JPH10148793A - 光合波器とこれを用いた波長多重光源 - Google Patents

光合波器とこれを用いた波長多重光源

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JPH10148793A
JPH10148793A JP8307834A JP30783496A JPH10148793A JP H10148793 A JPH10148793 A JP H10148793A JP 8307834 A JP8307834 A JP 8307834A JP 30783496 A JP30783496 A JP 30783496A JP H10148793 A JPH10148793 A JP H10148793A
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JP
Japan
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light
wavelength
multiplexed
optical
optical multiplexer
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JP8307834A
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Masayuki Fujita
正幸 藤田
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】波長間隔の極めて狭い信号光を、低損失にて合
波し、信号対雑音比の良好な波長多重光源を提供する。 【解決手段】第1の手段は、波長の異なる複数の光源
を、比較的広い波長間隔となるように複数の光源組み合
わせに分割し、各光源組み合わせからの光をそれぞれW
DMカプラで合波した後、偏波合成カプラを用いて、一
の光源組み合わせによる波長列の間隙に他の光源組み合
わせからの波長列を重畳する。第2の手段は、波長の異
なる複数の光源を、2組以上の光源組み合わせに分割
し、各光源組み合わせからの光を光分岐カプラで重畳し
た後、偏波合成カプラを用いて更に重畳する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の波長多重光源は、光
通信システムに適用される送信光源であり、特に相異な
る波長を有する複数の信号光を1本の光ファイバを用い
て伝送する波長多重光通信システム用の送信光源に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、相異なる波長を有する光を合波す
る主たる技術手段として、光の波長差を利用して合波す
る波長合成カプラ、光の偏光方向の違いを利用して合波
する偏波合成カプラ、または、光分岐カプラを使用する
方法がある。
【0003】波長合成カプラの形態としては、2本の光
ファイバをそのコア部を近接させて溶融して成るもの
(光ファイバ融着型WDMカプラ)、ガラス基板にコー
トされた誘電体多層膜の透過(反射)率の波長依存性を
利用して成るもの、および光学基板上に近接して配置さ
れた2本の光導波路間の光結合現象を利用して成るもの
(導波路型WDMカプラ)等がある。
【0004】また、偏波合成カプラとしては、複屈折性
光学材料から成るプリズムを用いるもの、ガラスにコー
トした誘電体多層膜の透過率または反射率の複屈折性を
利用するもの等が基本的なものであるが、さらに、合波
された2つの光の位相差がπの整数倍となるように、光
出力部に複屈折プリズムを配置し、合波光を直線偏光光
として出力するものがある(特開平5−164990号
公報)。
【0005】さらに、光分岐カプラとして、前述した光
ファイバ融着WDMカプラと同一の構成により作製され
るもの(光ファイバ融着分岐カプラ)、ガラス基板上に
コートされた誘電体多層膜の透過率特性を利用するも
の、および光学基板上に光導波路をY字形に作製して成
るもの等がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、光通信に使用
