、出力光パワ−およびスペクトルが安定
な光源が得られる。また、光ファイバ増幅器の利得帯域
は広いので、波長可変範囲の広い光源が得られる。
【0046】実施例6.図8はこの発明による光源の第
6の実施例を示す構成図である。1aは光ファイバ増幅
器、10は1入力2出力型の光分岐結合器、11は受光
素子、12は駆動電流制御回路である。図8に示すよう
に、光ファイバ増幅器1a、狭帯域な波長可変光フィル
タ2、2入力2出力型の光分岐結合器3、およびランダ
ムに位相を変化させる位相変調器4をル−プ状に接続
し、偏光ビ−ムスプリッタ7と2入力2出力型の光分岐
結合器3の間の光路中に偏光ビ−ムスプリッタ7で2つ
の直交偏光成分に分離された2つの光が無偏光となるよ
うに第1の無偏光化装置8aと第2の無偏光化装置8b
を並列に挿入し、かつ、第1の無偏光化装置8aおよび
第2の無偏光化装置8bの挿入損失を等しく設定し、2
入力2出力型の光分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6b
と1入力2出力型の光分岐結合器10を接続し、さらに
1入力2出力型の光分岐結合器10の第1の出力ポ−ト
6cと受光素子11を接続し、受光素子11の受光量が
一定になるように光ファイバ増幅器1aの励起用半導体
レ−ザの駆動電流をフィ−ドバック制御する駆動電流制
御回路12を備え、1入力2出力型の光分岐結合器10
の第2の出力ポ−ト6dから光を取り出す。ル−プを構
成している光部品、つまり光ファイバ増幅器1a、狭帯
域な波長可変光フィルタ2、2入力2出力型の光分岐結
合器3、ランダムに位相を変化させる位相変調器4、偏
光ビ−ムスプリッタ7、第1の無偏光化装置8a、第2
の無偏光化装置8bの挿入損失に温度依存性がある場
合、ル−プを周回する光は周囲の温度変動にともない、
光パワ−およびスペクトルが不安定になる。この不安定
動作をおさえるために、出力光のパワ−を監視する受光
素子11と励起用半導体レ−ザの駆動電流をフィ−ドバ
ック制御する駆動電流制御回路12を備えている。
【0047】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様で
あるので、光パワ−およびスペクトルの安定動作につい
て説明する。1入力2出力型の光分岐結合器10の入力
ポ−トに入射する光の一部は、1入力2出力型の光分岐
結合器10の第1の出力ポ−ト6cを経て受光素子11
で受光され、光から電気に変換される。受光素子11で
変換された電流が一定になるように駆動電流制御回路1
2により光ファイバ増幅器の励起用半導体レ−ザの駆動
電流をフィ−ドバック制御することで、光パワ−および
スペクトルの安定な光が1入力2出力型の光分岐結合器
10の第2の出力ポ−ト6dから得られる。
【0048】実施例7.また、例えば実施例2、実施例
3または実施例6において、狭帯域な波長可変光フィル
タ2として、誘電体多層膜の角度を変化させることによ
り、透過波長が変化する偏光依存性のある波長可変干渉
膜光フィルタを用いても、ル−プを周回する光は無偏光
なので光パワ−および光スペクトルが安定な光が得られ
る。
【0049】実施例8.また、例えば実施例2、実施例
3において、光増幅器1または光ファイバ増幅器1aと
して、利得に偏光依存性のある半導体増幅器を用いて
も、ル−プを周回する光は無偏光なので光パワ−および
光スペクトルが安定な光が得られる。また、半導体増幅
器を使うことで小型化がはかれる。
【0050】実施例9.図9はこの発明による光源の第
9の実施例を示す構成図である。1bは半導体増幅器、
13は注入電流制御回路である。図9に示すように、半
導体増幅器1b、狭帯域な波長可変光フィルタ2、2入
力2出力型の光分岐結合器3、およびランダムに位相を
変化させる位相変調器4をル−プ状に接続し、偏光ビ−
ムスプリッタ7と2入力2出力型の光分岐結合器3の間
の光路中に偏光ビ−ムスプリッタ7で2つの直交偏光成
分に分離された2つの光が無偏光となるように第1の無
偏光化装置8aと第2の無偏光化装置8bを並列に挿入
し、かつ、第1の無偏光化装置8aおよび第2の無偏光
化装置8bの挿入損失を等しく設定し、2入力2出力型
の光分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6bと1入力2出
