JPH11243255A - 広帯域光ネットワークにおけるサブ−キャリア多重化 - Google Patents
広帯域光ネットワークにおけるサブ−キャリア多重化Info
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- JPH11243255A JPH11243255A JP29795298A JP29795298A JPH11243255A JP H11243255 A JPH11243255 A JP H11243255A JP 29795298 A JP29795298 A JP 29795298A JP 29795298 A JP29795298 A JP 29795298A JP H11243255 A JPH11243255 A JP H11243255A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 副搬送波マルチプレキシングを可能にする広
帯域で同調可能半導体レーザ送信機を提供する。 【解決手段】 レーザ送信機は、信号を３つの階層レベ
ルでルーティングする。信号経路が第１のレベルはＮ個
のWDM 波長チャネル、第２のレベルではｍ個のAM副搬送
波周波数チャネル、第３のレベルではｎ個のFM副搬送波
周波数チャネルに基づいて弁別される。調節電圧は、Ｎ
個のWDM チャネル間の粗い波長の調節を行なうため、FM
ディザー信号は、FM-SCMを介してｍ個の追加のチャネル
を生成するために用いられる。AMディザー信号も同様に
AM-SCMを介して追加のｎ個のチャネルを生成するために
用いられる。
帯域で同調可能半導体レーザ送信機を提供する。 【解決手段】 レーザ送信機は、信号を３つの階層レベ
ルでルーティングする。信号経路が第１のレベルはＮ個
のWDM 波長チャネル、第２のレベルではｍ個のAM副搬送
波周波数チャネル、第３のレベルではｎ個のFM副搬送波
周波数チャネルに基づいて弁別される。調節電圧は、Ｎ
個のWDM チャネル間の粗い波長の調節を行なうため、FM
ディザー信号は、FM-SCMを介してｍ個の追加のチャネル
を生成するために用いられる。AMディザー信号も同様に
AM-SCMを介して追加のｎ個のチャネルを生成するために
用いられる。
Description
【０００１】
【関連する特許出願】本出願は、「Broadband Tunable
Semiconductor Laser Source」なる名称の米国特許出願
第08/954,305号、「信号の歪みを低減するのに有効な送
信器」なる名称の平成１０年特許願第２９７９５４号、
および「低減されたＳＢＳのためのレーザ送信器」なる
名称の平成１０年特許願第２９７９５３号と同時に出願
されているため、これら特許出願についても参照された
い。
Semiconductor Laser Source」なる名称の米国特許出願
第08/954,305号、「信号の歪みを低減するのに有効な送
信器」なる名称の平成１０年特許願第２９７９５４号、
および「低減されたＳＢＳのためのレーザ送信器」なる
名称の平成１０年特許願第２９７９５３号と同時に出願
されているため、これら特許出願についても参照された
い。
【０００２】
【発明分野】本発明は一般的には、広帯域光ネットワー
ク、より詳細には、副搬送波マルチプレキシング（Ｓub
Ｃarrier Ｍultilexing：ＳＣＭ）を可能にする広帯域
で同調可能(tunable)な半導体レーザ送信機に関する。
ク、より詳細には、副搬送波マルチプレキシング（Ｓub
Ｃarrier Ｍultilexing：ＳＣＭ）を可能にする広帯域
で同調可能(tunable)な半導体レーザ送信機に関する。
【０００３】
【従来の技術】光ネットワークにおいては、典型的に
は、レーザ源を用いて搬送波信号が生成され、この搬送
波信号上に適当な変調スキームを用いて情報（例えば、
データ、音声、ビデオ）が印加される。波長分割多重
（Ｗavelength Ｄivision Ｍultiplex：ＷＤＭ）システ
ムにおいては、複数のレーザあるいは広帯域で調節可能
なレーザによってシステムの異なる複数のチャネルに対
応する異なる波長を持つ複数の搬送波が生成される。光
ネットワークが普及し、高度化するにつれて、特にマル
チアクセスネットワークにおいては、レーザ源に対して
より高度な機能が要求されることが見込まれる。サービ
ス需要の増加と共に、より多数のユーザを収容するため
に、ネットワークの容量を増加するための技術が必要と
なると思われる。例えば、追加のネットワーク能力を達
成するために、物理層上の追加の信号ルーティング機能
が必要になると考えられる。
は、レーザ源を用いて搬送波信号が生成され、この搬送
波信号上に適当な変調スキームを用いて情報（例えば、
データ、音声、ビデオ）が印加される。波長分割多重
（Ｗavelength Ｄivision Ｍultiplex：ＷＤＭ）システ
ムにおいては、複数のレーザあるいは広帯域で調節可能
なレーザによってシステムの異なる複数のチャネルに対
応する異なる波長を持つ複数の搬送波が生成される。光
ネットワークが普及し、高度化するにつれて、特にマル
チアクセスネットワークにおいては、レーザ源に対して
より高度な機能が要求されることが見込まれる。サービ
ス需要の増加と共に、より多数のユーザを収容するため
に、ネットワークの容量を増加するための技術が必要と
なると思われる。例えば、追加のネットワーク能力を達
成するために、物理層上の追加の信号ルーティング機能
が必要になると考えられる。
【０００４】従来の技術による光WDM ネットワークの容
量を増加するための努力は、通常は、SCM に頼ってい
る。大多数は、FM-SCMとして知られている周波数変調副
搬送波スキームを提唱している。これらに関しては、例
えば、W.I.Wang外の「Electronics Letters」,Vol.26,N
o.2,第139頁乃至第142頁(1990)、N.K.Shankaranarayana
n外の「J.Lightwave Technolgy」Vol.,9,No.7,第931頁
乃至第943頁(1991)、及びM.Shell 外の「IEEE Photonics
Technology Letters」Vol.8,No.10,第1391乃至第1393
頁(1996)等を参照されたい。CATV分配ネットワークの背
景において、AM-SCMとして知られている振幅変調副搬送
波スキームも提唱されている。これに関しては、例え
ば、T.Uno 外の「OFC'94 Technical Digest」Paper WM
2,第153頁乃至第155頁(1994)を参照されたい。
量を増加するための努力は、通常は、SCM に頼ってい
る。大多数は、FM-SCMとして知られている周波数変調副
搬送波スキームを提唱している。これらに関しては、例
えば、W.I.Wang外の「Electronics Letters」,Vol.26,N
o.2,第139頁乃至第142頁(1990)、N.K.Shankaranarayana
n外の「J.Lightwave Technolgy」Vol.,9,No.7,第931頁
乃至第943頁(1991)、及びM.Shell 外の「IEEE Photonics
Technology Letters」Vol.8,No.10,第1391乃至第1393
頁(1996)等を参照されたい。CATV分配ネットワークの背
景において、AM-SCMとして知られている振幅変調副搬送
波スキームも提唱されている。これに関しては、例え
ば、T.Uno 外の「OFC'94 Technical Digest」Paper WM
2,第153頁乃至第155頁(1994)を参照されたい。
【０００５】これら従来の技術によるスキームにおいて
は、殆どの場合、複数の異なるWDMチャネル搬送波を生
成するために、複数のDFB レーザを用いる。殆どのケー
スにおいては、これらレーザが直接にRF速度にて変調さ
れ、FMあるいはAM副搬送波チャネルが、各WDM チャネル
の光搬送波上に印加される。ただし、このようにＤＦＢ
レーザを直接に変調する方法は、欠点として、ＦＭ−Ｓ
ＣＭに対して用いた場合、残留AMが発生するこという問
題がある。従って、当分野においては、単一のデバイス
内でWDM 、AM-SCMおよびFM-SCMの全てを利用することを
可能にする広帯域で波長の調節が可能なレーザが必要と
されている。この要件は、従来のDBR レーザやサンプル
ド格子レーザ等では満足できないが、これは、これらレ
ーザでは広い帯域に渡って各チャネルの搬送周波数を中
心として連続的に同調(tuning)することができないため
である。
は、殆どの場合、複数の異なるWDMチャネル搬送波を生
成するために、複数のDFB レーザを用いる。殆どのケー
スにおいては、これらレーザが直接にRF速度にて変調さ
れ、FMあるいはAM副搬送波チャネルが、各WDM チャネル
の光搬送波上に印加される。ただし、このようにＤＦＢ
レーザを直接に変調する方法は、欠点として、ＦＭ−Ｓ
ＣＭに対して用いた場合、残留AMが発生するこという問
題がある。従って、当分野においては、単一のデバイス
内でWDM 、AM-SCMおよびFM-SCMの全てを利用することを
可能にする広帯域で波長の調節が可能なレーザが必要と
されている。この要件は、従来のDBR レーザやサンプル
ド格子レーザ等では満足できないが、これは、これらレ
ーザでは広い帯域に渡って各チャネルの搬送周波数を中
心として連続的に同調(tuning)することができないため
である。
【０００６】
【発明の概要】本発明の一つの実施例においては、WDM
光ファイバネットワークは、３つの階層レベルにて信号
をルーティングすることを可能にする新規のレーザ送信
機を含む。第１のレベルにおいては、信号経路はＮ個の
WDM 波長チャネルに基づいて弁別され、第２のレベルに
