JP2006330523A - 周波数コム光発生装置および高密度波長多重伝送用多波長光源 - Google Patents
周波数コム光発生装置および高密度波長多重伝送用多波長光源 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】
低変調周波数の変調駆動回路を用いて、低変調周波数出力の2倍の周波数間隔を持つ広帯域の周波数コム光を発生させる。
【解決手段】
第1のMZ型導波路111と第2のMZ型導波路112とが直列連結されてなる光導波回路11と、第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極121と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極122とからなる変調電極群12と、第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動する変調信号発生回路13と備える。
【選択図】 図1
低変調周波数の変調駆動回路を用いて、低変調周波数出力の2倍の周波数間隔を持つ広帯域の周波数コム光を発生させる。
【解決手段】
第1のMZ型導波路111と第2のMZ型導波路112とが直列連結されてなる光導波回路11と、第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極121と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極122とからなる変調電極群12と、第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動する変調信号発生回路13と備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、低変調周波数の変調駆動回路を用いて、前記低変調周波数出力の2倍の周波数間隔を持つ広帯域の周波数コム光を発生させることができる周波数コム光発生装置および高密度波長多重伝送用多波長光源に関する。
従来、図13(A)に示すような、周波数コム光発生装置が知られている。
図13(A)において、周波数コム光発生装置9は、位相変調器91と、強度変調器92と、変調駆動回路93と、ミラー94とからなる。
図13(A)において、周波数コム光発生装置9は、位相変調器91と、強度変調器92と、変調駆動回路93と、ミラー94とからなる。
位相変調器91は電極911,912,90を備え、強度変調器92は電極921,922,90を備えている。なお、電極90は相変調器91と強度変調器92とで共用されている。
変調駆動回路93は、電源931と、アンプ932,933と、接地抵抗934,935と、遅延回路936を備えている。
導波路95は、単一光路951とMZ型(マッハツェンダー)導波路952とからなる。
図示しないレーザ光源からの入射光B0(角周波数ω0)は、単一光路951に入射され、位相変調器91により位相変調される。電極911とグランドとなる電極912,90との間には、変調駆動回路93により変調信号φ1sinΩtが与えられる。位相変調器91により変調された光はミラー94により折り返されて強度変調器92に入射される。
導波路95は、単一光路951とMZ型(マッハツェンダー)導波路952とからなる。
図示しないレーザ光源からの入射光B0(角周波数ω0)は、単一光路951に入射され、位相変調器91により位相変調される。電極911とグランドとなる電極912,90との間には、変調駆動回路93により変調信号φ1sinΩtが与えられる。位相変調器91により変調された光はミラー94により折り返されて強度変調器92に入射される。
強度変調器92に入射された光は、電極921とグランドとなる電極922,90との間には、変調駆動回路93により変調信号φ2sin(Ωt+θ)が与えられている。MZ型導波路952の2光路のうち一方には変調信号φ2sin(Ωt+θ)が与えられる。θは遅延回路936により作られる変調信号φ1sinΩtに対する位相差である。MZ型導波路952の出射光は、図13(B)に示すような間隔Ωの周波数コム光である。
ところで、周波数コム光の角周波数間隔は一般に変調角周波数に比例するので、変調角周波数Ωを大きくすれば、より大きな角周波数間隔の周波数コム光を得ることができる。
しかし、現在、たとえば25GHzの角周波数出力の変調駆動回路は容易かつ安価に入手できるが、その倍の50GHzの変調駆動回路を入手することは困難である。このため、50GHzの変調駆動回路を使用しようとすれば、特別注文生産を回路メーカに依頼せざるを得ず、当然装置価格も高価となる。
本発明の目的は、低い変調角周波数の変調駆動回路を用いて、その変調角周波数の2倍の角周波数間隔を持つ広帯域の周波数コム光を発生させることができる周波数コム光発生装置および高密度波長多重伝送用多波長光源を提供することである。
本発明の周波数コム光発生装置は、(1)〜(9)を要旨とする。
「(1) 第1から第n(nは2以上)のMZ型導波路、またはさらに第1から第m(mは1以上)の位相調整光路が直並列連結されてなる光導波回路と、
前記第1から第nのMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第nの正弦波変調電極、またはさらに前記第1から第mの位相調整光路の伝播光を直流で変調する第1から第mの直流変調電極からなる変調電極群と、
