JPH109961A - 光波長監視装置 - Google Patents

光波長監視装置

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JPH109961A
JPH109961A JP8161996A JP16199696A JPH109961A JP H109961 A JPH109961 A JP H109961A JP 8161996 A JP8161996 A JP 8161996A JP 16199696 A JP16199696 A JP 16199696A JP H109961 A JPH109961 A JP H109961A
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light
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light receiving
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JP8161996A
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Yukio Horiuchi
幸夫 堀内
Shu Yamamoto
周 山本
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K D D KAITEI CABLE SYST KK
KDDI Corp
Original Assignee
K D D KAITEI CABLE SYST KK
Kokusai Denshin Denwa KK
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • G01J1/1626—Arrangements with two photodetectors, the signals of which are compared
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長シフトを簡単に監視できるようにする。 【解決手段】 レーザ光源１０から光伝送路１２に入力
された光は、方向性結合器１４，２０により分波され
る。方向性結合器１４の出力光はフォトダイオード１６
により電気信号に変換され、対数増幅器１８により対数
増幅される。方向性結合器２０の出力光は光フィルタ２
４を介してフォトダイオード２６に入力する。光フィル
タ２４は、特定波長λａからずれるほど透過率が低下す
る光素子である。光フィルタ２４の出力光はフォトダイ
オード２６により電気信号に変換され、対数増幅器２８
により対数増幅される。差動増幅器３０は増幅器１８，
２８の出力の差を出力する。コンパレータ３２は差動増
幅器３０の出力を警報の閾値Ｖｒｅｆと比較し、閾値Ｖ
ｒｅｆ以上の時警報オン信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長監視装置に
関し、より具体的には、光波長が所定範囲内にあるかど
うかを簡易に監視できる光波長監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムの送信装置の光源には、
一般的に半導体レーザ・ダイオード（以下、レーザ素子
と称する）が使用される。レーザ素子の発振波長は、共
振器の共振器長によって決定されるが、レーザ素子の温
度が変化すると共振器の屈折率が変化するので、等価的
に共振器長が変化してしまう。これを防ぐため、従来例
では、ペルチェ素子などの電子冷却素子を使用してレー
ザ素子の温度を安定化している。
【０００３】しかし、温度を一定に保持したとしても、
経年劣化と共にレーザバイアス電流が増加するので、そ
れにより発振波長が変化する。加えて、サーミスタなど
の温度検出素子、ペルチェ素子などの温度制御素子、及
び、温度検出素子の出力に従い温度制御素子を駆動する
温度制御回路の、特性変化、劣化及び故障により、温度
を所望値に安定化制御できなくなったりすることもあ
る。これらにより、レーザ素子の光出力波長が、所望値
から外れてしまうことがある。
【０００４】特に、波長分割多重光通信では、各光波長
の安定制御が必要であり、他の光波長の光信号に影響し
ないようする工夫が不可欠である。波長分割多重光通信
システムにおいて各光波長を監視する装置の従来例を説
明する。図１６及び図１７は８つの光波長を多重化する
場合の従来例の概略構成ブロック図を示す。
【０００５】図１６を説明する。光送信器３１０−１，
３１０−２，・・・３１０−８は、それぞれ異なる光波
長で発振するレーザ素子とその出力光を入力データによ
り変調する変調素子からなる。光送信器３１０−１，３
１０−２，・・・３１０−８の各光出力は、光分波器３
１２−１，３１２−２，・・・３１２−８により２つに
分割され、その一方が光合波器３１４に、他方がチャン
ネル・セレクタ３１６に印加される。光合波器３１４は
分波器３１２−１，３１２−２，・・・，３１２−８か
らの光信号を合波、即ち、波長分割多重化して、光伝送
路（光ファイバ）に出力する。チャンネル・セレクタ３
１６は選択制御信号に従い、分波器３１２−１，３１２
−２，・・・，３１２−８からの光信号の一つを選択し
て波長計３１８に印加する。
【０００６】波長計３１８は例えば、波長基準光を内蔵
し、マイケルソン干渉法を応用して極めて高い精度で光
波長を測定できる。但し、マイケルソン干渉法は原理的
にコーナキューブ等の反射素子を連続的に移動させる必
要がある。即ち可動部分がある。このような装置は、実
験室などで使用するにはよいが、連続的且つ長期間の信
頼性を必要とする通信設備としては適さない。
【０００７】図１７に示す従来例を説明する。この従来
例では、波長多重された光信号から各波長を測定してい
る。光送信器３２０−１，３２０−２，・・・，３２０
−８は、光送信器３１０−１，３１０−２，・・・，３
１０−８と同様に、それぞれ異なる光波長で発振するレ
ーザ素子とその出力光を入力データにより変調する変調
素子からなる。光送信器３２０−１〜３２０−８の各光
出力は、光合波器３２２により合波、即ち、波長分割多
重化される。光分波器３２４は光合波器３２２から出力
される波長分割多重光信号を２分割し、一方を伝送路
（光ファイバ）に出力し、他方を複数チャンネルの各光
波長を一括に測定できるモニタ装置３２６に供給する。
【０００８】モニタ装置３２６は、具体的には、波長計
３１８と同様の原理に従い複数の波長を一括測定できる
波長計、又は、分光器を掃引してそのピーク値から信号
波長を測定する光スペクトラム・アナライザなどからな
り、測定結果を画面に表示し、及び／又は印刷出力す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】光波長が所望値又は所
望範囲に入っているかを確認する手段として、波長計又
は光スペクトラム・アナライザの何れにしても、何らか
の可動素子を機械的に掃引することが必要である。可動
素子を有することになるので、連続的かつ長期間の信頼
性を必要とする通信設備に適さない。
【００１０】本発明は、このような問題点を解決し、光
波長が所定範囲にあるか否かを、より簡易に確認できる
光波長監視装置を提示することを目的とする。
【００１１】本発明はまた、使用環境に影響されにくい
光波長監視装置を提示することを目的とする。
【００１２】本発明はまた、長期にわたり高い信頼性を
保持できる光波長監視装置を提示することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、所定波長で
透過率が極値になる透過特性（例えば、所定波長で透過
率が上に凸になる透過特性又は所定波長で透過率が下に
凸になる透過特性）の光フィルタに、監視対象の光信号
を通し、その出力光強度を、一定値、又は、好ましくは
光フィルタを通さない光の強度と比較する。波長が所定
波長からずれる程に、光フィルタの出力光の強度が低下
（又は増大）するので、光フィルタの出力光強度の変化
