JP2002076503A - 多波長光源 - Google Patents
多波長光源Info
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Abstract
リアを一括発生する多波長光源に関し、簡易かつ低コス
トな構成の実現と、干渉雑音をなくすこと。 【解決手段】 光合波器21は、光源101〜102nか
らの入力光のうち波長が奇数番目の入力光を合波し、光
合波器22は、偶数番目の入力光を合波する。変調器2
7は、光合波器21の出力光に対して所定のサイドモー
ドを発生するように変調を行ない、変調器28は、光合
波器22の出力光に対して所定のサイドモードを発生す
るように変調を行なう。偏波合成器30は両変調出力を
偏波合成する。分波器(分離フィルタ)40は、偏波合
成器30からの、多波長化されて合成された出力から波
長の異なる複数の光キャリアを分離出力する。
Description
特に、波長多重通信システムで用いられ、それぞれ異な
る中心波長を有する複数の入力光から波長の異なる複数
の光キャリアを一括発生する多波長光源に関する。
(WDM:Wavelength Division
Multiplexing)に使用する平坦な光スペク
トルを有する多波長一括発生法として、非線形光ファイ
バ透過によるSupercontinuum発生により
得られた平坦化連続光スペクトルを光フィルタで切り出
す手法や、光短パルス発生により得られた光パルスの繰
り返し周波数間隔で周波数軸上に並んだ光スペクトル
を、逆の周波数特性を有する光フィルタに透過させる手
法がある。
ontinuum発生における平坦化多波長発生法にお
いては、非線形光ファイバの製作は容易ではなく、時間
とコストがかかるという課題があった。また、光短パル
ス発生により得られた光スペクトルを逆特性光フィルタ
に透過させる平坦化多波長発生法においては、平坦な光
スペクトルを実現するために、光短パルスのデューティ
と、それに応じた光フィルタの透過特性の設計が困難で
あるという課題があった。
れたもので、複雑な光回路の設計を行うこと無く、簡易
かつ低コストな構成で、光スペクトルの平坦化されたW
DM信号を干渉雑音を伴うことなく一括して発生するこ
とができる多波長光源を提供することを目的とする。
めに請求項1の発明は、それぞれ異なる中心波長を有す
る複数の入力光から波長の異なる複数の光キャリアを一
括発生する多波長光源において、前記複数の入力光のう
ち、その波長が奇数番目の入力光を合波する第1合波手
段と、前記複数の入力光のうち、その波長が偶数番目の
入力光を合波する第2合波手段と、前記第1合波手段の
出力光に対して所定のサイドモードを発生するように変
調を行なう第1変調手段と、前記第2合波手段の出力光
に対して所定のサイドモードを発生するように変調を行
なう第2変調手段と、前記第1および第2の変調手段の
変調出力を偏波合成する合成手段と、前記合成手段から
の多波長化されて合成された出力から前記波長の異なる
複数の光キャリアを分離する分離手段とを備えた形態の
多波長光源を実施した。
長光源において、前記第1変調手段は、その出力におい
て(2N+m)個の波長(Nは自然数,mは整数)の光
パワーが所定範囲にあるようにサイドモードを発生し、
前記第2変調手段は、その出力において(2N−m)個
の波長(Nは自然数,mは整数)の光パワーが所定範囲
にあるようにサイドモードを発生する形態の多波長光源
を実施した。
長を有する複数の入力光から波長の異なる複数の光キャ
リアを一括発生する多波長光源において、前記複数の入
力光のうち、その波長が奇数番目の入力光を合波する第
1合波手段と、前記複数の入力光のうち、その波長が偶
数番目の入力光を合波する第2合波手段と、前記第1の
合波手段の合波出力と第2の合波手段の合波出力の偏波
が直交するように偏波合成する合成手段と、前記合成手
段の出力光を所定のスペクトル形状で変調出力する変調
手段と、前記変調手段からの多波長化されて変調された
出力から前記波長の異なる複数の光キャリアを分離する
分離手段とを備えた形態の多波長光源を実施した。
載の多波長光源において、前記第1および第2の変調手
段/前記変調手段は、前記合成手段/前記変調手段の出
力においてそれぞれの出力波長の光パワーがほぼ一定と
なるように調整してサイドモードを出力するように変調
を行なう形態の多波長光源を実施した。
長光源において、前記変調手段は、隣り合う前記複数の
入力光に応じた出力光のサイドモードのうち、当該隣り
合う入力光波長のほぼ中間の波長と前記入力光波長の間
のサイドモードがほぼ一定の光パワーとなり、互いに同
一波長で、前記ほぼ中間の波長のサイドモードが前記一
定の光パワーのほぼ半分となるようにサイドモードを出
力する形態の多波長光源を実施した。
源においては、波長が隣り合う光から発生した同一波長
の2つのサイドモード光は、その偏波が互いに直交する
ために干渉雑音を引き起こすことがない。このため、す
べての波長で劣化がなく、等間隔の波長グリッドに隙間
が生じない。
係る多波長光源の第1実施形態を示す構成図である。本