前記正弦波変調電極の少なくとも2つを異なる振幅φk,同一角周波数Ωの正弦波で駆動し(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を有し、
前記光導波回路の一方端から角周波数ω0のレーザ光を入射することで、他方端から中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光を出射する、
ことを特徴とする周波数コム光発生装置。」
「(1) 第1から第n(nは2以上)のMZ型導波路、またはさらに第1から第m(mは1以上)の位相調整光路が直並列連結されてなる光導波回路と、
前記第1から第nのMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第nの正弦波変調電極、またはさらに前記第1から第mの位相調整光路の伝播光を直流で変調する第1から第mの直流変調電極からなる変調電極群と、
前記正弦波変調電極の少なくとも2つを異なる振幅φk,同一角周波数Ωの正弦波で駆動し(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を有し、
前記光導波回路の一方端から角周波数ω0のレーザ光を入射することで、他方端から中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光を出射する、
ことを特徴とする周波数コム光発生装置。」
「(2) 第1のMZ型導波路と第2のMZ型導波路とが直列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
(3)「 第1のMZ型導波路と、第2のMZ型導波路および位相調整光路の並列連結導波路とが直列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極と、
からなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極と、
からなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
(4)「 第1のMZ型導波路と、第2のMZ型導波路および位相調整光路の直列連結導波路とが並列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(1)に記載の周波数コム光発生装置。」
(5)「 第1のMZ型導波路と第2のMZ型導波路との直列連結導波路に、第3のMZ型導波路と位相調整光路との直列連結導波路が並列連結されてなる光導波回路と、
前記第1から第3のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第3変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1,第2,第3の正弦波変調電極をそれぞれ、振幅φ1,φ2,φ3(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)の角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(4)に記載の周波数コム光発生装置。」
前記第1から第3のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第3変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1,第2,第3の正弦波変調電極をそれぞれ、振幅φ1,φ2,φ3(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)の角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする(4)に記載の周波数コム光発生装置。」
(6)「 LN基板または半導体基板に前記導波路および前記光路が形成されていることを特徴とする(1)から(5)の何れかに記載の周波数コム光発生装置。」
(7)「 LN基板に前記導波路および前記光路が形成されて、少なくとも2つのMZ型導波路が直列接続される構成を備えた周波数コム光発生装置であって、
MZ型導波路同士の接続点で、光路が湾曲光ファイバーまたはミラーにより折り返されていることを特徴とする(1)、(2)、(3)または(5)に記載の周波数コム光発生装置。」
MZ型導波路同士の接続点で、光路が湾曲光ファイバーまたはミラーにより折り返されていることを特徴とする(1)、(2)、(3)または(5)に記載の周波数コム光発生装置。」
(8)「 変調信号発生回路は、第1から第nの正弦波変調電極の少なくとも2つに相互にインコヒーレントな正弦波変調信号を送出することを特徴とする(1)から(7)の何れかに記載の周波数コム光発生装置。」
(9)「 光導波回路の入射口および出射口にミラーを備えたことを特徴とする(1)から(8)の何れかに記載の周波数コム光発生装置。」
本発明の高密度波長多重伝送用多波長光源は、
「 レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を入射する(1)から(8)の何れかに記載の周波数コム光発生装置と、
前記周波数コム光発生装置の光を入射し光強度を等価にし、増幅を行う光等価/光増幅器と、
前記増幅を行う光等価/光増幅器から出射される光を複数の光路に異なる波長で出力するアレイ導波路格子(AWG)と、
