JPH09298511A - 周波数安定化光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の半導体レーザ光源により複数の出力光
を発生する際、個々の半導体レーザ光源の発振周波数自
体を厳密に管理しなくても、各出力光の周波数を一定周
波数間隔となるように安定化し得るようにする。 【解決手段】 制御回路７は、光切替器１により、光源
ユニット１００〜３００の出力光を選択し、ファブリ・
ペロ・エタロン共振器３を透過させる。除算器６から
は、ファブリ・ペロ・エタロン共振器３の透過率を反映
した除算値が得られる。制御回路は、この除算値から当
該光源ユニットの出力光の周波数とその目標値との間の
周波数誤差を検出し、該周波数誤差に基づいて当該光源
ユニットの半導体レーザ光源の温度および駆動電流を調
節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、周波数多重光通
信等において周波数の異なった複数種類の光を各々出力
する光源に係り、特に各出力光の周波数が一定周波数間
隔または一定周波数の整数倍の間隔となるように各出力
光の周波数を安定化する機能を具備した周波数安定化光
源に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の周波数安定化光源を適用
した周波数多重光通信システムの送信装置の一構成例を
示すものである。この送信装置は、複数の送信ユニット
４００〜６００と、光合波器３０によって構成されてい
る。なお、送信ユニット５００と６００の間にも複数の
送信ユニットが存在しているが、それらの送信ユニット
については図示が省略されている。

【０００３】送信ユニット４００は、図示のように、周
波数基準４０１、半導体レーザ光源４０２、温度制御回
路４０３、電流制御回路４０４、制御回路４０５、恒温
槽４０６および光変調器４０７により構成されている。
他の送信ユニット５００，６００，…も、この送信ユニ
ット４００と同一の内部構成を有している。

【０００４】送信ユニット４００において、半導体レー
ザ光源４０２は恒温槽４０６内に収容されている。そし
て、この恒温槽４０６の温度は、温度制御回路４０３に
より制御される。また、半導体レーザ光源４０２の駆動
電流は、電流制御回路４０４により制御される。半導体
レーザ光源４０２は、この駆動電流が与えられることに
より発振し出力光を発するが、その際の発振周波数は、
駆動電流の電流値および恒温槽４０６の温度により左右
されることとなる。半導体レーザ光源４０２から得られ
る出力光の一部は、周波数基準４０１に出力される。こ
の周波数基準４０１は、半導体レーザ光源４０２の出力
光の周波数を測定する手段である。制御回路４０５は、
この周波数基準４０１によって測定された半導体レーザ
光源４０２の出力光の周波数に基づいて温度制御回路４
０３および電流制御回路４０４の設定値を調節し、半導
体レーザ光源４０２の発振周波数を一定の周波数に安定
化する。

【０００５】このように半導体レーザ光源４０２の発振
周波数を周波数基準４０１を基準として安定化する理由
は、半導体レーザ光源４０２の発振周波数確度および安
定度が、周波数多重光通信に求められる性能に対して不
足しているためである。

【０００６】半導体レーザ光源４０２の出力光は、光変
調器４０７に出力される。光変調器４０７は、信号入力
端４０８を介して供給される電気信号により半導体レー
ザ光源４０２の出力光を変調する。変調器４０７によっ
て変調された出力光は、光合波器３０に出力される。光
合波器３０は、送信ユニット４００の出力光および他の
送信ユニットの出力光を合波し、光出力端３１より光フ
ァイバー通信ケーブルに出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来技術による周波数多重光通信システムの送信装置に
おいては、半導体レーザ光源の周波数安定化を個々の送
信ユニットにて行っていた。そのため周波数基準も個々
の送信ユニットに設ける必要があった。