おいては、ｍ個のAM副搬送周波数チャネルに基づいて弁
別され、第３のレベルにおいては、ｎ個のFM副搬送周波
数チャネルに基づいて弁別される。こうして、全部で、
Ｎｍｎ個の弁別可能な光チャネルが収容可能となる。こ
の実施例においては、Ｎｍｎパラメータの各組合せによ
って、信号をＮｍｎ個のユーザにルーティングするため
の一つの別個のアドレスが形成される。
光ファイバネットワークは、３つの階層レベルにて信号
をルーティングすることを可能にする新規のレーザ送信
機を含む。第１のレベルにおいては、信号経路はＮ個の
WDM 波長チャネルに基づいて弁別され、第２のレベルに
おいては、ｍ個のAM副搬送周波数チャネルに基づいて弁
別され、第３のレベルにおいては、ｎ個のFM副搬送周波
数チャネルに基づいて弁別される。こうして、全部で、
Ｎｍｎ個の弁別可能な光チャネルが収容可能となる。こ
の実施例においては、Ｎｍｎパラメータの各組合せによ
って、信号をＮｍｎ個のユーザにルーティングするため
の一つの別個のアドレスが形成される。
【０００７】このレーザ送信機は、広帯域で調節可能な
半導体レーザから構成されるが、この半導体レーザは、
内部空胴と、調節可能な電圧およびＦＭディザー(dithe
r)信号が加えられる一体化された合成反射器(composite
reflector) 、ドライブ電流が加えられる内部空胴利得
セクション、外部空胴、情報（例えば、データ、音声、
ビデオ）信号が加えられる一体化された電子吸収変調器
を含む。調節電圧は、Ｎ個のWDM チャネルの間で波長を
粗く調節するために用いられ、FMディザー信号は、FM-S
CMを介して追加のｍ個のチャネルを生成するために用い
られる。AMディザー信号も同様にAM-SCMを介してｎ個の
チャネルを生成するために用いられる。
半導体レーザから構成されるが、この半導体レーザは、
内部空胴と、調節可能な電圧およびＦＭディザー(dithe
r)信号が加えられる一体化された合成反射器(composite
reflector) 、ドライブ電流が加えられる内部空胴利得
セクション、外部空胴、情報（例えば、データ、音声、
ビデオ）信号が加えられる一体化された電子吸収変調器
を含む。調節電圧は、Ｎ個のWDM チャネルの間で波長を
粗く調節するために用いられ、FMディザー信号は、FM-S
CMを介して追加のｍ個のチャネルを生成するために用い
られる。AMディザー信号も同様にAM-SCMを介してｎ個の
チャネルを生成するために用いられる。
【０００８】一つの好ましい実施例においては、この調
節可能なレーザは、光出力信号を、Ｎ個の異なる縦モー
ドの任意の一つにて、例えば、WDM システムのＮ個のチ
ャネルに対応する波長にて提供する。このレーザは、MQ
W のアクティブ領域、このアクティブ領域によって生成
された刺激放出（つまり、レーザ光）の公称波長を選択
するためのDFB 領域、およびアクティブ領域に光学的に
結合されたレーザ出力信号が出るのを許す第１の導波路
を含む。この調節可能なレーザは、第１の特徴として、
第１の導波路の一端に結合された第２の合成反射器(com
psote reflector)を含み、これによって、DFB 領域との
間に空胴共振器が形成される。この第２の合成反射器
は、MQW のアクティブ領域に光学的に結合されたMQWの
第２の領域、一端が第１の導波路に光学的に結合された
第２の導波路、および第２の導波路の他端の所に配置さ
れた高い反射率を持つ誘電層を含む。レーザ光の搬送周
波数を調節するために、調節電圧がMQW の第２の領域に
加えられ、これにより、量子拘束シュタルク効果（Ｑua
ntum Ｃonfined Ｓtark Ｅffect、ＱＣＳＥ）を通じて、
屈折率の変化が引き起こされる。MQW の第２の領域に
は、さらに、FM-SCMを利用するためにFMディザー信号が
加えられる。同様に、外部空胴電子吸収変調器も利得セ
クションにおいてMQWのアクティブ領域に光学的に結合
されたMQW の第３の領域を持ち、情報信号とAMディザー
信号をこのMQW の第３の領域に加えることで、搬送波信
号上に、それぞれ、情報とAM-SCMが印加される。本発明
および本発明の様々な特徴および長所が、以下のより詳
細な説明を付録の図面を参照しながら読むことによって
一層明らかになるものである。
節可能なレーザは、光出力信号を、Ｎ個の異なる縦モー
ドの任意の一つにて、例えば、WDM システムのＮ個のチ
ャネルに対応する波長にて提供する。このレーザは、MQ
W のアクティブ領域、このアクティブ領域によって生成
された刺激放出（つまり、レーザ光）の公称波長を選択
するためのDFB 領域、およびアクティブ領域に光学的に
結合されたレーザ出力信号が出るのを許す第１の導波路
を含む。この調節可能なレーザは、第１の特徴として、
第１の導波路の一端に結合された第２の合成反射器(com
psote reflector)を含み、これによって、DFB 領域との
間に空胴共振器が形成される。この第２の合成反射器
は、MQW のアクティブ領域に光学的に結合されたMQWの
第２の領域、一端が第１の導波路に光学的に結合された
第２の導波路、および第２の導波路の他端の所に配置さ
れた高い反射率を持つ誘電層を含む。レーザ光の搬送周
波数を調節するために、調節電圧がMQW の第２の領域に
加えられ、これにより、量子拘束シュタルク効果（Ｑua
ntum Ｃonfined Ｓtark Ｅffect、ＱＣＳＥ）を通じて、
屈折率の変化が引き起こされる。MQW の第２の領域に
は、さらに、FM-SCMを利用するためにFMディザー信号が
加えられる。同様に、外部空胴電子吸収変調器も利得セ
クションにおいてMQWのアクティブ領域に光学的に結合
されたMQW の第３の領域を持ち、情報信号とAMディザー
信号をこのMQW の第３の領域に加えることで、搬送波信
号上に、それぞれ、情報とAM-SCMが印加される。本発明
および本発明の様々な特徴および長所が、以下のより詳
細な説明を付録の図面を参照しながら読むことによって
一層明らかになるものである。
【０００９】
【発明の詳細な記述】本発明によるWDM 光ネットワーク
の説明に入る前に、最初に、単一の広帯域で調節可能な
レーザ源を利用し、信号を３つの階層レベルにてルーテ
ィングすることが可能な特徴的なレーザ送信機について
説明する。第１のレベルの信号の弁別すなわちルーティ
ングは、Ｎ個のWDM チャネルに基づき、第２のレベルの
弁別はｍ個のAM副搬送波（サブキャリア）周波数チャネ
ルに基づき、第３のレベルの弁別はｎ個のFM副搬送波
（サブキャリア）周波数チャネルに基づく。こうして、
３つのパラメータＮ、ｍ、ｎによってＮｍｎ個のユーザ
のおのおのに対するアドレス情報が構成される。
の説明に入る前に、最初に、単一の広帯域で調節可能な
レーザ源を利用し、信号を３つの階層レベルにてルーテ
ィングすることが可能な特徴的なレーザ送信機について
説明する。第１のレベルの信号の弁別すなわちルーティ
ングは、Ｎ個のWDM チャネルに基づき、第２のレベルの
弁別はｍ個のAM副搬送波（サブキャリア）周波数チャネ
ルに基づき、第３のレベルの弁別はｎ個のFM副搬送波
（サブキャリア）周波数チャネルに基づく。こうして、
３つのパラメータＮ、ｍ、ｎによってＮｍｎ個のユーザ
のおのおのに対するアドレス情報が構成される。
【００１０】レーザ送信機 図３に示すように、本発明によるレーザ送信機１０は、
広帯域で調節可能な半導体レーザから構成され、半導体
レーザは、利得セクション１２、一体化された（集積）
内部空胴合成反射器セクション１４、および一体化され
た（集積）外部空胴AM変調器４０、例えば、電子吸収変
調器を含む。これら素子のタンデム配列は、光集積回路
と見做すことがことができる。電流ドライバ１６によっ
て利得セッション１２に電流が供給され、これによって
出力信号２０が生成される。後により詳細に説明するよ
うに、バイアス源１８によって反射器セクション１４に
供給されるDC電圧は、出力信号の搬送周波数（中心周波
数）を、レーザ内部空胴部の光場の位相を制御すること
で粗く調節するために用いられる。これにより出力信号
をWDM システムのＮ個のチャネルに渡って調節すること
が可能になる。変調器４０に結合された情報源４２を介
して、情報（例えば、データ、音声、ビデオ）が出力信
号上にAMの形式にて（つまり、例えばギガビット速度に
て、オンオフキーイングすることで）印加される。FAデ
ィザー源３０が合成反射器１４に結合され、これによっ
て、出力信号がRF周波数（例えば、数十ｋＨｚ乃至数十
ＭＨｚの周波数）にて周波数変調され、結果としてｎ個
のFM副搬送波チャネルが、周波数ｆnjにて生成される。
典型的には、FMディザー信号の振幅は、DC調節電圧（例
えば、１〜２Ｖ）と比べてかなり小さくされる（例え
ば、１００ｍＶ）。同様に、FM-SCMによって導入される
波長の変動の振幅も、WDMチャネルの間隔と比べてかな
り小さくされる。さらに、AMディザー源４４が変調器４
０に結合され、これによって、出力信号がRF周波数（例
えば、数十ｋＨｚ乃至数十ＭＨｚの周波数）にて振幅変
調され、結果として、ｍ個のAM副搬送波チャネルが、周
波数ｆmjの生成される。このAMディザー信号も、典型的
には、オンオフキーイング用の電気データ信号の振幅
（例えば、２乃至４Ｖ）と比べてかなり小さな振幅（例
えば、数十ｍＶ）とされる。同様に、AM-SCM信号の振幅
も、オンオフキーイングされた光データ信号の振幅と比
べてかなり小さくされる。このAMおよびFM副搬送波ルー
ティング情報は、パケットベースのネットワークで送信
されるアドレスヘッダ内にのみ含まれることに注意す
る。
広帯域で調節可能な半導体レーザから構成され、半導体
レーザは、利得セクション１２、一体化された（集積）
内部空胴合成反射器セクション１４、および一体化され
