JP2002043687A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は出力波長を可変制御
する光源装置に係わり、詳細には単一モードで発振する
レーザダイオードを使用した光源の波長を所定の値に選
択して一定に制御できるようにした光源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device that variably controls an output wavelength, and more particularly, to a light source using a laser diode that oscillates in a single mode to select a predetermined wavelength to control the light source to a constant value. The present invention relates to a light source device configured as described above.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえばレーザダイオードを用いた光源
を使用して波長多重光伝送システムや光計測システムを
実現しようとすると、光源から出力される波長を安定化
させたり所定の波長に高精度に合致させるといった技術
が重要となる。このような波長制御を行うためには、波
長可変光源から出力される光の波長の変動量を検出する
必要がある。2. Description of the Related Art For example, when an attempt is made to realize a wavelength division multiplexing optical transmission system or an optical measurement system using a light source using a laser diode, the wavelength output from the light source is stabilized or matched with a predetermined wavelength with high accuracy. The technology of making it important is important. In order to perform such wavelength control, it is necessary to detect the amount of change in the wavelength of light output from the variable wavelength light source.
【０００３】光源から出力される光の波長の変動量を検
出する手法には次のようなものがある。 （１）波長に対して周期性をもたない狭帯域光フィルタ
を利用する手法。 （２）光フィルタの透過光強度あるいは反射光強度のみ
を利用する手法。There are the following methods for detecting the amount of change in the wavelength of light output from a light source. (1) A method using a narrow-band optical filter having no periodicity with respect to wavelength. (2) A method using only the transmitted light intensity or the reflected light intensity of the optical filter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前者の周期性をもたな
い狭帯域光フィルタを利用すると、波長の可変帯域の狭
い波長可変光源、たとえば波長可変帯域が１００ｐｍ程
度の光源に対しては唯一の波長変動検出回路で波長の制
御が可能である。しかしながら、波長可変帯域が広い光
源を使用する場合、たとえば波長可変帯域が数１０ｎｍ
程度の光源の波長を各種制御しようとすると、光フィル
タの形状によって定まる種類の数だけの波長変動量を検
出する検出回路を用意したり、これらの波長に対応した
光フィルタを必要とする。したがって、波長可変帯域の
広い波長可変光源を使用する場合には、それぞれの波長
での変動量を検出する検出回路や光フィルタの数が多く
なって、光フィルタの選択のためのスイッチ回路が必要
となること等により装置のサイズが大型化したり、コス
トが上昇するといった問題が発生する。When the former narrow-band optical filter having no periodicity is used, only a tunable light source having a narrow wavelength tunable band, for example, a light source having a tunable band of about 100 pm is used. The wavelength can be controlled by the wavelength fluctuation detection circuit. However, when a light source having a wide wavelength variable band is used, for example, the wavelength variable band is several tens nm.
In order to control the wavelength of the light source to various extents, it is necessary to prepare detection circuits for detecting the number of types of wavelength variation determined by the shape of the optical filter, or to provide optical filters corresponding to these wavelengths. Therefore, when a wavelength tunable light source with a wide wavelength tunable band is used, the number of detection circuits and optical filters for detecting the amount of fluctuation at each wavelength increases, and a switch circuit for selecting the optical filter is required. This causes problems such as an increase in the size of the apparatus and an increase in cost.
【０００５】これに対して、波長の可変帯域の狭い波長
可変光源を使用して波長可変帯域を広く設定する場合に
は、波長の可変帯域の狭い波長可変光源をそれぞれの波
長帯域用に多種化したものを使用する必要がある。この
場合には、多種類の波長可変光源のそれぞれに対応させ
た波長での変動量を検出する検出回路や光フィルタを用
意する必要があり、生産性が低下するだけでなく、コス
トの上昇につながることになる。On the other hand, when the wavelength tunable light source having a narrow wavelength tunable band is set to be wide using a wavelength tunable light source having a narrow wavelength tunable band, the wavelength tunable light sources having a narrow wavelength tunable band are diversified for each wavelength band. It is necessary to use what was done. In this case, it is necessary to prepare a detection circuit and an optical filter for detecting the amount of fluctuation at the wavelength corresponding to each of the various types of wavelength tunable light sources, which not only reduces the productivity but also increases the cost. Will be connected.
【０００６】一方、後者の光フィルタの透過光強度ある
いは反射光強度のみを利用する手法では、これらの強度
を電気信号に変換して制御する過程で信号レベルの微妙
な変動を検出することが困難であり、十分な精度の制御
を行うことができない。また、光源の出力が変動すると
信号レベルが影響を受けるので、制御の精度の劣化が起
こるという問題もあった。On the other hand, in the latter method using only the transmitted light intensity or the reflected light intensity of the optical filter, it is difficult to detect subtle variations in the signal level in the process of converting these intensities into electric signals and controlling them. Therefore, control with sufficient accuracy cannot be performed. In addition, since the signal level is affected when the output of the light source fluctuates, there is a problem that control accuracy is deteriorated.
【０００７】特開平１０−３２３６３号公報では、予め
高確度に安定化した波長多重光を波長可変光源に注入し
て波長の制御を行う技術を提案しているが、波長可変光
源自体の構成が複雑になり、同様に装置のサイズが大型
化するだけでなく、コストの上昇につながるという問題
もある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-32363 proposes a technique for controlling the wavelength by injecting wavelength-multiplexed light stabilized in advance with high accuracy into a wavelength-variable light source. It is complicated, and similarly, there is a problem that not only the size of the device is increased, but also the cost is increased.