を備えた高密度波長多重伝送用多波長光源。」
を要旨とする。
「 レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を入射する(1)から(8)の何れかに記載の周波数コム光発生装置と、
前記周波数コム光発生装置の光を入射し光強度を等価にし、増幅を行う光等価/光増幅器と、
前記増幅を行う光等価/光増幅器から出射される光を複数の光路に異なる波長で出力するアレイ導波路格子(AWG)と、
を備えた高密度波長多重伝送用多波長光源。」
を要旨とする。
本発明では、角周波数間隔が従来の2倍の周波数コム光を生成することができるので、入手が容易でかつ安価な、変調駆動回路(低い角周波数出力のもの)を用いることができる。
以下、本発明の周波数コム光発生装置を図面により説明する。各図において、光路幅、光路長、MZ(マッハツェンダー)型導波路の光路間隔、基板厚、電極サイズ、電極厚等は実際の設計値とは異なる。
図1(A)は本発明の周波数コム光発生装置の第1実施形態を示す説明図である。図1(A)において、周波数コム光発生装置1は、LN結晶または化合物半導体結晶からなる基板SUBに形成された光導波回路11および変調電極群12、ならびに変調電極群12を駆動する変調信号発生回路13からなる。
図1(A)は本発明の周波数コム光発生装置の第1実施形態を示す説明図である。図1(A)において、周波数コム光発生装置1は、LN結晶または化合物半導体結晶からなる基板SUBに形成された光導波回路11および変調電極群12、ならびに変調電極群12を駆動する変調信号発生回路13からなる。
光導波回路11は第1のMZ型導波路111と第2のMZ型導波路112とが直列連結されて構成される。
変調電極群12は第1の正弦波変調電極121と第2の正弦波変調電極122とからなる。
第1の正弦波変調電極121は、第1のMZ型導波路111の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調し、第2の正弦波変調電極122は、第2のMZ型導波路112の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する。変調信号発生回路13は、第1の正弦波変調電極121をφ1sinΩtの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2sinΩtの変調信号で駆動する。
変調電極群12は第1の正弦波変調電極121と第2の正弦波変調電極122とからなる。
第1の正弦波変調電極121は、第1のMZ型導波路111の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調し、第2の正弦波変調電極122は、第2のMZ型導波路112の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する。変調信号発生回路13は、第1の正弦波変調電極121をφ1sinΩtの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2sinΩtの変調信号で駆動する。
周波数コム光発生装置1は、光導波回路11の一方端INから、レーザ光源19が発生する角周波数ω0のレーザ光B0を入射することで、他方端OUTから中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光B1(2Ω)を出射する。
ここで、光導波回路11の出射光B1は、(1)式で表される。
ここで、光導波回路11の出射光B1は、(1)式で表される。
図2に中心角周波数ω0に2Ω間隔の周波数コム光が発生している様子を示す。
なお、図1(B)に示すように、光導波回路11の入射口および出射口にミラーM1,M2を備えた、光共振器構造とすることができる。この場合には、レーザ光源19が発生する角周波数ω0のレーザ光B0のうちミラーM1,M2で反射されるレーザ光は、光導波回路11内で繰り返し変調を受けるので帯域が広い2Ω間隔の周波数コム光を得ることができる。なお、後述する第1から第4実施形態における周波数コム光発生装置2,3,4および高密度波長多重伝送(DWDM)用多波長光源における周波数コム光発生装置52においても同様のミラーM1,M2を備えることができる。
なお、図1(B)に示すように、光導波回路11の入射口および出射口にミラーM1,M2を備えた、光共振器構造とすることができる。この場合には、レーザ光源19が発生する角周波数ω0のレーザ光B0のうちミラーM1,M2で反射されるレーザ光は、光導波回路11内で繰り返し変調を受けるので帯域が広い2Ω間隔の周波数コム光を得ることができる。なお、後述する第1から第4実施形態における周波数コム光発生装置2,3,4および高密度波長多重伝送(DWDM)用多波長光源における周波数コム光発生装置52においても同様のミラーM1,M2を備えることができる。
図3は本発明の周波数コム光発生装置の第2実施形態を示す説明図である。図3において、周波数コム光発生装置2は、LN基板SUBに形成された光導波回路21および変調電極群22ならびに変調電極群22を駆動する変調信号発生回路23からなる。
光導波回路21は、第1のMZ型導波路211と、第2のMZ型導波路212および位相調整光路213の並列連結導波路とが直列連結されて構成される。
