JPH09321369A - 多波長光源 - Google Patents

多波長光源

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JPH09321369A
JPH09321369A JP13042196A JP13042196A JPH09321369A JP H09321369 A JPH09321369 A JP H09321369A JP 13042196 A JP13042196 A JP 13042196A JP 13042196 A JP13042196 A JP 13042196A JP H09321369 A JPH09321369 A JP H09321369A
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JP
Japan
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optical
light
wavelength
fabry
perot etalon
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Application number
JP13042196A
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English (en)
Inventor
Hideto Sasamori
秀人 笹森
Akihiro Adachi
明宏 足立
Hiromitsu Watanabe
弘光 渡辺
Junichiro Yamashita
純一郎 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多波長光源の製造の工程数が増えるという課
題があった。 【解決手段】 光増幅器11から出力された自然放出光
または増幅光のうち所望の複数の波長の光のみ透過させ
るファブリーペローエタロン12と、その透過された光
を外部に取り出す光分岐結合器13と、その光分岐結合
器13を通過した光の周波数をシフトさせ光増幅器11
に出力する周波数シフタ14とを備えたものである。

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、同時に多数の波
長の光を出力する多波長光源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図14は例えば1995年電子情報通信
学会総合大会予講集、B−1095に記載された従来の
多波長光源を示すブロック構成図であり、図において、
1a〜1eは第1〜第5の半導体レーザダイオード、2
a〜2eは第1〜第5の光ファイバ、3は合波器、4は
光ファイバ、5は出力端子である。
【0003】次に動作について説明する。光ファイバ通
信において、伝送容量を増やすために、異なる波長の光
に異なる信号を乗せて、一本の光ファイバで通信する波
長多重伝送システムが検討されている。この波長多重伝
送システムで用いられる光増幅器の増幅特性を評価する
場合に、光増幅器に実際に使用する多数の波長の光を入
力し、それら入力した波長の光パワーと光増幅器から出
力される各波長の光パワーから増幅特性を評価するた
め、光増幅器に実際に使用する多数の波長の光を発生す
る多波長光源が必要である。
【0004】図14に示す多波長光源において、第1〜
第5の半導体レーザダイオード1a〜1eは、それぞれ
独立に駆動されており、上記光増幅器に実際に使用され
るそれぞれ異なる波長の光を発生している。第1〜第5
の半導体レーザダイオード1a〜1eからの光は、それ
ぞれ異なる光ファイバ2a〜2eに結合され、合波器3
に伝搬される。合波器3では第1〜第5の半導体レーザ
ダイオード1a〜1eからのそれぞれ異なる波長の光を
合波し、さらに、合波器3に結合された一本の光ファイ
バ4によりその合波された多数の波長の光を伝搬させ、
出力端子5から出力する。このようにして、多波長光源
により光増幅器の増幅特性の評価に実際に使用する多数
の波長の光を発生させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の多波長光源は以
上のように構成されているので、所望の波長の半導体レ
ーザダイオード1a〜1eを所望の数だけ揃える必要が
あるが、現在の半導体レーザダイオード1a〜1eの製
造における波長精度では、所望の波長に製造することは
困難であり、従って、所望の波長の半導体レーザダイオ