【０００８】そこで本発明の目的は、波長可変帯域が比
較的広い光源を使用し、比較的精度の高い波長制御を安
価に行うことのできる光源装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light source device that uses a light source having a relatively wide wavelength tunable band and can perform wavelength control with relatively high accuracy at low cost.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）波長可変帯域が比較的広い波長可変光源と、
（ロ）この波長可変光源の出力する光源光を分岐して波
長制御のための制御光を得る光分岐手段と、（ハ）この
光分岐手段で分岐した制御光を入力する周波数または波
長に対して周期性を持つ光フィルタと、（ニ）この光フ
ィルタから出力される特定波長で位相が互いに相違する
光成分の相対関係から光源光の波長の変動量を検出する
波長変動量検出回路と、（ホ）この波長変動量検出回路
の検出結果を基にして波長可変光源の波長を一定に制御
する波長制御手段とを光源装置に具備させる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a tunable light source having a relatively wide tunable band.
(B) an optical branching means for obtaining control light for wavelength control by branching the light source light output from the wavelength variable light source; and (c) for a frequency or wavelength at which the control light branched by the optical branching means is inputted. (D) a wavelength fluctuation amount detection circuit for detecting a fluctuation amount of the wavelength of the light source light from a relative relationship between light components having different phases at a specific wavelength output from the optical filter; (E) The light source device is provided with wavelength control means for controlling the wavelength of the variable wavelength light source to be constant based on the detection result of the wavelength fluctuation amount detection circuit.
【００１０】すなわち請求項１記載の発明では、波長可
変光源から出力される光源光から制御のために使用する
制御光を分岐し、これを周波数または波長に対して周期
性を持つ光フィルタに入力する。そして、この光フィル
タから出力される特定波長で位相が互いに相違する光成
分の相対関係から光源光の波長の変動量を検出するよう
にしている。このように演算を行うことで光源光の波長
の変動を精度よく検出し、この検出結果を基にして波長
可変光源の波長を一定に制御するようにしている。波長
に対して周期性を持つ光フィルタを使用するので、波長
可変光源から出力される光源光の波長が各種相違する場
合にも、光源装置としての構成を同一にすることが可能
になり装置のコストダウンを図ることができる。That is, according to the first aspect of the present invention, the control light used for control is branched from the light source light output from the variable wavelength light source, and the control light is input to an optical filter having a periodicity with respect to frequency or wavelength. I do. Then, the amount of change in the wavelength of the light source light is detected from the relative relationship between the light components having different phases at the specific wavelength output from the optical filter. By performing the calculation in this manner, the fluctuation of the wavelength of the light source light is accurately detected, and the wavelength of the wavelength variable light source is controlled to be constant based on the detection result. Since an optical filter having periodicity with respect to wavelength is used, even when the wavelength of the light source light output from the wavelength variable light source is variously different, it is possible to make the configuration as the light source device the same. Cost can be reduced.
【００１１】請求項２記載の発明では、（イ）波長可変
帯域が比較的広い波長可変光源と、（ロ）この波長可変
光源の出力する光源光を分岐して波長制御のための制御
光を得る光分岐手段と、（ハ）この光分岐手段で分岐し
た制御光を入力する周波数または波長に対して周期性を
持つ光フィルタと、（ニ）この光フィルタから出力され
る特定波長で位相が互いに１８０度相違する光成分の和
と差を求め、差を和で除した値が一定の値になるように
波長可変光源の波長を一定に制御する波長制御手段とを
光源装置に具備させる。According to the second aspect of the present invention, (a) a tunable light source having a relatively wide tunable band, and (b) a control light for wavelength control by branching the light source light output from the tunable light source. (C) an optical filter having a periodicity with respect to the frequency or wavelength at which the control light branched by the optical branching means is input, and (d) a phase having a specific wavelength output from the optical filter. The light source device is provided with a wavelength control means for obtaining a sum and a difference of the light components which are different from each other by 180 degrees, and controlling the wavelength of the variable wavelength light source to be constant such that a value obtained by dividing the difference by the sum becomes a constant value.
【００１２】すなわち請求項２記載の発明では、波長可
変光源から出力される光源光から制御のために使用する
制御光を分岐し、これを周波数または波長に対して周期
性を持つ光フィルタに入力する。そして、この光フィル
タから出力される特定波長で位相が互いに１８０度相違
する光成分の和と差を求め、差を和で除した値が一定の
値になるように波長可変光源の波長を一定に制御するよ
うにしている。波長に対して周期性を持つ光フィルタを
使用するので、波長可変光源から出力される光源光の波
長が各種相違する場合にも、光源装置としての構成を同
一にすることが可能になり装置のコストダウンを図るこ
とができる。That is, according to the second aspect of the present invention, the control light used for control is branched from the light source light output from the variable wavelength light source, and the control light is input to an optical filter having a periodicity with respect to frequency or wavelength. I do. Then, the sum and difference of the light components whose phases are different from each other by 180 degrees at the specific wavelength outputted from the optical filter are obtained, and the wavelength of the wavelength tunable light source is fixed so that the value obtained by dividing the difference by the sum becomes a constant value. To control. Since an optical filter having periodicity with respect to wavelength is used, even when the wavelength of the light source light output from the wavelength variable light source is variously different, it is possible to make the configuration as the light source device the same. Cost can be reduced.
【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の光源装置で、光フィルタはマッハツェン
ダ型インタリーバであることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the light source device according to the first or second aspect, the optical filter is a Mach-Zehnder interleaver.
【００１４】すなわち請求項３記載の発明では、マッハ
ツェンダ型インタリーバを使用することで干渉を利用し
て各種の波長の光フィルタを作成することができる。こ
れ以外の光フィルタを使用することは可能であり、光フ
ィルタによっては透過光と反射光が出力されることにな
る。That is, according to the third aspect of the invention, by using the Mach-Zehnder interleaver, optical filters of various wavelengths can be produced by utilizing interference. It is possible to use other optical filters, and depending on the optical filters, transmitted light and reflected light are output.
【００１５】請求項４記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の光源装置で、波長可変光源の出力する光
源光の波長は光源温度によって制御されることを特徴と
している。According to a fourth aspect of the present invention, in the light source device according to the first or second aspect, the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is controlled by the light source temperature.