【０００８】また、光周波数多重通信においては隣接チ
ャンネルとの周波数間隔が狭いため、漏話が発生しやす
い。この漏話を防止するためには隣接チャンネルとの周
波数間隔が常に一定となるように各チャンネルの周波数
を管理する必要がある。しかし、数ＧＨｚから数十ＧＨ
ｚもある隣接チャンネルとの周波数間隔を測定し管理す
ることは、技術的および経済的に不可能であった。そこ
で、従来技術による周波数多重光通信システムの送信装
置では、個々の送信ユニットの半導体レーザ光源の周波
数自体を厳しい精度および安定度で制御することで、隣
接チャンネルとの周波数間隔の変動を抑え、漏話の対策
を行っていた。このため、送信装置が高価なものとなっ
ていた。

【０００９】この発明は、以上説明した事情に鑑みてな
されたものであり、個々の半導体レーザ光源の発振周波
数自体を厳密に管理しなくても、各チャンネルに対応し
た出力光の周波数を一定周波数間隔または一定周波数の
整数倍の間隔となるように安定化することができる周波
数安定化光源を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記課題
を解決するための糸口をファブリ・ペロ・エタロン共振
器に求めた。このファブリ・ペロ・エタロン共振器は、
図３に例示するように、一定周波数間隔で共振する光透
過特性を有している。また、ファブリ・ペロ・エタロン
共振器の各共振周波数は、種々の要因によって変動する
が、その際に各共振周波数はいずれも同方向に変動す
る。従って、送信装置が出力する各チャンネルの信号光
の各周波数をこのファブリ・ペロ・エタロン共振器の各
共振周波数に一致させるような制御を行うことができれ
ば、各チャンネルの信号光の隣接チャンネル間隔を一定
に保つことができると思われる。そこで、本願発明者
は、このファブリ・ペロ・エタロン共振器を利用するこ
とによる本発明の課題の解決手段を検討することとし
た。

【００１１】まず、上記のような制御を行うための一方
法として、複数の半導体レーザ光源から得られる各チャ
ンネルに対応した出力光を１つのファブリ・ペロ・エタ
ロン共振器に同時に入射させ、その際のファブリ・ペロ
・エタロン共振器の透過率を検出することにより半導体
レーザ光源の周波数間隔を測定するという方法が考えら
れる。

【００１２】しかし、この方法を実施することは現実問
題として不可能である。仮にこの方法を実施するものと
すると、ファブリ・ペロ・エタロン共振器から得られる
透過光の光量を各チャンネル毎に分離して測定する必要
があるが、受光素子によりこのような測定を行うことは
できないからである。

【００１３】別の方法として、複数の半導体レーザ光源
から得られる各出力光を複数の光路に沿って大型のファ
ブリ・ペロ・エタロン共振器に入射させ、このファブリ
・ペロ・エタロン共振器から得られる各透過光を上記複
数の光路の延長上に配置された複数の受光素子によって
受光することにより各半導体レーザ光源の出力光毎に透
過率を分離し検出する方法が考えられる。

【００１４】しかし、この方法を実施した場合、製造上
のばらつきにより、ファブリ・ペロ・エタロン共振器を
通過する各光路間で共振周波数にずれが生じる。このよ
うに共振周波数がずれてしまっては、ファブリ・ペロ・
エタロン共振器の特徴を生かして隣接チャンネル間隔を
一定に保つことができない。また、大型のファブリ・ペ
ロ・エタロン共振器は、温度制御を十分に行うことが困
難であり、ファブリ・ペロ・エタロン共振器の部位によ
り温度差が生じやすい。そして、ファブリ・ペロ・エタ
ロン共振器の各部位間に温度差が生じると、この温度差
に起因し、各光路間で共振周波数にずれが生じることと
なる。

【００１５】本願発明者は、以上のような検討を重ねた
結果、本発明の課題を解決するためには結局のところ以
下の手段を講じなければならないとの結論に達した。

【００１６】ａ．複数の半導体レーザ光源から得られる
各出力光は、単一の光路に沿ってファブリ・ペロ・エタ
ロン共振器を透過させるべきである。

【００１７】ｂ．全半導体レーザ光源の出力光を同時に
単一の光路に沿ってファブリ・ペロ・エタロン共振器に
入射させた場合、ファブリ・ペロ・エタロン共振器から
得られる透過光を各半導体レーザ光源毎に分離して測定
することが困難になる。そこで、各半導体レーザ光源の
うち一の半導体レーザ光源の出力光を選択し、この選択
した出力光をファブリ・ペロ・エタロン共振器に供給
し、当該半導体レーザ光源に対応した透過率を測定する
こととする。

