JP3727529B2 - 多波長発生装置 - Google Patents
多波長発生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3727529B2 JP3727529B2 JP2000350132A JP2000350132A JP3727529B2 JP 3727529 B2 JP3727529 B2 JP 3727529B2 JP 2000350132 A JP2000350132 A JP 2000350132A JP 2000350132 A JP2000350132 A JP 2000350132A JP 3727529 B2 JP3727529 B2 JP 3727529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modulation
- polarization
- optical
- wavelength
- different
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重伝送に必要な多数の波長の光信号を発生させることが可能な、多波長発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、波長多重伝送システムの光送信系においては、一定の波長間隔で光出力レベルの揃った複数の光源が必要となる。
【0003】
多数の波長を一括して発生させる多波長発生方法としては、極短光パルスによる方法、光ファイバの非線形効果による方法等、多数検討されている。
【0004】
これらの多波長発生方法においては、ピコ秒オーダーのパルス幅のパルス列発生、あるいは非線形効果を得るため、高出力光の発生等が必要となっている。
【0005】
また、発生させた多数の波長の光出力レベル平坦化を行うために、逆特性を持つ光フィルタの挿入等も行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多数の波長を低コストで発生させようとすると、よりシンプルな手法が必要となるが、このようなシンプルな手法を用いた例は従来技術にはない。
【0007】
また、光出力レベル平坦化用の光フィルタ等の挿入は、発生したそれぞれの波長の出力を低下させるために、極力、光出力が低下してしまう。
【0008】
そこで、本発明の目的は、シンプルな正弦波変調の組み合わせという手法を用いて、波長多重伝送に必要な多数の波長の光信号を安価な構成で発生させることが可能な多波長発生装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の波長の光信号から、多数の波長の光信号を発生する多波長発生装置であって、単一波長の光信号を発生する単一光源と、前記単一光源により発生された前記単一波長の光信号を2分割して、分割光を生成する分割手段と、同一周波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波からなる変調信号を作成する振幅調整手段と、前記振幅の異なる変調信号を用いて、前記分割された各々の分割光に対して角度変調を行うことによって、変調指数が互いに異なる各分割光を作成する角度変調手段と、前記変調指数が互いに異なる各分割光の偏波面を直交させて合波することによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する合波手段とを具えることによって、多波長発生装置を構成する。
【0010】
ここで、合波手段は、各分割光の偏波面を直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置してもよい。
【0011】
角度変調手段をマッハツェンダ型の位相変調器によって構成し、マッハツェンダ型の位相変調器を通過して合波手段により合波される合波位置の直前の一方の光路上に偏波面を90度回転させる偏光回転子、又は、合波位置の直前の両方の光路上に偏波面を45度回転させる偏光回転子を配置し、それぞれの分割光の偏波面を直交させた状態で合波してもよい。
【0012】
前記互いに異なる変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定する。
【0013】
互いに異なる変調指数の組み合わせは、
〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔11.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕のいずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指数を設定してもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0015】
[第1の例]
まず、本発明の第1の実施の形態を、図1〜図4に基づいて説明する。
【0016】
(概要)
まず、本発明の概要について説明する。
【0017】
シンプルな正弦波変調の組み合わせを行う手法としては、
一定周波数fmの正弦波或いは余弦波の信号を用いて、単一光源からのキャリア周波数fcに対して角度変調(周波数変調と位相変調とを含む)を行うことにより、光源のキャリア周波数fcを中心に周波数fmのn倍の波長の異なる多数の光信号を出力することができる。ただし、各波長の光信号の出力レベルは、第1種のn次ベッセル関数で表され、レベルが不揃いとなる。
【0018】
そこで、本発明においては、まず、一定の単一波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれの分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦波の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行い、この角度変調された異なる変調指数の分割光を当該光の偏波面を直交させて、それぞれの電力和として合致させることによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する。
【0019】
この場合、変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定する。
【0020】
なお、2分割する理由は、分割光を合波するとき、合波角度が45°等の角度では合波できず、偏波面を直交させる必要があるためである。
【0021】
また、分割光の偏波面を直交とする理由は、直交する場合は互いの偏波が干渉しないために電力和となるが、直交しない場合は各電界の位相状態がπだけ異なる周波数があり、打ち消されてしまい、電力和を構成することができないからである。
【0022】
(具体例)
以下、具体例を挙げて説明する。
【0023】
図1は、本発明に係る多波長発生装置の構成例を示す。
【0024】
1は、単一の波長(直線偏波)で発光する光源である。例えば、キャリア周波数fc=200THzの信号を発生する。
【0025】