変調電極群22は、第1のMZ型導波路211の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極221と、第2のMZ型導波路212の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極222と、位相調整光路213の伝播光を直流で変調する直流変調電極223とからなる。
変調電極群22は、第1のMZ型導波路211の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極221と、第2のMZ型導波路212の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極222と、位相調整光路213の伝播光を直流で変調する直流変調電極223とからなる。
変調信号発生回路23は、第1の正弦波変調電極221を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極222を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、直流変調電極223を直流で駆動する。直流変調電極223に与えられる直流バイアスによって、2つの光路を伝播する光の位相差θ((2)式参照)を調節することができる。
周波数コム光発生装置2は、光導波回路21の一方端INから、レーザ光源29が発生する角周波数ω0のレーザ光B0を入射することで、他方端OUTから中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光B1(2Ω)を出射する。
ここで、光導波回路21の出射光B1は、(2)式で表される。
ここで、光導波回路21の出射光B1は、(2)式で表される。
図4は本発明の周波数コム光発生装置の第3実施形態を示す説明図である。図4において、周波数コム光発生装置3は、LN基板SUBに形成された光導波回路31および変調電極群32ならびに変調電極群32を駆動する変調信号発生回路33からなる。
光導波回路31は、第1のMZ型導波路311と、第2のMZ型導波路312および位相調整光路313の直列連結導波路とが並列連結されて構成される。
変調電極群32は、第1のMZ型導波路311の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極321と、第2のMZ型導波路312の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極322と、位相調整光路313の伝播光を直流で変調する直流変調電極323とからなる。
変調電極群32は、第1のMZ型導波路311の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極321と、第2のMZ型導波路312の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極322と、位相調整光路313の伝播光を直流で変調する直流変調電極323とからなる。
変調信号発生回路33は、第1の正弦波変調電極321を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極322を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、直流変調電極323を直流で駆動する。直流変調電極323に与えられる直流バイアスによって、2つの光路を伝播する光の位相差θ((3)式参照)を調節することができる。
周波数コム光発生装置3は、光導波回路31の一方端INから、レーザ光源39が発生する角周波数ω0のレーザ光B0を入射することで、他方端OUTから中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光B1(2Ω)を出射する。
ここで、光導波回路31の出射光B1は、(3)式で表される。
ここで、光導波回路31の出射光B1は、(3)式で表される。
光導波回路41は、第1のMZ型導波路411と第2のMZ型導波路412との直列連結導波路に、第3のMZ型導波路413と位相調整光路414との直列連結導波路が並列連結されて構成される。
変調電極群42は、第1のMZ型導波路411の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1変調電極421と、第2のMZ型導波路412の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2変調電極422と、第3のMZ型導波路413の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第3変調電極423と、位相調整光路414の伝播光を直流で変調する直流変調電極424とからなる。直流変調電極424に与えられる直流バイアスによって、2つの光路を伝播する光の位相差θ((4)式参照)を調節することができる。
変調信号発生回路43は、第1,第2,第3の正弦波変調電極421,422,423をそれぞれ、振幅φ1,φ2,φ3(ただし、φ1,φ2,φ3は相互に異なる)の角周波数Ωの変調信号で駆動し、直流変調電極を直流で駆動する。
ここで、光導波回路41の出射光B1は、(4)式で表される。
ここで、光導波回路41の出射光B1は、(4)式で表される。