により波長シフトが許容範囲内か否かを判別できる。光
強度差が所定値以上のとき、波長シフトを警報又は警告
する。
【００１４】複数の波長を分離できる波長分波手段又は
波長合分波手段を使用することにより、波長分割多重光
信号を一括して波長分離でき、各チャンネルの波長を一
時に監視できる。
【００１５】受動素子である光素子を使用するので、長
期にわたり安定した波長特性を期待でき、高い信頼性を
確保できる。また、低速の電気素子で済むので、これ
も、高い信頼性につながる。
【００１６】光フィルタを通した光の強度を光フィルタ
を通さない光の強度と比較することにより、光強度変動
があっても、支障無く波長シフトを検出できる。
【００１７】検出光強度を対数増幅することにより、測
定ダイナミック・レンジを広げられる。
【００１８】情報伝送に使用されない光を利用すること
で、情報伝送用の光強度を低下させずに済む。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明の第１実施例の概略構成図
を示す。１０はレーザ光源であり、レーザ素子のみの場
合と、レーザ素子の出力光を変調する光変調素子、その
他の光デバイスを含む場合とがあり、本実施例では、何
れでもよい。レーザ光源１０の出力光は光伝送路１２を
介して、図示しない光ファイバ等の長距離光伝送媒体に
入力する。光伝送路１２を伝送する光信号は第１の方向
性結合器１４により一部を分岐され、ｐｉｎフォトダイ
オード１６に入力して電気信号に変換される。
【００２１】ｐｉｎフォトダイオード１６の出力は測定
ダイナミック・レンジを広げるために、対数増幅器１８
により対数増幅される。通常の線形増幅であってもよ
い。ｐｉｎフォトダイオード１６の出力レベル又はその
平均レベルは、レーザ光源１０の出力光強度を代表す
る。
【００２２】光伝送路１２を伝送する光信号はまた、第
２の方向性結合器２０により一部を分岐され、光フィル
タ２４を介してｐｉｎフォトダイオード２６に印加され
る。光フィルタ２４は、特定の波長λａで透過率が最大
になり、波長λａから外れるほど透過率が減少する透過
特性を具備する光素子であり、公知の構成の干渉型光フ
ィルタにより形成できる。反射光が方向性結合器２０に
戻ると都合が悪い場合には、方向性結合器２０との間
に、反射光を吸収する光アイソレータを設ける。図２
は、光フィルタ２４の透過特性の模式図を示す。中心波
長λａで透過率が最大であり、それから外れる程に透過
率が低下し、ある程度外れると殆ど透過しない。透過特
性の中心波長λａ及びその幅Δλは、監視対象の波長
の、警告すべき波長変動量に応じて設計される。
【００２３】例えば、１．５μｍ帯での波長分割多重方
式で１，５５７ｎｍ、１，５５８ｎｍ及び１，５５９ｎ
ｍを波長分割多重する場合、１，５５８ｎｍの光波長に
対し光フィルタ２４の透過特性として、中心波長λａを
１，５５８ｎｍ、０．１ｎｍの波長変動（即ち、１，５
５８±０．１ｎｍ）で光フィルタ２４の出力光強度が例
えば３ｄＢ減衰するように設定する。
【００２４】ｐｉｎフォトダイオード２６は光フィルタ
２４の出力光を電気信号に変換し、対数増幅器２８がｐ
ｉｎフォトダイオード２６の出力を対数増幅する。光フ
ィルタ２４の透過率が中心波長λａからずれる程低くな
るので、ｐｉｎフォトダイオード２６の出力レベル又は
その平均レベルは、レーザ光源１０の出力光の波長の、
波長λａからのずれ量を代表する。
【００２５】対数増幅器１８，２８のゲインは、レーザ
光源１０の出力光波長がλａであるときに、対数増幅器
１８，２８の出力レベルが一致するように調整される。
対数増幅器１８の出力は差動増幅器３０の非反転入力に
接続し、対数増幅器２８の出力は差動増幅器３０の反転
入力に接続する。従って、差動増幅器３０は、対数増幅
器１８の出力レベルから対数増幅器２８の出力レベルを
減算したレベル値を出力する。
【００２６】なお、本実施例では、フォトダイオード１
６，２６の入力光は、共に、同じ光信号から分岐された
ものであるので、それらの強度変動は全く同じになる。
従って、差動増幅器３０の入力段階でレーザ光源１０の
出力光の強度変動（通常は、変調による強度変動）が同
じになり、光強度変動の影響が相殺される。
【００２７】差動増幅器３０の出力はコンパレータ３２
の一方の入力に印加され、コンパレータ３２の他方の入
力には、警報又は警告を発すべきか否かの閾値Ｖｒｅｆ
が印加される。コンパレータ３２の出力は、差動増幅器
３０の出力レベルがＶｒｅｆより低い場合には低レベル
（警報オフ）であるが、差動増幅器３０の出力レベルが
Ｖｒｅｆ以上になると高レベル（警報オン）になる。
【００２８】当初、レーザ光源１０（のレーザ素子）
は、ほぼλａで発振するので、フォトダイオード１６の
出力レベルとフォトダイオード２６の出力レベルがほと
んど一致する。このような状況では、差動増幅器３０の
出力はゼロ又は極めて低くなり、従って、コンパレータ
３２の出力は低レベルになっている。
【００２９】ところが、経時変化又は劣化等により、レ
ーザ光源１０（のレーザ素子）の発振波長が徐々にλａ
からずれてくると、フォトダイオード２６の出力レベル
がその波長ずれ量に応じて低下する。理解を容易にする
ため、レーザ光源１０の発振波長のシフトに関わらず、
出力光強度は一定であるとする。このようにレーザ光源
１０の発振波長がλａからずれても、フォトダイオード
１６に入射する光量は変化しないので、フォトダイオー
ド１６の出力レベルも変化しない。従って、レーザ光源
１０の発振波長が光フィルタ２４の中心波長λａからず
れるに従い、差動増幅器３０の出力電圧レベルが高くな
り、その内にＶｒｅｆ以上になる。差動増幅器３０の出
力電圧がＶｒｅｆ以上になると、コンパレータ３２の出
力が高レベルになり、使用者にレーザ光源１０の発振波
長のシフトを警報又は警告する。具体的には、発光ダイ
オードを点灯させたり、ブザー音を発生させる。
【００３０】図３は、レーザ光源１０の出力光の光波長
の変化と、それに対する差動増幅器３０及びコンパレー
タ３２の出力の変化の一例を示す。図３から分かるよう
に、レーザ光源１０の出力光の波長がλａに一致又はご
く近いときには、コンパレータ３２の出力は低レベルで
あるが、レーザ光源１０の出力光の波長がλａからずれ
るに従いコンパレータ３２の出力が高レベルになる。即
ち、コンパレータ３２の出力により、レーザ光源１０の
出力光の波長がλａからどの程度ずれたかを知ることが
できる。コンパレータ３２の出力を例えば、図示しない
発光ダイオード及び／又はブザーに接続しておくこと
で、レーザ光源１０の出力光の波長がλａからある程度
外れた場合に、発光及び／又はブザー音により波長のシ
フトを管理者等に通知して、保守点検を促すことができ
る。
【００３１】この構成はまた、レーザ光源１０の波長シ
フトのみならず、レーザ光源１０の異常、例えば、レー
ザ発振の停止などを監視するのにも役立つ。
【００３２】光フィルタ２４として、中心波長λａで透
過率が最大になり、中心波長λａからずれる程に透過率
が低下するとしたが、その逆であってもよい。即ち、中
心波長λａで透過率が最低になり、中心波長λａからず
れる程に透過率が増加すると特性でもよい。そのような
光フィルタは、例えば、グレーティング素子により形成
できる。反射光が方向性結合器２０に戻ると都合が悪い
場合には、方向性結合器２０との間に光アイソレータを
設ければよい。この場合、レーザ光源１０の発振波長が
λａからずれる程、光フィルタの出力光強度が増加する
ので、波長シフトが警告すべきレベルかどうかを、光フ
ィルタの出力光強度の増加により判定することになる。
【００３３】図１に示す実施例では、光フィルタ２４に
印加する光信号を光伝送路１２から分岐しているが、図
４に示すように、方向性結合器１４により分岐した光信
号を、方向性結合器３４により分岐して光フィルタ２４
に印加するようにしてもよい。図４において、図１と同
じ構成要素には同じ符号を付してある。このような構成
では、波長監視のための素子をまとめやすくなり、ユニ
ット化しやすくなる。