ード1a〜1eを得るためには、多数の半導体レーザダ
イオード1a〜1eの中から、選別する必要があるため
多波長光源の製造の工程数が増える課題があった。
【0006】また、波長多重伝送システムに用いられる
光の波長および信号数は、その波長多重伝送システムに
より異なる。従って、従来の多波長光源は、特定の波長
多重伝送システムのみにしか使用することができず汎用
性がないという課題があった。
【0007】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、簡単な構成で、容易に所望の多数
の波長の光を同時に出力することのできる多波長光源を
得ることを目的とする。また、この発明は、出力される
光の波長を調整可能であり、異なる波長多重伝送システ
ムにおいても使用可能な多波長光源を得ることを目的と
する。さらに、この発明は出力パワーおよび光スペクト
ルが安定した多波長光源を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る多波長光源は、入力光を増幅すると共に自然放出光を
出力する光増幅器と、入力光のうち所望の複数の波長の
光のみ透過させるファブリーペローエタロンと、入力光
を2つの経路に分岐させその入力光を外部に取り出す光
分岐結合器と、入力光の位相を変える位相変調器または
入力光の周波数を変える周波数シフタと、上記光増幅
器,ファブリーペローエタロン,光分岐結合器および位
相変調器または周波数シフタをループ状に接続する光ル
ープとを備えたものである。
【0009】請求項2記載の発明に係る多波長光源は、
光ループ中に、ローパス光フィルタ,バンドパス光フィ
ルタまたはハイパス光フィルタを備えたものである。
【0010】請求項3記載の発明に係る多波長光源は、
ファブリーペローエタロンに、平面板間の光学的な長さ
を調整自在にする平面板間距離調整部を備えたものであ
る。
【0011】請求項4記載の発明に係る多波長光源は、
ファブリーペローエタロンに、平面板を回転させ光の入
射角を調整自在にする光入射角調整部を備えたものであ
る。
【0012】請求項5記載の発明に係る多波長光源は、
光ループ中または光分岐結合器の入力光の外部取り出し
側に、各波長の光パワーを均一にする光フィルタを備え
たものである。
【0013】請求項6記載の発明に係る多波長光源は、
光ループ中または光分岐結合器の入力光の外部取り出し
側に、伝搬する光を無偏光化する無偏光化部を備えたも
のである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による多
波長光源を示すブロック構成図であり、図において、1
1は入力光を増幅すると共に自然放出光を出力する光増
幅器、12はその光増幅器11から出力された増幅光の
うち所望の複数の波長の光のみ透過させるファブリーペ
ローエタロン、13はそのファブリーペローエタロン1
2を透過した光を2つの経路に分岐させ、外部に取り出
す光分岐結合器、5は出力端子である。14はその光分
岐結合器13を通過した光の周波数を変え上記光増幅器
11に出力する周波数シフタ、15は上記光増幅器1
1,ファブリーペローエタロン12,光分岐結合器13
および周波数シフタ14に結合され、光ループを形成す
る光ファイバである。
【0015】次に動作について説明する。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 Spontaneous
Emission(以下、ASEと言う))を出力す
る。光増幅器に信号光を入力しない場合、ASEのみを
出力する。
【0016】初めに、信号光が入力されていない光増幅
器11から、図2に示すような広帯域なASEが出力さ
れる。このASEは、図3に示すような透過特性を有す
るファブリーペローエタロン12を通過すると、図4に
示すようなファブリーペローエタロンの透過特性に応じ
たスペクトル光となる。次に、光分岐結合器13からそ
のスペクトル光を分岐し、出力端子5から外部に取り出
す。一方、この光分岐結合器13を通過したスペクトル
光は過剰損失を受け、さらに、周波数シフタ14を通過
すると周波数がシフトされ、この光が光増幅器11で増
幅され、図5に示すようなスペクトル光となる。
【0017】このように、光増幅器11で発生したAS
Eが、ファブリーペローエタロン12で切り出され、周
波数シフタ14で周波数シフトを受け、光増幅器11で
増幅されながら光ループを周回し、光分岐結合器13か
ら多数の波長の光が随時出力される。このようにして、
多波長光源により光増幅器11の増幅特性の評価に実際
