JPS6362389A - 周波数制御レ−ザ装置 - Google Patents
周波数制御レ−ザ装置Info
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- JPS6362389A JPS6362389A JP61208187A JP20818786A JPS6362389A JP S6362389 A JPS6362389 A JP S6362389A JP 61208187 A JP61208187 A JP 61208187A JP 20818786 A JP20818786 A JP 20818786A JP S6362389 A JPS6362389 A JP S6362389A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 14
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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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〕
本発明は、周波数多重光ファイバ通信において送信光源
として用いられる周波数制御レーザ装置に関する。
として用いられる周波数制御レーザ装置に関する。
近年の高性能な単一軸モード半導体レーザと低損失な単
一モード光ファイバの開発に伴って、伝送速度が２ Ｇ
ｂ ／ ｓ以上で、かつ伝送距離が１１００Ｋ以上と
いうような高速・長距離光フアイバ通信システムが実験
室レベルでは実現可能になった。さらに光ファイバの広
帯域性を生かし伝送容量の拡大を計るために、周波数の
異なる複数の信号光を高密度に多重して伝送させる周波
数多重光ファイバ通信システムに関する研究も盛んに行
なわれている（雑誌「エレクトロニクス・レターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｏ、Ｌｅｔｔ、）Ｊ第２１巻、 １９８５
年、１０５，１０６頁参照）。
一モード光ファイバの開発に伴って、伝送速度が２ Ｇ
ｂ ／ ｓ以上で、かつ伝送距離が１１００Ｋ以上と
いうような高速・長距離光フアイバ通信システムが実験
室レベルでは実現可能になった。さらに光ファイバの広
帯域性を生かし伝送容量の拡大を計るために、周波数の
異なる複数の信号光を高密度に多重して伝送させる周波
数多重光ファイバ通信システムに関する研究も盛んに行
なわれている（雑誌「エレクトロニクス・レターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｏ、Ｌｅｔｔ、）Ｊ第２１巻、 １９８５
年、１０５，１０６頁参照）。
従来、この周波数多重伝送方式としては、技術的に比較
的に容易であることから、隣接する信号光の周波数差（
チャネル間隔）が数１００ Ｇ Ｈｚ以上の伝送システ
ム技術が開発されてきた。
的に容易であることから、隣接する信号光の周波数差（
チャネル間隔）が数１００ Ｇ Ｈｚ以上の伝送システ
ム技術が開発されてきた。
最近では、より大容量化が計れること、回線の自由度が
大きいことなどの理由により、チャネル間隔が数ＧＨｚ
〜数１０ＧＨｚと狭く、かつヘテロダイン・ホモダイン
検波を行うコヒーレント周波数多重（以降、コヒーレン
トＦＤＭと略す）システムが次世代のシステムとして検
討されつつある。
大きいことなどの理由により、チャネル間隔が数ＧＨｚ
〜数１０ＧＨｚと狭く、かつヘテロダイン・ホモダイン
検波を行うコヒーレント周波数多重（以降、コヒーレン
トＦＤＭと略す）システムが次世代のシステムとして検
討されつつある。
しかし、光通信用光源として実用に供されている半導体
レーザでは、その発振周波数が１０ＧＨｚ ／ ”Ｃ程
度の温度依存性を有するため、わずかな雰囲気温度の変
動によって変化してしまうという問題がある。したがっ
て前述のコヒーレントＦＤＭシステムにおいては、各々
の信号光発生用レーザ光源の周波数を制御することが重
要な技術課題であり、特に各々のチャネル間隔を一定の
値に保つことは、コヒーレントＦＤＭシステムを安定に
動作させる上で必要不可欠である。
レーザでは、その発振周波数が１０ＧＨｚ ／ ”Ｃ程
度の温度依存性を有するため、わずかな雰囲気温度の変
動によって変化してしまうという問題がある。したがっ