【００３４】半導体レーザ素子は一般に、２つの共振器
端面から光出力を得ることができるが、通常は、一方の
端面からの光信号を信号伝送に使用する。残った端面か
らの出力光を光出力レベルの基準検出に用いすること
で、方向性結合器１４を省略できる。図５は、そのよう
な変更実施例の概略構成図を示す。図１と同じ構成要素
には同じ符号を付してある。３６はレーザ光源１０か
ら、光伝送路１２とは逆方向に出力されるレーザ光を受
光するｐｉｎフォトダイオードであり、その出力信号
は、対数増幅器１８と同様の対数増幅器３８により対数
増幅されて、差動増幅器３０の非反転入力に印加され
る。対数増幅器３８（及び対数増幅器２８）のゲイン
は、レーザ光源１０の出力光波長がλａであるときに、
対数増幅器３８，２８の出力レベルが一致するように調
整される。
【００３５】図５に示す構成では、レーザ光源１０が変
調素子を具備する場合に、ｐｉｎフォトダイオード３６
には変調されていない連続光が入力する。その場合に
は、フォトダイオード２６の出力信号を、レーザ光源１
０の変調信号に同期してサンプル・ホールドして対数増
幅器２８に印加することで、変調による強度変動の影響
を無くすことが出来る。
【００３６】図５に示す構成であっても、図１に示す構
成と同様に、レーザ光源１０の波長シフトを監視でき、
中心波長がλａからある程度、外れたときに、その旨を
管理者等に警報又は警告できる。方向性結合器１４を省
略できる分、コストを低減できると共に、信号伝送に使
用する光強度の低下を少なくすることができる。
【００３７】いうまでもないが、図１又は図４に示すよ
うに光伝送路１２を伝送する光信号から光強度基準検出
用の光信号と波長ずれ検出用の光信号を分岐する代わり
に、レーザ素子の他方の端面からの光出力を２分し、一
方を光強度基準の検出用、他方を波長ずれの検出用とし
てもよい。
【００３８】半導体レーザの発振特性、特に、駆動電流
に対する出力光強度の特性も、時間経過により変化す
る。光強度の変動をある程度の範囲に抑えたい用途、又
は、抑えるのが好ましい用途では、レーザ光源の出力光
強度を帰還制御して安定化する手段を設けることがあ
る。このようなレーザ光源に対しては、波長監視用にレ
ーザ光強度を検出するのを省略できる。図６は、光出力
強度を安定化する手段を有する場合の本発明の実施例の
概略構成図を示す。
【００３９】図６を説明する。４０はレーザ光源であ
り、レーザ光源１０と同様に、レーザ素子のみの場合
と、レーザ素子の出力光を変調する光変調素子、その他
の光デバイスを含む場合とがある。レーザ光源４０の第
１の出力光は光伝送路４２を介して、図示しない光ファ
イバ等の長距離光伝送媒体に入力する。レーザ光源４０
の別の端面からの第２の出力光はｐｉｎフォトダイオー
ド４４に印加され、ｐｉｎフォトダイオード４４の出力
は、レーザ光源４０のレーザ素子を駆動する駆動回路４
６に印加される。駆動回路４６は、ｐｉｎフォトダイオ
ード４４の出力レベルが所定値になるように、レーザ光
源４０のレーザ素子を駆動する。ｐｉｎフォトダイオー
ド４４及び駆動回路４６による帰還制御により、レーザ
光源４０の連続光強度が所定値に維持される。
【００４０】光伝送路４２を伝送する光信号は方向性結
合器４８により一部を分岐され、光フィルタ５２を介し
てｐｉｎフォトダイオード５４に印加される。光フィル
タ５２は、光フィルタ２４と同様に、特定波長λａで透
過率がピークになり特定波長λａからずれるに従い透過
率が低下する光素子である。光フィルタ５２による反射
光が無視できない場合には、方向性結合器４８との間に
光アイソレータを設ければよい。
【００４１】ｐｉｎフォトダイオード５４は光フィルタ
５２の出力光を電気信号に変換し、対数増幅器５６がｐ
ｉｎフォトダイオード５４の出力を対数増幅する。コン
パレータ５８は、対数増幅器５６の出力電圧を、警報又
は警告の閾値Ｖｒｅｆと比較し、対数増幅器５６の出力
電圧がＶｒｅｆ以上のときには、警報オフの信号を出力
し、対数増幅器５６の出力電圧がＶｒｅｆ未満になる
と、警報オンの信号を出力する。
【００４２】図６に示す実施例でも、図５に示す実施例
と同様に、レーザ光源４０が変調素子を具備する場合
に、ｐｉｎフォトダイオード５４には変調光信号が入力
するので、変調による強度変動を影響を無くす必要があ
る。そのためには、例えば、フォトダイオード５４の出
力信号を、レーザ光源４０の変調信号に同期してサンプ
ル・ホールドして対数増幅器２８に印加すればよい。
【００４３】上記各実施例では、光信号を分波するのに
方向性結合器１４，２０，３４を使用したが、ビーム・
スプリッタでもよいことは勿論である。
【００４４】図７は、図４に示す実施例の方向性結合器
１４，３４に代えてビーム・スプリッタを使用した変更
実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００４５】６０はレーザ光源１０と同様のレーザ光源
であり、レーザ素子のみの場合と、レーザ素子の出力光
を変調する光変調素子、その他の光デバイスを含む場合
とがある。レーザ光源６０の出力光は、波長監視用光ユ
ニット６２を経由して、伝送用光ファイバ６４に印加さ
れる。
【００４６】光ユニット６２では、ビーム・スプリッタ
６６が、レーザ光源６０からのレーザ光を２つに分波す
る。ビーム・スプリッタ６６により２分された一方の光
信号は、ｐｉｎフォトダイオード６８に入射し、電気信
号に変換される。ビーム・スプリッタ６６により２分さ
れた他方の光信号は、光フィルタ２４，５２と同様に、
中心波長λａで透過率が最大になり、波長λａから離れ
るほど透過率が減少する透過特性を具備する光フィルタ
７０に入射する。光フィルタ７０の出力光は第２のビー
ム・スプリッタ７２に入射し、２つに分波される。ビー
ム・スプリッタ７２により２分された一方の光信号は、
ｐｉｎフォトダイオード７４に入射し、電気信号に変換
される。ビーム・スプリッタ７２により２分された他方
の光信号は、光ユニット６２の出力光として、光ファイ
バ６４に入射する。
【００４７】なお、ビーム・スプリッタ６６，７２の分
波率は任意に設定可能であり、光ユニット６２の出力光
が信号伝送に使用されることを考慮すると、ビーム・ス
プリッタ６６の、ｐｉｎフォトダイオード６８への分波
率、及びビーム・スプリッタ７２の、ｐｉｎフォトダイ
オード７４への分波率は、低く、例えば、１／１０程度
以下に設定するのが好ましい。
【００４８】ｐｉｎフォトダイオード６８の出力レベル
又はその平均レベルは、レーザ光源６０の出力光強度を
代表する。ｐｉｎフォトダイオード７４の出力レベル又
は平均レベルは、光フィルタ７０の透過光が入射するの
で、レーザ光源６０の出力光の波長の、波長λａからの
ずれ量を代表する。ｐｉｎフォトダイオード６８，７４
の出力はそれぞれ、測定ダイナミック・レンジを広げる
ために、対数増幅器７６，７８により対数増幅される。
この実施例でも、先の実施例と同様に、通常の線形増幅
であってもよい。対数増幅器７６，７８のゲインは、レ
ーザ光源６０の出力光波長がλａであるときに、対数増
幅器７６，７８の出力レベルが一致するように調整され
る。図８は、光ユニット６２への入射光の波長をλａ付
近で走査したときの、光ユニット６２の出力光強度とｐ
ｉｎフォトダイオード６８，７４の出力電流の変化を示
す。
【００４９】対数増幅器７６の出力は差動増幅器８０の
非反転入力に接続し、対数増幅器７８の出力は差動増幅
器８０の反転入力に接続する。従って、差動増幅器８０
は、対数増幅器７６の出力レベルから対数増幅器７８の
出力レベルを減算したレベル値を出力する。この実施例
でも、ｐｉｎフォトダイオード６８，７４の入力光は、
共に、同じ光信号から分岐されたものであるので、それ
らの強度変動は全く同じになる。従って、差動増幅器８
０の入力段階でレーザ光源６０の出力光の強度変動（通
常は、変調による強度変動）が同じになり、光強度変動
の影響が相殺される。
【００５０】差動増幅器８０の出力はコンパレータ８２
の一方の入力に印加され、コンパレータ８２の他方の入
力には、警報又は警告を発すべきか否かの閾値Ｖｒｅｆ
