JP2011002623A - 多波長光発生方法及び多波長光発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周波数間隔fmの多波長光を生成する多波長光生成手段(例えばCW光源2、変調器3、信号発生装置4)と、平行に対向する2枚の反射鏡を有して成るファブリペローフィルタ5とを有し、多波長光生成手段で生成した周波数間隔fmの多波長光を、ファブリペローフィルタ5に入射し、2枚の反射鏡の距離Lを制御して、ファブリペローフィルタ5の透過周波数間隔(FSR)が周波数間隔fmの整数N倍となるように設定し、且つ、周波数間隔fmの多波長光の何れか1つの光の周波数とファブリペローフィルタ5の透過周波数の何れか1つとが一致するように設定することにより、ファブリペローフィルタ5から、周波数間隔fmの整数N倍の周波数間隔N×fmの多波長光を出射する構成とする。
【選択図】図1
Description
例えば、短パルス光源を光ファイバに入射し、自己位相変調(SPM:Self Phase Modulation)を発生させ、スペクトルを広げて多波長光を発生させる手法(非特許文献1)や、変調器を用いて光周波数コムと呼ばれる光を多波長光として用いる手法(非特許文献2,3)がある。これらの手法によって発生する多波長光は、互いに位相関係が固定されているため、WDMキャリア光源として適している。
例えば、非特許文献1に記載の手法では、短パルスレーザの繰返し周波数が、多波長光の周波数間隔となるが、数十GHz以上の高速な繰り返しを持つ短パルス光源の実現が困難である。
また、非特許文献2又は3に記載の手法では、変調器に印加する正弦波の周波数に応じた周波数間隔で多波長光が発生し、10波以上の多波長光を発生させるためには振幅の大きな正弦波信号を変調器に印加する必要があるが、正弦波発生器の出力制限や電気の高出力増幅器の帯域不足といった電気のコンポーネントの制限により、50GHz以上の周波数間隔を有する多波長光は実現されていない。
つまり、1つ以上離れたキャリア光とのクロストークは十分小さいとして無視すると、隣接する2つのキャリア光との消光比を27dB以上とすることで、クロストークを−24dB以下とすることができる。
前記2枚の反射鏡の距離を制御して、前記ファブリペローフィルタの透過周波数間隔が、前記周波数間隔fmの整数N倍となるように設定し、且つ、前記周波数間隔fmの多波長光の何れか1つの光の周波数と前記ファブリペローフィルタの透過周波数の何れか1つとが一致するように設定することにより、
前記ファブリペローフィルタから、前記周波数間隔fmの整数N倍の周波数間隔N×fmの多波長光を出射することを特徴とする。
前記周波数間隔fmの多波長光は、CW光源から出射されるCW光を、信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号に基づいて変調器で変調することにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする。
前記周波数間隔fmの多波長光は、CW光源から出射されるCW光を、正弦波発生装置から発せられる周波数fmの正弦波電圧に基づいてマッハツェンダ型強度変調器で強度変調し且つ位相変調器で位相変調することにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記正弦波発生装置から発せられる正弦波電圧の周波数fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする。
前記周波数間隔fmの多波長光は、信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号をモード同期レーザに印加して、前記繰り返し周期fmと同じ繰り返し周期fmのパルスを前記モード同期レーザから発生させた後、このモード同期レーザから発せられるパルスを光ファイバに入射して、自己位相変調させることにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする。
平行に対向する2枚の反射鏡を有して成るファブリペローフィルタとを有し、
前記多波長光生成手段で生成した前記周波数間隔fmの多波長光を、前記ファブリペローフィルタに入射し、前記2枚の反射鏡の距離を制御して、前記ファブリペローフィルタの透過周波数間隔が前記周波数間隔fmの整数N倍となるように設定し、且つ、前記周波数間隔fmの多波長光の何れか1つの光の周波数と前記ファブリペローフィルタの透過周波数の何れか1つとが一致するように設定することにより、前記ファブリペローフィルタから、前記周波数間隔fmの整数N倍の周波数間隔N×fmの多波長光を出射する構成としたことを特徴とする。
前記多波長光生成手段は、CW光源と信号発生装置と変調器とを有し、前記CW光源から発せられるCW光を、前記信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号に基づいて前記変調器で変調することにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする。