される送信光源は、その送出光の信号対雑音比を良好に
保つ必要があり、このため半導体レーザその他の光源素
子から光ファイバ伝送路の入力端までの光の損失を極力
小さくしておくことが望まれる。
【0007】また、波長多重光通信システムでは、大容
量化への要求が高まりつつあり、できる限り数多くの信
号光を光ファイバ伝送路へ送出することが望まれてい
る。しかしながら、同時に、長距離を伝送する目的で、
複数の光増幅器を光伝送路に挿入する場合が多く、この
場合には、光増幅器の動作波長帯域が限られていること
から送信光源として使用できる波長帯域が制限される。
このため、信号光の波長数を増加させるためには、すべ
ての信号光が光増幅器の動作波長帯域内に入るように、
信号光源の波長間隔を1nm以下と極めて狭く設定する
必要が生じている。
【0008】このような要求条件のもとで、前述した従
来の技術により波長多重光源を構成する場合には、以下
のような問題点が生じる。
【0009】光の波長差を利用して光を合波するWDM
カプラでは、前述したいずれの形態のものも、波長間隔
1nm前後の光を合波するのが限度であり、これ以下の
波長間隔では、使用している光学部材の、環境温度変化
に対する屈折率変動の影響により合波特性が著しく変動
する。すなわち、現在使用に供せられているWDMカプ
ラでは、0.1nmオーダの波長間隔を有する光を合波
するのが困難である。
【0010】光の偏光方向の違いを利用して光を合波す
る偏波合成カプラでは、互いに偏光方向が直交する2つ
の直線偏光光のみが合波の対象となるため、2を超える
数の光を合波することができない。偏波合成カプラの出
力部に複屈折プリズムを配置し、出力光を直線偏光光と
して出力する偏波合成カプラ(特開平5−164990
号公報)は、これらを多段に接続して合波することが可
能のようであるが、当該偏波合成カプラは同一の波長を
有する複数の光を入力条件とするものであり、本発明に
係るような、波長を異にする複数の光を合波する波長多
重光源には使用し得ない。
【0011】また、光分岐カプラでは、入力光は、原理
上、その光分岐カプラの分岐数に応じた分配損失を受け
ることになる。例えば、4本の光ファイバへ分岐して出
力する光分岐カプラを用いた場合には、原理上、各入力
光はそのパワーが1/4以下となるため、通過損失とし
て6dB以下となることは理論上あり得ない。すなわ
ち、合成する光の数が増加するにつれて通過損失も増加
することとなり、これを波長多重光源に使用する場合に
は、送出光の信号対雑音比を著しく悪化させる結果とな
る。
【0012】本発明の波長多重光源は、波長間隔の狭
い、波長の異なる複数の光を効率的に合波し得る機能を
実現することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の光合波器は、上
述の欠点を除去するために、複数の信号光のうちの少な
くとも2つの信号光を、その偏光方向を同じくして合波
し、第1の合波信号光を出力する偏波合波器と、第1の
合波信号光とこの合波信号光を除く信号光であって偏光
方向と直交する偏光方向を有する信号光とを偏波合成し
て第2の合波光を出力する偏波合成器とを備えているこ
とを特徴としている。ここで、第1の合波信号光を除く
信号光の波長が、合波器によって合波される少なくとも
2つの信号光の波長の間にあることを特徴としている。
また、上記合波器が、WDMカプラ(波長多重光合分波
器)又は光分岐カプラであることを特徴としている。
【0014】本発明の光合波器はまた、複数の信号光の
うちの少なくとも2つの信号光を、その偏光方向を同じ
くして合波し第1の合波信号光を出力する第1の合波器
と、偏光方向に直交する偏光方向を有する、上記第1の
合波器によって合波される信号光以外の複数の信号光
を、直交した偏光方向を維持して合波し第2の合波信号
光を出力する第2の合波器と、第1の合波信号光と第2
の合波信号光とを偏波合成して第3の合波光を出力する
偏波合成カプラとを備えていることを特徴としている。
ここで、第1の合波器によって合波される信号光の波長