【００１８】本発明は、上記の結論に基づく具体的手段
を提供するものである。すなわち、請求項１に係る発明
は、半導体レーザ光源の温度および駆動電流を制御する
ことにより出力光の周波数の調節が可能な複数の光源ユ
ニットと、前記複数の光源ユニットのうち一の光源ユニ
ットの出力光を選択する光切替器と、第１の受光素子
と、ファブリ・ペロ・エタロン共振器と、前記光切替器
によって選択された出力光を分岐し、前記第１の受光素
子および前記ファブリ・ペロ・エタロン共振器に供給す
る光分岐器と、前記ファブリ・ペロ・エタロン共振器の
透過光を受光する第２の受光素子と、前記第１の受光素
子、ファブリ・ペロ・エタロン共振器、光分岐器および
第２の受光素子を一定温度に保つ手段と、前記第１およ
び第２の受光素子の各出力信号の除算を行う除算器と、
前記光切替器を介して光源ユニットの出力光を選択し、
この選択された光源ユニットの出力光が前記ファブリ・
ペロ・エタロン共振器を透過することにより前記除算器
から得られる除算結果に基づき、当該光源ユニットの半
導体レーザ光源の温度および駆動電流を調節することに
より当該光源ユニットの出力光の周波数を当該光源ユニ
ットに対応して定められた目標周波数に安定化させる制
御手段とを具備することを特徴とする周波数安定化光源
を要旨とする。

【００１９】また、請求項２に係る発明は、前記目標周
波数が前記ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率が
極大となる共振周波数の近傍の周波数であることを特徴
とする請求項１記載の周波数安定化光源を要旨とする。

【００２０】なお、従来、周波数多重光通信に利用でき
る精度の安定化光源を実現するために周波数基準にファ
ブリ・ペロ・エタロン共振器を用いる場合があったが、
この場合にも各半導体レーザ光源毎に別々のファブリ・
ペロ・エタロン共振器を用意して周波数安定化を行って
いた。そのため、ファブリ・ペロ・エタロン共振器の持
っている隣接チャンネル間隔がほとんど変化しない性質
を十分に利用できなかった。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２２】Ａ．第１実施形態 図１はこの発明の第１実施形態の構成を示すブロック図
である。本実施形態は、複数の光源ユニット１００〜３
００を有している。なお、図１において、光源ユニット
２００から３００の間には他の複数の光源ユニットが存
在しているが、これらの図示は省略されている。

【００２３】まず、光源ユニット１００の構成について
述べる。温度制御回路１０１は、制御回路７により指示
された目標値に従い、恒温槽１０３の温度を安定化す
る。電流制御回路１０２は、制御回路７より指示された
目標値に従い、半導体レーザ光源１０４の駆動電流を安
定化する。このように制御回路７による制御の下、半導
体レーザ光源１０４の温度および駆動電流の目標値の調
節がなされ、半導体レーザ光源１０４の出力光の周波数
の制御が行われるものである。

【００２４】光分岐器１０５は、半導体レーザ光源１０
４の出力光を２分岐し、一方の分岐光を光出力端１１よ
り出力する。光分岐器１０５から得られる他方の分岐光
は、光周波数検出用の信号光として光切替器１に送られ
る。

【００２５】以上、光源ユニット１００について説明し
たが、他の光源ユニット２００〜３００も、この光源ユ
ニット１００と同一の構成を有している。

【００２６】各光源ユニット１００〜３００は光出力端
１２〜１３に出力光を各々出力する。同時に各光源ユニ
ット１００〜３００は、光切替器１に光周波数検出用の
信号光を出力する。光切替器１は、各光源ユニットから
出力された信号光の中からの１つを選択し、光分岐器２
に出力する。この光切替器１による各光源ユニットの出
力光の選択は、制御回路７による制御の下で行われる。