に使用する多数の波長の光が発生される。また、光ルー
プを周回する度に周波数が周波数シフタ14でシフトす
るので、レーザ発振を発生することがない。従って、光
ループを構成している各部品における位相の擾乱を受け
ず、光パワーおよび光スペクトルの安定した光が出力さ
れる。また、周波数シフタ14における周波数のシフト
は、微量な周波数シフトであるので光増幅器11の評価
に影響を与えることはない。
【0018】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、光分岐結合器13から出力される多数の光の波長
は、ファブリーペローエタロン12の透過波長に一致す
るので、適当なファブリーペローエタロン12を用いれ
ば、所望の波長の多数の光が得られ、従来のように、半
導体レーザダイオード1a〜1eを選別する必要がな
く、多波長光源の製造を容易にすることができる効果が
ある。また、光ループを周回する度に、周波数シフタ1
4で微量に周波数がシフトするのでレーザ発振すること
がなく、光ループを構成している各部品における位相の
擾乱を受けず、光パワーおよび光スペクトルの安定した
光が出力される効果が得られる。なお、上記光増幅器1
1,ファブリーペローエタロン12,光分岐結合器13
および周波数シフタ14の接続の順番は任意に変更して
も同様な効果を奏する。さらに、周波数シフタ14は、
入力光の位相を変える位相変調器14であっても同様な
効果を奏する。
【0019】実施の形態2.図6はこの発明の実施の形
態2による多波長光源を示すブロック構成図であり、図
において、16は光ループ中に設けられたバンドパス光
フィルタである。その他の構成については図1と同様で
あるのでその重複する説明を省略する。
【0020】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、初めに、信号光が入力されていない光増幅器
11から、図2に示すような広帯域なASEが出力され
る。このASEは、図3に示すような透過特性を有する
ファブリーペローエタロン12を通過すると、図4に示
すようなファブリーペローエタロン12の透過特性に応
じたスペクトル光となる。次に、光分岐結合器13を通
過すると過剰損失を受け、さらに、周波数シフタ14を
通過すると周波数がシフトする。続いて、この光が図7
に示すような透過特性を有するバンドパス光フィルタ1
6を通過すると、図8に示すようなスペクトル光とな
る。さらに、光増幅器11を通過すると増幅され、図9
に示すようなスペクトルとなる。
【0021】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、光増幅器11で発生したASEが、ファブリーペロ
ーエタロン12で切り出され、周波数シフタ14で周波
数シフトを受け、バンドパス光フィルタ16で切り出さ
れ、光増幅器11で増幅されながら光ループを周回し、
光分岐結合器13から出力される。周回する度に周波数
シフタ14で周波数がシフトするので、レーザ発振しな
い。従って、光ループを構成している各部品における位
相の擾乱を受けず、光パワーおよび光スペクトルの安定
した光が出力される。また、実施の形態1において、所
望の波長の光以外に、不要な波長の光が含まれる場合
に、バンドパス光フィルタ16を用いることで、不要な
波長の光を除去でき、所望の波長の光のみを出力させる
ことが可能な効果がある。
【0022】なお、この実施の形態2では、バンドパス
光フィルタ16を用いたが、ローパス光フィルタまたは
ハイパス光フィルタを用いても良く、さらに、それらの
光フィルタを任意に組み合わせて用いても良い。
【0023】実施の形態3.図10はこの発明の実施の
形態3による多波長光源を示すブロック構成図であり、
図において、12aは2枚の平面板と、その平面板間の
光学的な長さを調整自在にする平面板間距離調整部とを
備えたファブリーペローエタロンである。その他の構成
については図1と同様であるのでその重複する説明を省
略する。
【0024】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、光増幅器11で発生したASEが、ファブリ
ーペローエタロン12aで切り出され、周波数シフタ1
4で周波数シフトを受け、光増幅器11で増幅されなが
ら光ループを周回し、光分岐結合器13からファブリー
ペローエタロン12aの透過スペクトルに応じたスペク
トル光となって出力される。
【0025】ここで、ファブリーペローエタロン12a
