JPS6178188A

JPS6178188A - 多波レ−ザ光源

Info

Publication number: JPS6178188A
Application number: JP20020184A
Authority: JP
Inventors: Minoru Shikada; 鹿田　實
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-21
Also published as: JPH0558276B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光通信、特に波長分割多重通信用に用（従来の
技術）光通信、とくに光フアイバ通信において５波長分割多重
通信技術は、１本の光ファイバを使って、波長の異なる
多数の信号波を伝送する技術であるから、大容竜化、経
済化さらには回線利用の自白度を高める上できわめて有
効な技術である。

従来、干渉膜フィルタ、回折格子等を用いた合波、分波
回路によって３波から５波の波長の異なる信号波を伝送
する技術が開発されて来たが、将来には１０波〜数ＩＯ
波の信号波を伝送する技術が必要となる。この場合、各
侶号波の波長間隔を狭めて、波長分散の大きな回折格子
で分波する技術や、わるいは波長分解能がきわめて高い
光ヘテロダイン検波技術を用いることが考えられるが、
これらの技術を用いるには、まず送信用光源として、波
長間隔が一定でしかも狭い多波のレーザ光ｆＫを必要と
する。

従来、このように波長間隔が一定で、しかも狭い多波の
レーザ光源の例としては、分布帰還形の半導本レーザ６
個を同一基板上に形成した例が報告されている（中村他
による論文「分布帰還形半導体レーザを集積化した周波
数多重光源」、昭和５１年度電子通信学会光電波部門全
国大会予稿集＠４分冊、５１３−５１４頁参照）。しか
し、この分布帰還形の半導体レーザにおいても、波長間
隔を一定に設定していくのは製造時の膜厚制御性等の問
題がらり、実用可能な多波のレーザ光源を得るのはきわ
めて困難であった。

（発明の目的）本発明の目的は、このような従来の欠点を除き、波長間
隔が一定でしかも狭い波長間隔を実現可能な多波レーザ
光源を提供することにある。

（発明の構成）本発明の多波レーザ光源は、多軸モード発振を行なう第
１のレーザ光源と、この第１のレーザ光源の各軸モード
の発振波長にそれぞれ対応して異った発振波長で実質的
に単一軸モード発振をそれぞれ行なう複数のレーザ素子
からなる第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源の
各軸モード出力光によって前記第２のレーザ光源の複数
のレーザ素子をそれぞれ駆動するレーザ素子手段とを含
み構成される。

（発明の原理）本発明においては、第２のレーザ光源を形成する複数の
レーザ素子の各発振波長を、多軸モードレーザである第
１のレーザ光源の各軸モードの発振波長に逐一対応させ
たことに特徴がある。一般に、多軸モード発振するレー
ザの各軸モードは。

波長間隔が一定でありしかも狭い。例えば、多軸モード
発振する半導体レーザの軸モード間隔は通常約１０人と
狭くしかも一定であり、また通常数本から数十本の軸モ
ードの発振が可能でおる。従って、これら各軸モードに
第２のレーザ光源の各発振波長をひとつづつ対応させる
ことによって、波長間隔が一定でしかも狭い実用的な多
波光源を得ることができる。

この第１の光源の各軸モードの発振波長に、第２の光源
の各レーザ素子の発振波長全対応させるには、第１の光
源の出力光を各軸モード別に選択的に第２の光源の各レ
ーザ素子に光源注入して各レーザ素子を注入同期発振さ
せる方法や、第２の光源の各レーザ素子の各出力光を、
第１のレーザ光源の出力光の各軸モードと選択的に合波
してそのビート信号を出力してそのビート周波数が一定
値になるよう［第２の光源の各レーザ素子の波長を制御
する方法等がある。

（実施９１）算１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図（
ａ）〜（ｅ）は各出力ビームの波長関係を示すスペクト
ラム図でおる。本実施例において、多軸モード発振を行
なうマスク半導体レーザ１（第１のレーザ光源）から出
射された基準レーザ光２は、光アイソレータ３を介して
入射側光ファイバ４に結合される。この入射側光ファイ
バ４に結合された基準レーザ光２は光分波器５によって
分波され、第１．算２．第３・・・・・・第１０の光フ
ァイバ１１゜１２．１３・・・・・・２０からなる光フ
ァイバ束６に各軸モード別に結合される。

この基準レーザ光２の発振スペクトルは、第２図（ａ）
のようになっており、波長λ１からλ１ｃまでの１０個
の軸モードが第１．第２．第３・・・・・・第１０の光
ファイバ１１，１２．１３・・・・・・２０にそれぞれ
別個に結合される。なお光分波器５は集束用レンズ７と
回折格子８とから構成される。

これら第１〜第１０の光７アイバ１１〜２０にそれぞれ
結合した波長λ１．λ２〜λ１Ｇの光と一ム２１〜３０
は、次に第１．第２〜第１０のスレイプ半導体レーザ３
１，３２〜４０（第２のレーザ光源）にそれぞれ注入さ
れる。その結果第１−ＩＥｌｏのスレイプ半導体レーザ
３１〜４０はそれぞれ注入光と同一波長に注入同期され
、波長λ１．λ２〜λ１ｏの出力光４１．４２〜５０を
それぞれ出射する。これら半導体レーザ３１〜４０の出
力光４１〜５０の発振スペクトルは、第２図中）〜（ｅ
）に示すように、基準レーザ光２の軸モードの１本、１
本にそれぞれ対応しており、しかもほぼ単一軸モード発
振をしている。

なお、マスク半導体レーザ１は第１の恒温槽９の中に入
れてあり、温度変動を±０．１℃以下に抑えることによ
って基準レーザ光２の波長の安定化を行なっている。ま
た、第１〜第１０のスレイプ半導体レーザ３１〜４０は
第２の恒温槽１０中に入れられ、それぞれ個別に＠反制
御して、波長λ１〜λ１ｏの光ビーム２１〜３０と注入
同期するように制御されている。本実施側における波長
λ１は１．３０１μ憔、隣接する軸モード間の波長等は
１０人となっている。

第３図は本発明の第２０実施例のブロック■である。本
実施例において、第１〜第１０のスレイプ半導体レーザ
３］＝４０は分布帰還形の半導体レーザが用いられ、そ
れぞれ単一軸モード発振を行なうレーザである。これら
のレーザ３１〜４０は第１−１！１（１）温度＝ｒ　７
　ト０−ラ６１〜７０ｔ−用いて周囲温度を変えること
によりそれぞれ発振波長が制御できるようになっている
。さらに、これらのレーザ３１〜４０から出射される波
長λ１〜λｌＯの出力光４１〜５０は第１〜第１０の出
力ファイバフ１〜８０に結合されるが、第１−第１０の
光分岐回路８１〜９０によって結合光の約５％が分岐さ
れ、ＩＥＩ〜ＩＥ１０の分岐ファイバ９１〜１００に結
合される。

一万、多軸モード発振全行なうマスク半導体レーザ１か
ら出射された基準レーザ光２は、１０対の分岐端を有す
る光フアイバカップラｌ　ＯＩ　ＶＣ結合された後、第
１〜第１０の分配ファイバ１１１゜〜１２０にそれぞれ
ほぼ等分に分配されて伝搬される。これら第１〜纂１０
の分岐ファイ／＜９１〜１００と第１〜第１０の分配フ
ァイバ１１１〜１２（ｌ伝搬した光ビームは、第１〜第
１０の合波器１２１〜１３０でそれぞれ合波され、第１
〜第１０の合波光１３１〜１４０になる。それぞれの合
波光１３１〜１４０は第１〜第１０の光検知器１４１〜
１５０で受光され、第１〜第１０のアンプ１５１〜１６
０、第１〜第１０の周波数弁別回路１６１〜１７０ｔ−
通して波長λ１〜λ１ｏの出力光４１〜５０と基準レー
ザ光２の対応する軸モードとの周波数差に当るビート周
波数がそれぞれ検知される。これらの周波数弁別回路１
６１〜１７０の弁別中心周波数は、１００ＭＨｚ　Ｋ設
定されており、ビート周波数が１００ＭＨｚから外れる
と、それぞれ第１〜第１０の誤差信号１７１〜１８０と
して出力されて、各々第１〜第１０の温度コントローラ
６１〜７０が動作して第１〜第１０の恒温槽１８１〜１
９０の温度を変え、その結果第１〜第１０のスレイプ半
導体レーザ３１〜４０の波長を制御してビート周波数ｔ
’　１００　ＭＨｚ　に安定化する。

基準レーザ光２および波長λ１〜λｔｏの出力光４１〜
５０の発振スペクトルは％第１の実施例の第２図（ａ）
と同様であり、第１〜第１０のスレイプ半導体レーザ３
１〜４０の各発振波長をマスク半導体レーザ１の各軸モ
ードの発振波長に逐一対応させ、しかもその軸モードの
発振波長とほぼ同一波長（周波数差で１００ＭＨｚ、波
長差で０．０１人とわずかに離れているだけ）で発振さ
せることができる。

なお、８Ｘ２の実施例で使用した第１〜第１Ｏの光分岐
回路８１〜９０．光フアイバカップラ１０１゜ＷＫ１〜
第１〜第１Ｏ器１２１〜１３０等はいずれも党ファイバ
を近傍、加熱、伸延して作成したもので光フアイバ間の
モード結合を利用して働く光デバイスである。

なお、本発明においては、これら実施例の他にもさまざ
まな変形例を上げることができる。本実施例はいずれも
半導体レーザを使用した例を示したが、これ以外のレー
ザ光源でも発振波長幅の広いものであれば使用可能であ
り、例えばＬｉＮｄＰ４０１：結晶を用いた固体レーザ
等を使用することもできる。

また、マスタ半導体レーザ１としては、レーザチップの
熾面以外にレーザ共振器を設けた外部共振器形の半導体
レーザを用いることも可能である。

この場合、λｌからλ１ｏ　までの波長間隔を任意に設
定できることや、λ１からλ１Ｇまでの少なくともひと
つの光ビームの絶対波長を正しく設定しゃすい等の利点
がある。

また、第１の実施例における光分波器を省略し、基準レ
ーザ光２ｔ−１０対の分岐端を有するカップラ等で分岐
してそのまま第１〜第１０の半導体レーザ３１〜４０に
注入することも可能である。さらに、これら全半導体レ
ーザと途中の光導波路をすべて含めて一個の半導体基板
上にモノリシックに杉皮することや、誘電体基板上等に
ハイブリッドに杉皮しても良い。また、波長間隔として
は１゜人の場合を示したが、マスク半導体レーザ１の共
振器長を変えれば、この波長間隔を１人、０．１人ｉ　
　と狭くすることや、２０人、３０人と広くすることも
可能である。この光ビーム数としてはｌＯ波の場合を示
したが、それ以外の任意の数でよいことは明らかでおる
。また、マスク半導体レーザ１の使用する軸モードの選
定も任意であり、同一の軸モードに２個以上のスレイプ
半導体レーザの波長を合わせても良い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、波長間隔が一定
でしかも狭く、冥用的な多波の光源を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図（
ａ）〜（ｅ）は第１図の各出力ビームの波長関係を示す
スペクトル図、＠３図は本発明の第２の実施例のブロッ
ク図である。図において１・・・・・・マスク半導体レーザ（第１のレーザ光源
）、２・・・・・・基準レーザ光、３・・・・・・光ア
イソレータ、４．１１〜２０・・・・・・光ファイバ、
５・・・・・・光分波器、６・・・・・・光ファイバ束
、７・・・・・・レンズ、８・・・・・・回折格子、９
．　１０．　１８１〜１９０−・・−・−恒温槽、２１
〜３０・・・・・・光ビーム、３１〜４ｏ・・・・・・
スレイブ半導体レーザ（第２のレーザ光源）、４１．４
２〜５０・・・・・・波長λｌλ２〜λ１ｏ　　の出力
光、６１〜７゜・・・・・・源戻コントａ−ラ、７１〜
８ｏ・・・・・・出力７ア。イバ、８１〜９０・・・・・・光分岐回路、９１−１０
０・・・・・・分岐７アイバ、１０１・・・・・・光カ
ップラ、１１１〜１２０・・・・・・分配７アイバ、１
２１〜１３０・・・・・・合波器、１３１〜１４０・・
・・・・合波光、１４１〜１５０・・・・・・光検知器
、１５１〜１６０・・・・・・アンプ、１６１〜１７０
・・・・・・周波数弁別回路、１７１〜１８０・・・・
・・誤差信号である。を竿ど図

Claims

【特許請求の範囲】１）多軸モード発振を行う第１のレーザ光源と、この第
１のレーザ光源の各軸モードの発振波長にそれぞれ対応
して異った発振波長で実質的に単一軸モード発振をそれ
ぞれ行う複数のレーザ素子からなる第２のレーザ光源と
、前記第１のレーザ光源の各軸モード出力光によって前
記第２のレーザ光源の複数のレーザ素子をそれぞれ駆動
するレーザ素子駆動手段とを含む多波レーザ光源。２）レーザ素子駆動手段が第２のレーザ光源の各レーザ
素子に対して第１のレーザ光源の出力光を各軸モード別
に選択的に光注入して前記各レーザ素子に光注入同期発
振を生じさせる手段である特許請求の範囲第１項記載の
多波レーザ光源。３）レーザ素子駆動手段が、第２のレーザ光源の各レー
ザ素子の各出力光と、第１のレーザ光源の各軸モード出
力光とを選択的に合波してこれら出力光の間のビート信
号をそれぞれ出力し、これら各ビート周波数が一定値に
なるように前記各レーザ素子の各発振波長を制御する手
段である特許請求の範囲第１項記載の多波レーザ光源。