た（集積）外部空胴AM変調器４０、例えば、電子吸収変
調器を含む。これら素子のタンデム配列は、光集積回路
と見做すことがことができる。電流ドライバ１６によっ
て利得セッション１２に電流が供給され、これによって
出力信号２０が生成される。後により詳細に説明するよ
うに、バイアス源１８によって反射器セクション１４に
供給されるDC電圧は、出力信号の搬送周波数（中心周波
数）を、レーザ内部空胴部の光場の位相を制御すること
で粗く調節するために用いられる。これにより出力信号
をWDM システムのＮ個のチャネルに渡って調節すること
が可能になる。変調器４０に結合された情報源４２を介
して、情報（例えば、データ、音声、ビデオ）が出力信
号上にAMの形式にて（つまり、例えばギガビット速度に
て、オンオフキーイングすることで）印加される。FAデ
ィザー源３０が合成反射器１４に結合され、これによっ
て、出力信号がRF周波数（例えば、数十ｋＨｚ乃至数十
ＭＨｚの周波数）にて周波数変調され、結果としてｎ個
のFM副搬送波チャネルが、周波数ｆnjにて生成される。
典型的には、FMディザー信号の振幅は、DC調節電圧（例
えば、１〜２Ｖ）と比べてかなり小さくされる（例え
ば、１００ｍＶ）。同様に、FM-SCMによって導入される
波長の変動の振幅も、WDMチャネルの間隔と比べてかな
り小さくされる。さらに、AMディザー源４４が変調器４
０に結合され、これによって、出力信号がRF周波数（例
えば、数十ｋＨｚ乃至数十ＭＨｚの周波数）にて振幅変
調され、結果として、ｍ個のAM副搬送波チャネルが、周
波数ｆmjの生成される。このAMディザー信号も、典型的
には、オンオフキーイング用の電気データ信号の振幅
（例えば、２乃至４Ｖ）と比べてかなり小さな振幅（例
えば、数十ｍＶ）とされる。同様に、AM-SCM信号の振幅
も、オンオフキーイングされた光データ信号の振幅と比
べてかなり小さくされる。このAMおよびFM副搬送波ルー
ティング情報は、パケットベースのネットワークで送信
されるアドレスヘッダ内にのみ含まれることに注意す
る。
【００１１】送信機１０を光ネットワーク内に導入した
場合は、送信機１０はＮｍｎ個のチャネルを提供し、ネ
ットワークは様々なチャネルを弁別（あるいは選択）す
ることで、サービスをＮｍｎ個の異なるユーザに提供す
る。ここでは、ユーザという用語は、サービスの提供を
受ける多様な顧客（これには、例えば、実際のエンドユ
ーザが含まれる）の他、ネットワークの無数の部分（こ
れには、例えば、システムノード、端末設備等が含まれ
る）全てを指すことに注意する。
場合は、送信機１０はＮｍｎ個のチャネルを提供し、ネ
ットワークは様々なチャネルを弁別（あるいは選択）す
ることで、サービスをＮｍｎ個の異なるユーザに提供す
る。ここでは、ユーザという用語は、サービスの提供を
受ける多様な顧客（これには、例えば、実際のエンドユ
ーザが含まれる）の他、ネットワークの無数の部分（こ
れには、例えば、システムノード、端末設備等が含まれ
る）全てを指すことに注意する。
【００１２】三次元光ルーティングネットワーク 図４は、本発明の一つの実施例による上述のようなネッ
トワークを示す。このネットワークの動作を説明するた
めに、最初に、信号が特定にユーザ４にどのようにルー
トされるかを示す。図示するように、ユーザ４は、３つ
のパラメータ（λi 、ｆmj、ｆnj）によって識別され
る。ここで、これらパラメータは、それぞれ、ユーザに
割り当てられた、WDM チャネルの波長（ｉ＝１、
２．．．Ｎ）、AM副搬送波チャネルの周波数（ｍｊ＝ｍ
１、ｍ２．．．ｍｍ）、およびFM副搬送波チャネルの周
波数（ｎｊ＝ｎ１、ｎ２．．．ｎｎ）に対応する。この
ネットワークは、図３との関連で上で説明され、さら
に、図１及び２との関連で後に詳細に説明するタイプの
レーザ送信機１０を含む。このレーザ送信機１０は、一
例として、電気通信システムの中央局に配置される。こ
のネットワークは、さらに、３つのサブシステム１、
２、３を含み、これらによって、３つのレベルあるいは
階層のルーティングが提供される。サブシステム１にお
いては、電力スプリッタ１．１によってレーザ送信機１
０からの信号２０がＮ個の光路上に同報(broadcast) さ
れる。このレベルの弁別は、WDM 波長チャネルに基づ
き、光フィルタ１．２を用いて実現される。サブシステ
ム１からのフィルタされた光信号λiは、サブシステム
２に送信される。サブシステム２においては、電力スプ
リッタ２．１によって入り信号がｍ個の光路上に同報さ
れる。このレベルの選択性すなわち弁別は、AM副搬送波
チャネルに基づき、フィルタ２．２を用いて実現され
る。ｆmjフィルタ２．２は、図示するように、光タップ
２．３を含み、これによって電力スプリッタ２．１から
の信号の小量が、一例として光ダイオード２．４として
示される電気-光変換器(transducer) に結合される。た
だし、この信号の大部分は、光スイッチ２．５に伝送さ
れる。光スイッチ２．５は、制御器２．６によって起動
され、制御器２．６は、RFフィルタ２．７の出力に応答
して動作し、RFフィルタ２．７は、入力を光ダイオード
２．４から受信する。スプリッタ２．１からの各経路上
に配置されるこのRFフィルタ２．７は、異なるAM副搬送
周波数を送信するように設定される。RFフィルタ２．７
の出力が閾値レベルを超えると、光スイッチ２．５が閉
じ、このため、サブシステム２からの信号がサブシステ
ム３に伝送される。サブシステム３のレベルのルーティ
ングは、FM副搬送波チャネルに基づいて遂行される。こ
の段においては、信号上に印加されたFMディザーが、最
初に、FM／AM変換器３．８によってAMディザーに変換さ
れ、次に、この信号が電力スプリッタ３．１に伝送され
る。電力スプリッタ３．１は、この信号をｎ個の光経路
上に同報する。このとき信号の弁別すなわち選択性は、
フィルタ３．２を用いて実現される。ｆnjフィルタ３．
２は、図示するように、電気光変換器（ここでは一例と
して光ダイオード３．４として示す）を含む。これは、
スプリッタ３．１からの入り信号を電気信号に変換し、
この電気信号をRFフィルタ３．７に供給する。光経路上
のこれらRFフィルタは、このレベルにおいては、おのお
の異なるFM副搬送周波数（ユーザ４の場合はFM副搬送周
波数ｆnj）を送信するように調節され、ここでは、フィ
ルタ３．７の出力がユーザ４に結合される。こうして、
送信機１０からの信号は、３つのシステムレベルを経
て、Ｎｍｎ個のユーザの任意の一つにルートされる。
トワークを示す。このネットワークの動作を説明するた
めに、最初に、信号が特定にユーザ４にどのようにルー
トされるかを示す。図示するように、ユーザ４は、３つ
のパラメータ（λi 、ｆmj、ｆnj）によって識別され
る。ここで、これらパラメータは、それぞれ、ユーザに
割り当てられた、WDM チャネルの波長（ｉ＝１、
２．．．Ｎ）、AM副搬送波チャネルの周波数（ｍｊ＝ｍ
１、ｍ２．．．ｍｍ）、およびFM副搬送波チャネルの周
波数（ｎｊ＝ｎ１、ｎ２．．．ｎｎ）に対応する。この
ネットワークは、図３との関連で上で説明され、さら
に、図１及び２との関連で後に詳細に説明するタイプの
レーザ送信機１０を含む。このレーザ送信機１０は、一
例として、電気通信システムの中央局に配置される。こ
のネットワークは、さらに、３つのサブシステム１、
２、３を含み、これらによって、３つのレベルあるいは
階層のルーティングが提供される。サブシステム１にお
いては、電力スプリッタ１．１によってレーザ送信機１
０からの信号２０がＮ個の光路上に同報(broadcast) さ
れる。このレベルの弁別は、WDM 波長チャネルに基づ
き、光フィルタ１．２を用いて実現される。サブシステ
ム１からのフィルタされた光信号λiは、サブシステム
２に送信される。サブシステム２においては、電力スプ
リッタ２．１によって入り信号がｍ個の光路上に同報さ
れる。このレベルの選択性すなわち弁別は、AM副搬送波
チャネルに基づき、フィルタ２．２を用いて実現され
る。ｆmjフィルタ２．２は、図示するように、光タップ
２．３を含み、これによって電力スプリッタ２．１から
の信号の小量が、一例として光ダイオード２．４として
示される電気-光変換器(transducer) に結合される。た
だし、この信号の大部分は、光スイッチ２．５に伝送さ
れる。光スイッチ２．５は、制御器２．６によって起動
され、制御器２．６は、RFフィルタ２．７の出力に応答
して動作し、RFフィルタ２．７は、入力を光ダイオード
２．４から受信する。スプリッタ２．１からの各経路上
に配置されるこのRFフィルタ２．７は、異なるAM副搬送
周波数を送信するように設定される。RFフィルタ２．７
の出力が閾値レベルを超えると、光スイッチ２．５が閉
じ、このため、サブシステム２からの信号がサブシステ
ム３に伝送される。サブシステム３のレベルのルーティ
ングは、FM副搬送波チャネルに基づいて遂行される。こ
の段においては、信号上に印加されたFMディザーが、最
初に、FM／AM変換器３．８によってAMディザーに変換さ
れ、次に、この信号が電力スプリッタ３．１に伝送され
る。電力スプリッタ３．１は、この信号をｎ個の光経路
上に同報する。このとき信号の弁別すなわち選択性は、
フィルタ３．２を用いて実現される。ｆnjフィルタ３．
２は、図示するように、電気光変換器（ここでは一例と
して光ダイオード３．４として示す）を含む。これは、
スプリッタ３．１からの入り信号を電気信号に変換し、
この電気信号をRFフィルタ３．７に供給する。光経路上
のこれらRFフィルタは、このレベルにおいては、おのお
の異なるFM副搬送周波数（ユーザ４の場合はFM副搬送周
波数ｆnj）を送信するように調節され、ここでは、フィ
ルタ３．７の出力がユーザ４に結合される。こうして、