【００２７】光切替器１から光分岐器２に供給された信
号光は２分岐され、受光素子４とファブリ・ペロ・エタ
ロン共振器３に各々供給される。受光素子４に入力され
た信号光は、当該信号光の光強度に対応した電気信号に
変換され、除数として除算器６に供給される。

【００２８】一方、ファブリ・ペロ・エタロン共振器３
に入力した信号光は、ファブリ・ペロ・エタロン共振器
３を透過し受光素子５に供給される。この透過の際、信
号光には、ファブリ・ペロ・エタロン共振器３の透過特
性に従い、当該信号光の周波数に応じた減衰率で減衰が
付与される。ファブリ・ペロ・エタロン共振器３を透過
して受光素子５に供給された信号光は、当該信号光の光
強度に対応する電気信号に変換され、被除数として除算
器６に出力される。

【００２９】除算器６は、受光素子４から供給された除
数により受光素子５から供給された被除数を除算し、こ
の結果得られる除算値を制御回路７に出力する。ここ
で、前者の除数はファブリ・ペロ・エタロン共振器３を
透過する前の信号光の強度を反映しており、後者の被除
数はファブリ・ペロ・エタロン共振器３を透過した後の
信号光の強度を示している。従って、除算器６から得ら
れる除算値は、当該信号光に対するファブリ・ペロ・エ
タロン共振器３の透過率を反映したものとなる。そこ
で、本実施形態では、この除算器６から得られる除算値
に対し、光分岐器４の分岐比と受光素子４および５の感
度から一意に求まる係数Ｋが乗ずることによりファブリ
・ペロ・エタロン共振器３の透過率を求めるようにして
いる。

【００３０】図３にファブリ・ペロ・エタロン共振器の
透過率の周波数特性を示す。ファブリ・ペロ・エタロン
共振器が図３のような透過率特性を示すのは、平行する
一対の反射面間でレーザ光が共振して定在波が発生する
ためである。よって定在波の発生する周波数の整数倍ご
とに共振が生じレーザ光が透過する。つまり一定周波数
間隔でレーザ光が透過することとなる。

【００３１】以上説明した光分岐器２、ファブリ・ペロ
・エタロン共振器３、受光素子４および５は、恒温槽９
内に収められており、この恒温槽９内の温度は温度制御
回路８によって制御される。従って、この温度制御回路
８が行う温度制御により、ファブリ・ペロ・エタロン共
振器３を所定の温度に制御することができ、これにより
共振周波数を調節することができる。この温度制御回路
８による温度制御も制御回路７の制御下で行われるもの
であり、温度制御回路８は制御回路７から指示された目
標値に従い、恒温槽９の温度を制御する。

【００３２】次に図１および図３を参照し、制御回路７
が光源ユニット１００〜３００の各半導体レーザ光源の
出力光をファブリ・ペロ・エタロン共振器３の各共振周
波数に基づいて安定化する作用について説明する。

【００３３】まず、制御回路７による制御下、光切替器
１が光源ユニット１００の信号光を選択しているものと
する。この場合、光源ユニット１００からの信号光は光
切換器１によって選択され、この選択された信号光が光
分岐器２、ファブリ・ペロ・エタロン共振器３を通過
し、受光素子４、５によって電気信号に各々変換され、
除算器６により各電気信号の除算が行われ、この結果得
られる除算値が制御回路７に供給される。

【００３４】制御回路７は、除算器６から供給された除
算値に上述した係数Ｋを乗じ、半導体レーザ光源１０４
の発振周波数に対するファブリ・ペロ・エタロン共振器
３の透過率Ａを求める。次いで制御回路７は、この透過
率Ａと予め設定された目標値Ｂとを比較し、その差に応
じた制御量で温度制御回路１０１または電流制御回路１
０２の目標値を調節する。

【００３５】このように温度制御回路１０１または電流
制御回路１０２の目標値が変更されたことにより半導体
レーザ光源１０４の発振周波数が変化する。そして、半
導体レーザ光源１０４の発振周波数が変化するため、フ
ァブリ・ペロ・エタロン共振器３の透過率Ａが変化す
る。この結果、透過率Ａは制御回路７において予め設定
された目標値Ｂに近づくこととなる。