て前述のコヒーレントＦＤＭシステムにおいては、各々
の信号光発生用レーザ光源の周波数を制御することが重
要な技術課題であり、特に各々のチャネル間隔を一定の
値に保つことは、コヒーレントＦＤＭシステムを安定に
動作させる上で必要不可欠である。
これを実施する第１の方法としては、隣接する信号光の
差周波数成分を各々検出し、その差周波数が一定になる
ように信号光源の発振周波数をフィードバック制御する
方式が考えられている。しかし、この場合には、差周波
数がチャネル間隔の数ＧＨｚ〜数１０ＧＨｚとなるため
に、超高速な光検出器及び電気回路が必要であり、高度
な技術が要求されるという欠点があった。
差周波数成分を各々検出し、その差周波数が一定になる
ように信号光源の発振周波数をフィードバック制御する
方式が考えられている。しかし、この場合には、差周波
数がチャネル間隔の数ＧＨｚ〜数１０ＧＨｚとなるため
に、超高速な光検出器及び電気回路が必要であり、高度
な技術が要求されるという欠点があった。
その他の方法としては、多軸モード発振レーザ光源を参
照用レーザ光源として用い、その各々の軸モード出力に
よって各々の信号光源を制御する方式がある（特願５９
−２００２０１）、Ｌかし、−ｍに多軸モードレーザの
発振軸モード数は個々のレーザ素子によって異なり、現
状の技術でか十分にコントロールできない。また、チャ
ネル間隔が数１０ＧＨｚ以下の場合には、長井振器半導
体レーザや外部共振器型半導体レーザを用いるのが好ま
しいが、これらの半導体レーザはまだ、開発途上であり
信頼性に乏しいため、システム全体を安定に動作させる
ことが困難であった。
照用レーザ光源として用い、その各々の軸モード出力に
よって各々の信号光源を制御する方式がある（特願５９
−２００２０１）、Ｌかし、−ｍに多軸モードレーザの
発振軸モード数は個々のレーザ素子によって異なり、現
状の技術でか十分にコントロールできない。また、チャ
ネル間隔が数１０ＧＨｚ以下の場合には、長井振器半導
体レーザや外部共振器型半導体レーザを用いるのが好ま
しいが、これらの半導体レーザはまだ、開発途上であり
信頼性に乏しいため、システム全体を安定に動作させる
ことが困難であった。
さらに、コヒーレントＦＤＭシステムは、合分波器の性
能を考えると、チャネル間隔を任意に変え得ることが望
ましいが、前述の多軸モードレーザを用いる方式では、
チャネル間隔をほぼ軸モード間隔に等しい一定値にしか
できないという制限があった 本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、チャ
ネル間隔を任意に設定でき、かつ信頼性・実現性に優れ
、コヒーレントＦＤＭシステムの送信光源に適した周波
数制御レーザ装置を提供することにある。
能を考えると、チャネル間隔を任意に変え得ることが望
ましいが、前述の多軸モードレーザを用いる方式では、
チャネル間隔をほぼ軸モード間隔に等しい一定値にしか
できないという制限があった 本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、チャ
ネル間隔を任意に設定でき、かつ信頼性・実現性に優れ
、コヒーレントＦＤＭシステムの送信光源に適した周波
数制御レーザ装置を提供することにある。
本発明の周波数制御レーザ装置は、参照用レーザ光源と
、この参照用レーザ光源を所定の方式で変調する変調手
段と、それぞれの発振周波数が異なる複数の被制御レー
ザ光源と、これら被制御レーザ光源から各出力光と前記
変調手段によって変調された参照用レーザ光とをそれぞ
れ合波する複数の合波器と、これら各合波器からの各合
波光の差周波数をそれぞれ検出する複数の光検出器と、
これら光検出器から得られる各差周波数が一定値に保た
れるように前記各被制御レーザ光源の各発振周波数を制
御する複数の制御手段とを含むことを特徴とする。
、この参照用レーザ光源を所定の方式で変調する変調手
段と、それぞれの発振周波数が異なる複数の被制御レー
ザ光源と、これら被制御レーザ光源から各出力光と前記
変調手段によって変調された参照用レーザ光とをそれぞ
れ合波する複数の合波器と、これら各合波器からの各合
波光の差周波数をそれぞれ検出する複数の光検出器と、
これら光検出器から得られる各差周波数が一定値に保た
れるように前記各被制御レーザ光源の各発振周波数を制
御する複数の制御手段とを含むことを特徴とする。
本発明の周波数制御レーザ装置では、参照用レーザ光源