前記多波長光生成手段は、CW光源と正弦波発生装置とマッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを有し、前記CW光源から出射したCW光を、前記正弦波発生装置から発せられる周波数fmの正弦波電圧に基づいて前記マッハツェンダ型強度変調器で強度変調し且つ前記位相変調器で位相変調することにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記正弦波発生装置から発せられる正弦波電圧の周波数fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする。
前記多波長光生成手段は、信号発生装置とモード同期レーザと光ファイバとを有し、前記信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号を前記モード同期レーザに印加して、前記繰り返し周期fmと同じ繰り返し周期fmのパルスを前記モード同期レーザから発生させた後、このモード同期レーザから発せられるパルスを前記光ファイバに入射して、自己位相変調させることにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする。
また、本発明によれば、伝送信号のビットレートや伝送路の状況の変化に応じて周波数間隔を連続的に変化させることができるため、伝送信号の品質が向上するという効果も奏する。
また、本発明によれば、WDM信号間のクロストークを−24dB以下とすることができるため、信号の品質が向上するという効果を奏する。
図1に示す光伝送システムは、本発明の実施の形態例1に係る多波長光発生装置1と、光伝送用の光ファイバ6と、受信機7とを有して成るものである。この光伝送システムでは、多波長光発生装置1から発せられた多波長光を、その後段の変調器(図示省略)で伝送データにより変調してWDM信号とした後、このWDM信号を光ファイバ6で伝送して、受信機7で受信する。
ファブリペローフィルタ5がソリッドエタロンの場合、反射鏡間隔Lの制御は、石英基板の温度制御により石英基板の体積や屈折率を変化させることで実現できる。なお、石英基板の温度制御としては、例えば、石英基板に設けた電気ヒータに通電する電流を制御することによって実現できる。
ファブリペローフィルタ5がエアギャップエタロンの場合、反射鏡間隔Lの制御は、反射鏡移動手段によって、何れか一方の反射鏡8を、反射鏡8に垂直な方向(X軸方向)に移動させることによって実現できる。なお、反射鏡移動手段としては、例えば、何れか一方の反射鏡8を、アクチュエータでX軸方向に駆動される移動台上に設け、前記アクチュエータの駆動により、前記移動台とともに前記反射鏡8を、反射鏡8に垂直な方向(X軸方向)に移動させる構成とすることによって実現できる。
また、ファブリペローフィルタ5に入射する多波長光の周波数間隔(信号発生装置4の繰り返し周期)fmは変えず(例えば25GHzのままとし)、ファブリペローフィルタ5の反射鏡間隔Lだけを制御して(変えて)、fmとfFSRの関係が図5中の実線上の関係となるようにすることにより、foutを離散的(25、50、75GHz)に変更することもできる。
なお、上記のようなfoutの変更(設定)、即ち周波数間隔(繰り返し周期)fmの制御や反射鏡間隔Lの制御は、光伝送システムにおいてWDM信号の送信を開始する前だけでなく、WDM信号の送信中にも行なうことができる。
また、多波長光生成手段は、CW光源2と信号発生装置4と変調器3とを有し、CW光源2から発せられるCW光を、信号発生装置4から発せられる繰り返し周期fmの電気信号に基づいて変調器3で変調することにより、周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、ファブリペローフィルタ5は、信号発生装置4から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであることを特徴としている。
また、本実施の形態例1の多波長光発生装置によれば、伝送信号のビットレートや伝送路の状況の変化に応じて周波数間隔を連続的に変化させることができるため、伝送信号の品質が向上するという効果も奏する。
図6に示す光伝送システムは、本発明の実施の形態例2に係る多波長光発生装置11と、光伝送用の光ファイバ6と、受信機7とを有して成るものである。この光伝送システムでは、多波長光発生装置11から発せられた多波長光を、その後段の変調器(図示省略)で伝送データにより変調してWDM信号とした後、このWDM信号を光ファイバ6で伝送して、受信機7で受信する。
正弦波発生装置14は周波数fmの正弦波の電圧を発生して、マッハツェンダ型強度変調器13と位相変調器15とに印加する。なお、図示は省略するが、正弦波発生装置14では正弦波発生器と位相シフタと各変調器13,15毎に設けた電気増幅器とを備えており(図7参照)、マッハツェンダ型強度変調器13に印加する正弦波電圧と位相変調器15に印加する正弦波電圧に関して、両者とも周波数fmは同じであるが、振幅は前記電気増幅器でそれぞれ増幅して各変調器13,15に適した値とし、位相は前記位相シフタで位相シフト(位相調整)して各変調器13,15における変調のタイミングを調整するようにしている。