【００３６】制御回路７は、以上の手順により温度制御
回路１０１または電流制御回路１０２の目標値を調節す
る操作を繰り返すことにより、半導体レーザ光源１０４
の発振周波数を変化させ、ファブリ・ペロ・エタロン共
振器３の透過率Ａを目標値Ｂに合せる。

【００３７】次に制御回路７は光切替器１を操作し、光
源ユニット２００の信号光を光分岐器２に出力させる。
次いで制御回路７は除算器６から供給される除算値に係
数Ｋを乗じ、半導体レーザ光源２０４の発振周波数に対
するファブリ・ペロ・エタロン共振器３の透過率Ｃを求
める。

【００３８】次いで制御回路７は、温度制御回路２０１
または電流制御回路２０２の目標値を調節することによ
り、半導体レーザ光源２０４の発振周波数を予め設定さ
れたファブリ・ペロ・エタロン共振器３の透過率の目標
値Ｂに合せる操作をする。

【００３９】図３に示す例は、半導体レーザ光源１０４
および２０４の各発振周波数に対応するファブリ・ペロ
・エタロン共振器３の各共振点は隣合っている。半導体
レーザ光源１０４および２０４の各発振周波数は、これ
らの各共振点間の周波数差と同一の周波数差を維持した
状態で安定化される。

【００４０】半導体レーザ光源２０４の発振周波数の初
期値を図３に示す周波数範囲Ｄの範囲内に設定した場
合、制御回路７は半導体レーザ光源２０４の発振周波数
を図３の透過率の曲線が目標値Ｂと交差する透過率Ｅに
周波数安定化する。この作用は、半導体レーザ光源の発
振周波数の初期値の設定により、各半導体レーザ光源の
発振周波数をファブリ・ペロ・エタロン共振器３の共振
周波数間隔または、共振周波数間隔の整数倍に周波数安
定化できることを示す。

【００４１】以下同様に、制御回路７は、光切替器１を
操作し光源ユニットを順次切替え、各光源ユニットの半
導体レーザ光源の発振周波数をファブリ・ペロ・エタロ
ン共振器３の透過率の目標値Ｂに対応した周波数に安定
化する操作を繰り返す。以上の動作により、すべての光
源ユニットの半導体レーザ光源の発振周波数がファブリ
・ペロ・エタロン共振器３の透過率の目標値Ｂに安定化
されることとなる。

【００４２】以上のように、本実施形態によれば、光切
替器１を用いて光源ユニットを順次切替えることによ
り、一つの小型のファブリ・ペロ・エタロン共振器３を
用いて複数の光源ユニットの半導体レーザ光源の発振周
波数を検出し、各光源ユニットの半導体レーザ光源の発
振周波数をファブリ・ペロ・エタロン共振器３の各共振
周波数に対して安定化することができる。また、光切替
器１で選択された信号光は、いずれの光源ユニットから
のものであるかによらず、常にファブリ・ペロ・エタロ
ン共振器３の単一光路を通過するため、上述した光路の
ずれに起因するファブリ・ペロ・エタロン共振器の共振
周波数のずれも発生しない。

【００４３】さて、本実施形態において、半導体レーザ
光源の発振周波数の目標値に対し、図３に示すファブリ
・ペロ・エタロン共振器の透過率の最大点Ｆに対応した
周波数が一致していないが、これは以下の理由によるも
のである。

【００４４】まず、仮に半導体レーザ光源の発振周波数
の目標値に対し、図３に示す透過率の最大点Ｆに対応し
た周波数が一致するような透過特性をファブリ・ペロ・
エタロン共振器が有していたとする。また、当初、半導
体レーザ光源の発振周波数がこの最大点Ｆに対応した周
波数と一致していたとする。この状態において、何等か
の理由で半導体レーザ光源の発振周波数が変動し、ファ
ブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率が下がったとする
と、ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率が最大点
Ｆとなるように、半導体レーザ光源の発振周波数を変化
させなければならない。

