JPS62152191A - Light source for wavelength multiple light communication - Google Patents
Light source for wavelength multiple light communicationInfo
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- JPS62152191A JPS62152191A JP29374685A JP29374685A JPS62152191A JP S62152191 A JPS62152191 A JP S62152191A JP 29374685 A JP29374685 A JP 29374685A JP 29374685 A JP29374685 A JP 29374685A JP S62152191 A JPS62152191 A JP S62152191A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は光通信に用いる波長多重光通信用光源に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a light source for wavelength multiplexed optical communication used in optical communication.
従来の技術
波長多重光通信においては、多重度の数たけの波長の異
なる光源が必要になる。波長多重光通信用光源としては
０．８−１．３μｍ発振波長を有する発光ダイオードや
半導体レーザ（以下ＬＤ）の中から、各チャンネル間隔
に相当する波長のものを選別して用いていた。Conventional technology In wavelength division multiplexing optical communication, light sources with different wavelengths are required as many times as there are multiplexing degrees. As a light source for wavelength-multiplexed optical communication, a light source with a wavelength corresponding to each channel spacing has been selected from among light emitting diodes and semiconductor lasers (hereinafter referred to as LD) having an oscillation wavelength of 0.8 to 1.3 μm.
これまでに実用化している波長多重光通信システムにお
いては、多重度は２から４波長程度のものであり、光源
の波長間隔も０１１−０．２μｍ間隔に設定し、光源と
なる発光ダイオードやＬＤの組成材料比を変化させたり
、材料自体をかえることによって希望の波長をえている
。In the wavelength division multiplexing optical communication systems that have been put into practical use so far, the multiplicity is about 2 to 4 wavelengths, and the wavelength spacing of the light sources is set to 0.11-0.2 μm, and the light source is a light emitting diode or LD. The desired wavelength can be obtained by changing the composition material ratio or by changing the material itself.
発光ダイオードを光源とした場合、発光ダイオードのス
ペクトル幅が約３０ｎｍと広いために隣接チャンネル間
のクロストークを考慮した場合、発光波長間隔をせまく
することが困難である。また、光源に単一モード波長の
ＬＤを用いた場合、そのスペクトル幅は数１０ＭＨｚ以
下であるためにチャンネル間がせばめられ、多重度も清
面的に高めることが可能となる。When a light emitting diode is used as a light source, the spectral width of the light emitting diode is as wide as about 30 nm, so it is difficult to narrow the emission wavelength interval when considering crosstalk between adjacent channels. Furthermore, when an LD with a single mode wavelength is used as a light source, the spectral width is several tens of MHz or less, so the channels can be narrowed and the multiplicity can be increased in a simple manner.
他方、わずかに異なる周期構造を有するＤＦＢレーザ（
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ
５ｅｒ）を１つのチップに集積し、アレイ化したものが
ある。（ハジメ オカダ他、ジャパニーズ ジャーナル
オブ アプライド フィジックス 第１２巻、１９８
４年１２月（ＨａｊｉｍｅＯｋａｄａ（ｔｈＪＡＰＡＮ
ＥＳＥＪＯＵＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ Ｐ
ＨＹＳＩＣ３，Ｖｏｌ、１２ ＤＥＣ，１９８４）第
３図にその実例をしめす。周期の差によって波長の異な
る５つの光をえることが出来る。On the other hand, a DFB laser with a slightly different periodic structure (
Distributed Feedback
5er) are integrated into one chip and formed into an array. (Hajime Okada et al., Japanese Journal of Applied Physics Vol. 12, 198
December 4th (Hajime Okada (thJAPAN)
ESEJOUNAL OF APPLIED P
HYSIC3, Vol. 12 DEC, 1984) An example is shown in Figure 3. Due to the difference in period, five types of light with different wavelengths can be obtained.
発明が解決しようとする問題点
しかし現在量も多く使用されているファプリーペロー型
の構造を有するＬＤでは同一プロセスで作成しても、そ
の発振波長はバラツキを生しる。Problems to be Solved by the Invention However, in the LDs having the Fapley-Perot structure, which are currently widely used, the oscillation wavelengths vary even if they are manufactured using the same process.