このため、ファブリペローフィルタ5から出射される多波長光の周波数間隔は、周波数間隔fmの整数N倍(N×fm)となる。
この多波長光を、透過周波数間隔(FSR)fFSR=50GHzのファブリペローフィルタ5に入射することにより、図8(b)に示すような光スペクトルの多波長光を得た。図8(b)より、50GHzの周波数間隔で15以上の多波長光を得ることに成功したことがわかる。これ以降、ファブリペローフィルタ5で発生した各多波長光を、図8(b)に示すとおり、チャネル−7〜7と呼ぶこととする。
なお、ここで用いたファブリペローフィルタ5の透過特性は図9に示すとおりであり、帯域は1GHzである。
また、CW光源12のCW光の周波数fSはファブリペローフィルタ5の中心周波数に合うように調整した。
多波長光発生装置11で発生した多波長光を、PDFA31で増幅した後、LN強度変調器32で一括にパルスパターン発生器33から発せられる10Gbps信号(215−1ビット長のパターンを有する擬似ランダム信号)に基づいて変調することによりWDM信号を生成し、このWDM信号をPDFA34で増幅した後、長さ24kmの光ファイバ35に入射した。ここで用いた光ファイバ35の損失と波長分散量は、1310nmにおいて0.6dB/km、14ps/nm/kmである。
図12は全てのチャネルについて、ビット誤り率が10-9となる受光強度を示したものである。図12に示すように、全てのチャネルについて、Back-to-backと比較し、平均0.7dBの劣化に抑えることができている。
また、多波長光生成手段は、CW光源12と正弦波発生装置14とマッハツェンダ型強度変調器13と位相変調器15とを有し、CW光源12から出射したCW光を、正弦波発生装置14から発せられる周波数fmの正弦波電圧に基づいてマッハツェンダ型強度変調器13で強度変調し且つ位相変調器15で位相変調することにより、周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、ファブリペローフィルタ5は、正弦波発生装置14から発せられる正弦波電圧の周波数fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであることを特徴としている。
また、本実施の形態例11の多波長光発生装置によれば、伝送信号のビットレートや伝送路の状況の変化に応じて周波数間隔を連続的に変化させることができるため、伝送信号の品質が向上するという効果も奏する。
図13に示す光伝送システムは、本発明の実施の形態例3に係る多波長光発生装置51と、光伝送用の光ファイバ6と、受信機7とを有して成るものである。この光伝送システムでは、多波長光発生装置51から発せられた多波長光を、その後段の変調器(図示省略)で伝送データにより変調してWDM信号とした後、このWDM信号を光ファイバ6で伝送して、受信機7で受信する。
このため、ファブリペローフィルタ5から出射される多波長光の周波数間隔は、周波数間隔fmの整数N倍(N×fm)となる。
また、多波長光生成手段は、信号発生装置53とモード同期レーザ52と光ファイバ54とを有し、信号発生装置53から発せられる繰り返し周期fmの電気信号をモード同期レーザ52に印加して、前記繰り返し周期fmと同じ繰り返し周期fmのパルスをモード同期レーザ52から発生させた後、このモード同期レーザ52から発せられるパルスを光ファイバ54に入射して、自己位相変調させることにより、周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、ファブリペローフィルタ5は、信号発生装置53から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであることを特徴としている。
また、本実施の形態例51の多波長光発生装置によれば、伝送信号のビットレートや伝送路の状況の変化に応じて周波数間隔を連続的に変化させることができるため、伝送信号の品質が向上するという効果も奏する。
本発明の実施の形態例4に係る多波長光発生装置は、図1の構成の多波長光発生装置1又は図6の構成の多波長光発生装置11又は図13の構成の多波長光発生装置51において、fFSR=N×fmであるとき、ファブリペローフィルタ5が、
つまり、ファブリペローフィルタ5で任意の周波数間隔foutの多波長光を取り出してキャリア光とするとき、1つ以上離れたキャリア光とのクロストークは十分小さいとして無視すると、隣接する2つのキャリア光との消光比を27dB以上とする必要がある。
2 CW光源
3 変調器
4 信号発生装置
5 ファブリペローフィルタ
6 光ファイバ
7 受信機
8 反射鏡
11 多波長光発生装置
12 CW光源
13 マッハツェンダ型強度変調器(LN強度変調器)
14 正弦波発生装置
15 位相変調器(LN位相変調器)
16 PDFA
17 正弦波発生器
18,19 電気増幅器
20 位相シフタ
51 多波長光発生装置
52 モード同期レーザ
53 信号発生装置
54 光ファイバ