【００１６】すなわち請求項４記載の発明では、波長可
変光源の出力する光源光の波長を光源の温度を制御する
ことで可変制御することにしている。That is, in the present invention, the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is variably controlled by controlling the temperature of the light source.
【００１７】請求項５記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の光源装置で、波長可変光源の出力する光
源光の波長は外部共振器型の光源共振器の長さを変える
ことによって制御されることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the light source device according to the first or second aspect, the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is changed by changing the length of the external resonator type light source resonator. It is characterized by being controlled.
【００１８】すなわち請求項５記載の発明では、波長可
変光源の出力する光源光の波長を外部共振器型の光源共
振器の長さを変えることで実現している。That is, in the invention according to claim 5, the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is realized by changing the length of the external resonator type light source resonator.
【００１９】請求項６記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の光源装置で、波長可変光源の出力する光
源光の波長は光源バイアスの電流によって制御されるこ
とを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the light source device according to the first or second aspect, the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is controlled by the current of the light source bias.
【００２０】すなわち請求項６記載の発明では、波長可
変光源の出力する光源光の波長を光源バイアスの電流に
よって制御することにしている。That is, in the present invention, the wavelength of the light source light output from the wavelength variable light source is controlled by the current of the light source bias.
【００２１】[0021]
【００２２】[0022]
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.
【００２３】図１は本発明の一実施例における光源装置
の構成の概要を表わしたものである。この光源装置１０
０は、波長可変帯域が比較的広い波長可変光源１０１
と、この波長可変光源１０１から出力される光源光１０
２を入力して分岐する光分岐部１０３と、この光分岐部
１０３によって分岐された光出力１０４と制御光１０５
のうちの制御光１０５の方を入力する光源波長制御回路
１０６によって構成されている。ここで光源波長制御回
路１０６は、制御光１０５を入力して波長の変動量を検
出する波長変動量検出回路１０７と、この波長変動量検
出回路１０７によって検出された波長変動信号１０８を
入力する波長制御回路１０９とによって構成されてい
る。波長制御回路１０９からは光源駆動信号１１１が出
力され、波長可変光源１０１に入力されてこれを駆動す
るようになっている。また、波長可変光源１０１からは
光源状態信号１１２が出力されて、光源波長制御回路１
０６内の波長制御回路１０９に入力されるようになって
いる。本実施例では波長可変光源１０１として、単一モ
ード発振を行うＬＤ（半導体レーザ）光源が使用されて
いる。FIG. 1 shows an outline of the configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention. This light source device 10
0 indicates a wavelength tunable light source 101 having a relatively wide wavelength tunable band.
And the light source light 10 output from the tunable light source 101.
2, an optical branching unit 103 for branching, and an optical output 104 and a control light 105 branched by the optical branching unit 103.
The light source wavelength control circuit 106 receives the control light 105 from among them. Here, the light source wavelength control circuit 106 receives the control light 105 and detects a wavelength variation amount, and a wavelength variation signal 108 detected by the wavelength variation amount detection circuit 107 receives a wavelength variation signal 108. And a control circuit 109. A light source drive signal 111 is output from the wavelength control circuit 109 and is input to the variable wavelength light source 101 to drive it. Also, a light source state signal 112 is output from the wavelength variable light source 101, and the light source wavelength control circuit 1
06 is input to the wavelength control circuit 109. In this embodiment, an LD (semiconductor laser) light source that performs single mode oscillation is used as the variable wavelength light source 101.
【００２４】図２は、光源波長制御回路の中の波長変動
量検出回路を具体的に表わしたものである。波長変動量
検出回路１０７は、制御光１０５を入力する光フィルタ
１２１を備えている。光フィルタ１２１は周波数または
波長に対して周期性をもったフィルタである。本実施例
ではこの光フィルタとしてインタリーバを使用してい
る。インタリーバは、広い波長帯域で狭帯域フィルタが
周期的に並んだような波長周期特性を備えている。FIG. 2 specifically shows a wavelength fluctuation detecting circuit in the light source wavelength control circuit. The wavelength variation detection circuit 107 includes an optical filter 121 to which the control light 105 is input. The optical filter 121 is a filter having periodicity with respect to frequency or wavelength. In this embodiment, an interleaver is used as this optical filter. The interleaver has a wavelength period characteristic in which narrow band filters are periodically arranged in a wide wavelength band.
【００２５】図３は本実施例の光フィルタの波長に対す
る透過特性（第１の光出力特性）を示したものであり、
図４はこの光フィルタの波長に対する反射特性（第２の
光出力特性）を示したものである。図１に示した波長可
変光源１０１は、使用する光の波長領域（赤外領域）で
波長を可変させることができる。波長可変光源１０１の
出力する光源光１０２は、図３および図４に示すような
特性を有する光フィルタ１２１に入力することで、透過
光と反射光のように位相が互いに１８０度相違した第１
の光出力１２２と第２の光出力１２３が得られる。第１
の光出力１２２は第１の受光素子１２４に入力され、第
２の光出力１２３は第２の受光素子１２５に入力される
ようになっている。第１の受光素子１２４と第２の受光
素子１２５には、たとえばピンフォトダイオードが使用
されている。第１の受光素子１２４の出力する第１の受
光信号１２６と第２の受光素子１２５の出力する第２の
受光信号１２７は共に波長変動信号演算回路１２８に入
力されて第１の光出力と第２の光出力の差および和が演
算され、波長変動信号１０８が出力されるようになって
いる。この波長変動量検出回路１０７についての詳細は
後に説明する。FIG. 3 shows a transmission characteristic (first optical output characteristic) with respect to the wavelength of the optical filter of this embodiment.