力型の光分岐結合器9を接続し、さらに1入力2出力型
の光分岐結合器10の第1の出力ポ−ト6cと受光素子
11を接続し、受光素子11の受光量が一定になるよう
に半導体増幅器1bの注入電流をフィ−ドバック制御す
る注入電流制御回路13を備え、1入力2出力型の光分
岐結合器10の第2の出力ポ−ト6dから光を取り出
す。ル−プを構成している光部品、つまり半導体増幅器
1b、狭帯域な波長可変光フィルタ2、2入力2出力型
の光分岐結合器3、ランダムに位相を変化させる位相変
調器4、偏光ビ−ムスプリッタ7、第1の無偏光化装置
8a、第2の無偏光化装置8bの挿入損失に温度依存性
がある場合、ル−プを周回する光は周囲の温度変動にと
もない、光パワ−およびスペクトルが不安定になる。こ
の不安定動作をおさえるために、出力光のパワ−を監視
する受光素子11と半導体増幅器1bの注入電流をフィ
−ドバック制御する注入電流制御回路13を備えてい
る。
【0051】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様で
あるので、光パワ−およびスペクトルの安定動作につい
て説明する。1入力2出力型の光分岐結合器10の入力
ポ−トに入射する光の一部は、1入力2出力型の光分岐
結合器10の第1の出力ポ−ト6cを経て受光素子11
で受光され、光から電気に変換される。受光素子11で
変換された電流が一定になるように注入電流制御回路1
3により半導体増幅器1bの注入電流をフィ−ドバック
制御することで、光パワ−およびスペクトルの安定な光
が1入力2出力型の光分岐結合器10の第2の出力ポ−
ト6dから得られる。
【0052】実施例10.図10はこの発明による光源
の第10の実施例を示す構成図である。9aは音響光学
素子型周波数シフタ、14は周波数制御回路である。図
10に示すように、光増幅器1、狭帯域な波長可変光フ
ィルタ2、2入力2出力型の光分岐結合器3、および音
響光学素子型周波数シフタ9aをル−プ状に接続し、偏
光ビ−ムスプリッタ7と2入力2出力型の光分岐結合器
3の間の光路中に偏光ビ−ムスプリッタ7で2つの直交
偏光成分に分離された2つの光が無偏光となるように第
1の無偏光化装置8aと第2の無偏光化装置8bを並列
に挿入し、かつ、第1の無偏光化装置8aおよび第2の
無偏光化装置8bの挿入損失を等しく設定し、2入力2
出力型の光分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6bと1入
力2出力型の光分岐結合器10を接続し、さらに1入力
2出力型の光分岐結合器10の第1の出力ポ−ト6cと
受光素子11を接続し、受光素子11の受光量が一定に
なるように音響光学素子型周波数シフタ9aの音響光学
素子にかける信号の周波数をフィ−ドバック制御する周
波数制御回路14を備え、1入力2出力型の光分岐結合
器10の第2の出力ポ−ト6dから光を取り出す。
【0053】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様で
あるので、光パワ−およびスペクトルの安定動作につい
て説明する。1入力2出力型の光分岐結合器10の入力
ポ−トに入射する光の一部は、1入力2出力型の光分岐
結合器10の第1の出力ポ−ト6cを経て受光素子11
で受光され、光から電気に変換される。受光素子11で
変換された電流が一定になるように周波数制御回路14
により音響光学素子型周波数シフタ9aの音響光学素子
にかける信号の周波数をフィ−ドバック制御すること
で、光パワ−およびスペクトルの安定な光が1入力2出
力型の光分岐結合器10の第2の出力ポ−ト6dから出
力される。
【0054】実施例11.図11はこの発明による光源
の第11の実施例を示す構成図である。15は電圧制御
回路である。図11に示すように、光増幅器1、狭帯域
な波長可変光フィルタ2、2入力2出力型の光分岐結合
器3、および音響光学素子型周波数9aをル−プ状に接
続し、偏光ビ−ムスプリッタ7と2入力2出力型の光分
岐結合器3の間の光路中に偏光ビ−ムスプリッタ7で2
つの直交偏光成分に分離された2つの光が無偏光となる
ように第1の無偏光化装置8aと第2の無偏光化装置8
bを並列に挿入し、かつ、第1の無偏光化装置8aおよ