図6は周波数コム光発生装置1の基板SUBにXカットLN基板を用いた例を示し、図7(A),(B)は図6における基板SUBのa−a断面説明図およびb−b断面説明図である。
図6では、MZ型導波路111,112の二光路の一方に位相調整用電極PCEが設けられている。この位相調整用電極PCEは、結合点と分岐点との間の距離が僅かに異なることにより生じる位相差を修正するために設けられている。図6および図7(A)からわかるように、XカットLN基板では変調信号発生回路13からφ1sinΩtおよびφ2sinΩtを生成することで、二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調することができる。
図8は周波数コム光発生装置1の基板SUBにZカットLN基板を用いた例を示し、図9(A),(B)は図8における基板SUBのa−a断面説明図およびb−b断面説明図である。
図8でも、MZ型導波路111,112の二光路の一方に位相調整用電極PCEが設けられている。図8および図9(A),(B)からわかるように、ZカットLN基板では変調信号発生回路13からφ1sinΩt,−φ1sinΩtおよびφ2sinΩt,−φ2sinΩtを生成しなければならず、かつXカットLN基板(図6、図7(A),(B))を用いた場合に比較して電極素片数も多くなるが、図9(A)の電気力線と図7(A)の電気力線(XカットLN基板の電気力線)とを比較すればわかるように、ZカットLN基板を用いた場合には、変調効率がXカットLN基板に比較して格段に高くできる。
ところで、LN結晶を用いたMZ型導波路が直列接続された周波数コム光発生装置(たとえば、上記第1,第2,第4実施形態参照)では、全長が実用に障害となるほど長くなる(数十センチ)。このようなことから、MZ型導波路が直列接続される構成では、MZ型導波路同士の接続点で光路が折り返されるように構成できる。
以下に、第1実施形態の周波数コム光発生装置1において、光路を折り返す具体例を説明する。
図10では、MZ型導波路111とMZ型導波路112とを単一モードの光ファイバー7により接続している。図10では、基板SUBとしてXカットLN基板を用いている。折り返すことによりMZ型導波路111とMZ型導波路112の第1の正弦波変調電極121の一部と第2の正弦波変調電極122の一部を共用でき、また第1の正弦波変調電極121の位相調整用電極PCEの一部と第2の正弦波変調電極122の位相調整用電極PCEの一部を共用することができる。なお、図10では湾曲した光ファイバーにより折り返したが、ミラーにより折り返すようにもできる。
図10では、MZ型導波路111とMZ型導波路112とを単一モードの光ファイバー7により接続している。図10では、基板SUBとしてXカットLN基板を用いている。折り返すことによりMZ型導波路111とMZ型導波路112の第1の正弦波変調電極121の一部と第2の正弦波変調電極122の一部を共用でき、また第1の正弦波変調電極121の位相調整用電極PCEの一部と第2の正弦波変調電極122の位相調整用電極PCEの一部を共用することができる。なお、図10では湾曲した光ファイバーにより折り返したが、ミラーにより折り返すようにもできる。
上記の実施形態では、変調信号発生回路13,23,33,43は、各正弦波変調電極に相互にコヒーレントな正弦波変調信号を送出するようにしたが、インコヒーレントな正弦波変調信号を送出するようにもできる。この場合には、帯域が広い2Ω間隔の周波数コム光を得ることができる。
たとえば、図6の周波数コム光発生装置1において、図11(A)に示すように1つの発振器Gにより正弦波変調電極321と322とを駆動する場合には各変調信号φ1sinΩtと、φ2sinΩtの位相差は常に一定である。この場合には、変調信号発生回路33は、321と322とにコヒーレントな正弦波変調信号を送出することになる。
また、図6の周波数コム光発生装置1において、図11(B)に示すように発振器G1により正弦波変調電極321を駆動し、発振器G2により正弦波変調電極322を駆動する場合には各変調信号の位相差は時間的にランダムに変化する。この場合には、変調信号発生回路33は、321と322とにインコヒーレントな正弦波変調信号を送出することになる。
図12は本発明の高密度波長多重伝送(DWDM)用多波長光源の説明図である。
図12において、多波長光源5は、レーザ光源51と、周波数コム光発生装置52と、光等価/光増幅器53と、アレイ導波路格子(AWG)54とを備えている。
図12において、多波長光源5は、レーザ光源51と、周波数コム光発生装置52と、光等価/光増幅器53と、アレイ導波路格子(AWG)54とを備えている。
レーザ光源51は、電源511とLD(レーザダイオード)512と波長ロッカ513からなり、第1から第4実施形態で説明したレーザ光源19,29,39,49に対応する。周波数コム光発生装置52は、第1から第4実施形態で説明した周波数コム光発生装置1,2,3,4であり、レーザ光源51からの光を入射して周波数コム光を発生する。光等価/光増幅器53は、周波数コム光発生装置52の光を入射し光強度を増幅し、等価化を行うもので、本実施形態では前段の光増幅器532と後段の光等価器531とから構成されている。アレイ導波路格子(AWG)54は光等価/光増幅器から出射される周波数コム光を複数の光路で出力する。