の透過波長は、 λ=2nd・cosθ/m (1) 但し、λ:波長 n:ファブリーペローエタロンの屈折率 d:ファブリーペローエタロンの平行平面間の距離 θ:ファブリーペローエタロンに入射する光の入射角 m:任意の整数 で表すことができる。
【0026】この実施の形態3においては、ファブリー
ペローエタロン12aに平面板間の光学的な長さを調整
自在にする平面板間距離調整部を備えているので、その
平面板間距離調整部によって、式(1)のndを調整す
ることができ、よって、ファブリーペローエタロン12
aの透過波長λを調整することができる。
【0027】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、平面板間距離調整部を備えたファブリーペローエタ
ロン12aとしたので、出力端子5から得られる複数の
光の波長を調整することができ、各種の波長多重伝送シ
ステムにおける光増幅器の増幅特性の評価に使用可能な
効果がある。
【0028】なお、この実施の形態3に、バンドパス光
フィルタ,ローパス光フィルタまたはハイパス光フィル
タを用いたり、それらの光フィルタの任意の組み合わせ
を用いても良く、実施の形態2と同様の効果を奏する。
【0029】実施の形態4.図11はこの発明の実施の
形態4による多波長光源を示すブロック構成図であり、
図において、12bは2枚の平面板と、その平面板を回
転させ光の入射角を調整自在にする光入射角調整部とを
備えたファブリーペローエタロンである。その他の構成
については図1と同様であるのでその重複する説明を省
略する。
【0030】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、光増幅器11で発生したASEが、ファブリ
ーペローエタロン12bで切り出され、周波数シフタ1
4で周波数シフトを受け、光増幅器11で増幅されなが
ら光ループを周回し、光分岐結合器13からファブリー
ペローエタロン12bの透過スペクトルに応じたスペク
トル光となって出力される。
【0031】ファブリーペローエタロン12bの透過波
長は式(1)で与えられ、また、この実施の形態4のフ
ァブリーペローエタロン12bは、平面板を回転させ光
の入射角を調整自在にする光入射角調整部を備えている
ので、その光入射角調整部によって、式(1)の入射角
θを調整することができ、よって、ファブリーペローエ
タロン12bの透過波長λを調整することができる。
【0032】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、光入射角調整部を備えたファブリーペローエタロン
12bとしたので、出力端子5から得られる複数の光の
波長を調整することができ、各種の波長多重伝送システ
ムにおける光増幅器の増幅特性の評価に使用可能な効果
がある。
【0033】なお、この実施の形態4に、バンドパス光
フィルタ,ローパス光フィルタまたはハイパス光フィル
タを用いたり、それらの光フィルタの任意の組み合わせ
を用いても良く、実施の形態2と同様の効果を奏する。
【0034】実施の形態5.図12はこの発明の実施の
形態5による多波長光源を示すブロック構成図であり、
図において、17は光ループ中に設けられ、各波長の光
パワーを均一にする光フィルタである。その他の構成に
ついては図1と同様であるのでその重複する説明を省略
する。
【0035】次に動作について説明する。実施の形態1
で説明したように、光増幅器11で発生したASEが、
ファブリーペローエタロン12で切り出され、周波数シ
フタ14で周波数シフトを受け、光増幅器11で増幅さ
れながら光ループを周回し、光分岐結合器13から出力
される。上記実施の形態1では、図4および図5に示し
たように光ループ中の出力パワーが不均一であったが、
この実施の形態5では、光ループ中に光フィルタ17を
設けたので、各波長の出力パワーが均一になる。
【0036】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、光ループ中に光フィルタ17を設けたので、各波長
の出力パワーを均一にし、良質な多数の波長の光を発生
することができる効果がある。
【0037】なお、この実施の形態5に、バンドパス光
フィルタ,ローパス光フィルタまたはハイパス光フィル
タを用いたり、それらの光フィルタの任意の組み合わせ
を用いても良く、実施の形態2と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態5のファブリーペローエタロン1
2を、平面板間距離調整部を備えたファブリーペローエ