び第2の無偏光化装置8bの挿入損失を等しく設定し、
2入力2出力型の光分岐結合器3の第2の出力ポ−ト6
bと1入力2出力型の光分岐結合器10を接続し、さら
に1入力2出力型の光分岐結合器10の第1の出力ポ−
ト6cと受光素子11を接続し、受光素子11の受光量
が一定になるように音響光学素子型周波数シフタ9aの
音響光学素子にかける信号の電圧をフィ−ドバック制御
する電圧制御回路15を備え、1入力2出力型の光分岐
結合器10の第2の出力ポ−ト6dから光を取り出す。
【0055】次に動作について説明する。スペクトルの
太さ、波長可変の動作原理については実施例1と同様で
あるので、光パワ−およびスペクトルの安定動作につい
て説明する。1入力2出力型の光分岐結合器10の入力
ポ−トに入射する光の一部は、1入力2出力型の光分岐
結合器10の第1の出力ポ−ト6cを経て受光素子11
で受光され、光から電気に変換される。受光素子11で
変換された電流が一定になるように電圧制御回路15に
より音響光学素子型周波数シフタ9aの音響光学素子に
かける信号の電圧をフィ−ドバック制御することで、光
パワ−およびスペクトルの安定な光が1入力2出力型の
光分岐結合器10の第2の出力ポ−ト6dから得られ
る。
【0056】
【発明の効果】本発明の光源は、以上説明したように構
成されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。
【0057】複数回狭帯域な波長可変光フィルタを通過
するので、狭帯域な波長可変光フィルタの透過スペクト
ルよりもはるかに狭いスペクトルの出力光が得られる。
【0058】また、出力光のピ−ク波長は狭帯域な波長
可変光フィルタの透過中心波長に一致しているため、狭
帯域な波長可変光フィルタの透過中心波長を変化させる
ことにより出力光のピ−ク波長を変化することができ
る。
【0059】また、周波数シフタあるいはランダムに位
相を変化させる位相変調器をル−プ内に入れたので、リ
ングレ−ザ発振を抑制でき、光パワ−およびスペクトル
が安定な出力光が得られる。
【0060】また、ル−プに無偏光化装置を入れること
で、ル−プを構成する光学部品に偏光依存性がある場合
においても、光パワ−およびスペクトルが安定な出力光
を得られる。
【0061】また、光増幅器として光ファイバ増幅器を
用いると、光ファイバ増幅器の利得帯域は広いので、波
長可変範囲の広い光源を得られる。
【0062】さらに、光ファイバ増幅器の励起用半導体
レ−ザの駆動電流をフィ−ドバック制御する回路、半導
体増幅器の注入電流をフィ−ドバック制御する回路、音
響光学素子型周波数シフタの音響光学素子にかける信号
の周波数をフィ−ドバック制御する回路、または音響光
学素子型周波数シフタの音響光学素子にかける信号の電
圧をフィ−ドバック制御する回路を備え、受光素子の受
光量が一定になるようにフィ−ドバック制御するので、
光パワ−およびスペクトルが安定な出力光を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による光源の第1の実施例の構成図
である。
【図2】 この発明による光源を構成する光増幅器のA
SE光スペクトルを示す図である。
【図3】 この発明による光源を構成する波長可変光フ
ィルタの透過特性を示す図である。
【図4】 この発明による光源において波長可変光フィ
ルタを1回通過した後のASE光スペクトルを示す図で
ある。
【図5】 この発明による光源において波長可変光フィ
ルタを複数回通過することで狭スペクトルになることを
模式的に示す図である。
【図6】 この発明による光源の第2の実施例の構成図
である。
【図7】 この発明による光源の第3の実施例の構成図
である。
【図8】 この発明による光源の第6の実施例の構成図
である。
【図9】 この発明による光源の第9の実施例の構成図
である。
【図10】 この発明による光源の第10の実施例の構
成図である。
【図11】 この発明による光源の第11の実施例の構
成図である。
【図12】 従来の雑音指数の測定に用いていた波長可
変光源の構成図である。
【符号の説明】
1 光増幅器、2 波長可変光フィルタ、3 2入力2
出力型の光分岐結合器、4 ランダムに位相を変化させ
る位相変調器、5 光ファイバ、6 出力ポ−ト、7
