JPS62142426A - 波長多重光通信用光源 - Google Patents
波長多重光通信用光源Info
- Publication number
- JPS62142426A JPS62142426A JP60283481A JP28348185A JPS62142426A JP S62142426 A JPS62142426 A JP S62142426A JP 60283481 A JP60283481 A JP 60283481A JP 28348185 A JP28348185 A JP 28348185A JP S62142426 A JPS62142426 A JP S62142426A
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- JP
- Japan
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- light
- wavelength
- diffraction grating
- lens
- light source
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/572—Wavelength control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/506—Multiwavelength transmitters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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。
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
この発明は光通信に用いる波長多重光通信用光源に関す
る。
る。
従来の技術
波長多重光通信においては、多重度の数だけの波長の異
なる光源が必要になる。波長多重光通信用光源としては
ｏ、ｓ−ｉ、ａμｍの発振波長を有する発光ダイオード
や半導体レーザ（以下ＬＤ）の中から、各チャンネル間
隔に相当する波長のものを選別して用いていた。
なる光源が必要になる。波長多重光通信用光源としては
ｏ、ｓ−ｉ、ａμｍの発振波長を有する発光ダイオード
や半導体レーザ（以下ＬＤ）の中から、各チャンネル間
隔に相当する波長のものを選別して用いていた。
これまでに実用化している波長多重光通信システムにお
いては、多重度は２から４波長程度のものてあり、光源
の波長間隔も０．１−０．２μｍ間隔に設定し、光源と
なる発光ダイオードやＬＤの組成材料比を変化させたり
、材料自体をかえることによって希望の波長をえている
。
いては、多重度は２から４波長程度のものてあり、光源
の波長間隔も０．１−０．２μｍ間隔に設定し、光源と
なる発光ダイオードやＬＤの組成材料比を変化させたり
、材料自体をかえることによって希望の波長をえている
。
発光ダイオードを光源とした場合、発光ダイオ−ドのス
ペクトル幅が約３Ｏｎ−と広いために隣接チャンネル間
のクロストークを考慮した場合、発光嬢１間隔をせまく
することが困難である。また、光源に単一モード波長の
Ｌ Ｄを用いた場合、そのスペクトル幅は数１０ＭＩＩ
ｚ以下であるためにチャンネル間がせばめられ、多重度
も飛躍的に高めることが可能となる。
ペクトル幅が約３Ｏｎ−と広いために隣接チャンネル間
のクロストークを考慮した場合、発光嬢１間隔をせまく
することが困難である。また、光源に単一モード波長の
Ｌ Ｄを用いた場合、そのスペクトル幅は数１０ＭＩＩ
ｚ以下であるためにチャンネル間がせばめられ、多重度
も飛躍的に高めることが可能となる。
他方、わずかに異なる周期構造を有する分散フィードバ
ックレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃ
ｋ レーザ（以下ＤＦＢレーザ））を１つのチップに
集積し、アレイ化したものがある。
ックレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃ
ｋ レーザ（以下ＤＦＢレーザ））を１つのチップに
集積し、アレイ化したものがある。
第３図にその実施例をしめす。周期の差によって波長の
異なる５つの光をえることが出来る。
異なる５つの光をえることが出来る。
発明が解決しようとする問題点
しかし現在量も多く使用されているファプリーペロー型
の構造を有するＬＤでは同一プロセスで作成しても、そ
の発振波長はバラツキを生じる。
の構造を有するＬＤでは同一プロセスで作成しても、そ
の発振波長はバラツキを生じる。
このため、多重度の高い波長多重光通信システムを構成
するためには多くのＬＤのサンプルの中から必要とする
波長のものを選別するか、設計値に近い波長を有するＬ
Ｄを温度制御して設計値の波長にしている。このためＬ
Ｄの歩留りが悪くなってしまう。また波長間隔を広くす
るとＬＤの歩留りは良くなるが、各チャンネルにおいて
光ファイバーの伝送損失が異なるためにシステムとして
のパワーマージンが最悪のチャンネルによって決定され
てしまう。他の光学部品においても特性の変化が生ずる
。このため部品によってはチャンネルで材料や構成を変
える必要が生じ、コストアップとなってしまう。
するためには多くのＬＤのサンプルの中から必要とする
波長のものを選別するか、設計値に近い波長を有するＬ
Ｄを温度制御して設計値の波長にしている。このためＬ
Ｄの歩留りが悪くなってしまう。また波長間隔を広くす
るとＬＤの歩留りは良くなるが、各チャンネルにおいて
光ファイバーの伝送損失が異なるためにシステムとして
のパワーマージンが最悪のチャンネルによって決定され
てしまう。他の光学部品においても特性の変化が生ずる
。このため部品によってはチャンネルで材料や構成を変
える必要が生じ、コストアップとなってしまう。
第３図に示したＤＦＢレーザアレイではその作成プロセ
スが複雑であり、導波路部に構成する溝のピッチをきわ
めて精密に制御しなければならず、素子の再現性や歩留
りに大きな問題がある。また素子がアレイ状になってい
るためにＬＤを同時駆動した場合、発熱しＬＤの温度上
昇をまねく。従って波長変化や出力レベルの低下を召く
。
スが複雑であり、導波路部に構成する溝のピッチをきわ
めて精密に制御しなければならず、素子の再現性や歩留
りに大きな問題がある。また素子がアレイ状になってい
るためにＬＤを同時駆動した場合、発熱しＬＤの温度上
昇をまねく。従って波長変化や出力レベルの低下を召く
。
本発明は上記問題に鑑み、ＬＤの発振周波数を安定化し
、多重度の高い波長多重光通信用光源を提供するもので
ある。
、多重度の高い波長多重光通信用光源を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の波長多重光通信用
光源は複数個のＬＤも外部に複数本の光ファイバーと１
枚の平面回折格子と１つのレンズと複数枚の反射鏡を具
備し、光フアイバー出射端と複数枚の反射鏡、平面回折
格子及びレンズをリトロ−型に配置し、各ＬＤに対して
特定波長の外部光共振器を形成したものである。
光源は複数個のＬＤも外部に複数本の光ファイバーと１
枚の平面回折格子と１つのレンズと複数枚の反射鏡を具
備し、光フアイバー出射端と複数枚の反射鏡、平面回折
格子及びレンズをリトロ−型に配置し、各ＬＤに対して
特定波長の外部光共振器を形成したものである。
作用
本発明は上記した構成によって、光学系を簡素化し複数
個のＬＤの発振周波数を同時に独立に安定化制御するこ
とによって上記に説明した問題点を解決しようとするも
のである。
個のＬＤの発振周波数を同時に独立に安定化制御するこ
とによって上記に説明した問題点を解決しようとするも
のである。
実施例
以下、本発明の１実施例における波長多重光通信用光源
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の１実施例における波長多重光通信用光
源の構成図を示すものである。複数個のしＤｌからの出
力光は各々光ファイバー２に入力される。光ファイバー
の各出射端はコリメートレンズ３の焦点面（ｘ−ｙ平面
）上に配置する。４は平面回折格子で溝はＹ方向に切ら
れている。このため光ファイバー２の配列はＬＤ間のク
ロストークをさけるために、Ｙ方向では重ならないよう
にしなければならない。第１図における実施例では、光
ファイバー２はすべてｙ軸方向に配列しであるが必ずし
も同−Ｘ座棟上に配列する必要はなく、斜め方向に配列
してもよい。光ファイバー２よりでた光は、コリメート
レンズ３により平行光となって平面回折格子４に入射さ
れる。いま、平面回折格子４の溝に対に対して垂直な平
面（Ｘ−Ｎ面）での光の入射角、回折角をα、βとし、
またオフプレイン角をφとすると波長λの光は、ｄ壷ｃ
ｏｓφ・（ｓｌｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ ・伊・・φヤ
（１）を満たす。但し、ｄは溝間隔、ｍは次数である。
源の構成図を示すものである。複数個のしＤｌからの出
力光は各々光ファイバー２に入力される。光ファイバー
の各出射端はコリメートレンズ３の焦点面（ｘ−ｙ平面
）上に配置する。４は平面回折格子で溝はＹ方向に切ら
れている。このため光ファイバー２の配列はＬＤ間のク
ロストークをさけるために、Ｙ方向では重ならないよう
にしなければならない。第１図における実施例では、光
ファイバー２はすべてｙ軸方向に配列しであるが必ずし
も同−Ｘ座棟上に配列する必要はなく、斜め方向に配列
してもよい。光ファイバー２よりでた光は、コリメート
レンズ３により平行光となって平面回折格子４に入射さ
れる。いま、平面回折格子４の溝に対に対して垂直な平
面（Ｘ−Ｎ面）での光の入射角、回折角をα、βとし、
またオフプレイン角をφとすると波長λの光は、ｄ壷ｃ
ｏｓφ・（ｓｌｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ ・伊・・φヤ
（１）を満たす。但し、ｄは溝間隔、ｍは次数である。
もし、入射角とオフプレイン角が一定ならば、入射光の
波長λが変化すると回折角βが変化する。
波長λが変化すると回折角βが変化する。
Δβ変化すると集光レンズ３の焦点面ではΔＸ＝Δβ・
ｆに対応する。
ｆに対応する。
ｆは集光レンズ３の焦点距離である。ＬＤＩの出力先は
光ファイバー２を通りレンズ３で平行光となって平面回
折格子４で回折される。回折された光は、集光レンズ３
の焦点面上で波長に対応した位置に集光される。ＦＰ型
ＬＤにおいては、発振可能な縦モードが複数本存在する
ので、特定波長に対応する、レンズ３の焦点面上の位置
に反射鏡６を配置すると、ＬＤＩにおいてその特定波長
に対してだけ外部光共振器が形成される。従ってＬＤｌ
の発振波長は（１）式によって幾何学的に決定される。
光ファイバー２を通りレンズ３で平行光となって平面回
折格子４で回折される。回折された光は、集光レンズ３
の焦点面上で波長に対応した位置に集光される。ＦＰ型
ＬＤにおいては、発振可能な縦モードが複数本存在する
ので、特定波長に対応する、レンズ３の焦点面上の位置
に反射鏡６を配置すると、ＬＤＩにおいてその特定波長
に対してだけ外部光共振器が形成される。従ってＬＤｌ
の発振波長は（１）式によって幾何学的に決定される。
また、レンズ３の焦点面の反射鏡６の（Ｘ−ｙ）面内の
位置を変えることによって、共振周波数が変化し、ＬＤ
Ｉの発振周波数も利得の範囲内で変化させることができ
る。従って、波長多重光通信用光源としである一定の波
長間隔で発振するＬＤ光源が必要な場合、第１図に示さ
れるように反射鏡６を複数個を必要な波長位置に配列し
、しかも光ファイバーの出射端をｙ軸方向に分散して配
置することにより各ＬＤＩの回折光を集光レンズ５の焦
点面上においてｙ軸方向に分散して結像させ、各ＬＤＩ
の利得の広がりによって生ずるスペクトルの裾の重りを
レンズ５の焦点面上で回避しながら、前記反射鏡６をｘ
−７面において２次元的に配列し、外部光共振器を形成
してやればよい。第２図にレンズ３の焦点面での各ＬＤ
Ｉの結像スペクトルを示す。各Ｌ Ｄが縦マルチモード
で発振していると１つのＬＤＩの発振スペクトルはＸ方
向に分散して結像される。特定の縦モードスペクトルの
結像点に反射鏡６を配置すると、反射鏡６上に結像され
た発振スペクトル像７を光源として再び元の光路を通り
ＬＤへ帰還される。第２図のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅのスペ
クトルは、第１図のＬＤｌａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの発光ス
ペクトルに対応している。
位置を変えることによって、共振周波数が変化し、ＬＤ
Ｉの発振周波数も利得の範囲内で変化させることができ
る。従って、波長多重光通信用光源としである一定の波
長間隔で発振するＬＤ光源が必要な場合、第１図に示さ
れるように反射鏡６を複数個を必要な波長位置に配列し
、しかも光ファイバーの出射端をｙ軸方向に分散して配
置することにより各ＬＤＩの回折光を集光レンズ５の焦
点面上においてｙ軸方向に分散して結像させ、各ＬＤＩ
の利得の広がりによって生ずるスペクトルの裾の重りを
レンズ５の焦点面上で回避しながら、前記反射鏡６をｘ
−７面において２次元的に配列し、外部光共振器を形成
してやればよい。第２図にレンズ３の焦点面での各ＬＤ
Ｉの結像スペクトルを示す。各Ｌ Ｄが縦マルチモード
で発振していると１つのＬＤＩの発振スペクトルはＸ方
向に分散して結像される。特定の縦モードスペクトルの
結像点に反射鏡６を配置すると、反射鏡６上に結像され
た発振スペクトル像７を光源として再び元の光路を通り
ＬＤへ帰還される。第２図のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅのスペ
クトルは、第１図のＬＤｌａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの発光ス
ペクトルに対応している。
なお、本実施例では、平面回折格子４での１次の回折光
の帰還にはレンズ５と反射鏡６によって構成されたキャ
ッツアイ光学系を用いているために安定した光帰還が行
なえる。
の帰還にはレンズ５と反射鏡６によって構成されたキャ
ッツアイ光学系を用いているために安定した光帰還が行
なえる。
また、ＬＤＩの出力光は光ファイバー２によって外部光
共振器に導かれているために、ＬＤアレイとは異なり、
各ＬＤＩを独立に温度制御することが可能となる。
共振器に導かれているために、ＬＤアレイとは異なり、
各ＬＤＩを独立に温度制御することが可能となる。
発明の効果
以上のように本発明は複数個のＬＤの外部に、１つのレ
ンズと一枚の平面回折格子と、前記ＬＤからの出力光を
導く光ファイバーと、複数個の反射鏡を具備し、光学系
が簡素なリトロー配置を用いてＬＤ外部に周波数選択性
のある光共振器を構成し、複数個のＬＤを独立にかつ選
択的に単一モード発振させることによって、周波数を安
定化し、周波数間隔が狭く多重度の高い波長多重光通信
用の光源を提供することができうる。
ンズと一枚の平面回折格子と、前記ＬＤからの出力光を
導く光ファイバーと、複数個の反射鏡を具備し、光学系
が簡素なリトロー配置を用いてＬＤ外部に周波数選択性
のある光共振器を構成し、複数個のＬＤを独立にかつ選
択的に単一モード発振させることによって、周波数を安
定化し、周波数間隔が狭く多重度の高い波長多重光通信
用の光源を提供することができうる。
第１図は本発明の実施例における波長多重光通信用光源
の構成図、第２図はレンズの焦点面上のＬＤの発光スペ
クトル図、第３図は従来の実施例を示す斜視図である。 １・・・・・・半導体レーザー、２・・・・・・光ファ
イバー、３・・・・・・コリメートレンズ、４・・・・
・・平面回折格子、６・・・・・・反射鏡
の構成図、第２図はレンズの焦点面上のＬＤの発光スペ
クトル図、第３図は従来の実施例を示す斜視図である。 １・・・・・・半導体レーザー、２・・・・・・光ファ
イバー、３・・・・・・コリメートレンズ、４・・・・
・・平面回折格子、６・・・・・・反射鏡
Claims (2)
- （１）複数個の半導体レーザ素子と前記半導体レーザ素
子の出力光を導波する複数本の光ファイバーと前記複数
本の光ファイバーからの出力光を平行光にする１つのコ
リメータレンズと前記コリメータレンズによって、コリ