を適切な変調手段により変調することによって、複数の
被制御レーザ光源の制御に必要な周波数成分を生ぜしめ
ている。それらの周波数成分を有する参照レーザ光と被
制御レーザ光源からの出力光との差周波数を検知し、被
制御レーザ光源の発振周波数をフィードバック制御して
いる。
を適切な変調手段により変調することによって、複数の
被制御レーザ光源の制御に必要な周波数成分を生ぜしめ
ている。それらの周波数成分を有する参照レーザ光と被
制御レーザ光源からの出力光との差周波数を検知し、被
制御レーザ光源の発振周波数をフィードバック制御して
いる。
したがって、本発明では、変調度、変調周波数などを変
えることによって参照レーザ光の周波数成分を任意に選
ぶことが出来、従ってチャネル間隔等を任意に設定でき
る。また、参照レーザ光と被制御レーザ光との差周波数
をそれぞれ１００ＭＨ２程度以下に設定することにより
、高速な光検出器や電気回路が不要になるので、フィー
ドバック制御系が簡単に構成できる。
えることによって参照レーザ光の周波数成分を任意に選
ぶことが出来、従ってチャネル間隔等を任意に設定でき
る。また、参照レーザ光と被制御レーザ光との差周波数
をそれぞれ１００ＭＨ２程度以下に設定することにより
、高速な光検出器や電気回路が不要になるので、フィー
ドバック制御系が簡単に構成できる。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による一実施例のブロック図である０本
実施例は、被制御レーザ光源１１〜１４の個数が４個の
場合を示しており、各々の周波数ｆｓｉ （ｉ＝１〜４
）は、各々のチャネル間隔がｆ３２−ｆＳｌ ＝ｆＳ４
−ｆ Ｓ３ ＝４ＧＨｚ、ｆｓ３−ｆ ｓ２ ＝６ＧＨ
ｚになるように設定されている０図において、被制御レ
ーザ光源１１．１２゜１３．１４及び参照用レーザ光源
２は、いずれも波長１．５μｍ帯のＩ ｎＧａＡｓＰ／
Ｉ ｎＰ分布帰還型半導体レーザで、単一軸モード発振
をしている。これらのレーザは温度コントローラ３１゜
３２．３３．３４及び４を用いてその周囲温度を変える
ことによりそれぞれの発振周波数が可変できるようにな
っている。ここで、温度コトローラ３１〜３４．及び４
としてはベルチェ素子を、また、合波器５１〜５４とし
ては誘電体多層膜ハーフミラ−１光検出器６１〜６４と
してはゲルマニウム・アバランシ・フォトダイオード（
Ｇｅ−ＡＰＤ）を用いている。
実施例は、被制御レーザ光源１１〜１４の個数が４個の
場合を示しており、各々の周波数ｆｓｉ （ｉ＝１〜４
）は、各々のチャネル間隔がｆ３２−ｆＳｌ ＝ｆＳ４
−ｆ Ｓ３ ＝４ＧＨｚ、ｆｓ３−ｆ ｓ２ ＝６ＧＨ
ｚになるように設定されている０図において、被制御レ
ーザ光源１１．１２゜１３．１４及び参照用レーザ光源
２は、いずれも波長１．５μｍ帯のＩ ｎＧａＡｓＰ／
Ｉ ｎＰ分布帰還型半導体レーザで、単一軸モード発振
をしている。これらのレーザは温度コントローラ３１゜
３２．３３．３４及び４を用いてその周囲温度を変える
ことによりそれぞれの発振周波数が可変できるようにな
っている。ここで、温度コトローラ３１〜３４．及び４
としてはベルチェ素子を、また、合波器５１〜５４とし
ては誘電体多層膜ハーフミラ−１光検出器６１〜６４と
してはゲルマニウム・アバランシ・フォトダイオード（
Ｇｅ−ＡＰＤ）を用いている。
本実施例では、参照用レーザ光源である半導体レーザ２
は、変調電源９によって直接周波数偏移変調されている
。この場合、半導体レーザの単位電流当りの周波数偏移
量は約Ｉ Ｇ Ｈｚ ／ ｍ Ａであった。したがって
、本実施例では、チャネル間隔をｆ ｓ２−ｆ Ｓｌ
＝ｆ Ｓ４−ｆ ｓ３ ＝４ＧＨｚ。
は、変調電源９によって直接周波数偏移変調されている
。この場合、半導体レーザの単位電流当りの周波数偏移
量は約Ｉ Ｇ Ｈｚ ／ ｍ Ａであった。したがって
、本実施例では、チャネル間隔をｆ ｓ２−ｆ Ｓｌ
＝ｆ Ｓ４−ｆ ｓ３ ＝４ＧＨｚ。
ｆ Ｓ３−ｆ ｓ２ ＝６ＧＨｚに制御するために、第
２図の電流波形図に示した印加電流によって周波数偏移
変調を行なっている。
２図の電流波形図に示した印加電流によって周波数偏移
変調を行なっている。
このように直接周波数偏移変調された参照光は、被制御
レーザ光源１１〜１４の後方出力光と光合波器５１〜５
４によって合波された後に、光検出器６１〜６４によっ
て検波される。この時各々の光検出器６１〜６４には参