偏光ビ−ムスプリッタ、8 無偏光化装置、9 周波数
シフタ、10 1入力2出力型の光分岐結合器、11
受光素子、12 駆動電流制御回路、13 注入電流制
御回路、14 周波数制御回路、15 電圧制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/11 G02F 2/02 2/02 H01S 3/10 Z H01S 3/10 G02B 6/28 U (72)発明者 山下 純一郎 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光増幅器の出力ポ−トと狭帯域な波長可
    変光フィルタの入力ポ−トを接続し、前記狭帯域な波長
    可変光フィルタの出力ポ−トと2入力2出力型の光分岐
    結合器の第1の入力ポ−トを接続し、前記2入力2出力
    型の光分岐結合器の第2の入力ポ−トを終端し、前記2
    入力2出力型の光分岐結合器の第1の出力ポ−トとラン
    ダムに位相を変化させる位相変調器の入力ポ−トを接続
    し、前記ランダムに位相を変化させる位相変調器の出力
    ポ−トと前記光増幅器の入力ポ−トを接続し、前記2入
    力2出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を
    取り出すことを特徴とする光源。
  2. 【請求項2】 2入力2出力型の光分岐結合器の第1の
    出力ポ−トと周波数シフタの入力ポ−トを接続し、前記
    周波数シフタの出力ポ−トと光増幅器の入力ポ−トを接
    続し、前記光増幅器の出力ポ−トと狭帯域な波長可変光
    フィルタの入力ポ−トを接続し、前記波長可変光フィル
    タの出力光軸上に偏光ビ−ムスプリッタを設置し、前記
    偏光ビ−ムスプリッタの入射面に垂直な偏光の偏光ビ−
    ムスプリッタ出力光軸上に、第1の無偏光化装置を設置
    し、前記偏光ビ−ムスプリッタの入射面に平行な偏光の
    偏光ビ−ムスプリッタ出力光軸上に第2の無偏光化装置
    を設置し、前記第1の無偏光化装置の出力ポ−トと前記
    2入力2出力型の光分岐結合器の第1の入力ポ−トを接
    続し、前記第2の無偏光化装置の出力ポ−トと前記2入
    力2出力型の光分岐結合器の第2の入力ポ−トを接続
    し、前記2入力2出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ
    −トから光を取り出すことを特徴をする光源。
  3. 【請求項3】 上記周波数シフタが音響光学素子型周波
    数シフタである請求項2記載の光源。
  4. 【請求項4】 2入力2出力型の光分岐結合器の第1の
    出力ポ−トとランダムに位相を変化させる位相変調器の
    入力ポ−トを接続し、前記ランダムに位相を変化させる
    位相変調器の出力ポ−トと光増幅器の入力ポ−トを接続
    し、前記光増幅器の出力ポ−トと狭帯域な波長可変光フ
    ィルタの入力ポ−トを接続し、前記波長可変光フィルタ
    の出力光軸上に偏光ビ−ムスプリッタを設置し、前記偏
    光ビ−ムスプリッタの入射面に垂直な偏光の偏光ビ−ム
    スプリッタ出力光軸上に第1の無偏光化装置を設置し、
    前記偏光ビ−ムスプリッタの入射面に平行な偏光の偏光
    ビ−ムスプリッタ出力光軸上に第2の無偏光化装置を設
    置し、前記第1の無偏光化装置の出力ポ−トと前記2入
    力2出力型の光分岐結合器の第1の入力ポ−トを接続
    し、前記第2の無偏光化装置の出力ポ−トと前記2入力
    2出力型の光分岐結合器の第2の入力ポ−トを接続し、
    前記2入力2出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−ト
    から光を取り出すことを特徴をする光源。
  5. 【請求項5】 上記狭帯域な波長可変光フィルタとして
    誘電体多層膜の角度を変化させることにより、透過波長
    が変化する可変波長干渉膜光フィルタを用いる請求項2
    又は請求項4記載の光源。
  6. 【請求項6】 上記狭帯域な波長可変光フィルタとして