メートされた前記複数本の光ファイバからの出力光を、
発振波長に応じた方向へ分散させる平面回折格子と、前
記平面回折格子で分散された光を選択的に前記光ファイ
バーの出射部へ帰還させる反射鏡を備え、前記反射鏡と
上記光ファイバーの出射端を一個のコリメートレンズの
同一焦点面上に配置したリトロー型光学系を用いたこと
を特徴とする波長多重光通信用光源。 - （２）光ファイバーからの出射光が平面回折格子の溝に
対する法線に対して斜めに入射するように光ファイバー
をコリメートレンズの焦点面に配列した特許請求の範囲
第（１）項記載の波長多重光通信用光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283481A JPH0638595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 波長多重光通信用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283481A JPH0638595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 波長多重光通信用光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142426A true JPS62142426A (ja) | 1987-06-25 |
| JPH0638595B2 JPH0638595B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=17666102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60283481A Expired - Lifetime JPH0638595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 波長多重光通信用光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638595B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02209784A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 外部共振器型半導体レーザ及び波長多重光伝送装置 |
| JPH07212346A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-08-11 | At & T Corp | 高密度光波長分割多重化 |
| EP0962792A1 (fr) * | 1998-06-04 | 1999-12-08 | Instruments S.A. | Multiplexeur compact |
| WO2006045303A2 (de) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Volker Raab | Multispektraler laser mit mehreren gainelementen |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP60283481A patent/JPH0638595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02209784A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 外部共振器型半導体レーザ及び波長多重光伝送装置 |
| JPH07212346A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-08-11 | At & T Corp | 高密度光波長分割多重化 |
| EP0962792A1 (fr) * | 1998-06-04 | 1999-12-08 | Instruments S.A. | Multiplexeur compact |
| FR2779535A1 (fr) * | 1998-06-04 | 1999-12-10 | Instruments Sa | Multiplexeur compact |
| US6263134B1 (en) | 1998-06-04 | 2001-07-17 | Highwave Optical Technologies | Compact multiplexer |
| WO2006045303A2 (de) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Volker Raab | Multispektraler laser mit mehreren gainelementen |
| WO2006045303A3 (de) * | 2004-10-29 | 2006-10-26 | Volker Raab | Multispektraler laser mit mehreren gainelementen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638595B2 (ja) | 1994-05-18 |
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