2,3は、光源1と接続され、その一部が2分割された偏波型の光ファイバとしての偏波保持ファイバである。
【0026】
この場合、光を2分割する手段としては、3dB光スプリッタやハーフミラー等の周知の光分離素子を光路上に配置することによって容易に分割することが可能である。
【0027】
4,5は、周波数変調や位相変調等の角度変調を行う、LN(=LiNbO3)角度変調器である。このLN角度変調器4,5は、偏波保持ファイバ2,3と接続されている。
【0028】
6は、偏波型光結合器であり、偏波保持ファイバ2,3から伝送された各分割光の互いの偏波面を直交させて結合させる機能をもつ。
【0029】
10は、所定の周波数fm(例えば、fm=10GHz)で発振する発振器である。
【0030】
11,12は、周波数fmの信号の振幅調整を行う振幅調整器である。振幅調整器11,12は、通常の増幅器等によって構成され、その出力は角度変調器4,5にそれぞれ入力される。
【0031】
これにより、LN角度変調器4,5では、振幅調整器11,12から各々出力された振幅の異なる変調信号を用いて、分割された各々の分割光に対して角度変調を行って、変調指数mfが互いに異なる各分割光を作成する。
【0032】
なお、変調指数は、通常の定義である、mf=(キャリア周波数fcの最大偏移)/(変調周波数fm)とする。1例として、変調指数mf=52GHz/10GHz=5.2となる。
【0033】
そして、変調指数の異なる角度変調された各分割光は、偏波保持ファイバ2,3を介して、偏波型光結合器6に互いの偏波面が直交されて結合される。この結合された両者の光の電力が単純に足し算されることによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号が出力される。
【0034】
次に、動作原理について説明する。
【0035】
図2は、図1のLN角度変調器4側で角度変調を行う場合の構成例である。
【0036】
図2(a)は、周波数fm=10GHz、変調指数mf=5.2とした場合の構成例である。図2(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値である。
【0037】
mf=5.2の場合、光スペクトルは0次(すなわち、キャリア周波数fc)、2次(すなわち、fc+2fm,fc−2fm)の光出力が抑圧されており、まばらな光スペクトル特性となっている。
【0038】
図3は、図2のLN角度変調器4側で角度変調を行う場合の構成例である。
【0039】
図3(a)は、周波数fm=10GHz、変調指数mf=6.8とした場合の構成例である。図3(b)は、そのときの光スペクトル特性の計算値である。
【0040】
1次(すなわち、fc+fm,fc−fm)と3次(すなわち、fc+3fm,fc−3fm)との光出力が抑圧されている。
【0041】
従って、これら図2(b)と図3(b)の両者の光信号の電力を合波することにより、互いの出力レベルを補い合って、所望とする一定レベル以上の平坦な光スペクトル特性を得ることが可能となる。
【0042】
図4は、変調指数mfの組み合わせをmf=5.2とmf=6.8にしたときの出力光のスペクトル特性(計算値)を示す。
【0043】
波長毎の出力レベルのバラツキが、約3dB程度に収まる波(すなわち、相対強度で最大値の半分程度以上に存在する波、この図4の例では、出力レベルが相対強度で約0.08以上に存在する波)を波長多重用の光信号として用いるとすると、13波(波長数)を採用することが可能である。
【0044】
偏波型光結合器6から出力される多波長の光信号としては、f1=fc±fm、f2=fc±2fm、…、fn=fc±nfmというような波長が異なる各種の信号が出力される。
【0045】
なお、本例では、角度変調として、周波数変調を例に挙げたが、位相変調の場合にも同様な作用、効果を有する。
【0046】
[第2の例]
次に、本発明の第2の実施の形態を、図5に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【0047】
本例では、角度変調を行う手段として、マッハツェンダ型の位相変調器を用いて構成し、さらに、分割光の合波位置前の一方又は両方の光路上に偏波面を所定の角度回転させる偏光回転子20を配置した場合の例である。
【0048】
図5において、角度変調器として、光伝送システムで広く用いられているマッハツェンダ型のLN(=LiNbO3)変調器30を用いる。
【0049】
このマッハツェンダ型のLN変調器30は、2股構造によって途中の一部が分岐された光導波路40と、その分岐された各光導波路40上に設けられた角度変調部15,16とによって構成される。
【0050】
また、マッハツェンダ型のLN変調器30の角度変調部15の出力側の合波位置前の一方の光路上には、偏波面を90度回転させる偏光回転子20が配置されている。この偏光回転子20としては、薄膜ポリイミド製の1/2波長板、ファラディ回転子等を適用できる。
【0051】
マッハツェンダ型のLN変調器30の角度変調部15によって変調指数が異なり角度変調された分離光は、合波位置の直前に配置された偏光回転子20を通過することによって、偏波面の偏向方向が変えられる。これにより、2つの分割光の合波位置では、各分離光の互いの偏波面が直交した状態で合波されることになる。
【0052】
従って、本例では、前述した第1の例で用いた偏波型光結合器6を合波位置に設ける必要がなくなり、構成の簡略化を図ることができる。
【0053】
なお、偏光回転子20として、偏波面を45度回転させる光学素子を用いてもよく、この場合には、合波位置前の角度変調部15,16の両方の光路上にそれぞれ配置する。
【0054】
[第3の例]
次に、本発明の第3の実施の形態を、図6〜図7に基づいて説明する。
【0055】
本例では、変調指数の組み合わせについての例を示す。
【0056】
変調指数の組み合わせは、分波光の合波時において、互いの光出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせを選択する。
【0057】
図6は、ベッセル関数で表される各次数の変調指数に対する振幅特性(電力)を示しており、振幅の山と谷が補い合える組み合わせの例である。
【0058】
図7は、図6で示した組み合わせで変調したときの多波長発生装置から出力される各波長の光信号のスペクトル特性を示す。
【0059】
図7(a)は、変調指数mf=1.85と4.0との組み合わせ例である。3dB程度のバラツキにおさまる波長数として、7波を採用することができる。
【0060】
同様に、図7(b)のmf=3.2と4.8との組み合わせの場合は9波、図7(c)のmf=8.6と10.1との組み合わせの場合は19波、図7(d)のmf=11.5と13.1との組み合わせの場合は27波、をそれぞれが採用することが可能である。
【0061】
変調指数mfのその他の組み合わせ例としては、