と、第2の合波器によって合波される信号光の波長は互
いに隣接していることを特徴としている。また、第1の
合波器及び第2の合波器は、波長多重光合分波器又は光
分岐カプラであることを特徴としている。
【0015】そして、本発明の波長多重光源は、上記特
徴を有する光合波器と、この光合波器に互いに異なる波
長を有する複数の信号光をそれぞれ出力する単一波長の
光源とを備えていることを特徴としている。
【0016】本発明の光合波器は、波長の異なる光を出
力する複数の光源111〜118を2組の組み合わせに
分割し、それぞれの光源組み合わせについて、組み合わ
せられた信号光源からの光出力を、その偏光方向を維持
したまま、かつそれらの偏光方向が一致するように、各
信号光源出力光の波長差を利用して合波する2個のWD
Mカプラ23,24により合波し、さらに、これら2個
のWDMカプラの出力光を、偏波合成カプラ40を用い
て合波することを特徴としている。
【0017】また、本発明の光合波器は、波長の異なる
光を出力する複数の光源121〜128を2組の組み合
わせに分割し、それぞれの光源組み合わせについて、組
み合わせられた信号光源からの光出力を、その偏光方向
を維持したまま、かつそれらの偏光方向が一致するよう
に合波する2個の光分岐カプラ31,32により合波
し、さらに、これら2個の光分岐カプラの出力光を、偏
波合成カプラ41を用いていることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の波長多重光源の第1の実
施例の構成図を、図1に示す。
【0019】8個の信号光源111〜118は、それぞ
れ4個の信号光源111,113,115,117およ
び112,114,116,118の組み合わせに分割
されており、それぞれWDMカプラ23および24に入
力される。ここで、信号光源111〜118は偏波保持
ファイバを介してWDMカプラ23または24に接続さ
れているため、それぞれの光の偏光状態が維持されたま
まWDMカプラ23および24で合波され、偏波合成カ
プラ40に入力されて1本の光ファイバに出力される。
【0020】尚、偏波合成カプラ40は、複屈折プリズ
ム等を用いて構成される。
【0021】図2に、信号光源111〜118の波長を
λ1〜λ8としたときの、WDMカプラ23および24
の出力光スペクトラムおよび偏波合成カプラ40の出力
光スペクトラムを示す。
【0022】本発明の光合波器および波長多重光源の各
構成要素の作用を、以下に説明する。
【0023】本発明の光合波器は、波長の異なる光を出
力する複数の光源111〜118を2組の組み合わせに
分割し、それぞれの光源組み合わせについて、組み合わ
せられた信号光源からの光出力を、その偏光方向を維持
したまま、かつそれらの偏光方向が一致するようにWD
Mカプラ23,24により合波する。このとき、それぞ
れのWDMカプラで合波し得る光の波長間隔は、前述し
たように約1nm以上に制限される。
【0024】本構成では、さらに、それぞれのWDMカ
プラの出力光を、偏波合成カプラ40を用いて合波する
ことにより、一の光源組み合わせの出力光波長の間隙
に、他の光源組み合わせの出力光波長を重畳することが
可能となる。すなわち、全体として、WDMカプラ個々
の入力光の波長間隔制限条件を越えて、さらに狭い波長
間隔で並んだ波長多重光を出力することが可能となる。
また、光分岐カプラを一切使用しないため、請求項1に
係る手段に比べ、全体としてさらに低損失化を図ること
ができる。
【0025】信号光源111〜118の出力光波長は、
それぞれ、1550.0、1550.5、1551.
0、1551.5、1552.0、1552.5、15
53.0、および1553.5nmである。すなわち、
1550〜1553.5nmの範囲で0.5nm間隔と
なっている。これらの信号光源を図2の如く組み合わせ
ることにより、WDMカプラ23および24に入力され
る光の波長間隔は1nmとなる。すなわち、WDMカプ
ラ23の入力光波長は、1550.0、1551.0、
1552.0、および1553.0nmであり、WDM
カプラ24の入力光波長は、1550.5、1551.