【００４５】しかし、現在の半導体レーザ光源の発振周
波数がファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率Ｇに対
応した周波数なのか透過率Ｈに対応した周波数なのかが
不明であるため、いずれの周波数であるかを判断すべく
以下のような面倒な処理が必要になる。

【００４６】ａ．半導体レーザ光源の発振周波数を変化
させることにより、ファブリ・ペロ・エタロン共振器の
透過率の変化が正方向になるか負方向になるかを測定す
る。 ｂ．ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率の変化が
正方向ならば透過率Ｇの周波数で半導体レーザ光源が発
振していると判断する。 ｃ．ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率の変化が
負方向ならば透過率Ｈの周波数で半導体レーザ光源が発
振していると判断する。

【００４７】しかしながら、このように半導体レーザ光
源の発振周波数を変化させたのでは、半導体レーザ光源
の発振周波数を安定化するという目的の達成を却って妨
げることになってしまう。

【００４８】また、ファブリ・ペロ・エタロン共振器の
透過率の最大点Ｆ付近では、単位周波数当りの透過率の
変化量が少ないため光源ユニットの発振周波数変動の検
出感度が低くなる。

【００４９】そこで、本実施形態においては、半導体レ
ーザ光源の発振周波数の目標値に対し、図３に示す透過
率の最大点Ｆに対応した周波数ではなく、図３に示す透
過率Ｂに対応した周波数が一致するような透過特性を有
するファブリ・ペロ・エタロン共振器を使用し、この透
過率Ｂを透過率の目標値として半導体レーザ光源の発振
周波数の安定化を行うようにしたのである。すなわち、
このようにしたことにより、透過率が目標値Ｂよりも減
少した場合には半導体レーザ光源の発振周波数が目標値
よりも低くなっており、透過率が目標値Ｂよりも増加し
た場合には半導体レーザ光源の発振周波数が目標値より
も高くなっていることとなり、透過率の増減方向により
発振周波数の増減方向が一義的に定まることとなる。従
って、半導体レーザ光源の発振周波数を不要に操作する
ことなく目標値に安定化することができるのである。ま
た、透過率の目標値を図３に示す目標値Ｂとしたため、
半導体レーザ光源の発振周波数を高感度に検出できる。

【００５０】本実施形態において、光切替器１の入力の
一つには、光入力端１０がある。これは、ファブリ・ペ
ロ・エタロン共振器の共振周波数の確度が使用目的に対
して不足していた場合、外部より周波数参照のための信
号光を入力してファブリ・ペロ・エタロン共振器を較正
する処理を行う際に用いられる。ここで、図１を参照
し、この光入力端１０を用いて行うファブリ・ペロ・エ
タロン共振器の較正処理について説明する。

【００５１】まず、光入力端１０には、周波数が既知で
ある信号光を入力する。制御回路７は、光切替器１を操
作し、光入力端１０からの信号光を光分岐器２を通して
ファブリ・ペロ・エタロン共振器３に入力する。次いで
制御回路７は、除算器６の出力より光入力端１０の入力
信号光の周波数に対するファブリ・ペロ・エタロン共振
器３の透過率を求める。制御回路７は換算表または計算
により、信号光の周波数よりファブリ・ペロ・エタロン
共振器３の透過率の目標値を求める。

【００５２】制御回路７は、透過率と目標値が等しくな
るように温度制御回路８を調節する。以上の操作を繰り
返すことによりファブリ・ペロ・エタロン共振器３の共
振周波数を光入力端１０に入力した信号光の周波数に安
定化することができる。光入力端１０に入力した信号光
の周波数に安定化したファブリ・ペロ・エタロン共振器
３を用いてすべての光源ユニットの半導体レーザ光源の
発振周波数を安定化することで、各光源ユニットの出力
光の周波数を光入力端１０に入力した信号光の光周波数
を基にして周波数安定化できる。

【００５３】Ｂ．第２実施形態 次に図２を参照しこの発明の第２実施形態について説明
する。本実施形態は、周波数安定化光源を従属接続して
周波数多重光通信用の搬送波光源を実現したものであ
る。図２において、周波数安定化光源２１および２３
は、図１の装置と同じ構成である。図２の周波数安定化
光源２１と２３は、図１の光源ユニットを１５個備えて
いる。