このため、多重度の高い波長多重光通信システムを構成
するためには多くのＬＤのサンプルの中から必要とする
波長のものを選別するか、設計値に近い波長を有するＬ
Ｄを温度制御して設計値の波長にしている。このためＬ
Ｄの歩留りが悪くなってしまう、また波長間隔を広くす
るとＬＤの歩留りは良くなるが、各チャンネルにおいて
光ファイバーの伝送損失が異なるためにシステムとして
のパワーマージンが最悪のチャンネルによって決定され
てしまう。他の光学部品においても特性の変化が生じる
。このため部品によってはチャンネルで材料や構成を変
える必要が生じ、コストアンプとなってしまう。Therefore, in order to configure a wavelength division multiplexing optical communication system with high multiplicity, it is necessary to select the required wavelength from among many LD samples, or to select an LD with a wavelength close to the design value.
The temperature of D is controlled to make it the designed wavelength. For this reason L
The yield of D will be poor.Although widening the wavelength interval will improve the yield of LD, since the transmission loss of the optical fiber differs in each channel, the power margin as a system will be determined by the worst channel. Changes in characteristics also occur in other optical components. For this reason, depending on the part, it may be necessary to change the material or configuration depending on the channel, which increases the cost.
第３図に示したＤＦＢレーザアレイではその作成プロセ
スが複雑であり、導波路部に構成する溝のピッチをきわ
めて精密に制御しなければならず、素子の再現性や歩留
りに大きな問題がある。また素子がアレイ状になってい
るためにＬＤを同時駆動した場合、発熱しＬＤの温度上
昇をまねく。従って波長変化や出力レベルの低下を招く
。In the DFB laser array shown in FIG. 3, the fabrication process is complicated, and the pitch of the grooves formed in the waveguide section must be controlled extremely precisely, which poses major problems in device reproducibility and yield. Furthermore, since the elements are arranged in an array, when the LDs are driven simultaneously, heat is generated and the temperature of the LD increases. This results in a change in wavelength and a decrease in output level.
本発明は上記問題に鑑み、ＬＤの発振周波数を安定化し
、多重度の高い波長多重光通信用光源を提供するもので
ある。In view of the above problems, the present invention provides a light source for wavelength division multiplexed optical communications that stabilizes the oscillation frequency of an LD and has a high degree of multiplexing.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の波長多重光通信用
光源は複数個のＬＤと外部に複数本の光ファイバーと１
枚の平面回折格子と１つの集束ロッドレンズと複数枚の
反射鏡を具備し各ＬＤに対して特定波長の外部光共振器
を形成し、光学部品を光学ガラスブロックを用いて一体
化したものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the light source for wavelength multiplexed optical communication of the present invention includes a plurality of LDs, a plurality of external optical fibers, and one optical fiber.
It is equipped with two planar diffraction gratings, one focusing rod lens, and multiple reflecting mirrors to form an external optical resonator of a specific wavelength for each LD, and the optical components are integrated using an optical glass block. be.
作用
本発明は上記した構成によって、複数個のＬＤの発振周
波数を同時に独立に安定化制御することによって上記に
説明した問題点を解決しようとするものである。Operation The present invention attempts to solve the above-described problems by stabilizing and controlling the oscillation frequencies of a plurality of LDs simultaneously and independently using the above-described configuration.
実施例
以下、本発明の１実施例における波長多重光通信用光源
について図面を参照しながら説明する。Embodiment Hereinafter, a light source for wavelength multiplexed optical communication in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の１実施例における波長多重光通信用光
源の構成図を示すものである。複数個のＬＤＩからの出
力光は各おの光ファイバー２に入力される。光ファイバ
ーの各出射端はコリメートレンズ３の焦点面（ｘ−ｙ平
面）上に配置する。FIG. 1 shows a configuration diagram of a light source for wavelength multiplexed optical communication in one embodiment of the present invention. Output light from the plurality of LDIs is input to each optical fiber 2. Each output end of the optical fiber is arranged on the focal plane (xy plane) of the collimating lens 3.
４は平面回折格子で溝はＹ方向に切られている。4 is a plane diffraction grating with grooves cut in the Y direction.
このため光ファイバー２の配列はＬＤ間のクロストーク
をさけるために、Ｙ方向では重ならないようにしなけれ
ばならない。第１図における実施例では、光ファイバー
２はすべてｙ軸方向に配列しであるが必ずしも同−Ｘ座
標上に配列する必要はなく、斜め方向に配列してもよい
。光ファイバー２よりでた光は、コリメートレンズ３に
より平行光となって平面回折格子４に入射される。いま
、平面回折格子４の溝に対に対して垂直な平面（Ｘ−Ｎ
面）での光入射角９回折角をα、βとし、またオフプレ
イン角をφとすると波長λの光は、ｄ−ＣＯ３−−（ｓ
ｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ ・
・・・・・＋１１を満たす。但し、ｄは溝間隔、ｍは次
数である。Therefore, the optical fibers 2 must be arranged so that they do not overlap in the Y direction in order to avoid crosstalk between LDs. In the embodiment shown in FIG. 1, the optical fibers 2 are all arranged in the y-axis direction, but they do not necessarily need to be arranged on the same -X coordinate, but may be arranged in an oblique direction. The light emitted from the optical fiber 2 is converted into parallel light by the collimating lens 3 and is incident on the plane diffraction grating 4 . Now, a plane (X-N
If the diffraction angles are α and β, and the off-plane angle is φ, then the light with wavelength λ is d-CO3--(s
in α + sin β) = mλ ・
...+11 is satisfied. However, d is the groove spacing, and m is the order.
もし、入射角とオフプレイン角が一定ならば、入射光の
波長λが変化すると回折角βが変化する。If the incident angle and the off-plane angle are constant, the diffraction angle β changes as the wavelength λ of the incident light changes.
Δβ変化すると集光レンズ３の焦点面ではΔＸ＝Δβ・
ｆに対応する。When Δβ changes, at the focal plane of the condenser lens 3, ΔX=Δβ・
Corresponds to f.
ｒは集光レンズ３の焦点距離である。ＬＤｌの出力光は
光ファイバー２を通りレンズ３で平行光となって平面回
折格子４で回折される。回折された光は、集光レンズ３
の焦点面上で波長に対応した位置に集光される。ＦＰ型
ＬＤにおいては、発振可能な縦モードが複数本存在する
ので、特定波長に対応する、レンズ３の焦点面上の位置
に反射鏡６を配置すると、ＬＤｌにおいてその特定波長
に対してだけ外部光共振器が形成される。従ってＬＤＩ
の発振波長は（１）式によって幾何学的に決定される。r is the focal length of the condensing lens 3. The output light from the LD1 passes through an optical fiber 2, becomes parallel light by a lens 3, and is diffracted by a plane diffraction grating 4. The diffracted light is transmitted through the condensing lens 3
The light is focused at a position corresponding to the wavelength on the focal plane. In the FP type LD, there are multiple longitudinal modes that can oscillate, so if the reflector 6 is placed at a position on the focal plane of the lens 3 that corresponds to a specific wavelength, the LD1 can only generate external light for that specific wavelength. An optical resonator is formed. Therefore LDI
The oscillation wavelength of is determined geometrically by equation (1).
また、レンズ３の焦点面の反射鏡６の（ｘ−ｙ）面内の
位置を変えることによって、共振周波数が変化り、ＬＤ
Ｉの発振周波数も利得の範囲内で変化させることができ
る。従って、波長多重光通信用光源としである一定の波
長間隔で発振するＬＤ光源が必要な場合、第１図に示さ
れるように反射鏡６を複数個を必要な波長位置に配列し
、しかも光ファイバーの出射端をｙ軸方向に分散して配
置することにより各ＬＤＩの回折光を集光レンズ５の焦
点面上においてｙ軸方向に分散して結像させ、各ＬＤＬ
の利得の広がりによって生ずるスペクトルの裾の重りを
レンズ５の焦点面上で回避しながら、前記反射鏡６をｘ
−７面において２次元的に配列し、外部光共振器を形成
してやればよい。第２図にレンズ３の焦点面での各ＬＤ
１の結像スペクトルを示す。各ＬＤが縦マルチモードで
発振していると１つのＬＤＩの発振スペクトルはＸ方向
に分散して結像される。特定の縦モードスペクトルの結
像点に反射鏡６を配置すると、反射鏡６上に結像された
発振スペクトル像７を光源として再び元の光路を通りＬ
Ｄへ帰還される。第２図のａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ
、 ｅのスペクトルは、第１図のＬＤｌａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅの発光スペクトルに対応している。Furthermore, by changing the position of the focal plane of the lens 3 in the (x-y) plane of the reflecting mirror 6, the resonance frequency changes, and the LD
The oscillation frequency of I can also be varied within the range of gain. Therefore, if an LD light source that oscillates at a certain wavelength interval is required as a light source for wavelength-multiplexed optical communication, a plurality of reflecting mirrors 6 should be arranged at the required wavelength positions as shown in FIG. The diffracted light of each LDI is dispersed and imaged in the y-axis direction on the focal plane of the condenser lens 5 by arranging the emission ends of each LDL in a dispersed manner in the y-axis direction.
While avoiding the weight at the tail of the spectrum caused by the broadening of the gain on the focal plane of the lens 5,
They may be arranged two-dimensionally in the -7 plane to form an external optical resonator. Figure 2 shows each LD at the focal plane of lens 3.
1 is shown. When each LD oscillates in longitudinal multimode, the oscillation spectrum of one LDI is imaged in a dispersed manner in the X direction. When the reflecting mirror 6 is placed at the imaging point of a specific longitudinal mode spectrum, the oscillation spectrum image 7 formed on the reflecting mirror 6 is used as a light source to redirect the light L through the original optical path.
Returned to D. a, b, c, d in Figure 2
, e spectra are LDla, b, c,
It corresponds to the emission spectra of d and e.
なお、本実施例では、平面回折格子４での１次の回折光
の帰還にはレンズ３と反射鏡６によって構成されたキャ
ノツアイ光学系を用いているために安定した光帰還が行
える。In this embodiment, since the canopy-eye optical system composed of the lens 3 and the reflecting mirror 6 is used to return the first-order diffracted light from the plane diffraction grating 4, stable optical feedback can be achieved.
また、ＬＤＩの出力光は光ファイバー２によって外部光
共振器に導かれているために、ＬＤアレイとは異なり、
各ＬＤＩを独立に温度制御することが可能となる。Also, since the output light of the LDI is guided to the external optical resonator by the optical fiber 2, unlike the LD array,
It becomes possible to independently control the temperature of each LDI.
また、本実施例においてはコリメートレンズ３に集束ロ
ッドレンズを用いているため、レンズの一端面が焦点面
になっており、光ファイバー２及び帰還用反射鏡６はこ
の端面に所定の位置で接着すればよい。さらに平面回折
格子４及び集束ロッドレンズ３を光学ガラスブロック１
０に紫外線硬化樹脂等を用いて接着すると光学系はしっ
かりと固定され機械的な振動や衝撃に対して強くなるし
、光ファイバー２や反射鏡６の焦点方向の調整も不要と
なる。In addition, in this embodiment, since a focusing rod lens is used as the collimating lens 3, one end surface of the lens becomes the focal plane, and the optical fiber 2 and the return reflector 6 are bonded to this end surface at a predetermined position. Bye. Further, a plane diffraction grating 4 and a focusing rod lens 3 are attached to the optical glass block 1.
If the optical system is bonded to the optical fiber 2 using an ultraviolet curing resin or the like, the optical system will be firmly fixed and will be resistant to mechanical vibrations and shocks, and there will be no need to adjust the focal direction of the optical fiber 2 or the reflecting mirror 6.
発明の効果
以上のように本発明は複数個のＬＤの外部に、１つのレ
ンズと一枚の平面回折格子と、前記ＬＤからの出力光を
導く光ファイバーと、複数個の反射鏡を具備し、ＬＤ外
部に周波数選択性のある光共振器を構成し、複数個のＬ
Ｄを独立にかつ選択的に単一モード発振させることによ
って、周波数を安定化し、周波数間隔が狭く多重度の高
い波長多重光通信用の光源を提供することができうる。Effects of the Invention As described above, the present invention includes one lens, one plane diffraction grating, an optical fiber that guides the output light from the LD, and a plurality of reflecting mirrors on the outside of a plurality of LDs. A frequency-selective optical resonator is configured outside the LD, and multiple L
By independently and selectively oscillating D in a single mode, it is possible to stabilize the frequency and provide a light source for wavelength division multiplexing optical communication with narrow frequency intervals and high multiplicity.
第１図は本発明の一実施例における波長多重光通信用光
源の構成図、第２図はレンズの焦点面上のＬＤの発光ス
ペクトル図、第３図は従来の光源の斜視図である。
■・・・・・・半導体レーザー、２・・・・・・光ファ
イバー、３・・・・・・集束ロッドレンズ、４・・・・
・・平面回折格子、６・・・・・・反射鏡、ＩＯ・・・
・・・光学ガラスブロック。FIG. 1 is a block diagram of a light source for wavelength multiplexed optical communication according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an emission spectrum diagram of an LD on the focal plane of a lens, and FIG. 3 is a perspective view of a conventional light source. ■... Semiconductor laser, 2... Optical fiber, 3... Focusing rod lens, 4...
...Plane diffraction grating, 6...Reflector, IO...
...Optical glass block.
Claims (2)
子の出力光を導波する複数本の光ファイバーと、前記複
数本の光ファイバーからの出力光を平行光にする１つの
１／４ピッチ集束ロッドレンズと、前記１／４ピッチ集
束ロッドレンズによってコリメートされた前記複数本の
光ファイバからの出力光を、発振波長に応じた方向へ分
散させる平面回折格子と、前記平面回折格子で分散され
た光を選択的に前記光ファイバーの出射部へ帰還させる
反射鏡と、前記反射鏡と上記光ファイバーの出射端を前
記１／４ピッチ集束ロッドレンズの同一焦点面上に配置
したリトロー型光学系とを有し、前記１／４ピッチ集束
ロッドレンズと前記平面回折格子と前記光ファイバー、
前記反射鏡を光学ガラスブロックを用いて一体化したこ
とを特徴とする波長多重光通信用光源。(1) A plurality of semiconductor laser elements, a plurality of optical fibers that guide the output light of the semiconductor laser elements, and one 1/4 pitch focusing rod lens that converts the output light from the plurality of optical fibers into parallel light. a plane diffraction grating that disperses the output light from the plurality of optical fibers collimated by the 1/4 pitch focusing rod lens in a direction according to the oscillation wavelength; and a plane diffraction grating that disperses the light dispersed by the plane diffraction grating. It has a reflecting mirror that selectively returns the optical fiber to the output part, and a Littrow optical system in which the reflecting mirror and the output end of the optical fiber are arranged on the same focal plane of the 1/4 pitch focusing rod lens, the 1/4 pitch focusing rod lens, the plane diffraction grating, and the optical fiber;
A light source for wavelength multiplexed optical communication, characterized in that the reflecting mirror is integrated using an optical glass block.
する法線に対して斜めに入射するように光ファイバーを
集束ロッドレンズの焦点面に配列した特許請求の範囲第
１項記載の波長多重光通信用光源。(2) Wavelength multiplexing optical communication according to claim 1, wherein the optical fibers are arranged in the focal plane of the focusing rod lens so that the light emitted from the optical fibers is incident obliquely to the normal to the groove of the flat diffraction grating. light source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374685A JPH06101606B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Light source for WDM optical communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29374685A JPH06101606B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Light source for WDM optical communication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62152191A true JPS62152191A (en) | 1987-07-07 |
| JPH06101606B2 JPH06101606B2 (en) | 1994-12-12 |
Family
ID=17798699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29374685A Expired - Fee Related JPH06101606B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Light source for WDM optical communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101606B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072069A (en) * | 2002-07-04 | 2004-03-04 | Arima Optoelectronics Corp | Resonant cavity system of tunable multiple-wavelength semiconductor laser |
| KR100485212B1 (en) * | 2002-12-12 | 2005-04-25 | 한국전자통신연구원 | Tunable Wavelength Semiconductor Laser Diode |
| CN106886086A (en) * | 2008-10-27 | 2017-06-23 | 通快光子学公司 | Laser beam interleaving |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP29374685A patent/JPH06101606B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072069A (en) * | 2002-07-04 | 2004-03-04 | Arima Optoelectronics Corp | Resonant cavity system of tunable multiple-wavelength semiconductor laser |
| KR100485212B1 (en) * | 2002-12-12 | 2005-04-25 | 한국전자통신연구원 | Tunable Wavelength Semiconductor Laser Diode |
| CN106886086A (en) * | 2008-10-27 | 2017-06-23 | 通快光子学公司 | Laser beam interleaving |
| CN106886086B (en) * | 2008-10-27 | 2021-06-04 | 通快光子学公司 | Laser beam interleaving |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101606B2 (en) | 1994-12-12 |
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