JPH09321369A - 多波長光源 - Google Patents

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。