タロン12a、または、光入射角調整部を備えたファブ
リーペローエタロン12bとしてもよく、実施の形態
3、または、実施の形態4と同様の効果を奏する。さら
に、この実施の形態5では、光ループ中に光フィルタ1
7を設けたが、光分岐結合器13から出力端子5側に光
フィルタ17を設けてもよく、同様な効果を奏する。
【0038】実施の形態6.図13はこの発明の実施の
形態6による多波長光源を示すブロック構成図であり、
図において、18は光ループ中に設けられ、伝搬する光
を無偏光化する無偏光化部である。その他の構成につい
ては図1と同様であるのでその重複する説明を省略す
る。
【0039】次に動作について説明する。実施の形態1
で説明したように、光増幅器11で発生したASEが、
ファブリーペローエタロン12で切り出され、周波数シ
フタ14で周波数シフトを受け、光増幅器11で増幅さ
れながら光ループを周回し、光分岐結合器13から出力
される。この実施の形態6では、光ループ内において、
伝搬する光を無偏光化する無偏光化部18を設けたの
で、光ループ内の各部品の損失に偏光依存性がある場合
においても、光出力および光スペクトルが安定した光を
出力する。
【0040】以上のように、この実施の形態6によれ
ば、光ループ中に無偏光化部18を設けたので、光ルー
プ内の各部品の損失に偏光依存性がある場合において
も、光出力および光スペクトルが安定した光を出力する
ことができる効果がある。
【0041】なお、この実施の形態6に、バンドパス光
フィルタ,ローパス光フィルタまたはハイパス光フィル
タを用いたり、それらの光フィルタの任意の組み合わせ
を用いても良く、実施の形態2と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態6のファブリーペローエタロン1
2を、平面板間距離調整部を備えたファブリーペローエ
タロン12a、または、光入射角調整部を備えたファブ
リーペローエタロン12bとしてもよく、実施の形態
3、または、実施の形態4と同様の効果を奏する。ま
た、この実施の形態6に、各波長の光パワーを均一にす
る光フィルタ17を設けても良く、実施の形態5と同様
の効果を奏する。さらに、この実施の形態6では、光ル
ープ中に無偏光化部18を設けたが、光分岐結合器13
から出力端子5側に無偏光化部18を設けてもよく、同
様な効果を奏する。
【0042】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、入力光を増幅すると共に自然放出光を出力する光
増幅器と、入力光のうち所望の複数の波長の光のみ透過
させるファブリーペローエタロンと、入力光を2つの経
路に分岐させその入力光を外部に取り出す光分岐結合器
と、入力光の位相を変える位相変調器または入力光の周
波数を変える周波数シフタと、上記光増幅器,ファブリ
ーペローエタロン,光分岐結合器および位相変調器また
は周波数シフタをループ状に接続する光ループとを備え
るように構成したので、光分岐結合器から出力される多
数の光の波長は、ファブリーペローエタロンの透過波長
に一致するので、適当なファブリーペローエタロンを用
いれば、所望の波長の多数の光が得られ、従来のよう
に、半導体レーザダイオードを選別する必要がなく、多
波長光源の製造を容易にすることができる効果がある。
また、光ループを周回する度に、位相変調器または周波
数シフタで微量に周波数がシフトするのでレーザ発振す
ることがなく、光ループを構成している各部品における
位相の擾乱を受けず、光パワーおよび光スペクトルの安
定した光が出力される効果がある。
【0043】請求項2記載の発明によれば、光ループ中
に、ローパス光フィルタ,バンドパス光フィルタまたは
ハイパス光フィルタを備えるように構成したので、所望
の波長の光以外に、不要な波長の光が含まれる場合に、
光フィルタを用いることで、不要な波長の光を除去で
き、所望の波長の光のみを出力させることが可能な効果
がある。
【0044】請求項3記載の発明によれば、ファブリー
ペローエタロンに、平面板間の光学的な長さを調整自在
にする平面板間距離調整部を備えるように構成したの
で、出力端子から得られる複数の光の波長を調整するこ
とができ、各種の波長多重伝送システムにおける光増幅
器の増幅特性の評価に使用可能な効果がある。
【0045】請求項4記載の発明によれば、ファブリー
ペローエタロンに、平面板を回転させ光の入射角を調整
自在にする光入射角調整部を備えるように構成したの
で、出力端子から得られる複数の光の波長を調整するこ
とができ、各種の波長多重伝送システムにおける光増幅