が印加される。コンパレータ８２の出力は、差動増幅器
８０の出力レベルがＶｒｅｆより低い場合には低レベル
（警報オフ）であるが、差動増幅器８０の出力レベルが
Ｖｒｅｆ以上になると高レベル（警報オン）になる。
【００５１】当初、レーザ光源６０（のレーザ素子）
は、ほぼλａで発振するので、図８（ｂ）に示すよう
に、フォトダイオード６８の出力レベルとフォトダイオ
ード７４の出力レベルがほとんど一致する。このような
状況では、差動増幅器８０の出力はゼロ又は極めて低く
なり、従って、コンパレータ８２の出力は低レベルにな
っている。
【００５２】ところが、経時変化又は劣化等により、レ
ーザ光源６０（のレーザ素子）の発振波長が徐々にλａ
からずれてくると、図８（ｂ）に示すように、フォトダ
イオード７４の出力レベルがその波長ずれ量に応じて低
下する。理解を容易にするため、レーザ光源６０の発振
波長のシフトに関わらず、出力光強度は一定であるとす
る。このようにレーザ光源６０の発振波長がλａからず
れても、フォトダイオード６８に入射する光量は変化し
ないので、フォトダイオード６８の出力レベルも変化し
ない。従って、レーザ光源６０の発振波長が光フィルタ
７０の中心波長λａからずれるに従い、差動増幅器８０
の出力電圧レベルが高くなり、その内にＶｒｅｆ以上に
なる。差動増幅器８０の出力電圧がＶｒｅｆ以上になる
と、コンパレータ８２の出力が高レベルになり、使用者
にレーザ光源６０の発振波長のシフトを警報又は警告す
る。具体的には、発光ダイオードを点灯させたり、ブザ
ー音を発生させる。
【００５３】図７に示す実施例では、光フィルタ７０を
透過した光信号が光ファイバ６４に入射する。従って、
レーザ光源６０の（のレーザ素子）の発振波長が徐々に
λａからずれてくると、光ファイバ６４に入射する光量
も減衰してしまう。後述する波長分割多重方式では、光
波長が所定値からずれた場合には、光伝送路に出力しな
い方が好ましい。この観点から、図７に示す実施例で
は、波長分割多重方式に適していると言える。
【００５４】図９は、図４に示す実施例の方向性結合器
１４，３４に代えてビーム・スプリッタを使用した第２
の変更実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００５５】レーザ光源６０と同様のレーザ光源８４の
出力光は、波長監視用光ユニット８６を経由して、伝送
用光ファイバ８８に印加される。光ユニット８６では、
ビーム・スプリッタ９０が、レーザ光源８４からのレー
ザ光を２つに分波し、一方をｐｉｎフォトダイオード９
２に入射し、他方を、中心波長λａで透過率が最大（反
射率が最低）になり、波長λａから離れるほど透過率が
減少（反射率が増大）する透過反射特性を具備する光フ
ィルタ９４に入射する。光フィルタ９４の透過光は、光
ユニット８６の出力光として、光ファイバ８８に入射す
る。光フィルタ９４の反射光は、ビーム・スプリッタ９
０に戻り、ここで９０度偏向されてｐｉｎフォトダイオ
ード９６に入射する。
【００５６】ｐｉｎフォトダイオード９２，９６は、入
射光強度に応じた電流を出力する。ｐｉｎフォトダイオ
ード９２の出力レベル又はその平均レベルは、レーザ光
源６０の出力光強度を代表する。ｐｉｎフォトダイオー
ド９６の出力レベル又は平均レベルは、光フィルタ９４
による反射光が入射するので、レーザ光源８４の出力光
の波長の、波長λａからのずれ量を代表する。図７の場
合と異なり、レーザ光源８４の出力光の波長が波長λａ
からずれる程、ｐｉｎフォトダイオード９６の出力電流
値は、大きくなる。ｐｉｎフォトダイオード９２，９６
の出力はそれぞれ、測定ダイナミック・レンジを広げる
ために、対数増幅器９８，１００により対数増幅され
る。この実施例でも、先の実施例と同様に、通常の線形
増幅であってもよい。対数増幅器９８，１００のゲイン
は、同程度に設定される。図１０は、光ユニット８６へ
の入射光の波長をλａ付近で走査したときの、光ユニッ
ト８６の出力光強度とｐｉｎフォトダイオード９２，９
６の出力電流の変化を示す。
【００５７】対数増幅器９８の出力は差動増幅器１０２
の非反転入力に接続し、対数増幅器１００の出力は差動
増幅器１０２の反転入力に接続する。従って、差動増幅
器１０２は、対数増幅器９８の出力レベルから対数増幅
器１００の出力レベルを減算したレベル値を出力する。
この実施例でも、ｐｉｎフォトダイオード９２，９６の
入力光は、共に、同じ光信号から分岐されたものである
ので、それらの強度変動は全く同じになる。従って、差
動増幅器１０２の入力段階でレーザ光源８４の出力光の
強度変動（通常は、変調による強度変動）が同じにな
り、光強度変動の影響が相殺される。
【００５８】差動増幅器１０２の出力はコンパレータ１
０４の一方の入力に印加され、コンパレータ１０４の他
方の入力には、警報又は警告を発すべきか否かの閾値Ｖ
ｒｅｆが印加される。コンパレータ１０４の出力は、コ
ンパレータ８２とは異なり、差動増幅器８０の出力レベ
ルがＶｒｅｆ以上の場合には低レベル（警報オフ）であ
るが、差動増幅器８０の出力レベルがＶｒｅｆより低く
なると高レベル（警報オン）になる。
【００５９】当初、レーザ光源８４（のレーザ素子）
は、ほぼλａで発振するので、図１０（ｂ）に示すよう
に、フォトダイオード９６の出力レベルはフォトダイオ
ード９２の出力レベルに比べて極めて低くなり、差動増
幅器１０２の出力はＶｒｅｆ以上になる。従って、コン
パレータ１０４の出力は低レベルになっている。
【００６０】ところが、経時変化又は劣化等により、レ
ーザ光源８４（のレーザ素子）の発振波長が徐々にλａ
からずれてくると、図１０（ｂ）に示すように、フォト
ダイオード９６の出力レベルがその波長ずれ量に応じて
増大する。ここでも、理解を容易にするため、レーザ光
源８４の発振波長のシフトに関わらず、出力光強度は一
定であるとする。このようにレーザ光源８４の発振波長
がλａからずれても、フォトダイオード９２に入射する
光量は変化しないので、図１０（ｂ）に示すように、フ
ォトダイオード９２の出力レベルも変化しない。従っ
て、レーザ光源８４の発振波長が光フィルタ９４の中心
波長λａからずれるに従い、差動増幅器１０２の出力電
圧レベルが低くなり、その内にＶｒｅｆより低くなる。
差動増幅器１０２の出力電圧がＶｒｅｆより低くなる
と、コンパレータ１０４の出力が高レベルになり、使用
者にレーザ光源８４の発振波長のシフトを警報又は警告
する。具体的には、発光ダイオードを点灯させたり、ブ
ザー音を発生させる。
【００６１】図７及び図９に示す実施例ではそれぞれ、
光ユニット６２，８６の光フィルタ７０，９４を透過し
た光信号が光ファイバ６４，８８に入射する。従って、
レーザ光源６０，８４の（のレーザ素子）の発振波長が
徐々にλａからずれてくると、光ファイバ６４，８８に
入射する光量も減衰してしまう。後述する波長分割多重
方式では、光波長が所定値からずれた場合には、光伝送
路に出力しない方が好ましい。この観点から、図７及び
図９に示す実施例では、波長分割多重方式に適している
と言える。また、波長監視の為の光ユニット６２，８６
を光プレーナ回路で形成できるので、ユニット化しやす
く、且つ小型化しやすい構成になっている。
【００６２】次に、波長分割多重光伝送システムに適用
した実施例を説明する。
【００６３】図１１は、波長分割多重光伝送システムに
適用した第１実施例の概略構成ブロック図を示す。図１
１に示す実施例の構成と動作を説明する。１１０−１，
１１０−２，・・・，１１０−Ｎは、入力データに従っ
て強度変調された光信号を出力する光送信器であり、例
えば、チャンネル毎に異なる波長λ1，λ2，・・・，λ
Nで連続発振するようにされたレーザ素子とその出力光
を入力データに従って強度変調する光変調器とからな
る。光分波器１１２−１，１１２−２，・・・，１１２
−Ｎは、それぞれ、光送信器１１０−１，１１０−２，
・・・，１１０−Ｎの出力光を２分割し、一方を光合波
器１１４に供給し、他方を判定回路１１６−１，１１６
−２，・・・，１１６−Ｎに供給する。