【００５４】各光源ユニットの出力光の周波数は、１９
３ＴＨｚ帯で各光源ユニットの発振周波数の初期値は、
ほぼ１０ＧＨｚ間隔になるように調節されている。これ
は、ファブリ・ペロ・エタロン共振器３の共振周波数間
隔が１０ＧＨｚのものを用いるためである。

【００５５】各光源ユニット内の温度制御回路は恒温槽
の温度を１／１０００℃単位で調節できる。従って、こ
の各光源ユニット内の温度制御回路の温度調節により、
半導体レーザ光源の発振周波数を約１２ＭＨｚ単位で調
節することができる。

【００５６】また、各光源ユニット内の電流制御回路
は、半導体レーザ光源の駆動電流を０．２ｎＡ単位で調
節できる。従って、この各光源ユニット内の電流制御回
路の電流調節により、半導体レーザ光源の発振周波数を
約０．５ＭＨｚ単位で調節することができる。

【００５７】光切替器１は、機械的に光路を切替える方
式のものであり、１６チャンネルの光入力から一つの信
号光を選択して出力するものである。光切替器１の通過
損失は、チャンネル間の通過損失のばらつきを含んで３
ｄＢ以内である。制御回路７が光切替器１を隣接チャン
ネルへ切り替え、除算器６より光切換器１が選択した信
号光の光周波数に対する除算値を取得するまでの時間
は、０．１秒である。光切替器１が１６チャンネルすべ
てを掃引して基点に戻るまでに２秒を要する。よって各
光源ユニットは２秒間隔で周波数安定化のための制御を
受ける。

【００５８】ファブリ・ペロ・エタロン共振器３の共振
周波数を安定化する温度制御回路８は、恒温槽９の温度
を１／１００００℃単位で調節することができる。温度
制御回路８は、恒温槽９の温度を使用温度範囲において
短期温度安定度を、５／１００００℃以下に保つことが
できる。除算器６から出力される除算値は、透過率換算
で０．０３％の分解能を持っている。これはファブリ・
ペロ・エタロン共振器３に入射する信号光の周波数に換
算して０．５ＭＨｚになる。

【００５９】このような性能を持った部品で構成する周
波数安定化光源２１および２３は、単独で動作させるこ
とができる。単独で動作させた場合は、発振周波数較正
後、一ヶ月以内であれば±５００ＭＨｚ以内の周波数確
度を有する。各光源ユニットの発振周波数間隔は１０Ｇ
Ｈｚ±５０ＭＨｚ以内を保つことができる。

【００６０】周波数基準光源２０は発振周波数が既知な
信号光を出力できる。周波数基準光源２０の出力は、周
波数安定化光源２１の光入力端２２に入力する。周波数
安定化光源２１は、光入力２２に入力した周波数基準光
源２０の出力光の周波数により周波数安定化光源２１に
内蔵されたファブリ・ペロ・エタロン共振器の共振周波
数を較正する。周波数安定化光源２１を周波数基準光源
２０の出力光で較正することにより、周波数安定化光源
２１の周波数確度は、周波数基準光源２０の出力光の周
波数確度をのぞいて±１００ＭＨｚ以内にすることがで
きる。各光源ユニットの発振周波数間隔の確度は±５０
ＭＨｚ以内で変らない。

【００６１】周波数安定化光源２１の光源ユニットの中
で周波数安定化光源２３の各光源ユニットが発振する周
波数に一番近い光出力を、光分岐器２５で分岐し周波数
安定化光源２３の光入力２４に入力する。周波数安定化
光源２３は、光入力２４に入力した周波数安定化光源２
１の出力光の周波数により周波数安定化光源２３に内蔵
されたファブリ・ペロ・エタロン共振器の共振周波数を
較正する。