照光と被制御レーザ光の差周波数の電流が流れるが、こ
れら電流はアンプ７１〜７４によってそれぞれ増幅され
た後に周波数弁別回路８１〜８４にそれぞれ入力される
。
レーザ光源１１〜１４の後方出力光と光合波器５１〜５
４によって合波された後に、光検出器６１〜６４によっ
て検波される。この時各々の光検出器６１〜６４には参
照光と被制御レーザ光の差周波数の電流が流れるが、こ
れら電流はアンプ７１〜７４によってそれぞれ増幅され
た後に周波数弁別回路８１〜８４にそれぞれ入力される
。
本実施例では、周波数弁別回路８１〜８４の弁別中心周
波数はいずれも１００ＭＨｚに設定されており、参照光
と被制御レーザ光の差周波数が１００ＭＨｚから外れる
と、それぞれ誤差信号を発生し、温度コントローラ３１
〜３４を動作させるようになっている。
波数はいずれも１００ＭＨｚに設定されており、参照光
と被制御レーザ光の差周波数が１００ＭＨｚから外れる
と、それぞれ誤差信号を発生し、温度コントローラ３１
〜３４を動作させるようになっている。
その結果半導体レーザ１１〜１４の発振周波数は、参照
光を基準にして安定化されるが、第３図にはこの時の被
制御レーザ光と参照光との周波数の関係を示した周波数
特性図を示す。この図において、ｆｒｉ （ｉ＝１．２
．３．４）は、直接周波数偏移変調された参照光のスペ
クトル成分を示している。各々ｆｓｉ （ｉ＝１．２．
３．４＞の周波数の信号光は、ｆｒｉ （ｉ＝１．２．
３．４）より１００ＭＨｚだけ高周波側に安定化させる
ことができた。
光を基準にして安定化されるが、第３図にはこの時の被
制御レーザ光と参照光との周波数の関係を示した周波数
特性図を示す。この図において、ｆｒｉ （ｉ＝１．２
．３．４）は、直接周波数偏移変調された参照光のスペ
クトル成分を示している。各々ｆｓｉ （ｉ＝１．２．
３．４＞の周波数の信号光は、ｆｒｉ （ｉ＝１．２．
３．４）より１００ＭＨｚだけ高周波側に安定化させる
ことができた。
これらの実施例においては、本発明による周波数制御レ
ーザ装置について一実施例を用いて説明したが、本発明
はこの実施例に限られることなくいくつかの変形が考え
られる。例えば、参照用レーザ光源の変調方式としては
周波数偏移変調の代りに、正弦波周波数変調あるいは強
度変調や位相変調などの他の変調方式を採用してもよい
。この場合、参照光には多数の周波数成分が含まれるこ
とが考えられるが、被制御レーザ光源の周波数制御にお
いては、それに必要な周波数成分のみを利用すればよい
。
ーザ装置について一実施例を用いて説明したが、本発明
はこの実施例に限られることなくいくつかの変形が考え
られる。例えば、参照用レーザ光源の変調方式としては
周波数偏移変調の代りに、正弦波周波数変調あるいは強
度変調や位相変調などの他の変調方式を採用してもよい
。この場合、参照光には多数の周波数成分が含まれるこ
とが考えられるが、被制御レーザ光源の周波数制御にお
いては、それに必要な周波数成分のみを利用すればよい
。
また、被制御レーザ光源や参照用レーザ光源にはＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体レーザを用いたが、他の材料の
半導体レーザ、あるいは固体レーザ、ガスレーザなどの
他種のレーザでもよい。さらに、被制御レーザの個数や
チャネル間隔の値は、本実施例に限られることなく任意
の数でよいことは明らかである。さらにまた、参照用レ
ーザ光源としては、必要であれば２個以上を使用しても
よい。ただし、その場合には、参照用レーザ光源の周波
数をあらかじめ制御しておく必要がある。
ａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体レーザを用いたが、他の材料の
半導体レーザ、あるいは固体レーザ、ガスレーザなどの
他種のレーザでもよい。さらに、被制御レーザの個数や
チャネル間隔の値は、本実施例に限られることなく任意
の数でよいことは明らかである。さらにまた、参照用レ
ーザ光源としては、必要であれば２個以上を使用しても
よい。ただし、その場合には、参照用レーザ光源の周波
数をあらかじめ制御しておく必要がある。
また、本実施例はすべて個別部品で構成したが、これら
を−個の半導体基板上にモノリシックに形成したり、あ
るいは誘電体基板上などにハイブリッドに形成してもよ
いことは言うまでもない。
を−個の半導体基板上にモノリシックに形成したり、あ