【００６４】光合波器１１４は、光分波器１１２−１，
１１２−２，・・・，１１２−Ｎからの光信号を合波す
る。光合波器１１４の出力光は、波長λ1，λ2，・・
・，λNの光信号を波長分割多重したものになってい
る。光分波器１１８は光合波器１１４の出力光を２分割
し、一方を光伝送路（光ファイバ伝送路）に供給し、他
方を波長分波器１２０に供給する。
【００６５】波長分波器１２０は入力光信号を各波長λ
1，λ2，・・・，λNに分離して出力する光素子であ
る。図１２は、波長分波器１２０の各出力ポートの透過
特性図を示す。各波長λ1，λ2，・・・，λNのチャン
ネル１〜Ｎの透過特性はそれぞれ、波長λ1，λ2，・・
・，λNでピークとなり、それからずれる程に透過率が
減少する特性になっている。このような光素子として、
原理的には、各波長λ1，λ2，・・・，λNを抽出及び
分離する光フィルタを並列に配置した素子や、各波長λ
1，λ2，・・・，λNを逐次的に分離していく光素子で
よいが、多光束干渉を利用して０．８ｎｍ〜１．０ｎｍ
間隔で近接する多数の波長を効率良く分離できるアレイ
導波路格子型合分波器（河内 正夫「石英系プレーナ光
波回路の研究動向」電子情報通信学会誌Ｖｏｌ．７８，
Ｎｏ．９，ｐｐ８８３−８８６，１９９５年９月の第８
８４ページ参照）を利用できる。
【００６６】図１３は、Ｎ×Ｎのアレイ状導波路格子型
合分波器の平面図を示す。Ｎ×Ｎのアレイ状導波路格子
型合分波器は一般に、Ｎ本の入力導波路１４０とＮ本の
出力導波路１４２を具備し、入力導波路１４０に入力し
た光は、第１の扇型スラブ導波路１４４で回折により光
路長差ΔＬの導波路アレイ１４６の個々の導波路に等位
相で分配される。導波路アレイ１４６を伝搬した光は第
２の扇型スラブ導波路１４８に入力する。導波路アレイ
１４６でΔＬの光路長差が与えられるので、第２の扇型
スラブ導波路１４８で多光束干渉が発生し、各波長成分
が、それぞれに対応する出力導波路１４２に集光する。
これにより、Ｎ個の入力ポートの内の中心の入力ポート
（Ｍポート）、即ちＮ本の入力導波路１４０の内の中心
の入力導波路に波長λ1〜λNの波長分割多重光信号を入
力したとき、出力導波路１４２のＮ個の出力ポートから
それぞれ異なる波長λ1，λ2，・・・，λNの光信号が
出力される。なお、逆に、各出力ポートに対応する波長
λ1，λ2，・・・，λNの光信号を入力したとき、入力
ポートの中心チャンネル（Ｍポート）から、出力ポート
に入力する波長λ1，λ2，・・・，λNの光信号を波長
合波した光信号が出力される。
【００６７】判定回路１１６−１，１１６−２，・・
・，１１６−Ｎは、全て同じ構造からなる。具体的に
は、図１のフォトダイオード１６，２６、対数増幅器１
８，２８、差動増幅器３０及びコンパレータ３２からな
る部分と同じである。判定回路１１６−１についての
み、内部構造を明示した。
【００６８】図１１に示す実施例の動作を説明する。光
送信器１１０−１〜１１０−Ｎに含まれるレーザ素子
は、当初、λ1〜λNで発振するものの、経時変化又は劣
化によりその発振波長が次第にλ1〜λNからずれてく
る。光送信器１１０−１〜１１０−Ｎの出力光はそれぞ
れ光分波器１１２−１〜１１２−Ｎにより２分され、一
方が光合波器１１４に、他方が判定回路１１６−１〜１
１６−Ｎのｐｉｎフォトダイオード１２２に入力する。
光合波器１１４は、チャンネル１〜Ｎからの光信号を合
波（波長分割多重）して、光分波器１１８に供給する。
光分波器１１８は、光合波器１１４からのλ1〜λNの波
長分割多重光信号を２分し、一方を光伝送路に、他方を
波長分波器１２０に印加する。
【００６９】波長分波器１２０は、その波長分波特性に
従い、光分波器１１８からの波長分割多重光信号を各波
長成分λ1〜λNに分離し、それぞれを判定回路１１６−
１〜１１６−Ｎに供給する。光送信器１１０−１〜１１
０−Ｎのレーザ素子の発振波長がそれぞれ、λ1〜λNか
らずれていると、波長分波器１２０は、各チャンネルの
光信号に波長ずれ量に応じた減衰を与えて、それぞれの
波長出力ポートから出力する。
【００７０】判定回路１１６−１の動作を詳細に説明す
る。ｐｉｎフォトダイオード１２２には、光分波器１１
２−１で分波された光信号が入射し、ｐｉｎフォトダイ
オード１２４には、波長分波器１２０のλ1出力ポート
から出力される光信号が入射する。フォトダイオード１
２２，１２４はそれぞれに入射する光信号を電気信号に
変換する。フォトダイオード１２２の出力レベル又はそ
の平均レベルは、光送信器１１０−１の出力光強度を代
表し、フォトダイオード１２４の出力レベル又はその平
均レベルは、光送信器１１０−１の出力光の波長の、波
長λ1からのずれ量を代表する。
【００７１】フォトダイオード１２２，１２４の出力は
それぞれ対数増幅器１２６，１２８により対数増幅され
た後、差動増幅器１３０に印加される。先の実施例と同
様に、対数増幅器１２６，１２８は測定ダイナミック・
レンジを広げるためであり、その必要がなければ線形増
幅器であってもよい。差動増幅器１３０は対数増幅器１
２６，１２８の出力の差に相当する信号を出力し、コン
パレータ１３２が、差動増幅器１３０の出力電圧を、警
報又は警告を発する基準となる閾値電圧Ｖｒｅｆと比較
する。コンパレータ１３２の出力は、差動増幅器１３０
の出力レベルがＶｒｅｆより低い場合には低レベル（警
報オフ）であるが、差動増幅器１３０の出力レベルがＶ
ｒｅｆ以上になると高レベル（警報オン）になる。
【００７２】当初、光送信器１１０−１に含まれるレー
ザ素子は、ほぼλ1で発振するので、フォトダイオード
１２２の出力レベルとフォトダイオード１２４の出力レ
ベルがほとんど一致する。このような状況では、差動増
幅器１３０の出力はゼロ又は極めて低くなり、従って、
コンパレータ１３２の出力は低レベルになっている。
【００７３】ところが、経時変化又は劣化等により、光
送信器１１０−１に含まれるレーザ素子の発振波長が徐
々にλ1からずれてくると、波長分波器１２０のλ1出力
ポートの出力光強度が波長のずれに応じて低下し、これ
によりフォトダイオード１２４の出力レベルが低下す
る。なお、ここでも、理解を容易にするため、光送信器
１１０−１では、その発振波長のシフトに関わらず、連
続発振出力光強度は一定であるとする。このように光送
信器１１０−１のレーザ素子の発振波長がλ1からずれ
ても、フォトダイオード１２２に入射する光量は変化し
ないので、フォトダイオード１２２の出力レベルも変化
しない。従って、光送信器１１０−１のレーザ素子の発
振波長が波長λ1からずれるに従い、差動増幅器１３０
の出力電圧レベルが高くなり、その内にＶｒｅｆ以上に
なる。
【００７４】差動増幅器１３０の出力電圧がＶｒｅｆ以
上になると、コンパレータ１３２の出力が高レベルにな
り、使用者に、光送信器１１０−１のレーザ素子の発振
波長のシフトを警報する。具体的には、発光ダイオード
を点灯させたり、ブザー音を発生させる。
【００７５】他の光送信器１１０−２，・・・，１１０
−Ｎと判定回路１１６−２，・・・，１１６−Ｎについ
ても同様であり、それぞれ、光送信器１１０−２，・・
・，１１０−Ｎの発振波長がλ2，・・・，λNからある
程度以上、ずれると、判定回路１１６−２，・・・，１
１６−Ｎが発振波長のシフトを管理者に警報する。
【００７６】光送信器１１０−１〜１１０−Ｎの出力光
強度が、図６に示すように安定化されている場合、光分
波器１１２−１〜１１２−Ｎが不要になり、これに応じ
て判定回路１１６−１〜１１６−Ｎを図６の場合のよう
に簡略化できることはいうまでもない。
【００７７】図１４は、波長分割多重光伝送システムに
適用した第２実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００７８】２１０−１，２１０−２，・・・，２１０
−Ｎは、光送信器１１０−１，１１０−２，・・・，１
１０−Ｎと同様に、入力データに従って強度変調された
光信号を出力する光送信器であり、例えば、チャンネル
毎に異なる波長λ1，λ2，・・・，λNで連続発振する
ようにされたレーザ素子とその出力光を入力データに従
って強度変調する光変調器とからなる。光送信器２１０
−１，２１０−２，・・・，２１０−Ｎの出力光はそれ
ぞれ、光アイソレータ２１２−１，２１２−２，・・
・，２１２−Ｎを介して２×２の光分波器２１４−１，
２１４−２，・・・，２１４−ＮのポートＸ０に入力す
る。光分波器２１４−１，２１４−２，・・・，２１４
−Ｎは、ポートＸ０に入力する光を分波してポートＸ
１，Ｙ１から出力し、ポートＸ１に入力する光を分波し
てポートＸ０，Ｙ０から出力する光素子である。
【００７９】各光分波器２１４−１，２１４−２，・・
・，２１４−ＮのポートＸ１は、図１３で説明したアレ
イ状導波路格子型合分波器からなる波長合分波器２１６
の、各波長λ1，λ2，・・・，λN成分を入出力する波
長ポートに接続する。光分波器２１４−１，２１４−
２，・・・，２１４−ＮのポートＹ１から出力される光
信号は、光強度基準を検出するための光信号として、判
定回路１１６−１，１１６−２，・・・，１１６−Ｎと
全く同じ構成からなる判定回路２１８−１，２１８−
２，・・・，２１８−Ｎに印加され、光分波器２１４−
１，２１４−２，・・・，２１４−ＮのポートＹ０から
出力される光信号は、それぞれ波長λ1，λ2，・・・，
λNからの波長シフト量を示す光信号（波長シフト量に
応じて減衰している。）として、判定回路２１８−１，
２１８−２，・・・，２１８−Ｎに印加される。
【００８０】波長合分波器２１６の波長分割多重化光信
号を入出力する多重化信号ポートＭは、偏波面を４５度
回転するファラデー回転素子２２０及び波長に依存しな
い低反射率の反射素子２２２を介して、光伝送路（光フ
ァイバ）に接続する。反射素子２２２は例えば、低反射
率で反射波長幅を広く形成された光ファイバ・グレーテ
ィング、又は分岐比が異なる１×２の光分波器の分岐ポ
ート端を金蒸着等によりミラー化したものからなる。後
者の場合、分岐比の２乗分の１に相当する反射が得られ
る。
【００８１】図１５は、波長合波器として動作するとき
の波長合分波器２１６の透過特性図を示す。
【００８２】図１４に示す実施例の動作を説明する。光
送信器２１０−１〜２１０−Ｎに含まれるレーザ素子
は、当初、λ1〜λNで発振するものの、経時変化又は劣
化によりその発振波長が次第にλ1〜λNからずれてく
る。光送信器２１０−１〜２１０−Ｎの出力光はそれぞ
れ、光アイソレータ２１２−１〜２１２−Ｎを介して光
分波器２１４−１〜２１４−ＮのＸ０ポートに入力し、
２分されてＸ１ポート及びＹ１ポートから出力される。
光分波器２１４−１〜２１４−ＮのＸ１ポートの出力光
は、波長合分波器２１６に印加され、図１５に示す特性
に従って波長合波される。光送信器２１０−１〜２１０
−Ｎの出力光の波長がそれぞれλ1〜λNからずれるほ
ど、波長合分波器２１６での合波の際に、光分波器２１
４−１〜２１４−ＮのＸ１ポートからの光信号は減衰し
て波長合波される。
【００８３】波長合分波器２１６により波長合波、即
ち、波長分割多重された光信号は、Ｍポートからファラ
デー回転素子２２０に印加され、ここで４５度だけ偏波
面を回転されて反射素子２２２に入射する。反射素子２
２２は、入射光の極く一部を反射して回転素子２２０に
戻すが、入射光の多くを光伝送路に出力する。反射素子
２２２により反射された光はファラデー回転素子２２０
により偏波面を更に４５度回転されて、波長合分波器２
１６のＭポートに入力する。ファラデー回転素子２２０
を２回通ることにより、合計で９０度、偏波面が回転さ
れるので、ファラデー回転素子２２０から波長合分波器
２１６のＭポートに入力する反射光が光分波器２１４−
１〜２１４−Ｎから波長合分波器２１６を介してファラ
デー回転素子２２０に向かう光信号と干渉するのを防止
できる。
【００８４】波長合分波器２１６は、Ｍポートに入力す
る反射光を、図１２に示す透過特性で波長分離し、λ1
〜λNに対応する各波長ポートからそれぞれ光分波器２
１４−１〜２１４−ＮのＸ１ポートに向け供給する。こ
こでも、光送信器２１０−１〜２１０−Ｎの出力光の波
長が、それぞれλ1〜λNからずれている場合、各波長ポ
ートの出力光は、その波長ずれ量に応じて減衰されてい
る。
【００８５】光分波器２１４−１〜２１４−Ｎは、その
Ｘ１ポートに入力する光を２分し、一方をＸ０ポートか
ら光アイソレータ２１２−１〜２１２−Ｎに、他方をＹ
０ポートから判定回路２１８−１〜２１８−Ｎに出力す
る。光アイソレータ２１２−１〜２１２−Ｎは、光分波
器２１４−１〜２１４−ＮのＸ１ポートから入力する光
を吸収する。これにより、反射素子２２２による反射光
が光送信器２１０−１〜２１０−Ｎの動作に悪影響を及
ぼすのを防止する。
【００８６】このようにして、判定回路２１８−１〜２
１８−Ｎには、光送信器２１０−１〜２１０−Ｎの出力
光強度を代表する光と、光送信器２１０−１〜２１０−
Ｎの出力光の波長の、それぞれ波長λ1〜λNからのずれ
に応じた減衰を受けた光が入力する。但し、図１１に示
す実施例では波長分波器１２０を１回通ることによる１
回の減衰のみであるが、図１４では波長合分波器２１６
を往復するので、２回の減衰を受けている。それだけ、
波長のずれに対し大きく減衰されることになる。判定回
路２１８−１〜２１８−Ｎは、判定回路１１６−１〜１
１６−Ｎと全く同様に、２つの入力光強度の差をとって
閾値Ｖｒｅｆと比較することにより、一定以上の波長ず
れに対し警報信号を出力する。この警報信号により、例
えば、発光ダイオードを点灯させたり、ブザー音を発生
させる。
【００８７】図１４に示す実施例では、光送信器２１０
−１〜２１０−Ｎが、異常により他のチャンネルに割り
当てられた波長帯の光を出力した場合にも、波長合分波
器２１６の透過特性により他のチャンネルへの影響を大
幅に軽減できる。また、波長合波と波長分波を１つの光
素子で実現できる。
【００８８】上記各実施例での光フィルタ２４，５２、
波長分波器１２０及び波長合分波器２１６は受動素子で
あり、経年変化が少なく、劣化もしにくい。即ち、特性
変化が少ないので、長期の安定した波長監視に適してい
る。
【００８９】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、波長計や光スペクトラム・アナラ
イザの様な可動部分が全く無いので、長期にわたる高い
信頼性を確保できる。
【００９０】波長計や光スペクトラム・アナライザを使
用する場合、マイクロプロセッサなどを用いた測定値の
データ処理が必要となるが、本発明では必要なくなる。
また、従来例では測定値のデータ処理が中断した場合、
監視不能になるが、本発明ではこのような心配がなく、
その点でも信頼性が向上する。
【００９１】受光手段及び電気回路には、高周波部品を
必要としないので、極めて経済的に構築できる。
【００９２】具体的には、複数の波長を分離できる波長
分波手段又は波長合分波手段を使用することにより、波
長分割多重光信号を一括して波長分離でき、各チャンネ
ルの波長を一時に監視できる。受動素子である光素子を
使用するので、長期にわたり安定した波長特性を期待で
き、高い信頼性を確保できる。また、低速の電気素子で
済むので、これも、高い信頼性につながる。波長分離し
た光の強度を波長分離しない光の強度と比較することに
より、光強度変動があっても、支障無く波長シフトを検
出できる。検出光強度を対数増幅することにより、測定
ダイナミック・レンジを広げられる。情報伝送に使用さ
れない光を利用することで、情報伝送用の光強度を低下
させずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の概略構成図である。
【図２】 光フィルタ２４の透過特性の模式図である。
【図３】 レーザ光源１０の出力光の光波長変化と、そ
れに対する差動増幅器３０及びコンパレータ３２の出力
の変化の一例である。
【図４】 図１に示す実施例の変更例の概略構成図であ
る。
【図５】 図１に示す実施例の第２の変更例の概略構成
図である。
【図６】 本発明の第２実施例の概略構成図である。
【図７】 ビーム・スプリッタを使用する本発明の第１
実施例の概略構成図である。
【図８】 図７に示す実施例の光ユニット６２の波長特
性図である。
【図９】 ビーム・スプリッタを使用する本発明の第２
実施例の概略構成図である。
【図１０】 図９に示す実施例の光ユニット８６の波長
特性図であるる。
【図１１】 波長分割多重光伝送システムに適用した本
発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図１２】 波長分波器１２０の各出力ポートの透過特
性図である。
【図１３】 Ｎ×Ｎのアレイ状導波路格子型合分波器の
平面図である。
【図１４】 波長分割多重光伝送システムに適用した本
発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図１５】 波長合波器として動作するときの波長合分
波器２１６の透過特性図である。
【図１６】 第１の従来例の概略構成ブロック図であ
る。
【図１７】 第２の従来例の概略構成ブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０：レーザ光源 １２：光伝送路 １４：方向性結合器 １６：ｐｉｎフォトダイオード １８：対数増幅器 ２０：方向性結合器 ２４：光フィルタ ２６：ｐｉｎフォトダイオード ２８：対数増幅器 ３０：差動増幅器 ３２：コンパレータ ３４：方向性結合器 ３６：ｐｉｎフォトダイオード ３８：対数増幅器 ４０：レーザ光源 ４２：光伝送路 ４４：ｐｉｎフォトダイオード ４６：駆動回路 ４８：方向性結合器 ５２：光フィルタ ５４：ｐｉｎフォトダイオード ５６：対数増幅器 ５８：コンパレータ ６０：レーザ光源 ６２：波長監視用光ユニット ６４：伝送用光ファイバ ６６：ビーム・スプリッタ ６８：ｐｉｎフォトダイオード ７０：光フィルタ ７２：ビーム・スプリッタ ７４：ｐｉｎフォトダイオード ７６，７８：対数増幅器 ８０：差動増幅器 ８２：コンパレータ ８４：レーザ光源 ８６：波長監視用光ユニット ８８：伝送用光ファイバ ９０：ビーム・スプリッタ ９２：ｐｉｎフォトダイオード ９４：光フィルタ ９６：ｐｉｎフォトダイオード ９８，１００：対数増幅器 １０２：差動増幅器 １０４：コンパレータ １１０−１，１１０−２，・・・，１１０−Ｎ：光送信
器 １１２−１，１１２−２，・・・，１１２−Ｎ：光分波
器 １１４：光合波器 １１６−１，１１６−２，・・・，１１６−Ｎ：判定回
路 １１８：光分波器 １２０：波長分波器 １２２，１２４：ｐｉｎフォトダイオード １２６，１２８：対数増幅器 １３０：差動増幅器 １３２：コンパレータ １４０：入力導波路 １４２：出力導波路 １４４：第１の扇型スラブ導波路 １４６：導波路アレイ １４８：第２の扇型スラブ導波路 ２１０−１，２１０−２，・・・，２１０−Ｎ：光送信
器 ２１２−１，２１２−２，・・・，２１２−Ｎ：光アイ
ソレータ ２１４−１，２１４−２，・・・，２１４−Ｎ：２×２
光分波器 ２１６：波長合分波器 ２１８−１，２１８−２，・・・，２１８−Ｎ：判定回
路 ２２０：ファラデー回転素子 ２２２：反射素子 ３１０−１，３１０−２，・・・３１０−８：光送信器 ３１２−１，３１２−２，・・・３１２−８：光分波器 ３１４：光合波器 ３１６：チャンネル・セレクタ ３１８：波長計 ３２０−１，３２０−２，・・・，３２０−８：光送信
器 ３２２：光合波器 ３２４：光分波器 ３２６：モニタ装置

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定波長帯を透過する光フィルタと、当
    該光フィルタの出力光を電気信号に変換する受光手段
    と、当該受光手段の出力レベルを所定レベルと比較する
    比較手段とからなることを特徴とする光波長監視装置。
  2. 【請求項２】 上記受光手段が、上記光フィルタの出力
    光を電気信号に変換する受光素子と、当該受光素子の出
    力信号を対数増幅する対数増幅手段とからなる請求項１
    に記載の光波長監視装置。
  3. 【請求項３】 レーザ光源の波長を監視する光波長監視
    装置であって、 所定波長を中心とする所定波長帯を透過し、当該レーザ
    光源の出力光から得られる光信号が入力する光フィルタ
    と、 当該光フィルタの出力光を電気信号に変換する第１の受
    光手段と、 当該レーザ光源の出力光強度を代表する光信号を受光
    し、電気信号に変換する第２の受光手段と、 当該第１の受光手段の出力レベルと当該第２の受光手段
    の出力レベルの差を算出する差動手段と、 当該差動手段の出力レベルを所定レベルと比較する比較
    手段とからなることを特徴とする光波長監視装置。
  4. 【請求項４】 上記第１の受光手段が、上記光フィルタ
    の出力光を電気信号に変換する第１の受光素子と、当該
    第１の受光素子の出力信号を対数増幅する第１の対数増
    幅手段とからなり、 上記第２の受光手段が、上記レーザ光源の出力光強度を
    代表する光信号を電気信号に変換する第２の受光素子
    と、当該第２の受光素子の出力信号を対数増幅する第２
    の対数増幅手段とからなり、 上記第１及び第２の対数増幅手段の利得が、上記レーザ
    光源の出力光が上記所定波長であるときに当該第１及び
    第２の対数増幅手段の出力レベルが実質的に一致するよ
    うに設定される請求項３に記載の光波長監視装置。
  5. 【請求項５】 更に、上記レーザ光源の出力光を分波し
    て上記光フィルタに供給する第１の光分波手段を具備す
    る請求項３に記載の光波長監視装置。
  6. 【請求項６】 上記レーザ光源の出力光が、情報伝送に
    使用される光である請求項５に記載の光波長監視装置。
  7. 【請求項７】 上記レーザ光源が２つの光出力部を具備
    し、上記レーザ光源の出力光が、情報伝送に使用されな
    い光を出力する光出力部から出力される光である請求項
    ５に記載の光波長監視装置。
  8. 【請求項８】 更に、上記レーザ光源の出力光を分波し
    て上記第２の受光手段に供給する第２の光分波手段を具
    備する請求項３に記載の光波長監視装置。
  9. 【請求項９】 上記レーザ光源の出力光が、情報伝送に
    使用される光である請求項８に記載の光波長監視装置。
  10. 【請求項１０】 上記レーザ光源が２つの光出力部を具
    備し、上記レーザ光源の出力光が、情報伝送に使用され
    ない光を出力する光出力部から出力される光である請求
    項８に記載の光波長監視装置。
  11. 【請求項１１】 上記レーザ光源が２つの光出力部を具
    備し、更に、上記レーザ光源の当該２つの光出力部の何
    れか一方から出力される光を分波して上記光フィルタに
    供給する第１の光分波手段と、上記レーザ光源の当該２
    つの光出力部の何れか一方から出力される光を分波して
    上記第２の受光手段に供給する第２の光分波手段とを具
    備する請求項３に記載の光波長監視装置。
  12. 【請求項１２】 上記第１及び第２の光分波手段が、上
    記レーザ光源の同じ光出力部から出力される光を分波す
    る請求項１１に記載の光波長監視装置。
  13. 【請求項１３】 上記第１及び第２の光分波手段が、上
    記レーザ光源の異なる光出力部から出力される光を分波
    する請求項１１に記載の光波長監視装置。
  14. 【請求項１４】 波長分割多重光伝送方式の各光源波長
    を監視する光波長監視装置であって、 異なる光波長を割り当てられている複数の光送信器の出
    力光をそれぞれ分波する第１の光分波手段と、 当該複数の光送信器の出力光を波長分割多重した光信号
    を分波する第２の光分波手段と、 複数の所定波長で透過率が極値になる透過特性を具備
    し、当該第２の光分波手段の出力光を波長分波する波長
    分波手段と、 当該第１の光分波手段の出力光強度と、当該波長分波手
    段の対応する波長の出力光強度とから、当該複数の光送