【００６２】周波数安定化光源２３を周波数安定化光源
２１の出力光で較正することにより、周波数安定化光源
２３の周波数確度は、周波数基準光源２０の出力光の周
波数確度をのぞいて±４０ＭＨｚ以内にすることができ
る。周波数安定化光源２３に内蔵された各光源ユニット
の発振周波数間隔の確度は±５０ＭＨｚ以内である。周
波数安定化光源２１の各光源ユニットと周波数安定化光
源２３の各光源ユニットとの周波数間隔は１０ＧＨｚの
整数倍になるが、その誤差は、±１００ＭＨｚ以内にな
る。

【００６３】本実施形態の周波数安定化光源２１および
２３のように、周波数安定化光源を従属接続することに
より一定周波数間隔に管理された複数の出力光を発生さ
せることができる。また、このように従属接続すること
で、少ない従属接続数で一定周波数間隔に管理された多
数の出力光を発生させることができる。

【００６４】図２の実施形態の周波数安定化光源２１お
よび２３の各光源ユニットの発振周波数を測定できる場
合には、制御回路内に予め保持している図３のファブリ
・ペロ・エタロン共振器３の透過率の目標値Ｂを光源ユ
ニットごとに補正することで、より周波数確度の高い光
出力を提供できる。

【００６５】

【発明の効果】この発明によれば、複数の半導体レーザ
光源を使用して一定周波数間隔の複数のレーザ出力光を
発生する周波数安定化光源において、個々の半導体レー
ザ光源の発振周波数自体を厳密に管理しなくても、各半
導体レーザ光源の出力光の周波数を一定周波数間隔また
は一定周波数の整数倍の間隔となるように安定化するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態によるの周波数安定化
光源の構成図である。

【図２】この発明の第２実施形態である周波数多重通信
用光源の例である。

【図３】ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過率の周
波数特性である。

【図４】従来技術を用いた周波数多重光通信用送信装置
の例である。

【符号の説明】

１ 光切替器 ２ 光分岐器 ３ ファブリ・ペロ・エタロン共振器 ４ 受光素子 ５ 受光素子 ６ 除算器 ７ 制御回路 ８ 温度制御回路 ９ 恒温槽 １０ 光入力端 １１ 光出力端 １２ 光出力端 １３ 光出力端 １００ 光源ユニット １０１ 温度制御回路 １０２ 電流制御回路 １０３ 恒温槽 １０４ 半導体レーザ光源 １０５ 光分岐器 ２００ 光源ユニット ２０１ 温度制御回路 ２０２ 電流制御回路 ２０３ 恒温槽 ２０４ 半導体レーザ光源 ２０５ 光分岐器 ３００ 光源ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ光源の温度および駆動電流
   を制御することにより出力光の周波数の調節が可能な複
   数の光源ユニットと、 前記複数の光源ユニットのうち一の光源ユニットの出力
   光を選択する光切替器と、 第１の受光素子と、 ファブリ・ペロ・エタロン共振器と、 前記光切替器によって選択された出力光を分岐し、前記
   第１の受光素子および前記ファブリ・ペロ・エタロン共
   振器に供給する光分岐器と、 前記ファブリ・ペロ・エタロン共振器の透過光を受光す
   る第２の受光素子と、 前記第１の受光素子、ファブリ・ペロ・エタロン共振
   器、光分岐器および第２の受光素子を一定温度に保つ手
   段と、 前記第１および第２の受光素子の各出力信号の除算を行
   う除算器と、 前記光切替器を介して光源ユニットの出力光を選択し、
   この選択された光源ユニットの出力光が前記ファブリ・
   ペロ・エタロン共振器を透過することにより前記除算器
   から得られる除算結果に基づき、当該光源ユニットの半
   導体レーザ光源の温度および駆動電流を調節することに
   より当該光源ユニットの出力光の周波数を当該光源ユニ
   ットに対応して定められた目標周波数に安定化させる制
   御手段とを具備することを特徴とする周波数安定化光
   源。
2. 【請求項２】 前記目標周波数が前記ファブリ・ペロ・
   エタロン共振器の透過率が極大となる共振周波数の近傍
   の周波数であることを特徴とする請求項１記載の周波数
   安定化光源。