5、1552.5、および1553.5nmとなる。
【0026】WDMカプラ23および24は、誘電体で
あるSiO2 およびTiO2 の薄膜をガラス基板上に多
層にコーティングして成る光学膜を用いたものであり、
各光路の通過損失は1.6dBである。
【0027】偏波合成カプラ40は、複屈折プリズム
の、直交する2偏光光に対する屈折角の違いを利用して
合波を行うものであり、光の通過損失は1.2dBであ
る。
【0028】この構成により、偏波合成カプラ40か
ら、0.5nm間隔で並んだ信号光源出力が合波されて
出力されることになる。また、信号光源から偏波合成カ
プラ出力までの通過損失は2.8dBとなり、光分岐カ
プラのみを使用した場合の原理上の最低損失9dBに比
べはるかに低損失である。
【0029】次に、本発明の光合波器とこれを用いた波
長多重光源の第2の実施例について説明する。
【0030】本発明の波長多重光源の第2の実施例の構
成図を、図3に示す。
【0031】8個の信号光源121〜128は、それぞ
れ4個の信号光源121〜124および125〜128
の組み合わせに分割されており、それぞれ光分岐カプラ
31および32により合波され、偏波合成カプラ41に
入力されて1本の光ファイバに出力される。
【0032】信号光源121〜128は偏波保持ファイ
バを介して光分岐カプラ31または32に接続され、こ
の間での光の偏光状態が保持される。同様に光分岐カプ
ラ31および32から偏波合成カプラ41までの間も偏
波保持ファイバにより接続されており、この間での光の
偏光状態が保持されている。
【0033】偏波合成カプラ41は、複屈折プリズム等
を用いて構成される。
【0034】また、本発明の光合波器は、波長の異なる
光を出力する複数の光源121〜128を2組の組み合
わせに分割し、それぞれの光源組み合わせについて、組
み合わせられた信号光源からの光出力を、その偏光方向
を維持したまま、かつそれらの偏光方向が一致するよう
に合波する2個の光分岐カプラ31,32により合波
し、さらに、これら2個の光分岐カプラの出力光を、偏
波合成カプラ41を用いて合波する。
【0035】本構成では、波長間隔制限要因であるWD
Mカプラを使用しないため、入力光の波長間隔を無制限
に狭く設定することが可能である。また、原理上、光分
岐カプラよりも低損失に作製が可能な偏波合成カプラを
併用したことにより、光分岐カプラのみで構成した場合
に比べ、全体として低損失な波長多重光源を実現するこ
とができる。
【0036】尚、上述した各手段を構成する構成要素を
光学的に接続する手段については、各構成要素間の共働
関係に対応し、通常使用されている光ファイバ、偏波保
持ファイバ、あるいは光ビームの空間伝播を使用するこ
とができる。
【0037】信号光源121〜128の出力光波長は、
それぞれ、1550.0、1550.2、1550.
4、1550.6、1550.8、1551.0、15
51.2、および1551.4nmである。すなわち、
1550〜1553.5nmの範囲で0.2nm間隔と
なっている。これらの光源出力を光分岐カプラ31およ
び32を用いて合波するわけであるが、光分岐カプラに
より合波する場合には、WDMカプラの場合のような入
力光波長間隔に関する制限がないため、光分岐カプラ3
1および32に接続する信号光源は、信号光源121〜
128の中から自由に選択することができる。本実施例
では、信号光源121〜124は光分岐カプラ31に、
信号光源125〜128は光分岐カプラ32にそれぞれ
接続されている。
【0038】光分岐カプラ31および32は、並行する
4本の光ファイバを、そのコア部を近接して溶融した光
ファイバ融着型光分岐カプラであり、原理上の分配損失
6dBと、作製時に発生した過剰損失0.2dBとを含
んで、6.2dBの通過損失を有する。
【0039】偏波合成カプラ41は、複屈折プリズム
の、直交する2偏光光に対する屈折角の違いを利用して
合波を行うものであり、光の通過損失は1.2dBであ
る。
【0040】この構成により、偏波合成カプラ41か
ら、波長間隔0.2nmという極めて狭い間隔で並んだ
信号光源出力が合波されて出力されることになる。ま
た、信号光源から偏波合成カプラ出力までの通過損失は
7.4dBとなり、光分岐カプラのみを使用した場合の
原理上の最低損失9dBに比べて低損失である。
【0041】
【発明の効果】本発明の光合波器をこれを用いた波長多
重光源の第1の実施例の構成によれば、WDMカプラに
よって合波された2つの波長多重光を偏波合成カプラに
より合波することにより、一のWDMカプラから出力さ
れる波長多重光の波長間隙に、他のWDMカプラから出
力される波長多重光を重畳する構成となっているため、
全体として、WDMカプラの入力光に関する波長間隔制
限を越えて、狭い波長間隔で並んだ波長多重光を出力す
ることができる。
【0042】また、WDMカプラへ入力する光の波長間
隔を、ある程度広く設定することができるため、環境温
度変化に対するWDMカプラの損失変動を回避し、安定
な特性を得ることができる。さらに、光分岐カプラを一
切使用せず、極めて低損失の波長多重光源を構成するこ
とができる。
【0043】また、本発明の光合波器とこれを用いた波