    信器の、対応する光送信器の光波長のずれを判定する判
    定手段とからなることを特徴とする光波長監視装置。
  15. 【請求項１５】 上記判定手段が、 上記波長分波手段の対応する波長の出力光を電気信号に
    変換する第１の受光手段と、 対応する上記第１の光分波手段の出力光を電気信号に変
    換する第２の受光手段と、 当該第１の受光手段の出力レベルと当該第２の受光手段
    の出力レベルの差を算出する差動手段と、 当該差動手段の出力レベルを所定レベルと比較する比較
    手段とからなることを請求項１４に記載の光波長監視装
    置。
  16. 【請求項１６】 上記第１の受光手段が、上記波長分波
    手段の対応する波長の出力光を電気信号に変換する第１
    の受光素子と、当該第１の受光素子の出力信号を対数増
    幅する第１の対数増幅手段とからなり、 上記第２の受光手段が、対応する上記第１の光分波手段
    の出力光を電気信号に変換する第２の受光素子と、当該
    第２の受光素子の出力信号を対数増幅する第２の対数増
    幅手段とからなり、 上記第１及び第２の対数増幅手段の利得が、対応する上
    記光送信器の出力光が割り当てられている所定波長であ
    るときに当該第１及び第２の対数増幅手段の出力レベル
    が実質的に一致するように設定される請求項１５に記載
    の光波長監視装置。
  17. 【請求項１７】 異なる光波長を割り当てられている複
    数の光送信器の各波長を監視する波長監視装置であっ
    て、 複数の波長ポートと１の合波ポートを具備し、当該複数
    の波長ポートに入力する光を、各波長ポートの波長透過
    特性に従う透過率で合波し当該合波ポートから出力する
    とともに、当該合波ポートに入力する光を、各波長ポー
    トの波長透過特性に従う透過率で分波し対応する当該波
    長ポートから出力する波長合分波手段と、 当該複数の光送信器の各々の光出力と当該波長合分波手
    段の対応する波長ポートとの間に接続される２×２の光
    分波手段と、 当該波長合分波手段の合波ポートの出力光の一部を当該
    合波ポートに反射する反射手段と、 当該光分波手段の２つの光出力であって、当該光送信器
    の出力光を分岐した光と、当該波長合分波手段の各波長
    ポートからの光を分波した光とから、当該複数の光送信
    器の、対応する光送信器の光波長のずれを判定する判定
    手段とからなることを特徴とする光波長監視装置。
  18. 【請求項１８】 上記判定手段が、 当該光分波手段からの、上記光送信器の出力光を分岐し
    た光を電気信号に変換する第１の受光手段と、 当該光分波手段からの、当該波長合分波手段の各波長ポ
    ートからの光を分波した光を電気信号に変換する第２の
    受光手段と、 当該第１の受光手段の出力レベルと当該第２の受光手段
    の出力レベルの差を算出する差動手段と、 当該差動手段の出力レベルを所定レベルと比較する比較
    手段とからなることを請求項１７に記載の光波長監視装
    置。
  19. 【請求項１９】 上記第１の受光手段が、上記光送信器
    の出力光を分岐した光を電気信号に変換する第１の受光
    素子と、当該第１の受光素子の出力信号を対数増幅する
    第１の対数増幅手段とからなり、 上記第２の受光手段が、当該光分波手段からの、当該波
    長合分波手段の各波長ポートからの光を分波した光を電
    気信号に変換する第２の受光素子と、当該第２の受光素
    子の出力信号を対数増幅する第２の対数増幅手段とから
    なり、 上記第１及び第２の対数増幅手段の利得が、対応する上
    記光送信器の出力光が割り当てられている所定波長であ
    るときに当該第１及び第２の対数増幅手段の出力レベル
    が実質的に一致するように設定される請求項１８に記載
    の光波長監視装置。
  20. 【請求項２０】 更に、上記波長合分波手段の合波ポー
    トと上記反射手段との間に、偏波面を所定角度回転させ
    る偏波回転手段を設けてある請求項１７乃至１９の何れ
    か１項に記載の光波長監視装置。
  21. 【請求項２１】 レーザ光源の波長を監視する光波長監
    視装置であって、 所定波長を中心とする所定波長帯を透過する光フィルタ
    と、 入射光を電気信号に変換する第１及び第２の受光手段
    と、 当該レーザ光源の出力光を２つに分波し、一方の光出力
    を当該第１の受光手段に供給し、他方の光出力を当該光
    フィルタに供給する第１の光分波手段と、 当該光フィルタの透過光を２つに分波し、一方の光出力
    を当該第２の受光手段に供給し、他方の光出力を情報伝
    送の光伝送媒体に出力する第２の光分波手段と、 当該第１の受光手段の出力レベルと当該第２の受光手段
    の出力レベルの差を算出する差動手段と、 当該差動手段の出力レベルを所定レベルと比較する比較
    手段とからなることを特徴とする光波長監視装置。
  22. 【請求項２２】 上記第１の受光手段が、上記第１の光
    分波手段の出力光を電気信号に変換する第１の受光素子
    と、当該第１の受光素子の出力信号を対数増幅する第１
    の対数増幅手段とからなり、 上記第２の受光手段が、上記第２の光分波手段の出力光
    を電気信号に変換する第２の受光素子と、当該第２の受
    光素子の出力信号を対数増幅する第２の対数増幅手段と
    からなり、 上記第１及び第２の対数増幅手段の利得が、上記レーザ
    光源の出力光が上記所定波長であるときに当該第１及び
    第２の対数増幅手段の出力レベルが実質的に一致するよ
    うに設定される請求項２１に記載の光波長監視装置。
  23. 【請求項２３】 上記第１及び第２の光分波手段が、ビ
    ーム・スプリッタである請求項２１又は２２に記載の光
    波長監視装置。
  24. 【請求項２４】 上記光フィルタが、上記所定波長で透
    過率が極値になり、当該所定波長からずれるに従い透過
    率が低下する透過特性を具備する請求項２１乃至２３の
    何れか１項に記載の光波長監視装置。
  25. 【請求項２５】 レーザ光源の波長を監視する光波長監
    視装置であって、 所定波長を中心とする所定波長帯を透過する光フィルタ
    と、 入射光を電気信号に変換する第１及び第２の受光手段
    と、 当該レーザ光源の出力光を２つに分波し、その一方の光
    出力を当該第１の受光手段に供給すると共に他方の光出
    力を当該光フィルタに供給し、当該光フィルタからの反
    射光を当該第２の受光手段に供給する光分波手段と、 当該第１の受光手段の出力レベルと当該第２の受光手段
    の出力レベルの差を算出する差動手段と、 当該差動手段の出力レベルを所定レベルと比較する比較
    手段とからなり、当該光フィルタの透過光が情報伝送の
    光伝送媒体に出力されることを特徴とする光波長監視装
    置。
  26. 【請求項２６】 上記第１の受光手段が、上記第１の光
    分波手段の出力光を電気信号に変換する第１の受光素子
    と、当該第１の受光素子の出力信号を対数増幅する第１
    の対数増幅手段とからなり、 上記第２の受光手段が、上記第２の光分波手段の出力光
    を電気信号に変換する第２の受光素子と、当該第２の受
    光素子の出力信号を対数増幅する第２の対数増幅手段と
    からなる請求項２５に記載の光波長監視装置。
  27. 【請求項２７】 上記光分波手段が、ビーム・スプリッ
    タである請求項２５又は２６に記載の光波長監視装置。
  28. 【請求項２８】 上記光フィルタが、上記所定波長で透
    過率が極値になり、当該所定波長からずれるに従い透過
    率が低下する透過特性を具備する請求項２５乃至２７の
    何れか１項に記載の光波長監視装置。
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