器の増幅特性の評価に使用可能な効果がある。
【0046】請求項5記載の発明によれば、光ループ中
または光分岐結合器の入力光の外部取り出し側に、各波
長の光パワーを均一にする光フィルタを備えるように構
成したので、各波長の出力パワーを均一にし、良質な多
数の波長の光を発生することができる効果がある。
【0047】請求項6記載の発明によれば、光ループ中
または光分岐結合器の入力光の外部取り出し側に、伝搬
する光を無偏光化する無偏光化部を備えるように構成し
たので、光ループ内の各部品の損失に偏光依存性がある
場合においても、光出力および光スペクトルが安定した
光を出力することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による多波長光源を
示すブロック構成図である。
【図2】 光増幅器から出力されるASEスペクトルを
示す特性図である。
【図3】 ファブリーペローエタロンの透過特性を示す
特性図である。
【図4】 ファブリーペローエタロンを通過した後のス
ペクトル光を示す特性図である。
【図5】 光増幅器を通過した後のスペクトル光を示す
特性図である。
【図6】 この発明の実施の形態2による多波長光源を
示すブロック構成図である。
【図7】 バンドパス光フィルタの透過特性を示す特性
図である。
【図8】 バンドパス光フィルタを通過した後のスペク
トル光を示す特性図である。
【図9】 光増幅器を通過した後のスペクトル光を示す
特性図である。
【図10】 この発明の実施の形態3による多波長光源
を示すブロック構成図である。
【図11】 この発明の実施の形態4による多波長光源
を示すブロック構成図である。
【図12】 この発明の実施の形態5による多波長光源
を示すブロック構成図である。
【図13】 この発明の実施の形態6による多波長光源
を示すブロック構成図である。
【図14】 従来の多波長光源を示すブロック構成図で
ある。
【符号の説明】
11 光増幅器、12,12a,12b ファブリーペ
ローエタロン、13光分岐結合器、14 周波数シフ
タ,位相変調器、16 バンドパス光フィルタ、17
光フィルタ、18 無偏光化部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 純一郎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力光を増幅すると共に自然放出光を出
    力する光増幅器と、入力光のうち所望の複数の波長の光
    のみ透過させるファブリーペローエタロンと、入力光を
    2つの経路に分岐させその入力光を外部に取り出す光分
    岐結合器と、入力光の位相を変える位相変調器または入
    力光の周波数を変える周波数シフタと、上記光増幅器,
    ファブリーペローエタロン,光分岐結合器および位相変
    調器または周波数シフタをループ状に接続する光ループ
    とを備えた多波長光源。
  2. 【請求項2】 光ループ中に、ローパス光フィルタ,バ
    ンドパス光フィルタおよびハイパス光フィルタのうちの
    少なくとも1つの光フィルタを備えたことを特徴とする
    請求項1記載の多波長光源。
  3. 【請求項3】 ファブリーペローエタロンは、少なくと
    も2枚の平面板と、その平面板間の光学的な長さを調整
    自在にする平面板間距離調整部とを備えたことを特徴と
    する請求項1または請求項2記載の多波長光源。
  4. 【請求項4】 ファブリーペローエタロンは、少なくと
    も2枚の平面板と、その平面板を回転させ光の入射角を
    調整自在にする光入射角調整部を備えたことを特徴とす
    る請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の多
    波長光源。
  5. 【請求項5】 光ループ中または光分岐結合器の入力光
    の外部取り出し側に、各波長の光パワーを均一にする光
    フィルタを備えたことを特徴とする請求項1から請求項
    4のうちのいずれか1項記載の多波長光源。
  6. 【請求項6】 光ループ中または光分岐結合器の入力光
    の外部取り出し側に、伝搬する光を無偏光化する無偏光
    化部を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5の
    うちのいずれか1項記載の多波長光源。
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