FIG. 4 shows a reflection characteristic (second optical output characteristic) with respect to the wavelength of the optical filter. The wavelength tunable light source 101 shown in FIG. 1 can change the wavelength in the wavelength region (infrared region) of the light to be used. The light source light 102 output from the wavelength tunable light source 101 is input to an optical filter 121 having characteristics as shown in FIGS. 3 and 4, so that the first light having a phase difference of 180 degrees between transmitted light and reflected light is obtained.
And the second optical output 123 are obtained. First
Is output to a first light receiving element 124, and the second optical output 123 is input to a second light receiving element 125. For the first light receiving element 124 and the second light receiving element 125, for example, a pin photodiode is used. The first light receiving signal 126 output from the first light receiving element 124 and the second light receiving signal 127 output from the second light receiving element 125 are both input to the wavelength variation signal operation circuit 128 to output the first light output and the first light output. The difference and the sum of the two optical outputs are calculated, and the wavelength variation signal 108 is output. Details of the wavelength variation detection circuit 107 will be described later.
【００２６】図５は、本実施例で使用される光フィルタ
としてのマッハツェンダ型インタリーバの原理的な構成
を示したものである。この光フィルタ１２１は、制御光
１０５を入力する第１のハーフミラー１３１と、この第
１のハーフミラー１３１を透過した光を全反射する第１
のミラー１３２と、第１のハーフミラー１３１を反射し
た光を全反射する第２のミラー１３３と、これら第１の
ミラー１３２および第２のミラー１３３で反射された光
の交叉する位置に配置された第２のハーフミラー１３４
とによって構成されている。第２のハーフミラー１３４
から図で下の方向に出力される第１の出力光１２２と水
平方向に出力される第２の出力光１２３は、共に透過光
と反射光で干渉を発生させる。FIG. 5 shows a principle configuration of a Mach-Zehnder interleaver as an optical filter used in the present embodiment. The optical filter 121 includes a first half mirror 131 for inputting the control light 105 and a first half mirror 131 for totally reflecting light transmitted through the first half mirror 131.
, A second mirror 133 that totally reflects the light reflected by the first half mirror 131, and a mirror 132 disposed at a position where the light reflected by the first mirror 132 and the light reflected by the second mirror 133 intersect. The second half mirror 134
And is constituted by. Second half mirror 134
The first output light 122 output in the downward direction in FIG. 2 and the second output light 123 output in the horizontal direction both cause interference between transmitted light and reflected light.
【００２７】ここで第１のハーフミラー１３１を起点と
して第１のミラー１３２を通過して第２のハーフミラー
１３４に至る第１の光路長１３５と、第１のハーフミラ
ー１３１を起点として第２のミラー１３３を通過して第
２のハーフミラー１３４に至る第２の光路長１３６の差
を調整する。すると、この差に相当する光の干渉によっ
て第１および第２の出力光１２２、１２３として、特定
の周波数（あるいは波長）を持ち、互いに位相が反転し
た出力を得ることができる。すなわち、図１に示した波
長可変光源１０１と図５に示した光フィルタ１２１を汎
用的に使用することで、個々の要求に応じた周波数（あ
るいは波長）の光フィルタを１つのマッハツェンダ型イ
ンタリーバで実現することができる。Here, a first optical path length 135 that passes through the first mirror 132 and reaches the second half mirror 134 with the first half mirror 131 as a starting point, and a second optical path length 135 with the first half mirror 131 as a starting point. The difference in the second optical path length 136 from the mirror 133 to the second half mirror 134 is adjusted. Then, by the interference of light corresponding to this difference, it is possible to obtain, as the first and second output lights 122 and 123, outputs having specific frequencies (or wavelengths) and inverted phases. That is, by using the wavelength tunable light source 101 shown in FIG. 1 and the optical filter 121 shown in FIG. 5 for general use, an optical filter having a frequency (or wavelength) according to each requirement can be provided by one Mach-Zehnder interleaver. Can be realized.
【００２８】図６は、この光フィルタの出力特性を表わ
したものである。図で実線は第１の出力光１２２を、ま
た破線は第２の出力光１２３をそれぞれ表わしている。
図５に示した光路長１３５、１３６の差の調整を行うこ
とによって、任意の対の出力光１２２、１２３を選択す
る光フィルタを構成することができる。FIG. 6 shows the output characteristics of the optical filter. In the figure, the solid line represents the first output light 122, and the broken line represents the second output light 123.
By adjusting the difference between the optical path lengths 135 and 136 shown in FIG. 5, an optical filter for selecting an arbitrary pair of output lights 122 and 123 can be configured.
【００２９】２つの光路長１２２、１２３の間に所望の
差を生じさせる手法は幾つか存在する。たとえば物理的
にこれら第１および第２の光路長１３５、１３６を変化
させる手法の他に、光路長１３５、１３６を構成するミ
ラー以外の光伝播路自体の屈折率に差を持たせたり、光
路を構成する第１あるいは第２のハーフミラー１３１、
１３４の屈折率に差を持たせたり、これらのハーフミラ
ー１３１、１３４の厚さを調整する手法を採ることがで
きる。もちろん、図５に示した光フィルタ１２１のよう
に光の分岐および結合にミラーを使用したものに限るも
のではない。たとえば、特開平６１−８０１０９号公報
に開示されたように光の分岐および結合にファイバオプ
ティックス等の他の光学素子を使用するものであっても
よい。There are several techniques for producing the desired difference between the two optical path lengths 122,123. For example, in addition to the method of physically changing the first and second optical path lengths 135 and 136, there is a difference in the refractive index between the light propagation paths other than the mirrors constituting the optical path lengths 135 and 136, The first or second half mirror 131,
A method of giving a difference in the refractive index of the 134 and adjusting the thickness of the half mirrors 131 and 134 can be adopted. Of course, the present invention is not limited to the optical filter 121 shown in FIG. 5 which uses a mirror for splitting and coupling light. For example, as disclosed in JP-A-61-80109, another optical element such as fiber optics may be used for splitting and coupling light.