送信機１０からの信号は、３つのシステムレベルを経
て、Ｎｍｎ個のユーザの任意の一つにルートされる。
【００１３】FM-AM変換器３．８としては、幾つかの周
知の光デバイス、例えば、不平衡Mach-Zender干渉計あ
るいは双円錐テーパフィルタ等の任意のデバイスを用い
ることができる。加えて、FM-AM 変換機能は、代替とし
て、電力スプリッタ３．１によって信号を同報した後に
遂行することもできる。ただし、この設計では、各同報
経路内に別個の変換器(converter) という形式の追加の
設備が必要となる。
知の光デバイス、例えば、不平衡Mach-Zender干渉計あ
るいは双円錐テーパフィルタ等の任意のデバイスを用い
ることができる。加えて、FM-AM 変換機能は、代替とし
て、電力スプリッタ３．１によって信号を同報した後に
遂行することもできる。ただし、この設計では、各同報
経路内に別個の変換器(converter) という形式の追加の
設備が必要となる。
【００１４】図５は、第１のサブシステム１の代替設計
を示す。この代替設計においては、レーザ１０からの信
号２０は、３−ポート光サーキュレータ５．１のタンデ
ム配列に結合される。より詳細には、信号２０は、第１
の光サーキュレータ５．１の入力ポートに結合される。
光サーキュレータ５．１の一方の出力ポートに結合され
た光フィルタ５．２（例えば、ファイバ格子）は、第１
のチャネルの波長λ1のみ反射し、他の全ての波長は伝
送する。これら他の波長は、次のサーキュレータに伝送
され、こうしてフィルタリングプロセス（しばしばチャ
ネル脱落プロセスと呼ばれる）が反復される。他方、λ
1 の信号は、サーキュレータ５．１の他方の出力から一
つの別個の経路上に結合される。こうして、さまざまな
WDM チャネルの全てが異なる経路上に分離される。多数
のWDMチャネルが存在する場合は、これら波長の分離に
フェーズド・アレイ・ルータ(pahsed array router)を
用いる必要があることに注意する。
を示す。この代替設計においては、レーザ１０からの信
号２０は、３−ポート光サーキュレータ５．１のタンデ
ム配列に結合される。より詳細には、信号２０は、第１
の光サーキュレータ５．１の入力ポートに結合される。
光サーキュレータ５．１の一方の出力ポートに結合され
た光フィルタ５．２（例えば、ファイバ格子）は、第１
のチャネルの波長λ1のみ反射し、他の全ての波長は伝
送する。これら他の波長は、次のサーキュレータに伝送
され、こうしてフィルタリングプロセス（しばしばチャ
ネル脱落プロセスと呼ばれる）が反復される。他方、λ
1 の信号は、サーキュレータ５．１の他方の出力から一
つの別個の経路上に結合される。こうして、さまざまな
WDM チャネルの全てが異なる経路上に分離される。多数
のWDMチャネルが存在する場合は、これら波長の分離に
フェーズド・アレイ・ルータ(pahsed array router)を
用いる必要があることに注意する。
【００１５】加えて、幾つかのアプリケーションでは、
これら３つのサブシステムの順序を入れ替えることが必
要となることもある。例えば、サブシステム１（WDM チ
ャネル ルーティング）とサブシステム２（AM副搬送波
ルーティング）の順序が入れ替えられる。
これら３つのサブシステムの順序を入れ替えることが必
要となることもある。例えば、サブシステム１（WDM チ
ャネル ルーティング）とサブシステム２（AM副搬送波
ルーティング）の順序が入れ替えられる。
【００１６】WDM／TDM光ネットワーク データ（例えば、パケット）が爆発的(burst) に伝送さ
れる従来の技術によるパケット伝送システムとは対照的
に、この実施例では、Ｎ個のユーザが順番に（シーケン
ス的に）アドレスされ、データが各ユーザに連続的に供
給される。つまり、このアプリケーションでは、ユーザ
チャネルはビット期間（つまり、ビット間隔τ）が経過
する度に毎回スイッチされる。
れる従来の技術によるパケット伝送システムとは対照的
に、この実施例では、Ｎ個のユーザが順番に（シーケン
ス的に）アドレスされ、データが各ユーザに連続的に供
給される。つまり、このアプリケーションでは、ユーザ
チャネルはビット期間（つまり、ビット間隔τ）が経過
する度に毎回スイッチされる。
【００１７】図６にWDM／TDMネットワークをより詳細に
示す。図示するように、このネットワークはレーザ送信
機５０を含む。レーザ送信機５０によって生成されたデ
ジタル出力信号３４は、伝送媒体５５を通じて配信設備
７０に結合される。送信機５０は、広帯域で調節可能な
レーザ源１０、合成反射器セクション１４に結合された
波形発生器１８．１、および電子マルチプレクサ４２．
２を通じてAM変調器セクション４０に結合されたユーザ
データすなわち情報源４２．１を含む。波形発生器１
８．１とマルチプレクサ４２．２は、クロック３２によ
って同期される。
示す。図示するように、このネットワークはレーザ送信
機５０を含む。レーザ送信機５０によって生成されたデ
ジタル出力信号３４は、伝送媒体５５を通じて配信設備
７０に結合される。送信機５０は、広帯域で調節可能な
レーザ源１０、合成反射器セクション１４に結合された
波形発生器１８．１、および電子マルチプレクサ４２．
２を通じてAM変調器セクション４０に結合されたユーザ
データすなわち情報源４２．１を含む。波形発生器１
８．１とマルチプレクサ４２．２は、クロック３２によ
って同期される。
【００１８】波形発生器１８．１は、階段状の電圧（例
えば、図７に示す電圧波形）を、合成反射器セクション
１４に供給することで、レーザ源１０の搬送周波数を図
８に示すようにＮ個のチャネルに渡って調節する。重要
な点として、波長は１ビット期間というタイムスケール
にて変化される。例えば、波長は各ビット期間に一度の
速度にて変化される。Ｎ個のチャネルはＮ個のエンドユ
ーザを識別し、各ユーザは媒体５５を通じて配信設備７
０に伝送された信号を受信する。配信設備７０は波長デ
マルチプレクサ６０（例えば、周知のフェーズドアレイ
ルータ）を含む。波長デマルチプレクサ６０は、Ｎ個の
出力経路を含み、これらは経路は別個にＮ個のユーザ６
５の一つに結合される。
えば、図７に示す電圧波形）を、合成反射器セクション
１４に供給することで、レーザ源１０の搬送周波数を図
８に示すようにＮ個のチャネルに渡って調節する。重要
な点として、波長は１ビット期間というタイムスケール
にて変化される。例えば、波長は各ビット期間に一度の
速度にて変化される。Ｎ個のチャネルはＮ個のエンドユ
ーザを識別し、各ユーザは媒体５５を通じて配信設備７
０に伝送された信号を受信する。配信設備７０は波長デ
マルチプレクサ６０（例えば、周知のフェーズドアレイ
ルータ）を含む。波長デマルチプレクサ６０は、Ｎ個の
出力経路を含み、これらは経路は別個にＮ個のユーザ６
５の一つに結合される。
【００１９】TDM スキームを用いることでデータがユー
ザに総システム速度の１／Ｎ倍のビット速度、つまり、
１／（Ｎτ）の速度にて、“連続的”に供給される。例
えば、τ＝１００ｐｓの１０Ｇｂ／ｓのシステムであっ
て、Ｎ＝２０個のユーザ（あるいはチャネル波長）が存
在する場合、各ユーザは、結果として、５００Ｍｂ／ｓ
の帯域幅を持つこととなる。チャネル間でのスイッチを
実現するためには、レーザ源１０は、搬送周波数を、１
ビット期間（例えば、この実施例においては、１００ｐ
ｓより短な期間）のタイムスケールにて変化できること
を要求される。本発明による広帯域で調節可能なレーザ
源は、後に説明するように、搬送周波数を約５０ｐｓと
いう短い期間でスイッチする能力を持つために、この要
件を楽に満足する。他方、１０Ｇｂ／ｓの従来の技術に
よるパケット交換システムでは、ユーザは１０Ｇｂ／ｓ
という多量のデータバーストを受信したかと思うと、次
の瞬間は、アイドル期間となったりする。このため、ユ
ーザは、データを抽出するために高速なバーストモード
受信を必要とする。これとは対照的に、本発明によるビ
ットインターリービングTDM スキーム(bit-interleavin
g TDM scheme)では、各ユーザはデータを連続的に１０
Ｇｂ／ｓなる総データ速度よりかなり低いデータ速度に
て受信し、このためデータを抽出するために高速の特別
な受信機を必要としない。
ザに総システム速度の１／Ｎ倍のビット速度、つまり、
１／（Ｎτ）の速度にて、“連続的”に供給される。例
えば、τ＝１００ｐｓの１０Ｇｂ／ｓのシステムであっ
て、Ｎ＝２０個のユーザ（あるいはチャネル波長）が存
在する場合、各ユーザは、結果として、５００Ｍｂ／ｓ
の帯域幅を持つこととなる。チャネル間でのスイッチを
実現するためには、レーザ源１０は、搬送周波数を、１
ビット期間（例えば、この実施例においては、１００ｐ
ｓより短な期間）のタイムスケールにて変化できること
を要求される。本発明による広帯域で調節可能なレーザ
源は、後に説明するように、搬送周波数を約５０ｐｓと
いう短い期間でスイッチする能力を持つために、この要
件を楽に満足する。他方、１０Ｇｂ／ｓの従来の技術に
よるパケット交換システムでは、ユーザは１０Ｇｂ／ｓ
という多量のデータバーストを受信したかと思うと、次
の瞬間は、アイドル期間となったりする。このため、ユ
ーザは、データを抽出するために高速なバーストモード
受信を必要とする。これとは対照的に、本発明によるビ
ットインターリービングTDM スキーム(bit-interleavin
g TDM scheme)では、各ユーザはデータを連続的に１０
Ｇｂ／ｓなる総データ速度よりかなり低いデータ速度に
て受信し、このためデータを抽出するために高速の特別
な受信機を必要としない。
【００２０】階段波形発生器１８．１と同時にレーザ源
１０のAM変調器セクション４０を用いることで、データ
あるいは情報が各ユーザ波長上に、強度変調により（つ
まり、オン−オフキーイングにより）印加され、継続期
間τのパルスあるいはビットのシーケンスが生成され、
こうして、１／τなるビット速度を持つデジタル信号が
形成される。このAM変調器に対する帯域幅要件は、上述
のFMセクション（つまり、合成反射器１４）に対するそ
れと同一である。つまり、両方とも同一速度にてスイッ
チする。
１０のAM変調器セクション４０を用いることで、データ
あるいは情報が各ユーザ波長上に、強度変調により（つ
まり、オン−オフキーイングにより）印加され、継続期
間τのパルスあるいはビットのシーケンスが生成され、
こうして、１／τなるビット速度を持つデジタル信号が
形成される。このAM変調器に対する帯域幅要件は、上述
のFMセクション（つまり、合成反射器１４）に対するそ
れと同一である。つまり、両方とも同一速度にてスイッ
チする。
【００２１】広帯域調節 次に、図１および図２との関連で、図３の広帯域で調節
可能なレーザ源１０の構造および動作についてより詳細
に説明する。ただし、簡単のために、以下の説明におい
ては、変調器４０については割愛する。より詳細には、
レーザ源１０は、光出力信号２０を、異なる波長λi
（ｉ＝１、２、．．．Ｎ）を持つ複数のＮ個の縦モード
の任意の一つとして生成する。出力信号２０は、例え
ば、WDM システム（図示せず）の伝送軸２２に沿って伝
播する。ここで考慮するシステムは、低速用途（例え
ば、ネットワークの再構成が頻繁でない用途）、並びに
比較的高速要素（例えば、光パケット交換用途）の両方
を対象とする。いずれの場合も、調節可能なレーザ源１
０は、利得セクション１２と合成反射器セクション１４
とによって形成される空胴共振器を含む。
可能なレーザ源１０の構造および動作についてより詳細
に説明する。ただし、簡単のために、以下の説明におい
ては、変調器４０については割愛する。より詳細には、
レーザ源１０は、光出力信号２０を、異なる波長λi
（ｉ＝１、２、．．．Ｎ）を持つ複数のＮ個の縦モード
の任意の一つとして生成する。出力信号２０は、例え
ば、WDM システム（図示せず）の伝送軸２２に沿って伝
播する。ここで考慮するシステムは、低速用途（例え
ば、ネットワークの再構成が頻繁でない用途）、並びに
比較的高速要素（例えば、光パケット交換用途）の両方
を対象とする。いずれの場合も、調節可能なレーザ源１
０は、利得セクション１２と合成反射器セクション１４
とによって形成される空胴共振器を含む。
【００２２】利得セクション１２は、比較的広い有効バ
ンドギャップを持つMQW のアクティブ領域１２．１、ア
クティブ領域に光学的に結合された一様ピッチの格子を
含むDFB 領域１２．２、およびこれもアクティブ領域に
光学的に結合された比較的狭いバンドギャップを持つ第
１の導波路１２．３を含む。この第１の導波路１２．３
の出力は、比較的低い反射率を持つ誘電層（あるいは複
数の層の合成、例えば、ARコーティング）１２．７を通
じて伝送軸２２に結合される。電流ドライバ１６によっ
て閾値以上の順バイアス電流が、電極１２．４、１２．
６を介して、アクティブ領域に加えると、レーザ源１０
は、MQW 領域の組成および利得スペクトラムによって定
まる波長の光（放射線）を生成する。これら調節機構が
不在の場合は、DFB 格子のピッチによって利得スペクト
ラム内のどの縦モードが選択されるへきかが決定され
る。こうして選択されたモードが第１の導波路１２．３
に結合され、レーザ出力２０となる。後に説明するよう
に、異なる波長を持つ複数のＮ個の縦モードの任意の一
つを、本発明の様々な特徴に従ってレーザ設計を修正す
ることで選択することができる。
ンドギャップを持つMQW のアクティブ領域１２．１、ア
クティブ領域に光学的に結合された一様ピッチの格子を
含むDFB 領域１２．２、およびこれもアクティブ領域に
光学的に結合された比較的狭いバンドギャップを持つ第
１の導波路１２．３を含む。この第１の導波路１２．３
の出力は、比較的低い反射率を持つ誘電層（あるいは複
数の層の合成、例えば、ARコーティング）１２．７を通
じて伝送軸２２に結合される。電流ドライバ１６によっ
て閾値以上の順バイアス電流が、電極１２．４、１２．
６を介して、アクティブ領域に加えると、レーザ源１０
は、MQW 領域の組成および利得スペクトラムによって定
まる波長の光（放射線）を生成する。これら調節機構が
不在の場合は、DFB 格子のピッチによって利得スペクト
ラム内のどの縦モードが選択されるへきかが決定され
る。こうして選択されたモードが第１の導波路１２．３
に結合され、レーザ出力２０となる。後に説明するよう
に、異なる波長を持つ複数のＮ個の縦モードの任意の一
つを、本発明の様々な特徴に従ってレーザ設計を修正す
ることで選択することができる。
【００２３】本発明の第１の局面によると、レーザ源１
０に合成反射器セクション１４が設けられる。これは、
上述のように、利得セクション１２（つまり、DFB 領域
１２．２）と一体となって、空胴共振器を形成する。よ
り詳細には、合成反射器セクション１４は、MQW のアク
ティブ領域１２．１に光学的に結合されたMQW の第２の
領域１４．１、一端が第１の導波路１２．３に光学的に
結合された第２の導波路１４．３、および第２の導波路
１４．３の他端に配置された比較的高い反射率を持つ誘
電層（あるいは複数の層の合成、例えば、HRコーティン
グ）１４．７を含む。
０に合成反射器セクション１４が設けられる。これは、
上述のように、利得セクション１２（つまり、DFB 領域
１２．２）と一体となって、空胴共振器を形成する。よ
り詳細には、合成反射器セクション１４は、MQW のアク
ティブ領域１２．１に光学的に結合されたMQW の第２の
領域１４．１、一端が第１の導波路１２．３に光学的に
結合された第２の導波路１４．３、および第２の導波路
１４．３の他端に配置された比較的高い反射率を持つ誘
電層（あるいは複数の層の合成、例えば、HRコーティン
グ）１４．７を含む。
【００２４】本発明の第２の局面によると、図２に示す
ように、レーザ源１０の第１の導波路１２．３は、所定
の形状（例えば、ライズドサイン(raised-sine) 形状）
を持ち、これによって、導波路１２．３の部分１２．３
ｂ（つまり、電極１２．４の下の部分）が、WDM システ
ムのＮ個の異なる波長（つまり、複数のチャネル波長）
に対応するＮ個のゾーンにセグメント化される。図２に
λi （ｉ＝１、２、．．．、Ｎ）として示されるこれら
ゾーンは、導波路１２．３ｂが各ゾーンにおいて格子ラ
インに対して異なるスロープ（傾き）を持つために、異
なる波長の光フィードバックを供給する。ただし、レン
ジλ1 乃至λN に渡っての連続的な調節は、これら波長
に対応する全ての縦モードが、本質的に同一の閾値利得
を持つ場合にのみ可能となる。この切実な要件は、導波
路１２．３ｂの形状（これはモードの利得スペクトラム
の平坦さを決定する）と、ドライブ電流（これはMQW の
アクティブ領域１２．１の利得を決定する）との組合せ
によって達成される。これに加えて、導波路のスロープ
がより大きなゾーンに対応するモードはより大きな損失
を受ける。この大きな波長スロープを持つ長い波長ゾー
ンλN における高い損失を補償するために、導波路１
２．３には、直線（つまり、線形）部分１２．３ｓが、
所定の形状を持つように整形された部分１２．３ｂと合
成反射器セクション１４の第２の導波路１４．３との間
に設けられる。電極１２．４が直線部分１２．３ｓと重
複するために、Ｎ番目のモードには追加の利得が与えら
れ、こうして、より高い損失が相殺される。（つまり、
図２に示すように、Ｎ番目のモードに対するゾーンは、
λN として示される電極１２．３ｂの下の部分に加え
て、λ’N として示される電極１２．３ｓの下の部分も
含む）。
ように、レーザ源１０の第１の導波路１２．３は、所定
の形状（例えば、ライズドサイン(raised-sine) 形状）
を持ち、これによって、導波路１２．３の部分１２．３
ｂ（つまり、電極１２．４の下の部分）が、WDM システ
ムのＮ個の異なる波長（つまり、複数のチャネル波長）
に対応するＮ個のゾーンにセグメント化される。図２に
λi （ｉ＝１、２、．．．、Ｎ）として示されるこれら
ゾーンは、導波路１２．３ｂが各ゾーンにおいて格子ラ
インに対して異なるスロープ（傾き）を持つために、異
なる波長の光フィードバックを供給する。ただし、レン
ジλ1 乃至λN に渡っての連続的な調節は、これら波長
に対応する全ての縦モードが、本質的に同一の閾値利得
を持つ場合にのみ可能となる。この切実な要件は、導波
路１２．３ｂの形状（これはモードの利得スペクトラム
の平坦さを決定する）と、ドライブ電流（これはMQW の
アクティブ領域１２．１の利得を決定する）との組合せ
によって達成される。これに加えて、導波路のスロープ
がより大きなゾーンに対応するモードはより大きな損失
を受ける。この大きな波長スロープを持つ長い波長ゾー
ンλN における高い損失を補償するために、導波路１
２．３には、直線（つまり、線形）部分１２．３ｓが、
所定の形状を持つように整形された部分１２．３ｂと合
成反射器セクション１４の第２の導波路１４．３との間
に設けられる。電極１２．４が直線部分１２．３ｓと重
複するために、Ｎ番目のモードには追加の利得が与えら
れ、こうして、より高い損失が相殺される。（つまり、
図２に示すように、Ｎ番目のモードに対するゾーンは、
λN として示される電極１２．３ｂの下の部分に加え
て、λ’N として示される電極１２．３ｓの下の部分も
含む）。
【００２５】導波路部分１２．３ｂおよび１２．３ｓの
形状ｙ（ｘ）と、これらの対応する格子ピッチ関数Λ
（ｘ）は、以下のようにセットの式によって記述するこ
とができる。レンジＬｓ≦ｘ≦Ｌ 内では、導波路１
２．３ｂの形状は、本質的に、以下の式（１）によって