長多重光源の第2の実施例の構成によれば、光分岐カプ
ラによって合波された2つの波長多重光を偏波合成カプ
ラにより合波する構成となっているため、WDMカプラ
を一切使用せず、合波する光の波長間隔を本質的に無制
限に狭く設定することができる。また、WDMカプラを
使用しないため、環境温度変化に対する光学部材の屈折
率変化に起因した損失変動発生せず、安定な特性を得る
ことができる。さらに、光分岐カプラのみで構成した波
長多重光源に比べ低損失である、という利点も有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による波長多重光源の第1の実
施の形態を示す構成図である。
【図2】図2は、第1の実施の形態における各部の光出
力スペクトラムを模式的に示す図である。
【図3】図3は、本発明による波長多重光源の第2の実
施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
111〜128 信号光源 23,24 WDMカプラ 31,32 光分岐 40,41 偏波合成カプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04J 14/00 H04B 9/00 U 14/02

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
    を合波する光合波器であって、該光合波器は、 前記複数の信号光のうちの少なくとも2つの前記信号光
    を、その偏光方向を同じくして合波し、第1の合波信号
    光を出力する合波手段と、 前記第1の合波信号光と、該合波信号光を除く前記信号
    光であって前記偏光方向と直交する偏光方向を有する信
    号光とを偏波合成して第2の合波光を出力する偏波合成
    手段とを備えていることを特徴とする光合波器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光合波器において、 前記第1の合波信号光を除く前記信号光の波長が、前記
    合波手段によって合波される少なくとも2つの前記信号
    光の波長の間にあることを特徴とする請求項1記載の光
    合波器。
  3. 【請求項3】 前記合波手段は、 波長多重光合分波器であることを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の光合波器。
  4. 【請求項4】 前記合波手段は、 光分岐カプラであることを特徴とする請求項1又は請求
    項2記載の光合波器。
  5. 【請求項5】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
    を合波する光合波器であって、該光合波器は、 前記複数の信号光のうちの少なくとも2つの前記信号光
    を、その偏光方向を同じくして合波し第1の合波信号光
    を出力する第1の合波手段と、 前記偏光方向に直交する偏光方向を有する、前記第1の
    合波手段によって合波される前記信号光以外の前記複数
    の信号光を、該偏光方向を維持して合波し第2の合波信
    号光を出力する第2の合波手段と、 前記第1の合波信号光と前記第2の合波信号光とを偏波
    合成して第3の合波光を出力する偏波合成手段とを備え
    ていることを特徴とする光合波器。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の光合波器において、 前記第1の合波手段によって合波される前記信号光の波
    長と、前記第2の合波手段によって合波される前記信号
    光の波長は、互いに隣接していることを特徴とする請求
    項5記載の光合波器。
  7. 【請求項7】 前記第1の合波手段及び前記第2の合波
    手段は、 波長多重光合分波器であることを特徴とする請求項5又
    は請求項6記載の光合波器。
  8. 【請求項8】 前記第1の合波手段及び前記第2の合波
    手段は、 光分岐カプラであることを特徴とする請求項5又は請求
    項6記載の光合波器。
  9. 【請求項9】 請求項1から請求項8までのいずれかの
    請求項に記載される光合波器と、 前記光合波器に互いに異なる波長を有する複数の前記信
    号光をそれぞれ出力する単一波長の光源とを備えている
    ことを特徴とする波長多重光源。
JP8307834A 1996-11-19 1996-11-19 光合波器とこれを用いた波長多重光源 Pending JPH10148793A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013201348A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長多重光送信器
JP2014215609A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 三菱電機株式会社 複合合波器

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