JPH0851411A - Frequency multiplexed light source - Google Patents

Frequency multiplexed light source

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JPH0851411A
JPH0851411A JP6185914A JP18591494A JPH0851411A JP H0851411 A JPH0851411 A JP H0851411A JP 6185914 A JP6185914 A JP 6185914A JP 18591494 A JP18591494 A JP 18591494A JP H0851411 A JPH0851411 A JP H0851411A
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JP
Japan
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light
output
optical frequency
frequency
optical
Prior art date
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Application number
JP6185914A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Ishida
修 石田
Kazuhiro Oda
一弘 織田
Hiroshi Toba
弘 鳥羽
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH0851411A publication Critical patent/JPH0851411A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate control for stabilizing optrical frequency and to improve stability in light frequency multiplexed light source for detecting and error of each optical frequency from frequency multiplexed light obtained by multiplexing light beams having mutually different frequency bands lmitted from plural light sources and controlling respective light sources. CONSTITUTION:Frequency multiplexed light obtained by multiplexing output light beams from respective light sources 11 to 1n by a multiplexer 20 is made incident on an optical frequency discriminator 30 for changing a transmission factor correspondingly to deviations from the optical frequency bends set up in respective light sources 11 to 1n, transmitted light from the discriminator 30 is demultiplexed by a dimultiplexer 40, changes in the transmission factor by respective light frequency bands are detected by respective error detecting circuits 51 to 5n to detect respective light frequency errors, and respective light sources 11 to 1n are controlled based upon the detected results.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光周波数多重通信に利用
する。特に、発振光周波数がそれぞれ異なる値に安定化
された周波数多重光の発生に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used in optical frequency multiplex communication. In particular, it relates to generation of frequency-multiplexed light whose oscillation light frequencies are stabilized at different values.

【0002】[0002]

【従来の技術】光周波数多重(FDM、Frequency Divi
son Multiplexing、波長多重(FDM)と同義)通信方
式においては、複数の光源からの周波数の異なる光を多
重して伝送し、光フィルタその他により所望の周波数の
光だけを選択的に受信して情報を復調する。このような
場合に、光源の発振周波数が揺らぐと、その光源の光を
光フィルタで選択できなくなったり、あるいは別の光源
からの光と周波数が重なって通信を妨害してしまうこと
がある。そこで光周波数多重通信方式では、複数の光源
の発振周波数を例えば等間隔に安定化する必要がある。
2. Description of the Related Art Optical frequency division multiplexing (FDM)
son multiplexing, which is synonymous with wavelength division multiplexing (FDM), is used to multiplex and transmit light of different frequencies from a plurality of light sources, and selectively receive only the light of a desired frequency by an optical filter or the like to obtain information. Demodulate. In such a case, if the oscillation frequency of the light source fluctuates, the light of the light source cannot be selected by the optical filter, or the frequency of the light from another light source may overlap and interfere with communication. Therefore, in the optical frequency multiplex communication system, it is necessary to stabilize the oscillation frequencies of a plurality of light sources at equal intervals.

【0003】図9は光周波数を安定化した従来の光周波
数多重光源を示すブロック構成図である。この従来例
は、H.Toba and K.Nosu, "Optical Frequency Division
Multiplexing Systems", IEICE TRANS.COMMMUN., VOL.
E75-B, NO.4, pp.243-255, 1992 に示されたものであ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional optical frequency multiplex light source with stabilized optical frequency. This conventional example is based on H.Toba and K.Nosu, "Optical Frequency Division
Multiplexing Systems ", IEICE TRANS.COMMMUN., VOL.
E75-B, NO.4, pp.243-255, 1992.

【0004】この従来例はn個の光源11、12、…、
1nを備え、それぞれが出力する光周波数はf1、f
2、…、fnに設定されている。実際には、それぞれ光
周波数f1、f2、…、fnの近傍の光を出力する。光
周波数f1、f2、…、fnは等間隔であり、その周波
数間隔はΔfである。これらの光源11、12、…、1
nの出力をスターカプラ21により合波し、そのひとつ
の出力から取り出された周波数多重光をチャネル選択フ
ィルタ91に導く。チャネル選択フィルタ91は、コン
トローラ92からの指示にしたがって、光源1j(ただ
し1≦j≦n)からの光(光周波数がfj近傍の光)だ
けを選択的に透過する。この透過光は、周波数間隔Δf
で周期的にその透過周波数が変化するマッハツェンダ干
渉計フィルタ(以下「MZフィルタ」という)31を通
過し、フォトディテクタ510により光電気変換され
る。これにより誤差信号が得られる。すなわち、チャネ
ル選択フィルタ91が選択的に透過した光源1jからの
光の周波数と光周波数fjとのずれが、誤差信号として
検出される。
In this conventional example, n light sources 11, 12, ...
1n, and the optical frequencies output by each are f1 and f
2, ..., Fn are set. Actually, the light near the optical frequencies f1, f2, ..., Fn is output. The optical frequencies f1, f2, ..., Fn are evenly spaced, and the frequency spacing is Δf. These light sources 11, 12, ..., 1
The output of n is multiplexed by the star coupler 21, and the frequency multiplexed light extracted from the one output is guided to the channel selection filter 91. According to an instruction from the controller 92, the channel selection filter 91 selectively transmits only the light (light having an optical frequency near fj) from the light source 1j (where 1 ≦ j ≦ n). This transmitted light has a frequency interval Δf.
Then, the light passes through a Mach-Zehnder interferometer filter (hereinafter referred to as “MZ filter”) 31 whose transmission frequency changes periodically, and is photo-electrically converted by a photo detector 510. This gives an error signal. That is, the deviation between the frequency of the light from the light source 1j selectively transmitted by the channel selection filter 91 and the optical frequency fj is detected as an error signal.

【0005】検出された誤差信号は1×nスイッチ2に
導かれる。1×nスイッチ2は、コントローラ92から
の指示により、チャネル選択フィルタ91に同期してそ
の経路を切り替える。すなわち、チャネル選択フィルタ
91が光源1jの光(光周波数がfjの近傍)だけが選
択的に透過しているときには、1×nスイッチ2は入力
された誤差信号が光源1jにフィードバックされるよう
に経路を選択する。
The detected error signal is guided to the 1 × n switch 2. The 1 × n switch 2 switches its path in synchronization with the channel selection filter 91 according to an instruction from the controller 92. That is, when the channel selection filter 91 selectively transmits only the light of the light source 1j (the optical frequency is near fj), the 1 × n switch 2 feeds back the input error signal to the light source 1j. Select a route.

【0006】光源1jは、フィードバックされた誤差信
号に応じて、その光周波数を変化させる。
The light source 1j changes its optical frequency according to the error signal fed back.

【0007】すなわち、チャネル選択フィルタ91で光
周波数fjの近傍の光だけを選択的に透過し、かつ1×
nスイッチ2で誤差信号を光源1jに導くことにより、
フィードバックループ7jが形成される。こうして、フ
ィードバック制御により光源1jの出力光周波数がfj
に安定化される。
That is, only the light near the optical frequency fj is selectively transmitted by the channel selection filter 91, and 1 ×
By guiding the error signal to the light source 1j by the n switch 2,
A feedback loop 7j is formed. Thus, the output light frequency of the light source 1j is fj by the feedback control.
Stabilized to.

【0008】ここで、コントローラ92によりチャネル
選択フィルタ91と1×nスイッチ2とを同期的に順次
切り替えることで、複数の光源11、12、…、1nを
安定化することができる。すなわち、例えば最小の1秒
間はフィードバックループ71を形成して光源11の出
力光周波数をf1に安定化し、次の1秒間はフィードバ
ックループ72を形成して光源12の出力光周波数をf
2に安定化し、以下同様にして最後にフィードバックル
ープ7nを形成して光源1nの出力光周波数をfnに安
定化する。以後、この動作を繰り返す。こうして、それ
ぞれの光源がn秒ごとに1秒間ずつフィードバック制御
されて安定化される。
The controller 92 sequentially switches the channel selection filter 91 and the 1 × n switch 2 synchronously and sequentially, so that the plurality of light sources 11, 12, ..., 1n can be stabilized. That is, for example, a feedback loop 71 is formed for a minimum of 1 second to stabilize the output light frequency of the light source 11 to f1, and a feedback loop 72 is formed for the next 1 second to set the output light frequency of the light source 12 to f.
The output optical frequency of the light source 1n is stabilized to fn by finally forming the feedback loop 7n in the same manner. Thereafter, this operation is repeated. In this way, each light source is feedback-controlled and stabilized for 1 second every n seconds.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例として
示した光周波数多重光源では、制御が複雑で、しかも安
定度が不十分であった。これについて以下に説明する。
However, in the optical frequency multiplex light source shown as the conventional example, the control is complicated and the stability is insufficient. This will be described below.