与えられるライズドサイン形状（raised-sine shape）
に従う。
形状ｙ（ｘ）と、これらの対応する格子ピッチ関数Λ
（ｘ）は、以下のようにセットの式によって記述するこ
とができる。レンジＬｓ≦ｘ≦Ｌ 内では、導波路１
２．３ｂの形状は、本質的に、以下の式（１）によって
与えられるライズドサイン形状（raised-sine shape）
に従う。
【００２６】
【数１】 ここで、ｘは、光の伝播の方向に沿って（例えば伝送軸
２２に沿って）の距離を表し、Ｗは、直線部分１２．３
ｓが省かれたときのｙ（ｘ）の伝送軸２２からの最大変
位を表し、Ｌs は、直線導波路部分１２．３ｓの長さを
表し、Ｌb は、整形されたされた導波路部分１２．３ｂ
の長さを表す。そして、対応する格子ピッチは、以下の
式（２）によって与えられる。
２２に沿って）の距離を表し、Ｗは、直線部分１２．３
ｓが省かれたときのｙ（ｘ）の伝送軸２２からの最大変
位を表し、Ｌs は、直線導波路部分１２．３ｓの長さを
表し、Ｌb は、整形されたされた導波路部分１２．３ｂ
の長さを表す。そして、対応する格子ピッチは、以下の
式（２）によって与えられる。
【数２】 ここで、Λ0 は、DFB 領域１２．２の一様な格子のピッ
チを表す。これとは対照的に、レンジＬb ≦ｘ≦（ Ｌb
＋Ｌs ）内では、導波路１２．３ｓの形状は、以下の
式（３）によって与えられる直線の関数に従う。
チを表す。これとは対照的に、レンジＬb ≦ｘ≦（ Ｌb
＋Ｌs ）内では、導波路１２．３ｓの形状は、以下の
式（３）によって与えられる直線の関数に従う。
【数３】 そして、対応する格子のピッチは、以下の式（４）によ
って与えられる。
って与えられる。
【数４】 ２つの導波路セグメントに対して、このようにライズド
サイン関数と直線関数の組合せを用いるのが好ましい
が、ただし、考慮する個々の特定の応用に応じて他の関
数を用いることもできる。
サイン関数と直線関数の組合せを用いるのが好ましい
が、ただし、考慮する個々の特定の応用に応じて他の関
数を用いることもできる。
【００２７】本発明の第３の局面によると、レーザ源１
０に合成反射器１４に電気制御信号を加える手段が設け
られる。この制御信号は、第２の導波路１４．３内を伝
播する光の位相を変化させ、全体として、レーザ源の位
相を変化させる。一例として、源１８からの電気信号
が、電極１４．４および１２．６を介して合成反射器セ
クション１４に加えられる。この信号は、様々な形式
（つまり、電流あるいは電圧）を取ることができるが、
好ましくは、逆バイアス電圧を用いることで、MQWの第
２の領域１４．３内に量子拘束シュタルク効果（QCSE）
が誘引される。すると、このQCSE効果によってMQW の第
２の領域１４．３の屈折率に変化が誘引され、このため
に、第２の導波路１４．３内を伝播する光の位相に変化
が誘引される。こうして、加える電圧を変化させること
によって、レーザ源１０を、第１の導波路１２．３のＮ
個のゾーンによってスパンされる比較的広いレンジの波
長に渡って調節することが可能になる。
０に合成反射器１４に電気制御信号を加える手段が設け
られる。この制御信号は、第２の導波路１４．３内を伝
播する光の位相を変化させ、全体として、レーザ源の位
相を変化させる。一例として、源１８からの電気信号
が、電極１４．４および１２．６を介して合成反射器セ
クション１４に加えられる。この信号は、様々な形式
（つまり、電流あるいは電圧）を取ることができるが、
好ましくは、逆バイアス電圧を用いることで、MQWの第
２の領域１４．３内に量子拘束シュタルク効果（QCSE）
が誘引される。すると、このQCSE効果によってMQW の第
２の領域１４．３の屈折率に変化が誘引され、このため
に、第２の導波路１４．３内を伝播する光の位相に変化
が誘引される。こうして、加える電圧を変化させること
によって、レーザ源１０を、第１の導波路１２．３のＮ
個のゾーンによってスパンされる比較的広いレンジの波
長に渡って調節することが可能になる。
【００２８】一般的に、単一のパラメータ、例えば、合
成反射器セクション１４に加えられる制御電圧のレベル
を変化させるのみで、レーザ源の波長をかなり広いレン
ジ（例えば、約２ｎｍ）に渡って、比較的高い速度（例
えば、５０乃至１００ｐｓ）にて調節することができ
る。ただし、複数のパラメータ、例えば、制御電圧のレ
ベル、ドライブ電流およびレーザの温度を変化させる
と、速度は幾分遅くなるが（例えば、ミリ秒乃至ナノ秒
のレンジとなるが）、より広い波長レンジ（例えば、１
０乃至１２ｎｍ）に渡っての調節が可能になる。
成反射器セクション１４に加えられる制御電圧のレベル
を変化させるのみで、レーザ源の波長をかなり広いレン
ジ（例えば、約２ｎｍ）に渡って、比較的高い速度（例
えば、５０乃至１００ｐｓ）にて調節することができ
る。ただし、複数のパラメータ、例えば、制御電圧のレ
ベル、ドライブ電流およびレーザの温度を変化させる
と、速度は幾分遅くなるが（例えば、ミリ秒乃至ナノ秒
のレンジとなるが）、より広い波長レンジ（例えば、１
０乃至１２ｎｍ）に渡っての調節が可能になる。
【００２９】以下の例は、比較的低速の用途と比較的高
速の用途の両方について、本発明の効果を示す。様々な
材質、寸法、動作条件、その他のパラメータは、単に解
説を目的として示されるものであり、改めて言明されな
い限り、本発明の範囲を限定することを意図するもので
はない。
速の用途の両方について、本発明の効果を示す。様々な
材質、寸法、動作条件、その他のパラメータは、単に解
説を目的として示されるものであり、改めて言明されな
い限り、本発明の範囲を限定することを意図するもので
はない。
【００３０】例ＩＩ：低速調節 レーザ源１０が選択的エリア成長MOVPE を用いて製造さ
れた。つまり、この方法にて様々な半導体層を成長さ
せ、続いて、通常の処理を用いて、エッチング整形、電
極の堆積、その他が行なわれた。MQW の領域１２．３お
よび１４．３は、ひずみInGaAsP （１．５５μｍのバン
ドギャップを持つ）と、障壁層としてのInGaAsP （１．
２８μｍのバンドギャップを持つ）がインタリーブする
７層から構成された。縦モードの制御は、１μｍ幅の周
知のCMBH構造を形成することで達成された。CMBH構造の
片側に、漏れ電流および寄生容量を低減するために、厚
さ３μｍのInP:Fe電流阻止層が形成された。長さ約８０
μｍの浅い溝１９を用いて、電気的絶縁が強化された。
この抵抗値は、典型的には、２５ｋΩとされた。導波路
１２．３ｂと導波路１２．３ｓの形状は、本質的に、そ
れぞれ、上述の式（１）と式（３）に従うように形成さ
れ、これらは、WDM システムの１５４９．４乃至１５６
０．７ｎｍの波長レンジの８個のチャネル（各チャネル
は約１．４ｎｍ幅）に対応する８個の縦モードに所定の
利得を与えるように設計された。
れた。つまり、この方法にて様々な半導体層を成長さ
せ、続いて、通常の処理を用いて、エッチング整形、電
極の堆積、その他が行なわれた。MQW の領域１２．３お
よび１４．３は、ひずみInGaAsP （１．５５μｍのバン
ドギャップを持つ）と、障壁層としてのInGaAsP （１．
２８μｍのバンドギャップを持つ）がインタリーブする
７層から構成された。縦モードの制御は、１μｍ幅の周
知のCMBH構造を形成することで達成された。CMBH構造の
片側に、漏れ電流および寄生容量を低減するために、厚
さ３μｍのInP:Fe電流阻止層が形成された。長さ約８０
μｍの浅い溝１９を用いて、電気的絶縁が強化された。
この抵抗値は、典型的には、２５ｋΩとされた。導波路
１２．３ｂと導波路１２．３ｓの形状は、本質的に、そ
れぞれ、上述の式（１）と式（３）に従うように形成さ
れ、これらは、WDM システムの１５４９．４乃至１５６
０．７ｎｍの波長レンジの８個のチャネル（各チャネル
は約１．４ｎｍ幅）に対応する８個の縦モードに所定の
利得を与えるように設計された。
【００３１】バイアス電圧、ドライブ電流および温度を
適当に選択することで、レーザ源を８個の全てのチャネ
ルに渡って（１１ｎｍ以上のレンジに渡って）調節する
ことができた。シングルモードファイバに供給される電
力は、典型的には、６０ｍＡのドライブ電流において１
０ｍＷであった。平均サイドモード抑圧は、約３６ｄＢ
であった。以下のテーブルは、３つのパラメータを変動
することで達成される比較的広い１１ｎｍレンジに渡っ
ての調節の様子を示す。
適当に選択することで、レーザ源を８個の全てのチャネ
ルに渡って（１１ｎｍ以上のレンジに渡って）調節する
ことができた。シングルモードファイバに供給される電
力は、典型的には、６０ｍＡのドライブ電流において１
０ｍＷであった。平均サイドモード抑圧は、約３６ｄＢ
であった。以下のテーブルは、３つのパラメータを変動
することで達成される比較的広い１１ｎｍレンジに渡っ
ての調節の様子を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】低速調節の場合のこの１１ｎｍというレン
ジは、従来の技術の結果として報告されている最良の結
果の二倍以上である（比較のためには、H.Hillmer et a
l.,IEEE J.Selected Topics in Quantum Electronics,V
ol.1,No.2,pp.356-362(1995)を参照されたい）。
ジは、従来の技術の結果として報告されている最良の結
果の二倍以上である（比較のためには、H.Hillmer et a
l.,IEEE J.Selected Topics in Quantum Electronics,V
ol.1,No.2,pp.356-362(1995)を参照されたい）。
【００３４】例III：高速調節 例ＩＩとの関連で説明したのと類似するレーザ源を用い