高密度波長多重伝送システムのスタンダードの1つでは、多数の光搬送波の各周波数間隔を50GHzに設定するように定められている。本発明では容易(安価)に取得できる25GHzの角周波数出力の変調駆動回路を用いて、50GHzの周波数コム光を発生させることができるので、高密度波長多重伝送(DWDM)用多波長光源あるいは周波数コム光発生装置1,2,3,4,52を簡単にかつ低価格で製造することができる。
1〜4,52 周波数コム光発生装置
11 光導波回路
12 変調電極群
13 変調信号発生回路
111 第1のMZ型導波路
112 第2のMZ型導波路
121 第1の正弦波変調電極
122 第2の正弦波変調電極
5 (DWDM用)多波長光源
11 光導波回路
12 変調電極群
13 変調信号発生回路
111 第1のMZ型導波路
112 第2のMZ型導波路
121 第1の正弦波変調電極
122 第2の正弦波変調電極
5 (DWDM用)多波長光源
Claims (10)
- 第1から第n(nは2以上)のMZ型導波路、またはさらに第1から第m(mは1以上)の位相調整光路が直並列連結されてなる光導波回路と、
前記第1から第nのMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第nの正弦波変調電極、またはさらに前記第1から第mの位相調整光路の伝播光を直流で変調する第1から第mの直流変調電極からなる変調電極群と、
前記正弦波変調電極の少なくとも2つを異なる振幅φk,同一角周波数Ωの正弦波で駆動し(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を有し、
前記光導波回路の一方端から角周波数ω0のレーザ光を入射することで、他方端から中心角周波数ω0,角周波数間隔2Ωの広帯域周波数コム光を出射する、
ことを特徴とする周波数コム光発生装置。 - 第1のMZ型導波路と第2のMZ型導波路とが直列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の周波数コム光発生装置。 - 第1のMZ型導波路と、第2のMZ型導波路および位相調整光路の並列連結導波路とが直列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極と、
からなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の周波数コム光発生装置。 - 第1のMZ型導波路と、第2のMZ型導波路および位相調整光路の直列連結導波路とが並列連結されてなる光導波回路と、
第1のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1の正弦波変調電極と、第2のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第2の正弦波変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1の正弦波変調電極を振幅φ1,角周波数Ωの変調信号で駆動し、第2の正弦波変調電極を振幅φ2,角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の周波数コム光発生装置。 - 第1のMZ型導波路と第2のMZ型導波路との直列連結導波路に、第3のMZ型導波路と位相調整光路との直列連結導波路が並列連結されてなる光導波回路と、
前記第1から第3のMZ型導波路の二光路の伝播光を相互に逆相の正弦波で変調する第1から第3変調電極と、前記位相調整光路の伝播光を直流で変調する直流変調電極とからなる変調電極群と、
第1,第2,第3の正弦波変調電極をそれぞれ、振幅φ1,φ2,φ3(ただし、φ1=φ2=・・・=φnではない)の角周波数Ωの変調信号で駆動し、前記直流変調電極を直流で駆動する変調信号発生回路と、
を備えたことを特徴とする請求項4に記載の周波数コム光発生装置。 - LN基板または半導体基板に前記導波路および前記光路が形成されていることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の周波数コム光発生装置。
- LN基板に前記導波路および前記光路が形成されて、少なくとも2つのMZ型導波路が直列接続される構成を備えた周波数コム光発生装置であって、
MZ型導波路同士の接続点で、光路が湾曲光ファイバーまたはミラーにより折り返されていることを特徴とする請求項1、2、3または5に記載の周波数コム光発生装置。 - 変調信号発生回路は、第1から第nの正弦波変調電極の少なくとも2つに相互にインコヒーレントな正弦波変調信号を送出することを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の周波数コム光発生装置。
- 光導波回路の入射口および出射口にミラーを備えたことを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の周波数コム光発生装置。
- レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を入射する請求項1から8の何れかに記載の周波数コム光発生装置と、
前記周波数コム光発生装置の光を入射し光強度を等価にし、増幅を行う光等価/光増幅器と、
前記増幅を行う光等価/光増幅器から出射される光を複数の光路に異なる波長で出力するアレイ導波路格子と、
を備えた高密度波長多重伝送用多波長光源。
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