【００３０】図７は、波長変動量検出回路の次の段に配
置された波長制御回路の具体的な構成を表わしたもので
ある。波長制御回路１０９は図２に示した波長変動信号
演算回路１２８から波長変動信号１０８を入力する波長
制御信号生成回路１４１を備えている。波長制御信号生
成回路１４１は、波長変動信号１０８の他に、波長の設
定を行うための波長設定信号１４２と光源状態信号１１
２を入力するようになっている。このうち波長設定信号
１４２は波長制御回路１０９内の波長設定回路１４３か
ら出力される信号である。光源状態信号１１２の方は図
１に示した波長可変光源１０１から供給される信号であ
る。波長制御信号生成回路１４１は、これらの信号を基
にして波長制御信号１４５を生成し、これを光源駆動回
路１４６に入力し、光源駆動信号１１１を出力する。光
源駆動信号１１１は図１に示した波長可変光源１０１に
供給されて、波長の制御を含む光源の駆動を行うように
なっている。FIG. 7 shows a specific configuration of a wavelength control circuit disposed next to the wavelength variation detection circuit. The wavelength control circuit 109 includes a wavelength control signal generation circuit 141 that inputs the wavelength fluctuation signal 108 from the wavelength fluctuation signal operation circuit 128 shown in FIG. The wavelength control signal generation circuit 141 includes a wavelength setting signal 142 for setting a wavelength and the light source state signal 11 in addition to the wavelength fluctuation signal 108.
2 is input. The wavelength setting signal 142 is a signal output from the wavelength setting circuit 143 in the wavelength control circuit 109. The light source state signal 112 is a signal supplied from the wavelength tunable light source 101 shown in FIG. The wavelength control signal generation circuit 141 generates a wavelength control signal 145 based on these signals, inputs this to the light source drive circuit 146, and outputs the light source drive signal 111. The light source drive signal 111 is supplied to the variable wavelength light source 101 shown in FIG. 1 to drive the light source including the control of the wavelength.
【００３１】以上のように構成された光源装置１００の
制御の様子を次に具体的に説明する。Next, the manner of control of the light source device 100 configured as described above will be specifically described.
【００３２】図８は、図２で説明した第１の光出力と第
２の光出力、および第１の光出力から第２の光出力を差
し引いて得られた差信号の波長による変化の一例を示し
たものである。図９はこれらを個々に示したものであ
り、同図（ａ）は第１の受光信号１２６のレベル変化
を、同図（ｂ）は第２の受光信号１２７のレベル変化を
それぞれ示している。同図（ｃ）はこれら第１のおよび
第２の受光信号１２６、１２７を同一波長軸上に重ね合
わせて示したものである。図８では、第１の受光信号１
２６から第２の受光信号１２７を差し引いた差信号の変
化を示す曲線１６３は一点鎖線で示している。なお、図
８で縦軸は任意の単位である。FIG. 8 shows an example of the first light output and the second light output described with reference to FIG. 2, and the change in the difference signal obtained by subtracting the second light output from the first light output, depending on the wavelength. It is shown. FIGS. 9A and 9B show these individually. FIG. 9A shows a level change of the first light receiving signal 126, and FIG. 9B shows a level change of the second light receiving signal 127. . FIG. 9C shows the first and second light receiving signals 126 and 127 superimposed on the same wavelength axis. In FIG. 8, the first light receiving signal 1
A curve 163 indicating a change in the difference signal obtained by subtracting the second light receiving signal 127 from 26 is indicated by an alternate long and short dash line. In FIG. 8, the vertical axis is an arbitrary unit.
【００３３】ところで、図２に示した波長変動信号演算
回路１２８は、以上説明した差信号の他に、第１の受光
信号１２６と第２の受光信号１２７の和を求めた和信号
を演算する。そして差信号と和信号のそれぞれの信号レ
ベルをＬDおよびＬAとすると、これらを除算した値（Ｌ
D／ＬA）が特定値ＬVに近づくような制御を行うように
なっている。これを各信号の関係式で表わすと次のよう
になる。Incidentally, the wavelength fluctuation signal operation circuit 128 shown in FIG. 2 operates a sum signal obtained by calculating the sum of the first light receiving signal 126 and the second light receiving signal 127 in addition to the difference signal described above. . Assuming that the signal levels of the difference signal and the sum signal are L D and L A , a value obtained by dividing these (L
D / L A ) is controlled so as to approach the specific value L V. This is represented by the following relational expression of each signal.
【００３４】 （第１の受光信号１２６−第２の受光信号１２７）／（第１の受光信号１２６＋ 第２の受光信号１２７） ＝ＬD／ＬA →（特定値ＬV） ただしここで符号“→”は特定値ＬVに近づくことを便
宜的に示している。(First light receiving signal 126−second light receiving signal 127) / (first light receiving signal 126 + second light receiving signal 127) = L D / L A → (specific value L V ) “→” indicates for convenience that it approaches the specific value L V.
【００３５】一例として特定値ＬVが値“０”である場
合を考える。この場合には、図１に示した波長可変光源
１０１の出力する波長は、図８における第１の受光信号
１２６の波長レベルを示す曲線１６１と第２の受光信号
１２７の波長レベルを示す曲線１６２の２つの交点に対
応する波長に制御されることになる。これは、信号レベ
ルＬDが“０”であること、すなわち「第１の受光信号
１２６−第２の受光信号１２７」としての差信号を示す
曲線１６３が“０”となっている波長に制御しているこ
とに等しい。図８では特定値ＬVが値“０”である場合
の一例としての波長を波長λ0で示している。As an example, consider the case where the specific value L V is “0”. In this case, the wavelength output from the wavelength tunable light source 101 shown in FIG. 1 is a curve 161 showing the wavelength level of the first light receiving signal 126 and a curve 162 showing the wavelength level of the second light receiving signal 127 in FIG. Are controlled to the wavelengths corresponding to the two intersections. This is because the signal level L D is “0”, that is, the wavelength is controlled so that the curve 163 indicating the difference signal as “the first light receiving signal 126-the second light receiving signal 127” is “0”. It is equivalent to doing. In FIG. 8, a wavelength as an example when the specific value L V is the value “0” is indicated by a wavelength λ 0 .
【００３６】このような特定の波長に制御することは幾
つかの特徴を備えることになる。Controlling to such a specific wavelength has several features.
【００３７】（１）まず、図８から了解されるように差
信号を示す曲線１６３は、第１の受光信号１２６を示す
曲線１６１または第２の受光信号１２７を示す曲線１６
２と比べると急峻な勾配を有している。これは、波長変
動に対する「第１の受光信号１２６−第２の受光信号１
２７」としての差信号の変化が、第１の受光信号１２６
あるいは第２の受光信号１２７それぞれの単独の波長変
動よりも大きいことを表わしている。従来では、第１の
受光信号１２６の波長レベルを示す曲線１６１や第２の
受光信号１２７の波長レベルを示す曲線１６２のレベル
を検出していた。これら第１の受光信号１２６または第
２の受光信号１２７の信号レベルを判別していた従来の
波長制御に比べると感度が高く、高精度な制御が可能に
なる。(1) First, as understood from FIG. 8, the curve 163 indicating the difference signal is the curve 161 indicating the first light receiving signal 126 or the curve 16 indicating the second light receiving signal 127.
2 has a steeper slope than that of No. 2. This is because “the first light receiving signal 126-the second light receiving signal 1
The change of the difference signal as “27” is the first light receiving signal 126.
Or, it indicates that the second light receiving signal 127 is larger than the individual wavelength fluctuation. Conventionally, the level of the curve 161 indicating the wavelength level of the first light receiving signal 126 and the level of the curve 162 indicating the wavelength level of the second light receiving signal 127 have been detected. Compared to the conventional wavelength control in which the signal levels of the first light receiving signal 126 or the second light receiving signal 127 are determined, the sensitivity is high and the control can be performed with high accuracy.
【００３８】（２）次に、本実施例の制御の場合には光
フィルタ１２１の透過光強度と反射光強度の和ＬA、換
言すれば入力光の全強度に比例する「第１の受光信号１
２６＋第２の受光信号１２７」信号で規格化している。
したがって、入力光強度の変化、すなわち光源出力光強
度の変化に伴う波長制御のずれを防止することができ
る。(2) Next, in the case of the control of this embodiment, the "first light reception" which is proportional to the sum L A of the transmitted light intensity and the reflected light intensity of the optical filter 121, in other words, is proportional to the total intensity of the input light. Signal 1
26 + second light receiving signal 127 ".
Therefore, it is possible to prevent a shift in wavelength control due to a change in input light intensity, that is, a change in light source output light intensity.
【００３９】本実施例では、図２に示した波長変動信号
演算回路１２８が上に示した除算値ＬD／ＬAの演算を行
い、その結果を波長変動信号１０８として出力する。こ
の波長変動信号１０８を入力する波長制御信号生成回路
１４１では、この除算値ＬD／ＬAが特定値ＬVに近づく
ような波長制御信号１４５を生成することになる。[0039] In this embodiment performs calculation of the quotient L D / L A of the wavelength variation signal operation circuit 128 shown in FIG. 2 is shown above, and outputs the result as the wavelength fluctuation signal 108. The wavelength control signal generating circuit 141 inputs the wavelength variation signal 108, will generate a wavelength control signal 145 as the quotient L D / L A approaches the specific value L V.
【００４０】生成された波長制御信号１４５は、図７に
示す光源駆動回路１４６に入力される。光源駆動回路１
４６は入力された波長制御信号１４５を参照して波長可
変光源１０１の出力波長を変化させる回路である。出力
波長を変化させる手法としては次のようなものがあるの
で、この中から適宜選択することができる。 （１）波長可変光源１０１の温度を変化させる。 （２）波長可変光源１０１が外部共振器型の光源であれ
ば、光源共振器長を変化させる。 （３）波長可変光源１０１の光源バイアスの電流を変化
させる。 本実施例では（１）の波長可変光源１０１の温度を変化
させることで出力波長を変化させることにしている。
（２）の場合および（３）の場合もそれぞれ慣用的な手
法で達成可能であり、これらの詳細な説明は省略する。The generated wavelength control signal 145 is input to a light source driving circuit 146 shown in FIG. Light source drive circuit 1
Reference numeral 46 denotes a circuit that changes the output wavelength of the wavelength variable light source 101 with reference to the input wavelength control signal 145. There are the following methods for changing the output wavelength, and the method can be appropriately selected from these methods. (1) The temperature of the wavelength variable light source 101 is changed. (2) If the wavelength variable light source 101 is an external resonator type light source, the light source resonator length is changed. (3) The current of the light source bias of the variable wavelength light source 101 is changed. In this embodiment, the output wavelength is changed by changing the temperature of the variable wavelength light source 101 of (1).
The cases (2) and (3) can also be achieved by conventional techniques, respectively, and detailed description thereof will be omitted.
【００４１】ところで本実施例の光源装置１００では、
波長制御信号生成回路１４１が波長設定回路１４３から
波長設定信号１４２を入力すると共に、波長可変光源１
０１から光源状態信号１１２を入力して波長制御信号１
４５を生成している。そこで、波長制御信号生成回路１
４１における波長設定信号１４２および光源状態信号１
１２の役割を次に説明する。By the way, in the light source device 100 of this embodiment,
The wavelength control signal generation circuit 141 receives the wavelength setting signal 142 from the wavelength setting circuit 143, and
01 and the wavelength control signal 1
45 is generated. Therefore, the wavelength control signal generation circuit 1
41, the wavelength setting signal 142 and the light source status signal 1
Twelve roles will now be described.
【００４２】本実施例で光源波長制御回路１０６は波長
変動量検出回路１０７を使用して制御を開始する前に、
波長可変光源１０１の出力する光源光１０２の出力波長
を、光フィルタ１２１による設定波長の付近に予め制御
しておく必要がある。このため光源波長制御回路１０６
は波長可変光源１０１の温度を表わした光源状態信号１
１２を入力してこれが所望の温度範囲となっているかの
監視を行う。そして、波長設定信号１４２を参照して波
長に応じた温度に波長可変光源１０１を制御する。この
ようにして所定の波長に対応する温度に波長可変光源１
０１を制御した後、波長変動量検出回路１０７を使用し
た高精度な波長制御に切り替えられることになる。In this embodiment, the light source wavelength control circuit 106 uses the wavelength variation detection circuit 107 to start control before starting control.
It is necessary to control the output wavelength of the light source light 102 output from the wavelength tunable light source 101 to be near the wavelength set by the optical filter 121 in advance. Therefore, the light source wavelength control circuit 106
Is a light source state signal 1 representing the temperature of the wavelength tunable light source 101.
12 is input to monitor whether this is within a desired temperature range. Then, the wavelength variable light source 101 is controlled to a temperature corresponding to the wavelength with reference to the wavelength setting signal 142. Thus, the wavelength tunable light source 1 is set to a temperature corresponding to a predetermined wavelength.
After controlling 01, the control is switched to the highly accurate wavelength control using the wavelength variation detection circuit 107.
【００４３】図１０は、光源波長制御回路のこのような
一連の制御の様子を表わしたものである。光源波長制御
回路１０６は、図示しないがＣＰＵ（中央処理装置）お
よび制御用のプログラムを格納したＲＯＭ（リード・オ
ンリ・メモリ）等の記憶媒体を備えている。もちろん、
これらＣＰＵ等の部品は光源装置の他の制御部分と共用
することができる。FIG. 10 shows a state of such a series of controls of the light source wavelength control circuit. Although not shown, the light source wavelength control circuit 106 includes a CPU (Central Processing Unit) and a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) storing a control program. of course,
These components such as the CPU can be shared with other control parts of the light source device.
【００４４】この光源装置１００（図１参照）に電源が
投入されると、ＣＰＵは波長設定回路１４３から波長設
定信号１４２と光源状態信号１１２を取り込む（ステッ
プＳ２０１、Ｓ２０２）。そして波長可変光源１０１の
温度が波長設定信号１４２によって設定される波長の近
傍に調整されているかどうかをチェックする（ステップ
Ｓ２０３）。このような判別は、たとえば図示しない温
度特性テーブルを用いて光源状態信号１１２の値を温度
に変換し、設定温度と比較すればよい。波長設定信号１
４２はこの光源装置１００の図示しないキーボードから
波長設定情報として事前に入力しておくか、ディップス
イッチのようなスイッチで事前に設定あるいは選択して
おけばよい。When the light source device 100 (see FIG. 1) is turned on, the CPU fetches the wavelength setting signal 142 and the light source state signal 112 from the wavelength setting circuit 143 (steps S201 and S202). Then, it is checked whether the temperature of the wavelength tunable light source 101 is adjusted to the vicinity of the wavelength set by the wavelength setting signal 142 (step S203). Such a determination may be made, for example, by converting the value of the light source state signal 112 into a temperature using a temperature characteristic table (not shown) and comparing the converted value with the set temperature. Wavelength setting signal 1
Reference numeral 42 may be input in advance as wavelength setting information from a keyboard (not shown) of the light source device 100, or may be set or selected in advance by a switch such as a dip switch.
【００４５】波長可変光源１０１の温度がまだ波長設定
信号１４２によって設定される波長の近傍に調整されて
いない状態では（ステップＳ２０３：Ｎ）、光源駆動信
号１１１を使用して波長可変光源１０１の温度を上昇あ
るいは下降させる制御が行われ（ステップＳ２０４）、
光源状態信号１１２を監視しながらその結果がチェック
される（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。このようにし
て波長可変光源１０１の温度が設定温度の近傍に調整さ
れたら（ステップＳ２０３：Ｙ）、これ以後は実際に波
長可変光源１０１が使用される段階での高精度な波長制
御に移行することになる（ステップＳ２０５）。In a state where the temperature of the wavelength tunable light source 101 has not yet been adjusted to the vicinity of the wavelength set by the wavelength setting signal 142 (step S203: N), the temperature of the wavelength tunable light source 101 is Is raised or lowered (step S204),
The result is checked while monitoring the light source state signal 112 (steps S202 and S203). When the temperature of the wavelength tunable light source 101 is adjusted to the vicinity of the set temperature in this way (step S203: Y), the process thereafter shifts to high-precision wavelength control at the stage where the wavelength tunable light source 101 is actually used. (Step S205).
【００４６】以上説明した本実施例で光源状態信号１１
２は光源の温度を示す光源温度情報を使用することにし
た。先に説明したように出力波長を変化させるには光源
の温度以外の手法も可能である。これらの他の手法で出
力波長を変化させる場合、光源状態信号１１２は共振器
長や光源バイアス電流を変化させるために使用される信
号となる。In this embodiment described above, the light source state signal 11
No. 2 uses light source temperature information indicating the temperature of the light source. As described above, a method other than the temperature of the light source can be used to change the output wavelength. When the output wavelength is changed by these other methods, the light source state signal 112 is a signal used for changing the resonator length and the light source bias current.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項７
記載の発明によれば、波長に対して周期性を持つ光フィ
ルタを使用するので、波長可変光源から出力される光源
光の波長が各種相違する場合にも、光源装置としての構
成を同一にすることが可能になり装置のコストダウンを
図ることができる。As described above, claims 1 to 7 are described.
According to the invention described above, since the optical filter having the periodicity with respect to the wavelength is used, the configuration as the light source device is the same even when the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is variously different. This makes it possible to reduce the cost of the apparatus.
【図１】本発明の一実施例における光源装置の構成の概
要を表わしたブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施例の波長変動量検出回路を具体的に表わ
したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram specifically showing a wavelength fluctuation amount detection circuit of the present embodiment.
【図３】本実施例の光フィルタの波長に対する透過特性
を示した特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to wavelength of the optical filter of the present embodiment.
【図４】図３に示した光フィルタの波長に対する反射特
性を示した特性図である。4 is a characteristic diagram showing a reflection characteristic with respect to a wavelength of the optical filter shown in FIG.
【図５】本実施例で使用される光フィルタの一例として
マッハツェンダ型インタリーバの原理的な構成を示した
原理図である。FIG. 5 is a principle diagram showing a principle configuration of a Mach-Zehnder interleaver as an example of an optical filter used in the present embodiment.
【図６】本実施例で使用する光フィルタの一般的な出力
特性を表わした特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing general output characteristics of an optical filter used in the present embodiment.
【図７】波長変動量検出回路の次の段に配置された波長
制御回路の具体的な構成を表わしたブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a specific configuration of a wavelength control circuit disposed next to the wavelength variation detection circuit.
【図８】図２で説明した第１の光出力と第２の光出力、
および第１の光出力から第２の光出力を差し引いて得ら
れた差信号の波長による変化の一例を示した特性図であ
る。FIG. 8 shows the first light output and the second light output described in FIG. 2,
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating an example of a change in a difference signal obtained by subtracting a second optical output from a first optical output according to a wavelength.
【図９】第１の受光信号および第２の受光信号のレベル
変化をそれぞれ示した波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a level change of each of a first light receiving signal and a second light receiving signal.
【図１０】本実施例の光源波長制御回路の制御の様子を
表わした流れ図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating a state of control of a light source wavelength control circuit of the present embodiment.
１００ 光源装置 １０１ 波長可変光源 １０３ 光分岐部 １０４ 光出力 １０５ 制御光 １０６ 光源波長制御回路 １０７ 波長変動量検出回路 １０９ 波長制御回路 １１１ 光源駆動信号 １１２ 光源状態信号 REFERENCE SIGNS LIST 100 light source device 101 variable wavelength light source 103 optical branching unit 104 optical output 105 control light 106 light source wavelength control circuit 107 wavelength variation detection circuit 109 wavelength control circuit 111 light source drive signal 112 light source state signal
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H04B 10/04
Claims (6)
と、 この波長可変光源の出力する光源光を分岐して波長制御
のための制御光を得る光分岐手段と、 この光分岐手段で分岐した制御光を入力する周波数また
は波長に対して周期性を持つ光フィルタと、 この光フィルタから出力される特定波長で位相が互いに
相違する光成分の相対関係から前記光源光の波長の変動
量を検出する波長変動量検出回路と、 この波長変動量検出回路の検出結果を基にして前記波長
可変光源の波長を一定に制御する波長制御手段とを具備
することを特徴とする光源装置。A wavelength tunable light source having a comparatively wide wavelength tunable band; a light branching unit for branching light emitted from the wavelength tunable light source to obtain control light for wavelength control; An optical filter having a periodicity with respect to a frequency or a wavelength to which the control light is input, and a variation amount of the wavelength of the light source light based on a relative relationship between light components having different phases at a specific wavelength output from the optical filter. A light source device comprising: a wavelength variation detection circuit for detecting; and a wavelength control means for controlling a wavelength of the variable wavelength light source to be constant based on a detection result of the wavelength variation detection circuit.
と、 この波長可変光源の出力する光源光を分岐して波長制御
のための制御光を得る光分岐手段と、 この光分岐手段で分岐した制御光を入力する周波数また
は波長に対して周期性を持つ光フィルタと、 この光フィルタから出力される特定波長で位相が互いに
１８０度相違する光成分の和と差を求め、差を和で除し
た値が一定の値になるように前記波長可変光源の波長を
一定に制御する波長制御手段とを具備することを特徴と
する光源装置。2. A wavelength tunable light source having a comparatively wide wavelength tunable band; a light branching unit for branching light source light output from the wavelength tunable light source to obtain control light for wavelength control; An optical filter having a periodicity with respect to a frequency or a wavelength to which the control light is inputted, and a sum and a difference of optical components having phases different from each other by 180 degrees at a specific wavelength outputted from the optical filter are obtained, and the difference is summed up. A light source device comprising: wavelength control means for controlling the wavelength of the variable wavelength light source to be constant such that the value obtained by the division becomes a constant value.
ンタリーバであることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の光源装置。3. The light source device according to claim 1, wherein the optical filter is a Mach-Zehnder interleaver.
光源温度によって制御されることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の光源装置。4. The light source according to claim 1, wherein the wavelength of the light emitted from the variable wavelength light source is controlled by the light source temperature.
Or the light source device according to claim 2.
外部共振器型の光源共振器の長さを変えることによって
制御されることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の光源装置。5. The light source device according to claim 1, wherein the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is controlled by changing the length of the external resonator type light source resonator. .
光源バイアスの電流によって制御されることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の光源装置。6. The light source device according to claim 1, wherein the wavelength of the light source light output from the variable wavelength light source is controlled by a current of a light source bias.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7127183B2 (en) | 2000-09-29 | 2006-10-24 | Nec Corporation | Output monitor/control apparatus and optical communication system |
| JP2014525209A (en) * | 2011-07-25 | 2014-09-25 | オーロラ ネットワークス， インコーポレイテッド | CPE device for RFoG with wavelength collision prevention function using local and / or remote tuning of laser transmitter |
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2000
- 2000-07-27 JP JP2000226887A patent/JP2002043687A/en active Pending
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