て、単一パラメータによる比較的広い波長レンジに渡っ
ての高速調節の実証を試みた。単一パラメータとして
は、合成反射器セクション１４に加えられるバイアス電
圧が選択された。３５０ｐｓなる周期を持つバイアス電
圧にてドライブすることで、レーザ出力が、同一の速度
にて、高波長（１５５１．７ｎｍ）と低波長（１５５
０．０ｎｍ）との間で交互に調節された。出力は、短波
長から長波長に向かっては、１．７ｎｍのレンジを通じ
て、５６ｐｓの速度にてスイッチされ、逆方向には、１
３４ｐｓの速度にて戻された（１０％から９０％の上昇
時間）。サイドモード抑圧比は、調節の際で約３５ｄＢ
であった。この高速調節レンジは、従来の技術において
報告されている結果と比べてほぼ一桁良い（比較のため
には、H.Nakajima et al.,OFC Technical Digest,p.276
(1996)を参照されたい）。４つのレベルのバイアス電圧
を用いての４つのチャネル（チャネル間隔約０．７ｎ
ｍ）の間での高速スイッチングについても試みられた
が、この結果、本発明による調節可能なレーザ源は複数
のWDM チャネルにアドレスし、これらチャネルを非常に
高速度にてスイッチできる能力を持ち、このため、この
レーザ源をWDM ネットワークに用いることで、光信号を
セルベースにて、大きな保護時間を必要とすることな
く、ルーティングできることが実証された。加えて、こ
の非常に高速なスイッチング能力のために、前述のよう
に高速のビットインタリーブされたTDM も可能となる。
て、単一パラメータによる比較的広い波長レンジに渡っ
ての高速調節の実証を試みた。単一パラメータとして
は、合成反射器セクション１４に加えられるバイアス電
圧が選択された。３５０ｐｓなる周期を持つバイアス電
圧にてドライブすることで、レーザ出力が、同一の速度
にて、高波長（１５５１．７ｎｍ）と低波長（１５５
０．０ｎｍ）との間で交互に調節された。出力は、短波
長から長波長に向かっては、１．７ｎｍのレンジを通じ
て、５６ｐｓの速度にてスイッチされ、逆方向には、１
３４ｐｓの速度にて戻された（１０％から９０％の上昇
時間）。サイドモード抑圧比は、調節の際で約３５ｄＢ
であった。この高速調節レンジは、従来の技術において
報告されている結果と比べてほぼ一桁良い（比較のため
には、H.Nakajima et al.,OFC Technical Digest,p.276
(1996)を参照されたい）。４つのレベルのバイアス電圧
を用いての４つのチャネル（チャネル間隔約０．７ｎ
ｍ）の間での高速スイッチングについても試みられた
が、この結果、本発明による調節可能なレーザ源は複数
のWDM チャネルにアドレスし、これらチャネルを非常に
高速度にてスイッチできる能力を持ち、このため、この
レーザ源をWDM ネットワークに用いることで、光信号を
セルベースにて、大きな保護時間を必要とすることな
く、ルーティングできることが実証された。加えて、こ
の非常に高速なスイッチング能力のために、前述のよう
に高速のビットインタリーブされたTDM も可能となる。
【００３５】理解できるように、上述の構成は、単に、
本発明の原理が適用できると考えられる幾つかの具体的
な実施例を示すことを目的として説明したものである。
当業者においては、本発明の原理に従う多様な他の構成
が本発明の精神および範囲から逸脱することなく考案で
きるものと思われる。例えば、長距離伝送システムにお
いては、ファイバの分散がパルス幅と共に増加するため
に、通常は、狭いライン幅のレーザ源が用いられる。た
だし、この場合でも、ドライブ電流が一様でない場合
は、これに起因するレーザの空間ホールバーニングのた
めに、ライン幅が増加する傾向がある。従って、MQW の
アクティブ領域１２．１に実質的に一様なドライブ電流
を加えることは、非常に重要なことである。これを達成
するために、好ましくは、電極１２．４はセグメント化
されていない単一の電極とされ、MQWのアクティブ領域
１２．１についても、セグメント化されてない単一の領
域とされる。本発明にこれら特徴を採用することで、１
乃至２ＭＨｚの帯域幅を達成することが可能となるが、
この値は、従来の技術によるセグメント化された設計を
用いる方法と比べて一桁の向上を意味する（比較のため
には、上述のHillerらおよびNakajimaらの論文を参照さ
れたい）。
本発明の原理が適用できると考えられる幾つかの具体的
な実施例を示すことを目的として説明したものである。
当業者においては、本発明の原理に従う多様な他の構成
が本発明の精神および範囲から逸脱することなく考案で
きるものと思われる。例えば、長距離伝送システムにお
いては、ファイバの分散がパルス幅と共に増加するため
に、通常は、狭いライン幅のレーザ源が用いられる。た
だし、この場合でも、ドライブ電流が一様でない場合
は、これに起因するレーザの空間ホールバーニングのた
めに、ライン幅が増加する傾向がある。従って、MQW の
アクティブ領域１２．１に実質的に一様なドライブ電流
を加えることは、非常に重要なことである。これを達成
するために、好ましくは、電極１２．４はセグメント化
されていない単一の電極とされ、MQWのアクティブ領域
１２．１についても、セグメント化されてない単一の領
域とされる。本発明にこれら特徴を採用することで、１
乃至２ＭＨｚの帯域幅を達成することが可能となるが、
この値は、従来の技術によるセグメント化された設計を
用いる方法と比べて一桁の向上を意味する（比較のため
には、上述のHillerらおよびNakajimaらの論文を参照さ
れたい）。
【図１】本発明の一つの実施例による調節可能な半導体
レーザの略断面図である。
レーザの略断面図である。
【図２】図１のレーザの略正面図である。
【図３】図１のレーザの略図であり、一体化された（集
積）外部空胴電子吸収変調器４０、合成反射器セクショ
ン１４に結合されたFMディザー信号源３０、および変調
器４０に結合されたAMディザー信号源４４を示す。
積）外部空胴電子吸収変調器４０、合成反射器セクショ
ン１４に結合されたFMディザー信号源３０、および変調
器４０に結合されたAMディザー信号源４４を示す。
【図４】本発明のもう一つの実施例によるWDM光ネット
ワークのブロック図である。
ワークのブロック図である。
【図５】図４のネットワーク内で用いるための代替のチ
ャネルスプリッティング（分割）構成の略図である。
ャネルスプリッティング（分割）構成の略図である。
【図６】本発明のさらにもう一つの実施例によるWDM/TD
M光ネットワークのブロック図である。
M光ネットワークのブロック図である。
【図７】波形発生器１８．１によって生成され、合成反
射器セクション１４に加えられる階段状の調節電圧を示
す。
射器セクション１４に加えられる階段状の調節電圧を示
す。
【図８】図７の調節電圧波形に応答してのレーザ源の搬
送周波数の変化を示す。
送周波数の変化を示す。
１０ レーザ送信機 １２ 利得セクション １４ 一体化された内部空胴合成反射器セクション １６ 電流ドライバ １８ バイアス源 ２０ 出力信号 ３０ FAディザー源 ４０ 一体化された外部空胴AM変調器 ４２ 情報源 ４４ AMディザー源
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/142 10/04 10/06 (72)発明者 クライド ジョージ ベセア アメリカ合衆国 08823 ニュージャーシ ィ，フランクリン，グリスト ミル レー ン ８ (72)発明者 ジェラルド ナイコラック アメリカ合衆国 11561 ニューヨーク, ロング ビーチ ロング アイランド，フ ランクリン ブウルヴァード 320 (72)発明者 ルーズヴェルト ピーピル アメリカ合衆国 07060 ニュージャーシ ィ，プレインフィールド，シェリダン ア ヴェニュー 642 (72)発明者 タウィー タンバン−エク アメリカ合衆国 07830 ニュージャーシ ィ，カリフォン，ビッグ オーク ウェイ ８
Claims (18)
- 【請求項１】 Ｎｍｎ−チャネルシステム内で用いるレ
ーザ送信機であって、このレーザ送信機が：光出力信号
をＮ個の異なる縦モードの任意の一つにて配信するため
の調節可能なレーザ源を含み、この調節可能なレーザ源
がMQW のアクティブ領域、該アクティブ領域に光学的に
結合されたこれがレージングする縦モードの公称波長を
選択するDFB 領域、および該アクティブ領域に光学的に
結合されたレーザ出力信号が出ることを許す第１の導波
路を含む利得セクション、および該第１の導波路の一端
に光学的に結合された該DFB 領域との間でキャビィ テ
ィ共振器を形成する合成反射器を含み、この合成反射器
が、該MQW のアクティブ領域に光学的に結合されたMQW
の第２の領域、一端が該第１の導波路に光学的に結合さ
れた第２の導波路、および該第２の導波路の他端の所に
配置された比較的高い反射率を持つ誘電層を含み、この
レーザ源がさらに該MQW の第２の領域に調節電圧を加え
ることでこの中に量子拘束シュタルク効果を誘引し、こ
れによって該出力信号の搬送周波数をＮ個のWDM チャネ
ルに渡って変化させるためのチューナ手段、および該ア
クティブ領域にドライブ電流を加えるドライバ手段を含
み、 該アクティブ領域に加えられる電流と該第１の導波路の
形状が互いに該Ｎ個の縦モードが本質的に同一の閾値利
得を持ち、かつ、該DFB 領域の該第１の導波路がその間
を延びる部分がＮ個のゾーンにセグメント化されるよう
に適合され、各ゾーンが光信号（光フィードバック）を
該複数の縦モードの異なる一つに対応する一つの異なる
波長にて供給し、この調節可能なレーザ源がさらに該利
得セクションと一体化された該出力信号を振幅変調する
変調器、および該変調器に結合された情報源を含み、該
出力光信号の振幅がこの情報に従って変調され、この調