【0010】まず、従来例として示した光周波数多重光
源では、コントローラ92により、チャネル選択フィル
タ91と1×nスイッチ2とを同期的に切り替える必要
がある。この場合、チャネル選択フィルタ91ではnチ
ャネルのうちから任意の1チャネルを抜き出すようにフ
ィルタの透過特性を制御する必要があり、このような制
御は一般に複雑な制御系を必要とする。
First, in the optical frequency multiplex light source shown as the conventional example, it is necessary to synchronously switch the channel selection filter 91 and the 1 × n switch 2 by the controller 92. In this case, in the channel selection filter 91, it is necessary to control the transmission characteristics of the filter so as to extract any one channel from the n channels, and such control generally requires a complicated control system.

【0011】また、半導体レーザを安定化するためのフ
ィードバックループは間欠的にしか構成されない。この
ため、n秒間のうちフィードバック制御を行う1秒間は
誤差信号を半導体レーザにフィードバックし、残りの
(n−1)秒間は誤差信号をホールドしておく必要があ
り、このために複雑な制御回路が必要である。
Further, the feedback loop for stabilizing the semiconductor laser is constructed only intermittently. Therefore, it is necessary to feed back the error signal to the semiconductor laser for 1 second of performing feedback control out of n seconds, and hold the error signal for the remaining (n-1) seconds. For this reason, a complicated control circuit is required. is necessary.

【0012】さらに、n秒間に1回しかフィードバック
制御を行っていないので、制御の行われない(n−1)
秒間の揺らぎは安定化することができない。例えば、上
述した文献によれば、その周波数揺らぎをピークツーピ
ークで100MHz程度までしか安定化できない。
Further, since the feedback control is performed only once every n seconds, the control is not performed (n-1).
Fluctuations in seconds cannot be stabilized. For example, according to the above-mentioned literature, the frequency fluctuation can be stabilized only about 100 MHz peak-to-peak.

【0013】本発明は、このような課題を解決し、制御
が容易でかつ安定度の優れた光周波数多重光源を提供す
ることを目的とする。
It is an object of the present invention to solve the above problems and provide an optical frequency multiplex light source which is easy to control and has excellent stability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の光周波数多重光
源は、出力する光周波数が互いに異なる値に設定された
複数の光源と、この複数の光源の出力光を合波する合波
手段と、この合波手段の出力する合波光から複数の光源
のそれぞれの出力光を分波する分波手段と、この分波手
段の分波光から複数の光源のそれぞれの出力光の光周波
数誤差を検出する誤差検出手段と、この誤差検出手段の
出力にしたがって対応する光源の出力光周波数を制御す
るフィードバックループとを備えた光周波数多重光源に
おいて、合波手段と分波手段との間に、複数の光源のそ
れぞれに設定された光周波数からのずれに対してそれぞ
れ透過率が変化する光周波数弁別手段を備え、誤差検出
手段はこの光周波数弁別手段による透過率の変化を検出
する手段を含むことを特徴とする。
The optical frequency multiplex light source of the present invention comprises a plurality of light sources whose output optical frequencies are set to different values, and a combining means for combining output lights of the plurality of light sources. , Demultiplexing means for demultiplexing the output light of each of the plurality of light sources from the combined light output from this multiplexing means, and detecting the optical frequency error of the output light of each of the plurality of light sources from the demultiplexed light of this demultiplexing means In the optical frequency multiplex light source including the error detecting means for controlling the output optical frequency of the corresponding light source according to the output of the error detecting means, a plurality of optical frequency multiplexing light sources are provided between the multiplexing means and the demultiplexing means. Each of the light sources is provided with an optical frequency discriminating means whose transmissivity changes with respect to a deviation from a set optical frequency, and the error detecting means includes means for detecting a transmissivity change by the optical frequency discriminating means. The features.

【0015】誤差検出手段およびフィードバックループ
は複数の光源のそれぞれに対応して並列に設けられるこ
とが望ましい。
The error detecting means and the feedback loop are preferably provided in parallel corresponding to each of the plurality of light sources.

【0016】複数の光源の出力する光周波数は互いに等
しい周波数間隔に設定され、光周波数弁別手段はこの周
波数間隔に等しい周期で透過率が変化する周期型フィル
タを含むことがよい。周期型フィルタとしては、マッハ
ツェンダ干渉計により構成されたフィルタを用いること
が望ましいが、他に、ファブリペロフィルタあるいはリ
ング共振器を用いることができる。
The optical frequencies output from the plurality of light sources are set at equal frequency intervals, and the optical frequency discriminating means preferably includes a periodic filter whose transmittance changes at a period equal to the frequency intervals. As the periodic filter, it is desirable to use a filter composed of a Mach-Zehnder interferometer, but it is also possible to use a Fabry-Perot filter or a ring resonator.

【0017】光周波数弁別手段は複数の光源のそれぞれ
に設定された光周波数に対して透過率が極大となるよう
に設定され、透過率の変化を検出する手段は、光周波数
弁別手段の透過特性を変調する手段と、分波手段の分波
光をそれぞれ受光するフォトディテクタと、このフォト
ディテクタの受光出力を変調する手段の変調信号により
位相同期検波する手段とを含むことがよい。光周波数弁
別手段の透過特性を変調するかわりに、複数の光源の出
力する光周波数をそれぞれ変調することもできる。
The optical frequency discriminating means is set so that the transmissivity becomes maximum with respect to the optical frequency set for each of the plurality of light sources, and the means for detecting the change in transmissivity is the transmission characteristic of the optical frequency discriminating means. And a photodetector for receiving the demultiplexed light of the demultiplexing unit, and a unit for performing phase-coherent detection by the modulation signal of the unit for modulating the received light output of the photodetector. Instead of modulating the transmission characteristics of the optical frequency discriminating means, the optical frequencies output by the plurality of light sources can be respectively modulated.

【0018】また、複数の光源のそれぞれに設定された
光周波数に対して光周波数弁別手段の透過率が極大値の
半分となる値に設定し、透過した光の強度により光周波
数の誤差を検出する構成とすることもできる。
Further, the transmittance of the optical frequency discriminating means is set to a value which is half the maximum value with respect to the optical frequency set for each of the plurality of light sources, and the error of the optical frequency is detected by the intensity of the transmitted light. It can also be configured to.

【0019】光周波数弁別手段と分波手段とをひとつの
素子として形成することもできる。
The optical frequency discriminating means and the demultiplexing means can be formed as one element.

【0020】合波手段と分波手段とをひとつの素子とし
て形成し、この素子が、n−1個の入力ポートにそれぞ
れ入力された互いに周波数の異なる光を合波してひとつ
の出力ポートから出力し、前記n−1個の入力ポートと
は別のひとつの入力ポートに入力された前記出力ポート
から出力された合波光と同じ光周波数成分をもつ光を前
記ひとつの出力ポートとは別のn−1個の出力ポートに
分波するひとつの光合分波素子を含み、前記ひとつの出
力ポートと前記ひとつの入力ポートとを光学的に接続す
る光路を備えることもできる。
The multiplexing means and the demultiplexing means are formed as one element, and this element multiplexes lights having different frequencies respectively inputted to the n-1 input ports to output from one output port. The light having the same optical frequency component as the combined light output from the output port, which is output to the input port other than the n-1 input ports, is different from the light output from the one output port. It is also possible to include an optical multiplexing / demultiplexing device for demultiplexing to n-1 output ports, and to provide an optical path for optically connecting the one output port and the one input port.