Claims (10)
- 周波数間隔fmの多波長光を、平行に対向する2枚の反射鏡を有して成るファブリペローフィルタに入射し、
前記2枚の反射鏡の距離を制御して、前記ファブリペローフィルタの透過周波数間隔が、前記周波数間隔fmの整数N倍となるように設定し、且つ、前記周波数間隔fmの多波長光の何れか1つの光の周波数と前記ファブリペローフィルタの透過周波数の何れか1つとが一致するように設定することにより、
前記ファブリペローフィルタから、前記周波数間隔fmの整数N倍の周波数間隔N×fmの多波長光を出射することを特徴とする多波長光発生方法。 - 請求項1に記載の多波長光発生方法において、
前記周波数間隔fmの多波長光は、CW光源から出射されるCW光を、信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号に基づいて変調器で変調することにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする多波長光発生方法。 - 請求項1に記載の多波長光発生方法において、
前記周波数間隔fmの多波長光は、CW光源から出射されるCW光を、正弦波発生装置から発せられる周波数fmの正弦波電圧に基づいてマッハツェンダ型強度変調器で強度変調し且つ位相変調器で位相変調することにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記正弦波発生装置から発せられる正弦波電圧の周波数fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする多波長光発生方法。 - 請求項1に記載の多波長光発生方法において、
前記周波数間隔fmの多波長光は、信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号をモード同期レーザに印加して、前記繰り返し周期fmと同じ繰り返し周期fmのパルスを前記モード同期レーザから発生させた後、このモード同期レーザから発せられるパルスを光ファイバに入射して、自己位相変調させることにより、生成し、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有すること、
を特徴とする多波長光発生方法。 - 周波数間隔fmの多波長光を生成する多波長光生成手段と、
平行に対向する2枚の反射鏡を有して成るファブリペローフィルタとを有し、
前記多波長光生成手段で生成した前記周波数間隔fmの多波長光を、前記ファブリペローフィルタに入射し、前記2枚の反射鏡の距離を制御して、前記ファブリペローフィルタの透過周波数間隔が前記周波数間隔fmの整数N倍となるように設定し、且つ、前記周波数間隔fmの多波長光の何れか1つの光の周波数と前記ファブリペローフィルタの透過周波数の何れか1つとが一致するように設定することにより、前記ファブリペローフィルタから、前記周波数間隔fmの整数N倍の周波数間隔N×fmの多波長光を出射する構成としたことを特徴とする多波長光発生装置。 - 請求項6に記載の多波長光発生装置において、
前記多波長光生成手段は、CW光源と信号発生装置と変調器とを有し、前記CW光源から発せられるCW光を、前記信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号に基づいて前記変調器で変調することにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする多波長光発生装置。 - 請求項6に記載の多波長光発生装置において、
前記多波長光生成手段は、CW光源と正弦波発生装置とマッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを有し、前記CW光源から出射したCW光を、前記正弦波発生装置から発せられる周波数fmの正弦波電圧に基づいて前記マッハツェンダ型強度変調器で強度変調し且つ前記位相変調器で位相変調することにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記正弦波発生装置から発せられる正弦波電圧の周波数fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする多波長光発生装置。 - 請求項6に記載の多波長光発生装置において、
前記多波長光生成手段は、信号発生装置とモード同期レーザと光ファイバとを有し、前記信号発生装置から発せられる繰り返し周期fmの電気信号を前記モード同期レーザに印加して、前記繰り返し周期fmと同じ繰り返し周期fmのパルスを前記モード同期レーザから発生させた後、このモード同期レーザから発せられるパルスを前記光ファイバに入射して、自己位相変調させることにより、前記周波数間隔fmの多波長光を生成するものであり、
前記ファブリペローフィルタは、前記信号発生装置から発せられる電気信号の繰り返し周期fmの整数N倍の透過周波数間隔N×fmを有するものであること、
を特徴とする多波長光発生装置。
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