節可能なレーザ源がさらに該変調器に比較的低周波の第
１のディザー信号を加えることで、ｍ個の副搬送波チャ
ネルを生成するためのAMディザー源、および該合成反射
器に比較的低周波の第２のディザー信号を加えること
で、ｎ個のFM副搬送波チャネルを生成するためのFMディ
ザー源を含むことを特徴とするレーザ送信機。 - 【請求項２】 該各ディザー信号が、それぞれ、RF周波
数のレンジ内の周波数を持つことを特徴とする請求項１
のレーザ送信機。 - 【請求項３】 該変調器が電子吸収変調器であることを
特徴とする請求項１のレーザ送信機。 - 【請求項４】 該変調器が該MQW のアクティブ領域に一
体となるように結合されたMQWの第３の領域を含むこと
を特徴とする請求項３のレーザ送信機。 - 【請求項５】 該のＮ個のチャネルが、約１５４９ｎｍ
〜１５６１ｎｍの周波数レンジに渡り、該調節可能なレ
ーザ源がこのレンジを通じて連続的に調節できることを
特徴とする請求項１のレーザ送信機。 - 【請求項６】 該第１の導波路の部分が（発明の実施の
形態の段落に記述される）式（１）によって定義される
ライズドサイン関数（raised-sine finction：二乗正弦
関数）に従う形状を持つことを特徴とする請求項１のレ
ーザ送信機。 - 【請求項７】 該アクティブ領域がセグメント化されて
いない単一の領域から成り、さらに、該ドライブ電流を
この領域に実質に一様に加えるセグメント化されていな
い単一の電極が含まれることを特徴とする請求項１のレ
ーザ送信機。 - 【請求項８】 Ｎｍｎ−チャネルWDM 光システムであっ
て、このシステムが光信号をＮｎｍ個のユーザの任意の
一つにルーティングするための光ネットワーク、および
該光ネットワークに結合された光出力信号をこの光WDM
システムのＮ個のチャネルに対応するＮ個の異なる縦モ
ードの任意の一つにて供給するための調節可能なレーザ
源を含み、このレーザ源がセグメント化されていない単
一のInGaAsP MQW のアクティブ領域、該アクティブ領域
に光学的に結合されたこれがレージングする縦モードの
公称波長を選択するための一様ピッチの格子を含むDFB
領域、該アクティブ領域に光学的に結合された第１のIn
GaAsP 導波路、および該第１の導波路の一端に光学的に
結合されたレーザ出力信号が出ることを許す比較的低い
反射率を持つ第１の誘電体反射器を含む利得セクショ
ン、および該第１の導波路の他端に光学的に結合された
該DFB 領域との間に空胴共振器を形成する合成反射器を
含み、この合成反射器が、該MQW のアクティブ領域に光
学的に結合されたInGaAsP の第２の領域、一端が該第１
の導波路に光学的に結合された第２のInGaAsP 導波路、
および該第２の導波路の他端に光学的に結合された比較
的高い反射率を持つ第２の誘電層反射器を含み、 該第１の導波路が、第１の部分と、第１の部分を該合成
反射器に光学的に結合する第２の部分とを含み、該第１
の部分の形状が本質的に（発明の実施の形態の段落に記
述される）式（１）のライズドサイン関数に対応し、該
第２の部分の形状が本質的に式（２）の直線関数に対応
し、このレーザ源がさらに該MQW の第２の領域に電圧を
加えることで量子拘束シュタルク効果を誘引し、これに
よって該出力信号の搬送周波数を該Ｎ個のWDM チャネル
に渡って調節するチューナ手段、および該第１の導波路
に光学的に結合された該アクティブ領域の少なくとも幾
つかのセクションにドライブ電流を加えるためのドライ
バ手段を含み、このドライバ手段が、電流を該アクティ
ブ領域に実質的に一様に加えるセグメント化されていな
い単一の電極を含み、 該アクティブ領域に加えられる電流と該第１の導波路の
形状が互いに該Ｎ個の縦モードが本質的に同一の閾値利
得を持ち、かつ、該DFB 領域の該第１の導波路がその間
を延びる部分がＮ個のゾーンにセグメント化されるよう
に適合され、各ゾーンが光信号（光フィードバック）
を、該複数の縦モードの異なる一つおよび該Ｎ個のチャ
ネルの異なる一つに対応する異なる波長にて供給し、こ
のレーザ源がさらに、 このレーザ源と一体化された該出力信号を振幅変調する
電子吸収変調器、および該変調器に結合された情報源を
含み、該出力信号の振幅がこの情報に従って変調され、
このレーザ源がさらに、 該変調器に比較的低周波の第１のディザー信号を加える
ことで、該出力信号内にｍ個の副搬送波チャネルを生成
するためのAMディザー源、および該合成反射器に比較的
低周波の第２のディザー信号を加えることで、該出力信
号内にｎ個のFM副搬送波チャネルを生成するためのFMデ
ィザー源を含むことを特徴とするＮｍｎ−チャネルWDM
光システム。 - 【請求項９】 該のＮ個のチャネルが、約１５４９ｎｍ
〜１５６１ｎｍの周波数レンジに渡り、該レーザ源がこ
のレンジに渡って連続的に調節できることを特徴とする
請求項８のＮｍｎ−チャネルWDM 光システム。 - 【請求項１０】 光システムであって、この光システム
が光信号をＮｎｍ個のユーザの任意の一つにルーティン
グするための光ネットワーク、および該光ネットワーク
に結合される変調された調節可能なレーザ出力信号を生
成するための集積光回路を含み、この光回路が、タンデ
ムに配置された、該出力信号を生成するための調節可能
な半導体レーザ源、および該出力信号上に情報を印加す
るための半導体変調器を含み、該レーザ源が、該レーザ
信号を与えられた搬送周波数波長にて生成するDFB利得
セクションによって形成される空胴共振器、およびこの
空胴共振器内のレーザ信号の位相を変化させるための合
成反射器を含み、このレーザ源がさらに該合成反射器に
調節電圧を加えることで、該レーザ信号の該位相、従っ
て搬送周波数を該Ｎ個のチャネルに渡って調節するため
の調節源、および該変調器に結合された情報源を含み、
該光信号の振幅がこの情報に従って変調され、このレー
ザ源がさらに該変調器に比較的低周波の第１のディザー
信号を加えることで、該出力信号内にｍ個の副搬送波チ
ャネルを生成するためのAMディザー源、および該合成反
射器に比較的低周波の第２のディザー信号を加えること
で、該出力信号内にｎ個のFM副搬送波チャネルを生成す
るためのFMディザー源を含むことを特徴とする光システ
ム。 - 【請求項１１】 該各ディザー信号が、それぞれ、RF周
波数のレンジ内の周波数を持つことを特徴とする請求項
１０の光システム。 - 【請求項１２】 該ネットワークが該出力信号を複数の
Ｎ個の第１の光経路上に同報するための手段および該第
１の各光経路と関連する該Ｎ個のチャネル一つを選択し
これを伝送するための光フィルタを含む第１のサブシス
テム、 該複数の第１の各経路上の信号をｍ個の第２の光経路上
に同報するための手段および該第２の各光経路と関連す
る該ｍ個のAMサブチャネルの一つを選択しこれを伝送す
るための第１のRFフィルタを含む第２のサブシステム、
および該第２の各経路上の信号をｎ個の第３の光経路上
に同報するための手段および該第３の各光経路と関連す
る該ｎ個のFMサブチャネルの一つを選択しこれを該複数
のユーザの所定の一つに伝送するための第３のサブシス
テムを含むことを特徴とする請求項１１の光システム。 - 【請求項１３】 さらに、該第２のサブシステムから伝
送された信号上のFMディザーを該第３のサブシステムに
伝送される信号上のAFディザーに変換する変換器を含む
ことを特徴とする請求項１２の光システム。 - 【請求項１４】 該第２のサブシステムがさらに、該第
２の各光経路と関連する光スイッチおよび制御器を含
み、該制御器が該第１のRFフィルタに応答して該光スイ
ッチを閉じ、これによって信号が該第２のサブシステム
から該第３のサブシステムに伝送されることを特徴とす
る請求項１２の光システム。 - 【請求項１５】 デジタル光信号をＮ個の波長チャネル
の別個の一つの割り当てを持つＮ個のユーザに伝送する
光送信機であって、この光送信機が該デジタル光信号を
生成する広帯域で調節可能なレーザ源を含み、このレー
ザ源が、その搬送周波数を調節信号に応答して該デジタ
ル信号のビット周期の時間スケールにて変化させる能力
を持ち、このレーザ源が情報を該デジタル信号上に印加
するための一体化された変調器を含み、この光送信機が
さらに階段状の調節信号を該レーザ源に加えることで該
搬送周波数を該Ｎ個のチャネルに渡って調節するための
調節源を含み、該搬送周波数が該ビット周期の時間スケ
ールにて調節され、この光送信機がさらに、 該変調器に結合された情報源を含み、この情報源が、情
報を該信号上に各ビット期間において該調節信号と同期
して印加し、これによって特定のユーザの情報が該変調
器に該レーザ源がそのユーザのチャネルに調節されたと
きにのみ結合されることが確保されることを特徴とする
光送信機。 - 【請求項１６】 該レーザ源が、該複数のデジタル信号
の任意の一つを与えられた搬送周波数にて生成するため
のDFB利得セクションによって形成される空胴共振器、
およびこの空胴共振器の該信号の位相を変化させるため
の合成反射器を含み、該調節信号がこの合成反射器に加
えられる調節電圧であることを特徴とする請求項１５の
光送信機。 - 【請求項１７】 該ビットがτなる周期を持ち、該階段
状の信号を加えるステップが本質的に１／Ｎτなる速度
にて反復されることを特徴とする請求項１５の光送信
機。 - 【請求項１８】 デジタル光システムであって、この光
システムがデジタル光信号を該Ｎ個のユーザの任意の一
つにルーティングするための光ネットワーク、 請求項１５に記載の光送信機、および該光信号を該Ｎ個
のユーザのおのおのに該各ユーザに割り当てられたチャ
ネルの波長に従って配信するための波長デマルチプレク
サを含むことを特徴とするデジタル光システム。
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