実施形態に係る多波長光源では、それぞれ異なる単一の
中心波長の光を発生する2n(nは1以上の自然数)個
の光源101〜102nからの入力光を2分割して2系統
の合波、変調処理を行ない、各変調結果を偏波合成し、
これを波長の異なる複数のキャリアに分離して最終的な
出力を得る構成とされている。以下、この構成および動
作について詳細に説明する。
03,104,…102n-1,102nには例えば、分布帰還
型(DFB)半導体レーザや、外部共振器型半導体レー
ザを使用する。各光源はそれぞれ単一の中心波長で発光
し、それぞれの中心波長は異なっており、周波数軸上で
添え字の番号順に等間隔で並んでいる。
回折格子や光カプラを使用した光合波器であり、光合波
器21は奇数番目の各光源による光を合波する。光合波
器22は、光合波器21とは独立に偶数番目の各光源に
よる光を合波する。光合波器21による合波出力は変調
器27により変調され、光合波器22による合波出力は
変調器28により変調され、変調器27と28は例え
ば、入力された合波光に強度変調および位相変調を施す
ものであり、具体的には、リチウムナイオベートを媒質
とした1つのマッハツェンダ型強度変調器と、リチウム
ナイオベートを媒質とした1つの位相変調器を直列に接
続したものを用いることができる。
30によって合成された後、分離フィルタで構成した分
波器40において波長毎に分波され、波長の異なる複数
の光キャリアが一括的に発生される。
成された、偏波合成前のA点における、奇数番目の多波
長化された光スペクトルの一部を拡大して示し、図2
(b)は、偏波合成前のB点における、偶数番目の多波
長化された光スペクトルの一部を拡大して示している。
イドモード光のスペクトル形状(図2(a))と変調器
28によるサイドモード光のスペクトル形状(図2
(b))は必ずしも同一でなくともよい。偏波合成器3
0によって偏波合成した後に、図3に示すようにすべて
の波長の光パワーがほぼ均一になるように適宜調整され
ていればよい。なお、図3は、2n=32個の、波長間
隔100GHzの光源を用いた上記構成により実現した
多波長化光源の、最後の偏波合成器30を通過する前の
C点における光スペクトルである。
波長数は一般的に奇数となるのに対して、システム要求
としては光源数を偶数倍化することが多い(例えば10
0GHz波長間隔の複数光源から10GHz,12.5
GHzまたは25GHz間隔のスペクトルを発生な
ど)。このため、例えば奇数番目の光源の波長は(2N
+m)倍化(Nは自然数,mは整数)し、偶数番目の光
源の波長は(2N−m)倍化するように変調器27と2
8の動作を調整してサイドモード光を発生させるのがよ
い。
波長を9倍化した例を示している。「9倍化」とは、矢
印23で示した光源波長の他に8つのサイドモード光、
すなわち、併せて9波長の光パワーが所定の範囲内にあ
ることを意味する。一方、図2(b)の例は、偶数番目
の光源について、矢印24で示した光源波長の他に6つ
のサイドモード光(併せて7波長)の光パワーが所定の
範囲内にある「7倍化」を示している。このように異な
るスペクトル形状の多波長化された多重光を変調器2
1,22により生成し、偏波合成器30により偏波合成
することで、すべての波長の光パワーを偏差3.5dB
以下(図3参照)とし、ほぼ均一とすることができる。
て、多波長化された光源波長の一つ一つを分波器40の
波長分離フィルタで分離し、テスト信号で変調を施した
上でその信号のQ値を測定した結果を示している。
符号誤り率を測定し、この結果から一種の信号対雑音比
を推定した値であり、Q値が大きいほど信号対雑音比が
大きく、したがって特性が良いことになる。図4におい
て、光源波長43と光源波長44は(参照符号の添え字
が)隣り合う光源のものであり、光源波長43と光源波
長44のサイドモード光が合成されている波長において
もQ値はそれぞれ良好な値を示しており、本実施形態に
よって干渉雑音等による劣化の無い信号変調が可能なこ
とがわかる。
長光源の第2実施形態を示す構成図である。本実施形態
に係る多波長光源は、光源101〜102n、光合波器2
1、光合波器22、偏波合成器50、変調器55、およ
び分波器40から構成されている。図1中の構成要素と
同一参照符号を付したものは同一構成であり、その説明
を省略する。
と比較して説明すると、変調器55による多波長化の前
に偏波合成器50を用いて偏波合成する構成となってい
る。
ができ、第1実施形態よりもさらに簡単な構成とするこ
とができる。しかし、変調器55には、偏波無依存強度
変調および位相変調器が要求される。
55においてそれぞれの光源101〜102nが発生する
サイドモード光のスペクトル形状は、最後の偏波合成器
30を通過する前のC点における多波長化されたそれぞ
れの波長の光パワーがほぼ一定となるように調整されて
いるとよい。
から、多波長化後のスペクトル間隔が12.5GHzと
なるように本構成によりサイドモード光を発生させる場
合の調整例について、図6を参照して説明する。図6
(a)〜(c)はC点におけるスペクトルをそれぞれ示
し、(a)は奇数番目光源によるもの、(b)は偶数番
目光源によるもの、(c)は両者を併せて示している。
の波長61と6本のほぼ一定パワーのサイドモード光と
これらのほぼ半分のパワーのサイドモード光61a,6
1b、および、別の奇数番目光源の波長63と6本のほ
ぼ一定パワーのサイドモード光とこれらのほぼ半分のパ
ワーのサイドモード光63a,63b,……を含む。一
方、偶数番目光源によるものは、偶数番目光源の波長6
2と6本のほぼ一定パワーのサイドモード光とこれらの
ほぼ半分のパワーのサイドモード光62a,62b,…
…を含む。
調器55の強度変調および位相変調動作を調整すること
で、最後の偏波合成器30を通過する前のC点における
分離前の光スペクトルを図6(c)のようにほぼ一定と
することができる。
長光源によれば、強度変調および位相変調によるサイド
モード光発生によって異なる波長の光を発生する複数の
光源からの入力光を多波長化して複数の光キャリアを一
括発生する際において、波長が隣り合う別の光源から発
生した同一波長の2つのサイドモード光が互いに干渉し
て雑音を引き起こすことがなく、また、等間隔の波長グ
リッドに隙間のない多波長光源を、複雑な光回路の設計
を行うこと無く、簡易かつ低コストな構成で提供するこ
とができ、これにより、光スペクトルの平坦化されたW
DM信号を発生することができる。
構成図である。
の光スペクトルを奇数番目光源(a)と偶数番目光源
(b)について示す特性図である。
の光スペクトルを示す特性図である。
性図である。
構成図である。
モード光形状の例を説明する説明図である。
(半分の)レベルのサイドモード光
Claims (5)
- 【請求項1】 それぞれ異なる中心波長を有する複数の
入力光から波長の異なる複数の光キャリアを一括発生す
る多波長光源において、 前記複数の入力光のうち、その波長が奇数番目の入力光
を合波する第1合波手段と、 前記複数の入力光のうち、その波長が偶数番目の入力光
を合波する第2合波手段と、 前記第1合波手段の出力光に対して所定のサイドモード
を発生するように変調を行なう第1変調手段と、 前記第2合波手段の出力光に対して所定のサイドモード
を発生するように変調を行なう第2変調手段と、 前記第1および第2の変調手段の変調出力を偏波合成す
る合成手段と、 前記合成手段からの多波長化されて合成された出力から
前記波長の異なる複数の光キャリアを分離する分離手段
とを備えたことを特徴とする多波長光源。 - 【請求項2】 請求項1に記載の多波長光源において、 前記第1変調手段は、その出力において(2N+m)個
の波長(Nは自然数,mは整数)の光パワーが所定範囲
にあるようにサイドモードを発生し、 前記第2変調手段は、その出力において(2N−m)個
の波長(Nは自然数,mは整数)の光パワーが所定範囲
にあるようにサイドモードを発生することを特徴とする
多波長光源。 - 【請求項3】 それぞれ異なる中心波長を有する複数の
入力光から波長の異なる複数の光キャリアを一括発生す
る多波長光源において、 前記複数の入力光のうち、その波長が奇数番目の入力光
を合波する第1合波手段と、 前記複数の入力光のうち、その波長が偶数番目の入力光
を合波する第2合波手段と、 前記第1の合波手段の合波出力と第2の合波手段の合波
出力の偏波が直交するように偏波合成する合成手段と、 前記合成手段の出力光を所定のスペクトル形状で変調出
力する変調手段と、 前記変調手段からの多波長化されて変調された出力から
前記波長の異なる複数の光キャリアを分離する分離手段
とを備えたことを特徴とする多波長光源。 - 【請求項4】 請求項1または3に記載の多波長光源に
おいて、 前記第1および第2の変調手段/前記変調手段は、前記
合成手段/前記変調手段の出力においてそれぞれの出力
波長の光パワーがほぼ一定となるように調整してサイド
モードを出力するように変調を行なうことを特徴とする
多波長光源。 - 【請求項5】 請求項4に記載の多波長光源において、 前記変調手段は、隣り合う前記複数の入力光に応じた出
力光のサイドモードのうち、当該隣り合う入力光波長の
ほぼ中間の波長と前記入力光波長の間のサイドモードが
ほぼ一定の光パワーとなり、互いに同一波長で、前記ほ
ぼ中間の波長のサイドモードが前記一定の光パワーのほ
ぼ半分となるようにサイドモードを出力することを特徴
とする多波長光源。
Priority Applications (8)
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CA002487187A CA2487187C (en) | 2000-07-07 | 2001-07-05 | Multi-wavelength generating method and apparatus based on flattening of optical spectrum |
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2000
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