るいは誘電体基板上などにハイブリッドに形成してもよ
いことは言うまでもない。
以上説明したように、本発明による周波数制御レーザ装
置では、参照用レーザ光源を適切な変調手段により変調
することによって、複数の被制御レーザ光源の制御に必
要な周波数成分を変調させている。その結果、チャネル
間隔を任意に設定できると共に、信顆性・実現性に優れ
たコヒーレンＩ〜ＦＤＭシステム用送信光源に適した周
波数制御レーザ装置が得られるという利点がある。
置では、参照用レーザ光源を適切な変調手段により変調
することによって、複数の被制御レーザ光源の制御に必
要な周波数成分を変調させている。その結果、チャネル
間隔を任意に設定できると共に、信顆性・実現性に優れ
たコヒーレンＩ〜ＦＤＭシステム用送信光源に適した周
波数制御レーザ装置が得られるという利点がある。
第１図は本発明による一実施例のブロック図、第２図は
本実施例における参照用レーザ光源の変調電流波形図、
第３図は本実施例における参照光と被制御レーザ光との
周波数の関係を示す特性図である。
本実施例における参照用レーザ光源の変調電流波形図、
第３図は本実施例における参照光と被制御レーザ光との
周波数の関係を示す特性図である。
Claims (1)
- 参照用レーザ光源と、この参照用レーザ光源を所定の方
式で変調する変調手段と、それぞれの発振周波数が異な
る複数の被制御レーザ光源と、これら被制御レーザ光源
から各出力光と前記変調手段によって変調された参照用
レーザ光とをそれぞれ合波する複数の合波器と、これら
各合波器からの各合波光の差周波数をそれぞれ検出する
複数の光検出器と、これら光検出器から得られる各差周
波数が一定値に保たれるように前記各被制御レーザ光源
の各発振周波数を制御する複数の制御手段とを含む周波
数制御レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208187A JPS6362389A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 周波数制御レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208187A JPS6362389A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 周波数制御レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362389A true JPS6362389A (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=16552102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208187A Pending JPS6362389A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 周波数制御レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362389A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2763447A1 (fr) * | 1997-05-16 | 1998-11-20 | Korea Electronics Telecomm | Appareil d'alignement de longueur d'onde utilisant une grille de guide d'ondes ordonnee |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61208187A patent/JPS6362389A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2763447A1 (fr) * | 1997-05-16 | 1998-11-20 | Korea Electronics Telecomm | Appareil d'alignement de longueur d'onde utilisant une grille de guide d'ondes ordonnee |
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