    膜厚に分布特性をもち、位置を光軸に対して、垂直方向
    に移動することで透過波長が変化する可変波長干渉膜光
    フィルタを用いる請求項1、2、又は4記載の光源。
  7. 【請求項7】 上記光増幅器として光ファイバ増幅器を
    用いる請求項1、2、又は4記載の光源。
  8. 【請求項8】 上記光増幅器として半導体増幅器を用い
    る請求項2又は請求項4記載の光源。
  9. 【請求項9】 上記2入力2出力型の光分岐結合器の第
    2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合器の入力
    ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐結合器の
    第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受光素子の
    受光量が一定になるように上記光ファイバ増幅器の励起
    用半導体レ−ザの駆動電流をフィ−ドバック制御する回
    路を備え、前記1入力2出力型の光分岐結合器の第2の
    出力ポ−トから光を取り出す請求項7記載の光源。
  10. 【請求項10】 上記2入力2出力型の光分岐結合器の
    第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合器の入
    力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐結合器
    の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受光素子
    の受光量が一定になるように上記半導体増幅器の注入電
    流をフィ−ドバック制御する回路を備え、前記1入力2
    出力型の光分岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り
    出す請求項8記載の光源。
  11. 【請求項11】 上記2入力2出力型の光分岐結合器の
    第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合器の入
    力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐結合器
    の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受光素子
    の受光量が一定になるように前記音響光学素子型周波数
    シフタの音響光学素子にかける信号の周波数をフィ−ド
    バック制御する回路を備え、前記1入力2出力型の光分
    岐結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出す請求項3
    記載の光源。
  12. 【請求項12】 上記2入力2出力型の光分岐結合器の
    第2の出力ポ−トと1入力2出力型の光分岐結合器の入
    力ポ−トを接続し、前記1入力2出力型の光分岐結合器
    の第1の出力ポ−トと受光素子を接続し、前記受光素子
    の受光量が一定になるように前記音響光学素子型周波数
    シフタの音響光学素子にかける信号の電圧をフィ−ドバ
    ック制御する回路を備え、前記1入力2出力型の光分岐
    結合器の第2の出力ポ−トから光を取り出す請求項3記
    載の光源。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11242116A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Nec Eng Ltd 波長可変光フィルタ及びこれを組合わせた光増幅器

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JPH11242116A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Nec Eng Ltd 波長可変光フィルタ及びこれを組合わせた光増幅器

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