〔1.45と3.0〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔10.1と11.8〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕が適切な組み合わせ例であり、これらの値の近傍に変調指数を設定することによって、互いに補完しあって、所定以上の出力レベルを揃えることができる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一の波長で発光する光源の出力を2分割し、それぞれの分割光に対して、同一周波数でかつ正弦波或いは余弦波の変調信号を用いて異なる変調指数の角度変調を行い、この異なる変調指数の両者の光の偏波面を直交させて合波するようにしたので、一つの光源から多数の波長を発生させることが可能となり、また、光スペクトルの平坦化のための光フィルタも不要となり、元の光源の出力を最大限有効に活用して多波長化が可能となり、これにより、一つの光源から光出力の低下を極力抑え、所定以上の出力レベルを保持した多数の波長の光信号を出力することができると共に、正弦波変調の組み合わせというシンプルな構成で低コストな多波長発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である、多波長発生装置の構成を示すブロック図である。
【図2】(a)は単純な正弦波による角度変調の処理(変調指数mf=5.2)を説明する構成図、(b)は光スペクトル特性を示す特性図である。
【図3】(a)は単純な正弦波による角度変調の処理(変調指数mf=6.8)を説明する構成図、(b)は光スペクトル特性を示す特性図である。
【図4】変調指数mf=5.2と6.8との合波光のスペクトルを示す特性図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態である、多波長発生装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態である、変調指数の組み合わせ例を示す説明図である。
【図7】変調指数の各種の組み合わせにそれぞれ対応する光スペクトルの例を示す特性図である。
【符号の説明】
1 光源
2 偏波保持ファイバ
3 偏波保持ファイバ
4 LN角度変調器
5 LN角度変調器
6 偏波型光結合器
10 発振器
11 振幅調整器
12 振幅調整器
15 角度変調器
16 角度変調器
20 偏光回転子
30 マッハツェンダ型のLN変調器
40 光導波路
Claims (5)
- 一定の波長の光信号から、多数の波長の光信号を発生する多波長発生装置であって、
単一波長の光信号を発生する単一光源と、
前記単一光源により発生された前記単一波長の光信号を2分割して、分割光を生成する分割手段と、
同一周波数でかつ振幅の異なる正弦波或いは余弦波からなる変調信号を作成する振幅調整手段と、
前記振幅の異なる変調信号を用いて、前記分割された各々の分割光に対して角度変調を行うことによって、変調指数が互いに異なる各分割光を作成する角度変調手段と、
前記変調指数が互いに異なる各分割光の偏波面を直交させて合波することによって、波長が異なりかつ所定の出力レベルを有する多数の光信号を出力する合波手段と
を具えたことを特徴とする多波長発生装置。 - 前記合波手段は、前記各分割光の偏波面を直交させて合波する合波位置に偏波型光結合器を配置したことを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。
- 前記角度変調手段は、マッハツェンダ型の位相変調器によって構成され、
前記マッハツェンダ型の位相変調器を通過して前記合波手段により合波される合波位置の直前の一方の光路上に偏波面を90度回転させる偏光回転子、又は、合波位置の直前の両方の光路上に偏波面を45度回転させる偏光回転子を配置し、
それぞれの分割光の偏波面を直交させた状態で合波することを特徴とする請求項1記載の多波長発生装置。 - 前記互いに異なる変調指数の値は、合波される各分割光の出力レベルを補い合い、合波後の各波長の光信号が所定の出力レベルを得るような組み合わせに設定したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の多波長発生装置。
- 前記互いに異なる変調指数の組み合わせは、
〔1.45と3.0〕、〔1.85と4.0〕、〔3.2と4.8〕、〔3.4と5.2〕、〔4.8と6.8〕、〔5.2と6.8〕、〔6.8と8.6〕、〔8.6と10.1〕、〔10.1と11.8〕、〔11.5と13.1〕、〔13.1と14.8〕、〔14.8と16.5〕、〔16.5と18.1〕、〔18.3と19.9〕、或いは〔19.9と21.5〕のいずれかの組み合わせとし、これらの値の近傍に変調指数を設定したことを特徴とする請求項4記載の多波長発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000350132A JP3727529B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 多波長発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000350132A JP3727529B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 多波長発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002156670A JP2002156670A (ja) | 2002-05-31 |
JP3727529B2 true JP3727529B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=18823419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000350132A Expired - Fee Related JP3727529B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 多波長発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3727529B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012122160A3 (en) * | 2011-03-07 | 2012-11-08 | Alcatel Lucent | A tunable optical frequency comb generator |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4636527B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2011-02-23 | 住友大阪セメント株式会社 | 光周波数コム発生装置及びそれを用いた多波長光源 |