【0021】[0021]

【作用】周波数多重光の各光周波数に対して設定値から
のずれに相当する透過特性の変化を与え、各光周波数を
分離した後に個々の光周波数についてその誤差を検出す
る。これにより各光周波数について同時に誤差の検出が
可能となり、誤差検出手段およびフィードバックループ
は複数の光源のそれぞれに対応して並列に設けること
で、各光源を常にフィードバック制御することができ
る。
The transmission characteristic is changed corresponding to the deviation from the set value for each optical frequency of the frequency multiplexed light, and after separating each optical frequency, the error is detected for each individual optical frequency. Thereby, it becomes possible to detect an error for each optical frequency at the same time, and by providing the error detecting means and the feedback loop in parallel corresponding to each of the plurality of light sources, each light source can always be feedback-controlled.

【0022】透過特性の変化を与える光周波数弁別手段
として周期型フィルタを用いると、この周期に対応して
複数の光源の出力する光周波数を設定することができ、
光周波数をその周期で互いに等しい周波数間隔に設定す
ることができる。これは光周波数多重通信に利用するう
えで都合がよい。
When a periodic type filter is used as the optical frequency discriminating means for changing the transmission characteristic, the optical frequencies output from a plurality of light sources can be set corresponding to this period,
The optical frequencies can be set at equal frequency intervals in the cycle. This is convenient for use in optical frequency multiplex communication.

【0023】多重される光周波数のそれぞれに対して光
周波数弁別手段の透過率が極大となるように設定し、そ
の透過特性または光源の出力する光周波数を変調するこ
とで、位相同期検波により光周波数の誤差を検出するこ
とができる。また、多重される光周波数のそれぞれに対
して透過率が中間値となるようにすれば、光周波数のず
れにより透過する光強度が大きく変動するので、その光
強度により光周波数の誤差を検出することができる。
By setting the transmittance of the optical frequency discriminating means to be maximum for each of the multiplexed optical frequencies and modulating the transmission characteristic or the optical frequency output from the light source, the phase synchronous detection is performed. A frequency error can be detected. Further, if the transmittance is set to an intermediate value for each of the multiplexed optical frequencies, the intensity of the transmitted light fluctuates greatly due to the deviation of the optical frequencies. Therefore, the error of the optical frequency is detected by the optical intensity. be able to.

【0024】光周波数弁別手段と合波手段、または合波
手段と分波手段、あるいはそれらの三つをひとつの素子
で実現し、構成部品数を減らしてコスト削減および小型
化することができる。
The optical frequency discriminating means and the multiplexing means, or the multiplexing means and the demultiplexing means, or three of them can be realized by one element, and the number of constituent parts can be reduced to reduce the cost and downsize.

【0025】[0025]

【実施例】図1は本発明第一実施例の光周波数多重光源
を示すブロック構成図であり、本発明の基本的な構成を
示す。この光周波数多重光源は、出力する光周波数が互
いに異なる値f1、f2、…、fnに設定された複数の
光源11、12、…、1nと、この複数の光源11、1
2、…、1nの出力光を合波する合波器20と、この合
波器20の出力する合波光から複数の光源11、12、
…、1nのそれぞれの出力光を分波する分波器40と、
この分波器40の分波光から複数の光源11、12、
…、1nのそれぞれの出力光の光周波数誤差を検出する
誤差検出回路51、52、…、5nと、この誤差検出回
路51、52、…、5nの出力にしたがって対応する光
源11、12、…、1nの出力光周波数を制御するフィ
ードバックループ71、72、…、7nとを備える。こ
こで本実施例の特徴とするところは、合波器20と分波
器40との間に、複数の光源11、12、…、1nのそ
れぞれに設定された光周波数からのずれに対してそれぞ
れ透過率が変化する光周波数弁別器30を備え、誤差検
出回路51、52、…、5nはこの光周波数弁別器30
による透過率の変化を検出するように構成されたことに
ある。
1 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a first embodiment of the present invention, showing a basic configuration of the present invention. This optical frequency multiplex light source has a plurality of light sources 11, 12, ..., 1n whose output optical frequencies are set to different values f1, f2 ,.
A multiplexer 20 that multiplexes the output lights of 2, ..., 1n, and a plurality of light sources 11, 12 from the combined light that the multiplexer 20 outputs.
... and a demultiplexer 40 that demultiplexes the respective output lights of 1n,
From the demultiplexed light of the demultiplexer 40, a plurality of light sources 11, 12,
The error detection circuits 51, 52, ... 5n for detecting the optical frequency error of each output light of 1n, and the corresponding light sources 11, 12, ... According to the outputs of the error detection circuits 51, 52 ,. , 1n for controlling the output optical frequency of 1n. Here, the feature of this embodiment is that between the multiplexer 20 and the demultiplexer 40, the deviation from the optical frequency set for each of the plurality of light sources 11, 12, ... Each of the error detection circuits 51, 52, ..., 5n is provided with an optical frequency discriminator 30 whose transmittance changes.
It is configured to detect a change in transmittance due to

【0026】また、本実施例では、誤差検出回路51、
52、…、5nおよびフィードバックループ71、7
2、…、7nが複数の光源11、12、…、1nのそれ
ぞれに対応して並列に設けられ、光源1jの出力する光
周波数fj近傍の光が誤差検出回路5jに入力される。
ただし1 ≦j≦nである。誤差検出回路5jは、光源1
jの出力する光と光周波数弁別器30の透過特性とのず
れを検出し、光源1jにフィードバックする。このよう
にして、複数のフィードバックループ71、72、…、
7nを同時に形成することが可能となり、制御が簡単で
安定度の優れた光周波数多重光源が実現される。
In this embodiment, the error detection circuit 51,
52, ..., 5n and feedback loops 71, 7
, 7n are provided in parallel corresponding to each of the plurality of light sources 11, 12, ..., 1n, and light near the optical frequency fj output from the light source 1j is input to the error detection circuit 5j.
However, 1 ≦ j ≦ n. The error detection circuit 5j uses the light source 1
The deviation between the light output by j and the transmission characteristic of the optical frequency discriminator 30 is detected and fed back to the light source 1j. In this way, the plurality of feedback loops 71, 72, ...
7n can be formed simultaneously, and an optical frequency multiplex light source that is easy to control and has excellent stability is realized.

【0027】光周波数弁別器30と分波器40とを同一
の素子として形成することもできる。また、合波器20
と分波器40とを同一の素子で実現することもできる。
さらに、合波器20、光周波数弁別器30および分波器
40を同一の素子で実現することもできる。このような
構成については、以下の具体的な実施例において説明す
る。
The optical frequency discriminator 30 and the demultiplexer 40 can be formed as the same element. In addition, the multiplexer 20
And the duplexer 40 can be realized by the same element.
Further, the multiplexer 20, the optical frequency discriminator 30, and the demultiplexer 40 can be realized by the same element. Such a configuration will be described in a specific example below.

【0028】図2は本発明第二実施例の光周波数多重光
源を示すブロック構成図であり、本発明の具体的な構成
を示す。ここでは、簡単のため光源の数を5として説明
する。それぞれの光源は、半導体レーザと、その半導体
レーザにレーザ発振のための電流を供給する可変電流源
とから構成される。すなわちこの実施例は、可変電流源
111〜115と、半導体レーザ121〜125とを備
える。可変電流源111〜115が外部入力信号に応じ
てその出力電流を変化させることで、それぞれ半導体レ
ーザ121〜125の発振周波数が制御される。
FIG. 2 is a block diagram showing the optical frequency multiplex light source of the second embodiment of the present invention, and shows a concrete configuration of the present invention. Here, for simplicity, the number of light sources will be described as five. Each light source is composed of a semiconductor laser and a variable current source that supplies a current for laser oscillation to the semiconductor laser. That is, this embodiment includes variable current sources 111 to 115 and semiconductor lasers 121 to 125. The variable current sources 111 to 115 change their output currents according to external input signals, thereby controlling the oscillation frequencies of the semiconductor lasers 121 to 125, respectively.

【0029】半導体レーザ121〜125はそれぞれ光
周波数f1、f2、…、f5の近傍で発振している。こ
こで、光周波数f1、f2、…、f5は周波数軸上で等
間隔に配置され、その間隔はΔfである。
The semiconductor lasers 121 to 125 oscillate near the optical frequencies f1, f2, ..., F5, respectively. Here, the optical frequencies f1, f2, ..., F5 are arranged at equal intervals on the frequency axis, and the intervals are Δf.

【0030】半導体レーザ121〜125のそれぞれの
出力光は合波手段としてのスターカプラ21に導かれ、
合波されて複数の周波数多重光として出力される。
The respective output lights of the semiconductor lasers 121 to 125 are guided to a star coupler 21 as a combining means,
The multiplexed light is output as a plurality of frequency-multiplexed lights.

【0031】スターカプラ21のひとつの合波出力は、
光周波数弁別手段としてのMZフィルタ31に導かれ
る。図3にMZフィルタ31の透過特性を示す。MZフ
ィルタ31は周期Δfの周期的透過特性を示し、図3に
太線で示したように、光周波数fj(1≦j≦5)でそ
の透過率が最大を示すように設定されている。また、M
Zフィルタ31の透過特性は発振器501からの低周波
信号で変調され、図3に細線で示したように周波数軸上
で左右に一定周期Tで振動している。このため、例えば
半導体レーザ122の出力する光の周波数がf2よりも
小さい場合には、この光に対する透過率が周期Tで変動
するため、MZフィルタ31を透過した後のこの光の強
度も周期Tで振動する。また、例えば半導体レーザ12
4の出力する光の周波数がf4より大きい場合には、こ
の光の強度はやはり周期Tで振動するが、振動の位相は
反転している。一方、例えば半導体レーザ123の出力
する光の周波数がf3に一致している場合には、この光
の強度は変動するものの、その基本周期は2Tであり、
周期Tで変動する成分は存在しない。
One combined output of the star coupler 21 is
It is guided to the MZ filter 31 as an optical frequency discriminating means. FIG. 3 shows the transmission characteristics of the MZ filter 31. The MZ filter 31 exhibits a periodic transmission characteristic of a period Δf, and as shown by a thick line in FIG. 3, the MZ filter 31 is set so that its transmittance becomes maximum at the optical frequency fj (1 ≦ j ≦ 5). Also, M
The transmission characteristic of the Z filter 31 is modulated by the low frequency signal from the oscillator 501, and as shown by the thin line in FIG. 3, oscillates left and right on the frequency axis at a constant period T. Therefore, for example, when the frequency of the light output from the semiconductor laser 122 is smaller than f2, the transmittance of this light fluctuates in the cycle T, so that the intensity of this light after passing through the MZ filter 31 is also the cycle T. Vibrates at. Also, for example, the semiconductor laser 12
When the frequency of the light output by 4 is higher than f4, the intensity of this light still oscillates in the cycle T, but the phase of the oscillation is inverted. On the other hand, for example, when the frequency of the light output from the semiconductor laser 123 matches f3, the intensity of this light fluctuates, but its basic period is 2T,
There is no component that fluctuates in the cycle T.

【0032】MZフィルタ31を透過した周波数多重光
は、分波手段としてのアレイ導波路格子型分波器41に
入射し、その光周波数に応じて分波される。アレイ導波
路格子型分波器41により実現される分波特性の例を模
式化して図4に示す。分波されたそれぞれの光の強度
は、フォトディテクタ511〜515で電気信号に変換
される。すなわち、フォトディテクタ51jからは、半
導体レーザ12jからの光の強度に応じた電気信号が出
力される(1≦j≦5)。
The frequency-multiplexed light transmitted through the MZ filter 31 enters an arrayed waveguide grating type demultiplexer 41 as demultiplexing means and is demultiplexed according to the optical frequency. FIG. 4 schematically shows an example of demultiplexing characteristics realized by the arrayed waveguide grating type demultiplexer 41. The intensity of each demultiplexed light is converted into an electric signal by the photo detectors 511 to 515. That is, the photodetector 51j outputs an electric signal according to the intensity of the light from the semiconductor laser 12j (1 ≦ j ≦ 5).

【0033】フォトディテクタ511〜515の出力
は、それぞれロックインアンプ521〜525に送ら
れ、発振器501からの信号に同期した周期Tの変動成
分が検出される。したがって、例えば半導体レーザ12
2の出力光周波数がf2より小さい場合にはロックイン
アンプ522が正の信号を出力し、例えば半導体レーザ
124の出力光周波数がf4より大きい場合にはロック
インアンプ524が負の信号を出力する。一方、例えば
半導体レーザ123の出力光周波数がf3に一致してい
る場合には、ロックインアンプ523の出力は零であ
る。すなわち、フォトディテクタ51jとロックインア
ンプ52jとにより、半導体レーザ12jの出力周波数
とMZフィルタ31の透過率ピーク光周波数値とのずれ
の大きさと方向が検出される。
The outputs of the photo detectors 511 to 515 are sent to the lock-in amplifiers 521 to 525, respectively, and the fluctuation component of the period T synchronized with the signal from the oscillator 501 is detected. Therefore, for example, the semiconductor laser 12
When the output light frequency of 2 is smaller than f2, the lock-in amplifier 522 outputs a positive signal, and when the output light frequency of the semiconductor laser 124 is larger than f4, the lock-in amplifier 524 outputs a negative signal. . On the other hand, for example, when the output optical frequency of the semiconductor laser 123 matches f3, the output of the lock-in amplifier 523 is zero. That is, the magnitude and direction of the deviation between the output frequency of the semiconductor laser 12j and the transmittance peak optical frequency value of the MZ filter 31 are detected by the photodetector 51j and the lock-in amplifier 52j.

【0034】ロックインアンプ521〜525の検出出
力は、誤差信号としてそれぞれ可変電流源111〜11
5にフィードバックされる。こうして、半導体レーザ1
21〜125の発振周波数は、負帰還制御によってそれ
ぞれ光周波数f1〜f5に安定化される。
The detection outputs of the lock-in amplifiers 521 to 525 are output as error signals from the variable current sources 111 to 11 respectively.
It is fed back to 5. Thus, the semiconductor laser 1
The oscillation frequencies of 21 to 125 are stabilized at the optical frequencies f1 to f5 by negative feedback control.

【0035】以上説明したように、本実施例において
は、各光源の出力光が合波された周波数多重光の段階で
ひとつのMZフィルタ31を通過させ、アレイ導波路格
子型分波器41を設けて複数の光源からの周波数多重光
を分離し、光源毎に、光周波数の誤差をフォトディテク
タ511〜515およびロックインアンプ521〜52
5で別々に検出し、別々のフィードバックループにより
各光源に負帰還している。この結果、光源の発振周波数
を常に負帰還制御することが可能である。このようにし
て、個々の光源への負帰還制御を間欠的にしか実現でき
なかった従来の光周波数多重光源に比べて、安定度を大
幅に改善することが可能となり、周波数揺らぎを例えば
ピークツウピークで10MHz以下にすることができ
る。また、負帰還制御はロックインアンプの出力を可変
電流源に接続するだけで実現できるので、コントローラ
で周波数選択フィルタやスイッチを同期的に切り替えた
り、誤差信号の値をホールドしておくなどの複雑な回路
も不要であり、簡単な構成で本発明を実施できる。
As described above, in this embodiment, one MZ filter 31 is passed at the stage of frequency-multiplexed light in which the output light of each light source is multiplexed, and the arrayed-waveguide grating type demultiplexer 41 is set. Provided to separate the frequency-multiplexed light from a plurality of light sources, the error of the optical frequency is detected for each light source by the photo detectors 511 to 515 and the lock-in amplifiers 521 to 52.
5 are separately detected, and are negatively fed back to each light source by different feedback loops. As a result, the oscillation frequency of the light source can always be controlled by negative feedback. In this way, compared to the conventional optical frequency multiplex light source, which could only intermittently realize the negative feedback control to each light source, it is possible to greatly improve the stability and to reduce the frequency fluctuation, for example, peak to peak. The peak can be set to 10 MHz or less. Negative feedback control can be realized simply by connecting the output of the lock-in amplifier to a variable current source, so it is complicated to switch the frequency selection filter or switch synchronously with the controller or hold the error signal value. The present invention can be carried out with a simple configuration without requiring any circuits.

【0036】本実施例では、MZフィルタ31の透過特
性を変調することで、フォトディテクタ511〜515
およびロックインアンプ521〜525により誤差を検
出している。これに対し、他の方法により誤差を検出す
ることもできる。例えば、MZフィルタ31の透過特性
を変調するのではなく、半導体レーザ121〜125の
それぞれの発振光周波数を周波数軸上で振動させてもよ
い。あるいは、変調を加えることなく、フォトディテク
タ511〜515の検出した光強度により光周波数の誤
差を検出することもできる。すなわち、変調器501を
用いず、ロックインアンプ521〜525のかわりに電
圧比較器を設け、MZフィルタ31の透過率が光周波数
f1〜f5で最大値の半分の値となるように設定して、
透過光強度の変化により光周波数の誤差を検出してもよ
い。
In this embodiment, the photodetectors 511 to 515 are modulated by modulating the transmission characteristics of the MZ filter 31.
An error is detected by the lock-in amplifiers 521 to 525. On the other hand, the error can be detected by another method. For example, instead of modulating the transmission characteristics of the MZ filter 31, the oscillation light frequencies of the semiconductor lasers 121 to 125 may be oscillated on the frequency axis. Alternatively, the optical frequency error can be detected by the light intensity detected by the photodetectors 511 to 515 without applying modulation. That is, without using the modulator 501, a voltage comparator is provided instead of the lock-in amplifiers 521 to 525, and the transmittance of the MZ filter 31 is set to be half the maximum value at the optical frequencies f1 to f5. ,
An error in the optical frequency may be detected based on the change in transmitted light intensity.

【0037】また、周波数弁別器として、MZフィルタ
31の代わりに、周期Δfの周期的透過特性を有する他
の手段、例えばファブリペロフィルタやリング共振器そ
の他を用いても本発明を同様に実施できる。さらに、M
Zフィルタ31を省略し、周波数弁別機能をアレイ導波
路格子型分波器41にもたせることもできる。すなわ
ち、発振器501の出力でアレイ導波路格子型分波器4
1の温度を変化させて分波特性を周波数軸上で振動させ
ることもできる。
Further, as the frequency discriminator, instead of the MZ filter 31, other means having a periodic transmission characteristic of the period Δf, such as a Fabry-Perot filter or a ring resonator, can be used to carry out the present invention in the same manner. . Further, M
It is also possible to omit the Z filter 31 and allow the array waveguide grating type demultiplexer 41 to have a frequency discriminating function. That is, the output of the oscillator 501 is used to output the arrayed-waveguide grating type duplexer 4
The demultiplexing characteristic can be oscillated on the frequency axis by changing the temperature of 1.

【0038】複数の光源のうちひとつを基準光源とし、
光周波数弁別手段(MZフィルタ31)を較正するよう
な構成とすることもできる。例えば、半導体レーザ12
1を基準光源とし、ロックインアンプ521の出力する
誤差信号を、可変電流源11にフィードバックするかわ
りにMZフィルタ31にフィードバックする。これによ
り、MZフィルタ31が半導体レーザ121の発振周波
数を基準に安定化され、このMZフィルタ31を基準に
他の半導体レーザ122〜125の発振周波数が安定化
される。このようにすると、半導体レーザ121の発振
周波数を基準として周波数が等間隔に並んだ周波数多重
光を得ることができる。なお、基準光源となる半導体レ
ーザ121は、遠隔地に配置されていてもよく、さらに
一般には、遠隔地から伝搬してきた周波数多重光のうち
の1波を分波して基準光として用いることもできる。
One of the plurality of light sources is used as a reference light source,
The optical frequency discriminating means (MZ filter 31) may be calibrated. For example, the semiconductor laser 12
1, the error signal output from the lock-in amplifier 521 is fed back to the MZ filter 31 instead of being fed back to the variable current source 11. As a result, the MZ filter 31 is stabilized based on the oscillation frequency of the semiconductor laser 121, and the oscillation frequencies of the other semiconductor lasers 122 to 125 are stabilized based on the MZ filter 31. By doing so, it is possible to obtain frequency-multiplexed light whose frequencies are arranged at equal intervals with the oscillation frequency of the semiconductor laser 121 as a reference. The semiconductor laser 121 serving as a reference light source may be arranged at a remote place, and in general, one wave of the frequency-multiplexed light propagated from a remote place may be demultiplexed and used as a reference light. it can.

【0039】図5は本発明第三実施例の光周波数多重光
源を示すブロック構成図である。この実施例は、半導体
レーザ121〜125の出力を合波するために多入力1
出力のアレイ導波路格子型合波器22を用い、その出力
の一部を波長依存性のない光分岐素子(この実施例では
光カプラ23)により取り出してMZフィルタ31に導
くことが第二実施例と異なる。この構成では、分配損な
く複数の周波数の光を合波できるので、強い合波出力が
得られる。さらに、光源が暴走して異なる周波数の光を
出力した場合でも、それが合波出力に現れることを防止
できる利点がある。また、アレイ導波路格子型合波器2
2において、通常は取り出されることなく損失として捨
てられている高次空間モードを取り出せるように構成す
れば、合波出力と安定化に用いるための合波出力とを別
々に取り出すことが可能であり、光カプラ23のような
光分岐素子は不要となる。
FIG. 5 is a block diagram showing the optical frequency multiplex light source of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, in order to combine the outputs of the semiconductor lasers 121 to 125, a multi-input 1
Secondly, it is possible to use the arrayed-waveguide grating type multiplexer 22 of the output and take out a part of the output by an optical branching element (optical coupler 23 in this embodiment) having no wavelength dependence and guide it to the MZ filter 31. Different from the example. With this configuration, light of a plurality of frequencies can be combined without distribution loss, so that a strong combined output can be obtained. Further, even if the light source goes out of control and outputs light of different frequencies, it is possible to prevent the light from appearing in the combined output. In addition, the array waveguide grating type multiplexer 2
In 2, if the high-order spatial mode, which is normally discarded as a loss and is not extracted, can be extracted, the combined output and the combined output used for stabilization can be extracted separately. An optical branching element such as the optical coupler 23 is unnecessary.

【0040】図6は本発明第四実施例の光周波数多重光
源を示すブロック構成図である。この実施例は、合波手
段と分波手段とを同一のアレイ導波路格子型合分波器2
4により実現したことが第二実施例と大きく異なる。
FIG. 6 is a block diagram showing the optical frequency multiplex light source of the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the multiplexing means and the demultiplexing means are the same arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 2
What is realized by No. 4 is largely different from the second embodiment.

【0041】半導体レーザ121〜125はそれぞれ光
周波数f1、f2、…、f5の近傍で発振しており、そ
れぞれの出力光は5×5光合分波器として動作するアレ
イ導波路格子型合分波器24に導かれる。アレイ導波路
格子型合分波器24の合分波特性は、ポートa1とポー
トb1、b2、…、b5との間ではそれぞれ周波数f
1、f2、…、f5の光が互いに結合し、ポートa2と
ポートb1、b2、…、b5との間ではそれぞれ周波数
f2、f3、…、f6の光が互いに結合し、以下同様に
してポートa5とポートb1、b2、…、b5との間で
はそれぞれ周波数f5、f6、…、f9の光が互いに結
合するように設計される。この合分波特性を表1に示
す。
The semiconductor lasers 121 to 125 oscillate in the vicinity of the optical frequencies f1, f2, ..., F5, respectively, and the respective output lights are arrayed waveguide grating type multi / demultiplexers operating as 5 × 5 optical multi / demultiplexers. To the vessel 24. The multiplexing / demultiplexing characteristic of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 has a frequency f between the port a1 and the ports b1, b2, ..., B5.
, F5 are coupled to each other, and light of frequencies f2, f3, ..., F6 are coupled to each other between the port a2 and the ports b1, b2 ,. , b5 are designed to couple the lights of frequencies f5, f6, ..., F9 to each other between a5 and ports b1, b2 ,. Table 1 shows the multiplexing / demultiplexing characteristics.

【0042】[0042]

【表1】 このような合分波特性により、ポートak(2≦k≦
5)にそれぞれ周波数fkの光を入射すると、それらの
光は合波されてすべてポートb1から出力される。した
がって、アレイ導波路格子型合分波器24が合波手段と
して機能する。
[Table 1] Due to such multiplexing / demultiplexing characteristics, the port ak (2 ≦ k ≦
When lights of frequency fk are respectively incident on 5), the lights are combined and all are output from the port b1. Therefore, the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 functions as a multiplexer.

【0043】アレイ導波路格子型合分波器24のポート
b1から出力される周波数多重光は、光カプラ23に導
かれて2分岐され、一方は出力として取り出され、他方
が周波数安定化に利用される。周波数安定化に利用され
る光は、図2に示した第二実施例と同様にMZフィルタ
31で周波数弁別され、ループバック光路61を経てア
レイ導波路格子型合分波器24のポートa1に入力され
る。ポートa1に入力された周波数f2、f3、f4、
f5の光は、上述した特性に従い、それぞれポートb
2、b3、b4、b5へ出力される。すなわち、アレイ
導波路格子型合分波器24がここでは分波手段として機
能する。
The frequency-multiplexed light output from the port b1 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 is guided to the optical coupler 23 and branched into two, one is taken out as an output, and the other is used for frequency stabilization. To be done. The light used for frequency stabilization is frequency-discriminated by the MZ filter 31 as in the second embodiment shown in FIG. 2, and passes through the loopback optical path 61 to the port a1 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24. Is entered. The frequencies f2, f3, f4 input to the port a1,
According to the above-mentioned characteristics, the light of f5 has the port b.
2, b3, b4, b5. That is, the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 functions as a demultiplexing unit here.

【0044】分波されたそれぞれの光は、図2に示した
第二実施例と同様に、分波されたそれぞれの光からフォ
トディテクタ512〜515およびロックインアンプ5
22〜525によって光周波数誤差を検出し、誤差信号
を半導体レーザ122〜125にフィードバックするこ
とにより安定化が実現される。
The respective demultiplexed lights are photodetectors 512 to 515 and the lock-in amplifier 5 from the respective demultiplexed lights as in the second embodiment shown in FIG.
Stabilization is realized by detecting the optical frequency error by 22 to 525 and feeding back the error signal to the semiconductor lasers 122 to 125.

【0045】以上説明したように、本実施例は第二実施
例と同等に動作することに加え、合波手段と分波手段と
の機能を併せ持つアレイ導波路格子型合分波器24を利
用することで、構成部品点数を減少させ、小型化および
コスト削減を可能にする。さらに、分波手段として周波
数選択性を有するアレイ導波路格子型合分波器24を用
いているので、光源が暴走して異なる周波数の光を出力
した場合でもそれが合波出力には現れないという利点も
併せ持つ。なお、本実施例においても、アレイ導波路格
子型合分波器において通常は取り出されることなく損失
として捨てられている高次空間モードを取り出せるよう
に構成すれば、合波出力と安定化に用いるための合波出
力とを別々に取り出すことが可能となり、光カプラ23
は不要となる。
As described above, this embodiment uses the arrayed-waveguide-grating type multiplexer / demultiplexer 24 which operates in the same manner as the second embodiment and has the functions of the multiplexing means and the demultiplexing means. By doing so, the number of constituent parts can be reduced, which enables downsizing and cost reduction. Further, since the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 having frequency selectivity is used as the demultiplexing means, even if the light source runs out and outputs light of different frequencies, it does not appear in the multiplexed output. It also has the advantage of. Also in this embodiment, if the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer is constructed so as to extract the higher-order spatial mode which is not normally extracted but is discarded as loss, it is used for combined output and stabilization. It becomes possible to take out separately the combined output for
Becomes unnecessary.

【0046】本実施例においても第二実施例と同様に、
他の方法により光周波数誤差を検出することができる。
また、MZフィルタ31を省略し、その機能をアレイ導
波路格子型合分波器24にもたせることもできる。すな
わち、発振器501の出力でアレイ導波路格子型合分波
器24の温度を変化させ、その合分波特性を周波数軸上
で振動させてもよい。この場合、半導体レーザ122〜
125のそれぞれの出力がアレイ導波路格子型合分波器
24を2回通過するため、第二実施例でMZフィルタ3
1を省略してその機能をアレイ導波路格子型合分波器4
1にもたせた場合に比べて周波数弁別感度が向上すると
いう利点も生じる。なぜなら、アレイ導波路格子型合分
波器24は、1回の通過に際して図4に示したような透
過特性を示し、2回通過した場合にはこの透過特性がよ
りシャープになる(透過帯域幅が例えば0.7倍にな
る)からである。
Also in this embodiment, as in the second embodiment,
The optical frequency error can be detected by other methods.
Further, the MZ filter 31 may be omitted and the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 may have the function thereof. That is, the temperature of the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 may be changed by the output of the oscillator 501, and the multiplexing / demultiplexing characteristic may be vibrated on the frequency axis. In this case, the semiconductor lasers 122-
Since each output of 125 passes through the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 twice, in the second embodiment, the MZ filter 3 is used.
1 is omitted, and its function is arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 4
There is also an advantage that the frequency discrimination sensitivity is improved as compared with the case where it is set to 1. This is because the arrayed-waveguide-grating-type multiplexer / demultiplexer 24 exhibits the transmission characteristic as shown in FIG. 4 in one pass, and the transmission characteristic becomes sharper in two passes (transmission bandwidth). Is, for example, 0.7 times).

【0047】また、MZフィルタ31もしくはアレイ導
波路格子型合分波器24の特性を振動させるかわりに、
半導体レーザ122〜125の発振周波数を周波数軸上
で振動させてもよい。
Further, instead of vibrating the characteristics of the MZ filter 31 or the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24,
The oscillation frequencies of the semiconductor lasers 122 to 125 may be oscillated on the frequency axis.

【0048】同様に、複数の光源のうちのひとつを基準
光源として、光周波数弁別手段(MZフィルタ31ある
いはその機能をもつアレイ導波路格子型合分波器24)
を較正するような構成とすることもできる。例えば、図
6の構成において半導体レーザ122を基準光源とすれ
は、ロックインアンプ522の検出出力である誤差信号
を可変電流源112にフィードバックするかわりにMZ
フィルタ31にフィードバックするように構成すればよ
い。この結果、MZフィルタ31は半導体レーザ122
の発振周波数を基準に安定化され、その一方で他の半導
体レーザ123〜125の発振周波数はMZフィルタ3
1を基準に安定化される。こうして、半導体レーザ12
2の発振周波数を基準にして周波数が等間隔に並んだ周
波数多重光を得ることができる。なお、基準光源となる
半導体レーザ122は、遠隔地に配置されていてもよ
く、また、遠隔地から伝搬してきた周波数多重光をアレ
イ導波路格子型合分波器24のポートa2に直接入力し
てもよい。この場合、周波数多重光のうち周波数f2の
光が基準光として作用する。
Similarly, using one of the plurality of light sources as a reference light source, the optical frequency discriminating means (the MZ filter 31 or the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 having the function).
May be configured to be calibrated. For example, in the configuration of FIG. 6, when the semiconductor laser 122 is used as the reference light source, instead of feeding back the error signal which is the detection output of the lock-in amplifier 522 to the variable current source 112, the MZ is used.
It may be configured to feed back to the filter 31. As a result of this, the MZ filter 31 causes the semiconductor laser 122 to
Of the other semiconductor lasers 123 to 125, while the oscillation frequencies of the other semiconductor lasers 123 to 125 are stabilized by the MZ filter 3.
Stabilized on the basis of 1. Thus, the semiconductor laser 12
It is possible to obtain frequency-multiplexed light in which the frequencies are arranged at equal intervals based on the oscillation frequency of 2. The semiconductor laser 122 serving as a reference light source may be arranged at a remote place, and the frequency-multiplexed light propagated from the remote place is directly input to the port a2 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24. May be. In this case, the light of the frequency f2 of the frequency multiplexed light acts as the reference light.

【0049】図7は本発明第五実施例の光周波数多重光
源を示すブロック構成図である。この実施例は、ループ
バック光路61をポートa2に接続することが第一実施
例と異なる。この場合にアレイ導波路格子型合分波器2
4に要求される合分波特性を表2に示す。
FIG. 7 is a block diagram showing the optical frequency multiplex light source of the fifth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in that the loopback optical path 61 is connected to the port a2. In this case, the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 2
Table 2 shows the multiplexing / demultiplexing characteristics required for No. 4 above.

【0050】[0050]

【表2】 このように、波長多重光を出力するポートbpとループ
バックされるポートaq(1≦p、q≦5)とでp≠q
である場合には、アレイ導波路格子型合分波器24の合
分波特性が、表2に示すような周回性を満たすようにす
ればよい。
[Table 2] In this way, p ≠ q for the port bp that outputs wavelength-multiplexed light and the port aq (1 ≦ p, q ≦ 5) that is looped back.
In this case, the multiplexing / demultiplexing characteristic of the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 may satisfy the circularity as shown in Table 2.

【0051】図8は本発明第六実施例の光周波数多重光
源を示すブロック構成図である。この実施例は、ループ
バック光路61のかわりに折り返し光路65を用い、M
Zフィルタ31の出力をアレイ導波路型合分波器24の
ポートbpから入力することが第五実施例と異なる。
FIG. 8 is a block diagram showing the optical frequency multiplex light source of the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, a loopback optical path 65 is used instead of the loopback optical path 61, and M
The difference from the fifth embodiment is that the output of the Z filter 31 is input from the port bp of the arrayed waveguide multiplexer / demultiplexer 24.

【0052】半導体レーザ122、124はそれぞれ光
周波数f2、f4の近傍で発振しており、それぞれの出
力光はアレイ導波路格子型合分波器24のポートa2、
a4にそれぞれ導かれる。それぞれの光は、表1に示し
た合分波特性に従い、合波されたポートb1から出力さ
れる。
The semiconductor lasers 122 and 124 oscillate in the vicinity of the optical frequencies f2 and f4, respectively, and the respective output lights are the ports a2 of the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24.
Each is led to a4. Each light is output from the multiplexed port b1 according to the multiplexing / demultiplexing characteristics shown in Table 1.

【0053】ポートb1から出力された周波数多重光
は、光カプラ23により2分岐され、MZフィルタ31
で周波数弁別された後に、折り返し光路65を経てアレ
イ導波路格子型合分波器24のポートb2に入力され
る。ポートb2に入力された周波数f2、f4の光は、
表1に示した合分波特性に従い、それぞれポートa1、
a3へ導かれる。
The frequency-multiplexed light output from the port b1 is branched into two by the optical coupler 23, and the MZ filter 31
After the frequency is discriminated by (1), it is input to the port b2 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 through the folding optical path 65. Light of frequencies f2 and f4 input to the port b2 is
According to the multiplexing / demultiplexing characteristics shown in Table 1, the ports a1 and
It is led to a3.

【0054】以下、図2を参照して説明した第二実施例
と同様に、分波されたそれぞれの光からフォトディテク
タ512、514およびロックインアンプ522、52
4によって光周波数誤差が検出され、誤差信号が半導体
レーザ122、124にフィードバックされて発振周波
数が安定化される。
Hereinafter, similar to the second embodiment described with reference to FIG. 2, photodetectors 512 and 514 and lock-in amplifiers 522 and 52 are extracted from the respective demultiplexed lights.
An optical frequency error is detected by 4, and the error signal is fed back to the semiconductor lasers 122 and 124 to stabilize the oscillation frequency.

【0055】図6および図7を参照してそれぞれ説明し
た第四実施例および第五実施例では、アレイ導波路格子
型合分波器24のクロストークによって、合波出力に干
渉雑音が生じる可能性があった。例えば図6を参照して
説明すると、半導体レーザ122の出力する光のうち周
波数安定化に用いられる成分は、アレイ導波路格子型合
分波器24のポートa1から再び入力されてポートb2
に出力されるが、若干量はポートb1にも混入してしま
う。この混入光は、本来の出力光であるポートa2から
b1を経て取り出される合波出力中に含まれる光と同一
の光源からの光であるので、干渉して光強度が揺らいで
しまう。
In the fourth and fifth embodiments described with reference to FIGS. 6 and 7, crosstalk of the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 may cause interference noise in the combined output. There was a nature. For example, referring to FIG. 6, a component used for frequency stabilization in the light output from the semiconductor laser 122 is re-input from the port a1 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 and then port b2.
Is output to the port b1, but a small amount is also mixed in the port b1. Since this mixed light is the light from the same light source as the light included in the combined output extracted from the ports a2 and b1 which is the original output light, the mixed light interferes and the light intensity fluctuates.

【0056】これに対して図8に示した第六実施例で
は、周波数安定化に用いられる成分が、合波出力を取り
出すポートb1と同一側のポートb2からアレイ導波路
格子型合分波器24に再入力されるため、クロストーク
光が合波出力に混入することがない。したがって、干渉
により光強度が揺らぐことはない。
On the other hand, in the sixth embodiment shown in FIG. 8, the component used for frequency stabilization is the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer from the port b2 on the same side as the port b1 for extracting the multiplexed output. Since it is re-inputted to 24, crosstalk light is not mixed in the multiplexed output. Therefore, the light intensity does not fluctuate due to the interference.

【0057】以上説明したように、本実施例は、第四お
よび第五実施例と同等に動作することに加え、光源の個
々の出力光と合波された周波数多重光とをアレイ導波路
格子型合分波器24で逆方向に伝搬させることにより、
干渉雑音による劣化のない合波出力を取り出すことがで
きる。
As described above, the present embodiment operates in the same manner as the fourth and fifth embodiments, and additionally, the individual output light from the light source and the frequency-multiplexed light multiplexed are arrayed waveguide gratings. By propagating in the opposite direction with the type multiplexer / demultiplexer 24,
It is possible to take out the combined output without deterioration due to interference noise.

【0058】本実施例の場合にも、アレイ導波路格子型
合分波器において通常は取り出されることなく損失とし
て捨てられている高次空間モードを取り出せるように構
成すれば、合波出力と安定化に用いるための合波出力と
を別々に取り出すことも可能となり、光カプラ23は不
要となる。
Also in the case of the present embodiment, if the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer is constructed so as to extract the higher-order spatial mode which is normally discarded and is discarded as a loss, the combined output and the stability are obtained. It is also possible to separately take out the combined output used for conversion, and the optical coupler 23 becomes unnecessary.

【0059】また、本実施例においても、上述の実施例
と同様に、他の方法により周波数誤差を検出してもよ
い。MZフィルタ31を省略し、その機能をアレイ導波
路格子型合分波器24にもたせることもできる。複数の
光源のうちのひとつを基準光源として、光周波数弁別手
段(MZフィルタ31あるいはその機能をもつアレイ導
波路格子型合分波器24)を較正するような構成とする
こともできる。
Also in this embodiment, the frequency error may be detected by another method as in the above-mentioned embodiment. The MZ filter 31 may be omitted and the array waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 may have the function thereof. The optical frequency discriminating means (the MZ filter 31 or the arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 having the function) may be calibrated by using one of the plurality of light sources as a reference light source.

【0060】なお、図8に示した実施例では、合波出力
をアレイ導波路格子型合分波器24のポートb1から取
り出し、折り返し光路65をポートb2に接続したが、
他のポートbp、bq(1≦p、q≦5)を利用しても
同様に実施できる。
In the embodiment shown in FIG. 8, the combined output is taken out from the port b1 of the arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer 24 and the folded optical path 65 is connected to the port b2.
The same operation can be performed by using the other ports bp and bq (1 ≦ p, q ≦ 5).

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光周波数
多重光源は、周波数多重光の各光周波数について同時に
誤差を検出することができ、複数のフィードバックルー
プを同時に構成することが可能になる。このため、ルー
プバックループ切替等の複雑な制御回路を用いることな
く簡単に実施でき、しかも周波数安定度の優れた周波数
多重光を得ることが可能となる効果がある。
As described above, the optical frequency multiplex light source of the present invention can simultaneously detect an error for each optical frequency of the frequency multiplex light, and it is possible to configure a plurality of feedback loops at the same time. . Therefore, there is an effect that it is possible to easily carry out without using a complicated control circuit such as loopback loop switching and to obtain frequency multiplexed light with excellent frequency stability.

【0062】また、分波手段を光周波数弁別手段として
も利用する場合には、構成部品数を減らしてコストおよ
び小型化を達成できる。さらに、分波手段と合波手段を
ひとつの素子で兼用したり、分波手段、光周波数弁別手
段および合波手段をひとつの素子で兼用することで、さ
らに構成部品数を減らして一層のコスト削減および小型
化を達成できる。
Further, when the demultiplexing means is also used as the optical frequency discriminating means, the number of constituent parts can be reduced and the cost and the size can be reduced. Furthermore, by combining the demultiplexing means and the multiplexing means with a single element, or by using the demultiplexing means, the optical frequency discriminating means and the multiplexing means with a single element, the number of components can be further reduced to further reduce the cost. Reduction and miniaturization can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第一実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第二実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 2 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a second embodiment of the present invention.

【図3】MZフィルタの透過特性を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a transmission characteristic of an MZ filter.

【図4】アレイ導波路格子型分波器の分波特性例を模式
化して示す図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of demultiplexing characteristics of an arrayed waveguide grating type demultiplexer.

【図5】本発明第三実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 5 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明第四実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 6 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明第五実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 7 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明第六実施例の光周波数多重光源を示すブ
ロック構成図。
FIG. 8 is a block diagram showing an optical frequency multiplex light source according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】従来例の光周波数多重光源を示すブロック構成
図。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional optical frequency multiplex light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12、…、1n 光源 111〜115 可変電流源 121〜125 半導体レーザ 2 1×nスイッチ 20 合波器 21 スターカプラ 22 アレイ導波路格子型合波器 23 光カプラ 24 アレイ導波路格子型合分波器 30 光周波数弁別器 31 MZフィルタ 40 分波器 41 アレイ導波路格子型分波器 51、52、…、5n 誤差検出回路 501 発振器 510〜515 フォトディテクタ 521〜525 ロックインアンプ 61 ループバック光路 65 折り返し光路 71、72、…、7n フィードバックループ 91 チャネル選択フィルタ 92 コントローラ 11, 12, ..., 1n light source 111-115 variable current source 121-125 semiconductor laser 2 1 × n switch 20 multiplexer 21 star coupler 22 array waveguide grating type multiplexer 23 optical coupler 24 array waveguide grating type combination Demultiplexer 30 Optical frequency discriminator 31 MZ filter 40 Demultiplexer 41 Arrayed waveguide grating type demultiplexer 51, 52, ..., 5n Error detection circuit 501 Oscillator 510-515 Photodetector 521-525 Lock-in amplifier 61 Loopback optical path 65 Folded-back optical paths 71, 72, ..., 7n Feedback loop 91 Channel selection filter 92 Controller

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04B 10/06 10/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H04B 10/06 10/04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力する光周波数が互いに異なる値に設
定された複数の光源と、 この複数の光源の出力光を合波する合波手段と、 この合波手段の出力する合波光から前記複数の光源のそ
れぞれの出力光を分波する分波手段と、 この分波手段の分波光から前記複数の光源のそれぞれの
出力光の光周波数誤差を検出する誤差検出手段と、 この誤差検出手段の出力にしたがって対応する光源の出
力光周波数を制御するフィードバックループとを備えた
光周波数多重光源において、 前記合波手段と前記分波手段との間に、前記複数の光源
のそれぞれに設定された光周波数からのずれに対してそ
れぞれ透過率が変化する光周波数弁別手段を備え、 前記誤差検出手段はこの光周波数弁別手段による透過率
の変化を検出する手段を含むことを特徴とする光周波数
多重光源。
1. A plurality of light sources whose output optical frequencies are set to different values, a combining means for combining the output lights of the plurality of light sources, and a plurality of the combined lights output from the combining means. Demultiplexing means for demultiplexing the output light of each light source, error detecting means for detecting the optical frequency error of the output light of each of the plurality of light sources from the demultiplexing light of the demultiplexing means, and the error detecting means An optical frequency multiplex light source including a feedback loop for controlling an output optical frequency of a corresponding light source according to an output, wherein the light set in each of the plurality of light sources is provided between the multiplexing unit and the demultiplexing unit. An optical frequency discriminating unit that changes the transmissivity with respect to a deviation from the frequency is provided, and the error detecting unit includes a unit that detects a transmissivity change by the optical frequency discriminating unit. Frequency multiplex light source.
【請求項2】 前記誤差検出手段および前記フィードバ
ックループは前記複数の光源のそれぞれに対応して並列
に設けられた請求項1記載の光周波数多重光源。
2. The optical frequency multiplex light source according to claim 1, wherein the error detection means and the feedback loop are provided in parallel corresponding to each of the plurality of light sources.
【請求項3】 前記複数の光源の出力する光周波数は互
いに等しい周波数間隔に設定され、 前記光周波数弁別手段はこの周波数間隔に等しい周期で
透過率が変化する周期型フィルタを含む請求項1または
2記載の光周波数多重光源。
3. The optical frequencies output from the plurality of light sources are set at equal frequency intervals, and the optical frequency discriminating means includes a periodic filter whose transmittance changes at a period equal to the frequency intervals. 2. The optical frequency multiplex light source according to 2.
【請求項4】 前記周期型フィルタはマッハツェンダ干
渉計により構成されたフィルタである請求項3記載の光
周波数多重光源。
4. The optical frequency multiplex light source according to claim 3, wherein the periodic filter is a filter composed of a Mach-Zehnder interferometer.
【請求項5】 前記光周波数弁別手段は前記複数の光源
のそれぞれに設定された光周波数に対して透過率が極大
となるように設定され、 前記透過率の変化を検出する手段は、前記光周波数弁別
手段の透過特性を変調する手段と、前記分波手段の分波
光をそれぞれ受光するフォトディテクタと、このフォト
ディテクタの受光出力を前記変調する手段の変調信号に
より位相同期検波する手段とを含む請求項1ないし4の
いずれか記載の光周波数多重光源。
5. The optical frequency discriminating means is set so that the transmissivity is maximized with respect to the optical frequency set for each of the plurality of light sources, and the means for detecting a change in the transmissivity is the optical frequency discriminating means. A means for modulating the transmission characteristic of the frequency discriminating means, a photodetector for receiving the demultiplexed light of the demultiplexing means, and a means for phase-coherently detecting the received light output of the photodetector by the modulation signal of the modulating means. An optical frequency multiplex light source according to any one of 1 to 4.
【請求項6】 前記光周波数弁別手段は前記複数の光源
のそれぞれに設定された光周波数に対して透過率が極大
となるように設定され、 前記透過率の変化を検出する手段は、前記複数の光源の
出力する光周波数をそれぞれ変調する手段と、前記分波
手段の分波光をそれぞれ受光するフォトディテクタと、
このフォトディテクタの受光出力を前記変調する手段の
変調信号により位相同期検波する手段とを含む請求項1
ないし4のいずれか記載の光周波数多重光源。
6. The optical frequency discriminating means is set so that the transmissivity is maximized with respect to the optical frequency set for each of the plurality of light sources, and the means for detecting the change in the transmissivity is the plurality of light sources. Means for respectively modulating the optical frequency output by the light source, and a photodetector for respectively receiving the demultiplexed light of the demultiplexing means,
2. A means for phase-synchronizing detection of a light-receiving output of the photodetector by a modulation signal of the means for modulating.
5. An optical frequency multiplex light source according to any one of items 4 to 4.
【請求項7】 前記周波数弁別手段と前記分波手段とは
ひとつの素子として形成された請求項1ないし6のいず
れか記載の光周波数多重光源。
7. The optical frequency multiplex light source according to claim 1, wherein the frequency discriminating means and the demultiplexing means are formed as one element.
【請求項8】 前記合波手段と前記分波手段とはひとつ
の素子として形成され、この素子は、n−1個の入力ポ
ートにそれぞれ入力された互いに周波数の異なる光を合
波してひとつの出力ポートから出力し、前記n−1個の
入力ポートとは別のひとつの入力ポートに入力された前
記出力ポートから出力された合波光と同じ光周波数成分
をもつ光を前記ひとつの出力ポートとは別のn−1個の
出力ポートに分波するひとつの光合分波素子を含み、前
記ひとつの出力ポートと前記ひとつの入力ポートとを光
学的に接続する光路を備えた請求項1ないし7のいずれ
か記載の光周波数多重光源。
8. The multiplexing means and the demultiplexing means are formed as a single element, and the element multiplexes lights having different frequencies respectively input to n-1 input ports to form a single element. Light having the same optical frequency component as that of the combined light output from the output port, which is output from the output port of the output port and is input to one input port different from the n-1 input ports. 2. An optical path including one optical multiplexing / demultiplexing device for demultiplexing to n-1 output ports other than the above, and an optical path optically connecting the one output port and the one input port. 7. The optical frequency multiplex light source according to any one of 7.
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