JP4771216B2 (ja) * | 2006-03-15 | 2011-09-14 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 超平坦光周波数コム信号発生器 |
-
2000
- 2000-11-16 JP JP2000350132A patent/JP3727529B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012122160A3 (en) * | 2011-03-07 | 2012-11-08 | Alcatel Lucent | A tunable optical frequency comb generator |
CN103415800A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-27 | 阿尔卡特朗讯 | 可调谐光学频率梳产生器 |
US8947766B2 (en) | 2011-03-07 | 2015-02-03 | Alcatel Lucent | Tunable optical frequency comb generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002156670A (ja) | 2002-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yao | Photonics to the rescue: A fresh look at microwave photonic filters | |
Liu et al. | Tunable microwave and sub-terahertz generation based on frequency quadrupling using a single polarization modulator | |
Li et al. | Arbitrary microwave waveform generation based on a tunable optoelectronic oscillator | |
JP5023462B2 (ja) | THz波発生装置 | |
Zhang et al. | Broadband microwave signal processing enabled by polarization-based photonic microwave phase shifters | |
JP2008092484A (ja) | セキュアな光通信用中継機および光の2つの直交位相成分の測定器 | |
US11744003B2 (en) | Device and method for interaction between an agile laser beam and a hyperfine energy transition of a chemical species | |
US9503196B2 (en) | N2 times pulse energy enhancement using coherent addition of N orthogonally phase modulated periodic signals | |
US7672598B1 (en) | Carrier signal suppression and extraction system | |
Li et al. | Linearly chirped waveform generation with large time-bandwidth product using sweeping laser and dual-polarization modulator | |
US6366390B1 (en) | Pulse interleaver | |
JP2007219063A (ja) | 光変調装置 | |
JP3727529B2 (ja) | 多波長発生装置 | |
US6441938B1 (en) | Optical communication system with a single polarized, phase modulated transmitted beam | |
Ganjali et al. | Microwave photonic frequency multiplication based on Sagnac interferometer with the capability of phase shifting | |
JP4643126B2 (ja) | 光スペクトル測定方法及びその装置 | |
Li et al. | Photonic generation of microwave binary digital modulation signal with format agility and parameter tunability | |
Chiba et al. | RF frequency sextupling via an optical two-tone signal generated from two modulation lightwaves from one Mach-Zehnder optical modulator | |
US8922875B2 (en) | Method for optical phase modulation, optical phase modulator and optical network using the same | |
Chan et al. | All-optical frequency shifter based on stimulated Brillouin scattering in an optical fiber | |
US20030215173A1 (en) | Multiphase optical pulse generator | |
CN112421373A (zh) | 一种冷原子干涉相位调制型单边带拉曼光产生方法及*** | |
Noe et al. | Spectral polarimeters based on integrated acousto-optical Ti: LiNbO3 TE-TM converters | |
Li et al. | Photonic generation of microwave arbitrary waveforms using stimulated Brillouin scattering and Sagnac loop | |
Shi et al. | Reconfigurable photonic generation and transmission of multi-format radar signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050921 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050928 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |