(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ0の励起用光パルスを出力する励起用パルス光源と、３次非線形係数をγ、励起用光パルスの１パルス当たりのエネルギーをＥ、励起用光パルスのピークパワーをＰ、４光波混合光強度の利得をＧ0（Ｇ0は２以上）、真空中の光速をｃとしたときに、波長λ0 を中心に発生するコヒーレント白色光のスペクトル幅に等しい波長範囲Δλで長さが
lnＧ0／(２｜γ｜Ｐ）〔km〕
以上であり、分散スロープの絶対値が
16（｜γ｜Ｅ)／(Δλ2 lnＧ0) 〔ps/nm2/km 〕
以下であり、かつ波長λ0 での分散の絶対値が
(16／πｃ)・λ02｜γ｜Ｐ／(Δλ)2〔ps/nm/km〕
以下であり、前記励起用光パルスを入力する非線形光学媒質とを有し、非線形光学媒質中における励起用光パルスの自己位相変調、相互位相変調、ならびに広い波長範囲にわたる高効率でコヒーレントな光パラメトリック４光波混合を用いて、励起光波長の両側に一様なスペクトル強度と高いコヒーレンスを有する超広帯域のコヒーレント白色光を発生させるコヒーレント白色光源と、
Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するアレイ導波路型光合分波器と、
前記アレイ導波路型光合分波器のＮ−１個の出力ポートに分波された光パルスを変調し、各波長の変調信号光をＮ−１個の対応する入力ポートにそれぞれ入力するＮ−１個の光変調器とを備え、
前記アレイ導波路型光合分波器の１つの入力ポートに前記コヒーレント白色光を入力し、１つの出力ポートから前記各波長の変調信号光を多重した波長多重信号光を出力する構成である
ことを特徴とする波長多重信号光発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコヒーレント白色光源と、
Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するアレイ導波路型光合分波器と、
前記アレイ導波路型光合分波器の所定の２つの出力ポート間にそれぞれ配置され、一方の出力ポートに分波された光パルスをそれぞれ変調し、その変調信号光を他方の出力ポートにそれぞれ入力するＮ／２個の光変調器とを備え、
前記アレイ導波路型光合分波器の所定の入力ポートに前記コヒーレント白色光を入力し、所定の入力ポートから前記各波長の変調信号光を多重した波長多重信号光を出力する構成である
ことを特徴とする波長多重信号光発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のコヒーレント白色光源と、
前記コヒーレント白色光源から出力されるコヒーレント白色光をＮ分岐する光分岐手段と、
Ｎ分岐されたコヒーレント白色光からそれぞれ異なる所定の波長を選択するＮ個の波長選択手段と、
前記各波長選択手段の出力光を個々に変調するＮ個の光変調器と、
前記各光変調器の出力光を合波して波長多重信号光を出力する光結合手段と
を備えたことを特徴とする波長多重信号光発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、２以上の波長の信号光を同時に発生させ、波長多重して出力する波長多重信号光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
将来の光通信システムでは、通信容量を飛躍的に増大させる方法として波長多重（ＷＤＭ）伝送システムが有望視されている。これは、複数の異なる光キャリア周波数（波長）に信号を重畳して伝送するもので、光キャリアの数だけ総伝送容量が増大する。
【０００３】
ところで、波長多重伝送システムでは複数個の異なる波長の光源が必要となる。現在そのような光源として、異なる波長で連続発振するＤＦＢレーザを２０個程度集積化したレーザアレイや、４波長程度で同時発振するモード同期ファイバリングパルスレーザがある。
図８は、モード同期ファイバリングパルスレーザの構成を示す。図において、１は光変調器、２は複屈折媒質、３は偏光子、４は光ファイバアンプ等による利得媒質である。光変調器１から出力された光パルスは、複屈折媒質２、偏光子３、利得媒質４を介して光変調器１に入力されるリング構成となっており、光変調器１から出力光パルスが取り出される。本構成では、複屈折媒質２が複屈折領域５となり、それ以外の領域が単一偏波領域６となる。発振する波長数は、複屈折領域５の数をＮとして２Ｎ  個となり、波長間隔は複屈折媒質２の偏波分散により決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
モード同期ファイバリングパルスレーザでは、発振波長は利得媒質４の帯域により制限され、自由に光パルスの発振波長を選択し、かつピコ秒以下の超短パルスを得るのは困難であった。
また、従来、ＬＥＤ、ＳＬＤ、半導体レーザアンプ、光ファイバアンプの自然放出雑音（ＡＳＥ）などの広帯域の白色雑音光源の出力光を光合分波器を用いてフィルタリングすることにより、一括して複数の波長成分を抽出する多波長光源が提案されている。しかし、いずれも原理的に光源のコヒーレンスが低いので、ＳＮ比のよいギガヘルツ以上の広帯域の多波長信号光を発生させることは困難であった。
【０００５】
本発明は、超広帯域のコヒーレント白色パルスを発生させるコヒーレント白色光源と光合分波器を組み合わせ、複数個の波長の超短パルス信号を広い波長範囲で一括して発生させることができる波長多重信号光発生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の波長多重信号光発生装置は、波長λ０  の励起用光パルスを出力する励起用パルス光源と、波長λ０  を含む波長範囲Δλで所定の長さ、分散スロープ、分散を有し、励起用光パルスを入力して超広帯域のコヒーレント白色光を出力する非線形光学媒質とを含むコヒーレント白色光源を備える。
【０００７】
このコヒーレント白色光源と、Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するアレイ導波路型光合分波器と、Ｎ−１個の出力ポートに分波された光パルスを変調し、各波長の変調信号光をＮ−１個の対応する入力ポートにそれぞれ入力するＮ−１個の光変調器とを備え、アレイ導波路型光合分波器の１つの入力ポートにコヒーレント白色光を入力し、１つの出力ポートから波長多重信号光を出力する（請求項１）。
【０００８】
また、前記のコヒーレント白色光源と、Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するアレイ導波路型光合分波器と、所定の２つの出力ポート間にそれぞれ配置され、一方の出力ポートに分波された光パルスをそれぞれ変調し、その変調信号光を他方の出力ポートにそれぞれ入力するＮ／２個の光変調器とを備え、アレイ導波路型光合分波器の所定の入力ポートにコヒーレント白色光を入力し、所定の入力ポートから波長多重信号光を出力する（請求項２）。
【０００９】
また、前記のコヒーレント白色光源と、コヒーレント白色光をＮ分岐する光分岐手段と、Ｎ分岐されたコヒーレント白色光からそれぞれ異なる所定の波長を選択するＮ個の波長選択手段と、各波長選択手段の出力光を個々に変調するＮ個の光変調器と、各光変調器の出力光を合波して波長多重信号光を出力する光結合手段とを備える（請求項３）。
【００１０】
【作用】
本発明の波長多重信号光発生装置のコヒーレント白色光源は、非線形光学媒質中における励起用光パルスの自己位相変調、相互位相変調、ならびに広い波長範囲にわたる高効率でコヒーレントな光パラメトリック４光波混合を用いて、励起用光パルスの中心波長λ０  の両側のΔλの波長範囲で一様なスペクトル強度と高いコヒーレンス（可干渉性）を有する超広帯域のコヒーレント白色光を発生させることができる。
【００１１】
このコヒーレント白色光をアレイ導波路型光合分波器の１つの入力ポートに入力することにより、複数の異なる波長成分を有する光パルス群がそれぞれ異なる出力ポートに出力される。ここで、アレイ導波路型光合分波器のＮ−１個の出力ポートを光変調器を介してＮ−１個の入力ポートに１対１の関係で接続することにより、これらの光パルス群を独立に変調し、再びアレイ導波路型光合分波器に入力し合波して１つの出力ポートから波長多重信号光として出力することができる（請求項１）。
【００１２】
また、アレイ導波路型光合分波器の所定の出力ポートどうしを光変調器を介して１対１の関係で接続することにより、複数の異なる波長成分を有する光パルス群を独立に変調したのちに、再びアレイ導波路型光合分波器に入力し合波して１つの入力ポートから波長多重信号光として出力することができる（請求項２）。また、コヒーレント白色光をＮ分岐し、各コヒーレント白色光からそれぞれ異なる所定の波長を選択することにより、複数の異なる波長成分を有する光パルス群が出力される。この光パルス群を各光変調器で独立に変調し、光結合手段に入力し合波することにより波長多重信号光として出力することができる（請求項３）。
【００１３】
【実施例】
（第１実施例−請求項１に対応）
図１は、本発明の波長多重信号光発生装置の第１実施例の構成を示す。
図において、コヒーレント白色光源１１から出力された超広帯域のコヒーレント白色光は、アレイ導波路型光合分波器１２の１つの入力ポートｉ１から入力される。残りのＮ−１個の入力ポートｉ２〜ｉＮは、出力ポートｏ２〜ｏＮとそれぞれ光変調器１３−２〜１３−Ｎを介して１対１に接続される。アレイ導波路型光合分波器１２の出力ポートｏ１から波長多重信号光が出力される。
【００１４】
図２は、コヒーレント白色光源１１の構成を示す。
図において、コヒーレント白色光源１１は、中心波長λ０  の励起用光パルスを出力する励起用パルス光源２１と、所定の分散スロープと分散を有する非線形光学媒質２２とにより構成される。なお、必要に応じて励起用光パルスを除去するバンド除去フィルタ２３を備えてもよい。
【００１５】
ここで、コヒーレント白色光源１１の非線形光学媒質２２中における動作について説明する。
非線形光学媒質２２中に入力された励起用光パルスは、自己位相変調によりそのスペクトル幅が励起波長の両側に対称に広げられる。自己位相変調によるスペクトル広がりが４光波混合の帯域に重なり始めると、自己位相変調によって広がったスペクトル成分を種にして、４光波混合の利得曲線に沿ってスペクトルがその利得帯域幅までコヒーレントに広がり始める。そして、しだいに励起光パワーが減少して励起光パワーの平方根に比例する利得帯域幅が減少し始めると、その時点でスペクトル広がりが停止する。このとき発生したコヒーレント白色光スペクトルは、その発生過程から明らかなように励起波長の両側に徐々に広がっていくので連続的で一様となる。また、発生した白色パルスのコヒーレンスは、４光波混合光が発生する際の励起用光パルスのコヒーレンスにより決まり、励起用光パルスにコヒーレンスの高いパルスを用いれば白色光のコヒーレンスも高くなる。
【００１６】
さらに、４光波混合の種となるスペクトル成分を発生する自己位相変調は低励起パワーで起こり、また一定の利得帯域を与える４光波混合の必要励起パワーは分散に比例して減少するので、低分散の非線形光学媒質２２を用いれば励起パワーの低減化も可能である。
以下、非線形光学媒質２２として用いる光導波路（単一モード光ファイバ）の分散スロープと分散の大きさに関する規定を導出する。
【００１７】
４光波混合の理論から、最大利得を与える励起光（波長λ０）と４光波混合光（波長λｆ  ）との光角周波数差ΩＳ（＝２πｃ｜１／λ０−１／λｆ｜：ｃは真空中の光速）は、光導波路の３次非線形係数をγ（＝２πｎ２／（λＡｅｆｆ）〔１／（Ｗ  ｋｍ）〕：ｎ２  は光導波路の非線形屈折率〔ｍ２／Ｗ〕、Ａｅｆｆ  は光導波路の有効断面積〔ｍ２〕）、光導波路中の励起用光パルスのピークパワーをＰ〔Ｗ〕、光導波路の分散をβ２  〔ｐｓ２／ｋｍ〕とすると、
ΩＳ  ＝（２｜γ｜Ｐ／｜β２｜）１／２    〔ＴＨｚ〕        …（１）
となる。また、光導波路の長さをＬ〔ｋｍ〕とすると、ΩＳ  における４光波混合光強度の利得Ｇ０  は、
Ｇ０  ＝ｅｘｐ（２｜γ｜ＰＬ）                          …（２）
で与えられる。
【００１８】
ここで、白色光が連続的に発生するためには、ΩS において利得をもつ必要があるので、式(2) のＧ0 は１より大きくなければならない。なお、Ｇ0は２以上であることが好ましい。この条件より白色光発生に必要な光導波路長ＬC は
ＬC ＝lnＧ0／(２｜γ｜Ｐ） …(3)
と求まる。
【００１９】
ところで、波長λ0 の励起用光パルスと波長λ0±Δλ／2の４光波混合光の光導波路長ＬC における群遅延差τ〔ps〕は、分散スロープの絶対値を｜ｄＤ(λ)／ｄλ｜〔ps/nm2/km 〕として近似的に
0003610530.tif 000002
と表せる。ここで、波長λ0±Δλ／2の４光波混合光が発生するためには、励起用光パルスと４光波混合光との時間的な重なりが必要で、それは両者の群遅延差τが励起用光パルスのパルス幅Δt0(ps：半値全幅）以下であるという条件
Δt0≧τ＝(lnＧ0／16)｜ｄＤ(λ0)／ｄλ｜・Δλ2／(｜γ｜Ｐ） …(5)
で表される。したがって、分散スロープの条件として
｜ｄＤ(λ0)／ｄλ｜≦16（｜γ｜ＰΔt0)／(Δλ2lnＧ0) …(6)
が得られる。ここで、ＰΔt0は励起用光パルスのエネルギーＥにほぼ等しいので、光導波路の分散スロープに関する条件式
｜ｄＤ(λ0)／ｄλ｜≦16（｜γ｜Ｅ)／(Δλ2lnＧ0) …(7)
が得られる。
【００２０】
次に、光導波路が波長λ0 の励起用光パルスから波長λ0±Δλ／2の４光波混合光を発生させるためには、少なくとも式(1) で与えられる利得帯域（∝ΩS）がΔλ／４以上でなければならない。したがって、
ΩS ＝（２｜γ｜Ｐ／｜β2｜)1/2≧２πｃΔλ／(４λ02） …(8)
でなければならない。ここで、β2 とＤ(λ)の関係式
｜β2｜＝λ2｜Ｄ(λ)｜／（２πｃ） …(9)
を用いて、光導波路の分散に関する条件式
｜Ｄ(λ0)｜≦(16／πｃ)・λ02｜γ｜Ｐ／(Δλ)2…(10)
が求まる。式(10)は、少なくとも式(3) で規定される長さlnＧ0／(２｜γ｜Ｐ）にわたって満たされなければならない。
【００２１】
なお、光導波路中の励起用光パルスのピークパワーＰと、光導波路に入力される励起用光パルスのピークパワーＰ０  とは、励起用光パルスの波形変化等のために一般に異なる。これらは補正係数αを用いて、Ｐ＝αＰ０  と表すことができる。
アレイ導波路型光合分波器１２は、図１に示すように、入力用導波路アレイ３１、入力側コンケイブスラブ導波路３２、アレイ導波路（隣接する導波路がΔＬの光路長差を有する）３３、出力側コンケイブスラブ導波路３４、出力用導波路アレイ３５により構成される。入力ポートｉ１から入力用導波路アレイ３１に入射された光は、入力側コンケイブスラブ導波路３２において回折により広がり、その回折面と垂直に配置されたアレイ導波路３３に導かれる。アレイ導波路３３は、各導波路が導波路長差ΔＬで順次長くなっているので、各導波路を伝搬して出力側コンケイブスラブ導波路３４に到達した光には導波路長差ΔＬに対応する位相差が生じている。この位相差は波長（光周波数）により異なるので、出力側コンケイブスラブ導波路３４のレンズ効果で出力用導波路アレイ３５の入力端に集光する際に、波長（光周波数）ごとに異なる位置に集光する。したがって、各出力ポートには異なる光周波数の光が取り出され、光分波器として機能することになる。また、同様に光合波器として機能する。
【００２２】
このアレイ導波路型光合分波器１２の入出力関係は、図３に示すように入力ポートの位置を１つずらすと、透過中心波長と出力ポートの対応関係が１チャネルずつ巡回的にずれる。たとえば、入出力ポート数を１６とし、入力ポートｉ１にコヒーレント白色光が入力されたときに、出力ポートｏ１〜ｏ１６に波長λ１  〜λ１６が分波されるとすると、入力ポートｉ４に入力されたコヒーレント白色光は、出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏ１６に波長λ４，λ５，…，λ１６，λ１，λ２，λ３  が分波される。このとき、各波長のバンド幅およびチャネル間隔は、アレイ導波路型光合分波器１２の導波路パラメータにより決定され、各出力ポートに分波される光パルスのパルス幅はアレイ導波路型光合分波器１２のバンド幅より決定されるトランスフォームリミットパルスとなる。
【００２３】
図１に示す構成では、入力ポートｉ１にコヒーレント白色光が入力されると、出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏＮに波長λ１，λ２，…，  λＮ  のコヒーレントな光パルスがそれぞれ出力される。このうち、出力ポートｏ２，ｏ３，…，ｏＮに出力される波長λ２，λ３，…，  λＮ  の光パルスは、対応する光変調器１３−２，１３−３，…，１３−Ｎで変調信号光となり、それぞれ入力ポートｉ２，ｉ３，…，ｉＮに戻される。これらの変調信号光はアレイ導波路型光合分波器１２で合波され、出力ポートｏ１から波長多重信号光として一括して出力される。なお、出力ポートｏ１に出力される波長λ１  の光パルスはアレイ導波路型光合分波器１２を１回通過しただけであるので、無変調であるとともに挿入損失が他の波長の信号光と比べて小さい。すなわち、出力ポートｏ１に取り出される波長多重信号光には、光パワーが大きい波長λ１  の光パルス（無変調光）が含まれることになる。
【００２４】
このように、本実施例ではアレイ導波路型光合分波器１２の所定の入出力ポートを光変調器１３を介してループ状に接続することにより、光分波器と光合波器の機能を１つのアレイ導波路型光合分波器で実現させることができる。これにより、光分波器と光合波器を別々に構成した場合（特願平５−２２１２５９号の図７の構成）の特性の違いによる影響を回避することができる。
【００２５】
１つの出力ポートから波長多重信号光が出力されるためのアレイ導波路型光合分波器１２の入出力ポートの接続条件は、
ｔ−１＝  ｍｏｄ〔（ｓ−１）＋（ｑ−ｒ）＋Ｎ，Ｎ〕        …（１１）
となる（石田，高橋，“  Ｌｏｓｓ−ｉｍｂａｌａｎｃｅ  ｅｑｕａｌｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ    ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｇｒａｔｉｎｇ  ａｄｄ−ｄｒｏｐ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ”，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｌｅｔｔ．，３０，  ｐｐ．１１６０−１１６２，  １９９４）。ここで、ｑ，ｒは、コヒーレント白色光の入力ポート番号（ｉｑ）と波長多重信号光の出力ポート番号（ｏｒ）に対応する。ｔ，ｓは、接続される入力ポート番号（ｉｔ）と出力ポート番号（ｏｓ）に対応する。  ｍｏｄ〔Ａ，Ｂ〕は、ＡをＢで割った余りである。
【００２６】
（第２実施例−請求項１に対応）
図４は、本発明の波長多重信号光発生装置の第２実施例の構成を示す。
本実施例は、（１１）式における入出力ポート番号の差ｔ−ｓの絶対値が、Ｎ／２となるようにオフセットを与えて接続したものである（  ｍｏｄ〔（ｑ−ｒ）＋Ｎ，Ｎ〕＝Ｎ／２）。ここでは、入出力ポート数Ｎを１６とし、コヒーレント白色光源１１から出力されたコヒーレント白色光がアレイ導波路型光合分波器１２の入力ポートｉ４に入力され、出力ポートｏ１２から波長多重信号光が出力される様子を示す。出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏ１６には、波長λ４，λ５，…，  λ１６，  λ１，λ２，λ３  のコヒーレントな光パルスがそれぞれ出力される。このうち、出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏ１１，ｏ１３，…，ｏ１６に出力される波長λ４，λ５，…，λ１４，  λ１６，…，  λ３  の光パルスは、対応する光変調器１３−９，１３−１０，…，１３−１６，１３−１，…，１３−３，１３−５，…，１３−８を介して入力ポートｉ９，ｉ１０，…，ｉ１６，ｉ１，…，ｉ３，ｉ５，…，ｉ８に戻される。
【００２７】
これらの変調信号光はアレイ導波路型光合分波器１２で再び合波され、出力ポートｏ１２から波長多重信号光として一括して出力される。なお、出力ポートｏ１２に出力される波長λ１５の光パルスはアレイ導波路型光合分波器１２を１回通過しただけであるので、無変調であるとともに挿入損失が他の波長の信号光と比べて小さい。すなわち、出力ポートｏ１２に取り出される波長多重信号光には、光パワーが大きい波長λ１５の光パルス（無変調光）が含まれることになる。
【００２８】
第１実施例に対する本実施例の利点は、波長多重信号光の各波長の光パワーのばらつきが低減されることである。その理由を以下に示す。一般にアレイ導波路型光合分波器１２の各ポートの損失は、中心のポートを対称にして釣鐘型になっており、中心のポートの損失が最低であり、端のポートの損失が最大となる。したがって、同一番号の入出力ポートを接続する第１実施例の構成では、光がアレイ導波路型光合分波器１２を２回通過する際にポートによる損失の違いが倍加する。一方、第２実施例の構成では、Ｎ／２だけずらした番号の入出力ポートを接続しているので、損失のばらつきが平均化されて波長多重信号光の波長による光パワーのばらつきが小さくなる。
【００２９】
（第３実施例−請求項２に対応）
図５は、本発明の波長多重信号光発生装置の第３実施例の構成を示す。
図において、コヒーレント白色光源１１から出力されたコヒーレント白色光は、アレイ導波路型光合分波器１２の１つの入力ポートｉ１から入力される。出力ポートｏ１〜ｏＮはそれぞれ隣接するものが光変調器１３−１〜１３−Ｎ／２を介して１対１に接続される。
【００３０】
入力ポートｉ１にコヒーレント白色光が入力されると、出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏＮに波長λ１，λ２，…，  λＮ  のコヒーレントな光パルスがそれぞれ出力される。ここで、出力ポートｏ１の波長λ１  の光パルスは光変調器１３−１を介して出力ポートｏ２に入力され、出力ポートｏ２の波長λ２  の光パルスは光変調器１３−１を介して出力ポートｏ１に入力される。他のペアとなっている出力ポート間でも同様である。奇数番号の波長λ１，λ３，λ５，…，λＮ−１  の変調信号光は、出力ポートｏ２，ｏ４，…，ｏＮから入力されてアレイ導波路型光合分波器１２で合波され、入力ポートｉＮから波長多重信号光として一括して出力される。また、偶数番号の波長λ２，λ４，λ６，…，λＮ  の変調信号光は、出力ポートｏ１，ｏ３，…，ｏＮ−１から入力されてアレイ導波路型光合分波器１２で合波され、入力ポートｉ２から波長多重信号光として一括して出力される。
【００３１】
本実施例では、例えば光変調器１３−１で波長λ１  の光パルスと波長λ２  の光パルスが同時に変調され、それぞれ異なるポートに出力されることになる。すなわち、２つの波長群（λ１，λ３，λ５，…，λＮ−１  ）と（λ２，λ４，λ６，…，λＮ  ）は同じ信号成分を有する波長多重信号光となる。また、本実施例では独立にＮ／２個の信号しか変調できないが、波長多重信号光の波長チャネル間隔を第１実施例および第２実施例に比べて２倍にすることができる。また、各波長がすべてアレイ導波路型光合分波器１２を２回通過するので、第１実施例および第２実施例のように高光パワーの無変調光が波長多重信号光に合波されることがなくなる。
【００３２】
（第４実施例−請求項２に対応）
図６は、本発明の波長多重信号光発生装置の第４実施例の構成を示す。
本実施例では、入出力ポート数Ｎを１６とし、コヒーレント白色光源１１から出力されたコヒーレント白色光がアレイ導波路型光合分波器１２の入力ポートｉ４に入力される。出力ポートｏ１とｏ９，ｏ２とｏ１０，…，ｏ８とｏ１６はそれぞれ光変調器１３−９〜１３−１６を介して１対１に接続される。
【００３３】
入力ポートｉ４にコヒーレント白色光が入力されると、出力ポートｏ１，ｏ２，…，ｏ１６に波長λ４，λ５，…，  λ１６，λ１，λ２，λ３  のコヒーレントな光パルスがそれぞれ出力される。ここで、出力ポートｏ１の波長λ４  の光パルスは光変調器１３−９を介して出力ポートｏ９に入力され、出力ポートｏ９の波長λ１２の光パルスは光変調器１３−９を介して出力ポートｏ１に入力される。他のペアとなっている出力ポート間でも同様である。これらの変調信号光はアレイ導波路型光合分波器１２で合波され、入力ポートｉ１２から波長多重信号光として一括して出力される。
【００３４】
１つの出力ポートから波長多重信号光が出力されるためのアレイ導波路型光合分波器１２の入出力ポートの接続条件は、
ｍｏｄ〔ｒ−ｑ＋Ｎ，Ｎ〕＝  ｍｏｄ〔ｔ−ｓ＋Ｎ，Ｎ〕        …（１２）
または
ｍｏｄ〔ｑ−ｒ＋Ｎ，Ｎ〕＝  ｍｏｄ〔ｔ−ｓ＋Ｎ，Ｎ〕        …（１３）
となる。ここで、ｑ，ｒは、コヒーレント白色光の入力ポート番号（ｉｑ）と波長多重信号光の入力ポート番号（ｉｒ）に対応する。ｔ，ｓは、接続される出力ポート番号（ｏｔ）と出力ポート番号（ｏｓ）に対応する。  ｍｏｄ〔Ａ，Ｂ〕は、ＡをＢで割った余りである。
【００３５】
本実施例では、例えば光変調器１３−９で波長λ４  の光パルスと波長λ１２の光パルスが同時に変調され、ともに入力ポートｉ１２から出力されることになる。すなわち、２つの波長群（λ４，λ５，…，  λ１１）と（λ１２，…，  λ１６，λ１，λ２，λ３）は同じ信号成分を有する波長多重信号光となる。したがって、その一方の波長多重信号光を用いるか、２系列の波長多重信号光として扱う放送型伝送に用いることができる。また、本実施例では、特にｔ−ｓの絶対値がＮ／２＝８になるように設定しており、第２実施例と同様にアレイ導波路型光合分波器１２の損失分布の影響を最小限に抑えることができる。
【００３６】
（第５実施例−請求項３に対応）
図７は、本発明の波長多重信号光発生装置の第５実施例の構成を示す。
図において、コヒーレント白色光源１１から出力された超広帯域のコヒーレント白色光は１×Ｎ光カプラ１４でＮ分岐され、それぞれ異なる所定の波長を選択する光バンドパスフィルタ１５−１〜１５−Ｎに入力される。各光バンドパスフィルタから出力される光パルスはそれぞれ対応する光変調器１３−１〜１３−Ｎで変調される。各信号光はＮ×１光カプラ１６で合波され、波長多重信号光として出力される。
【００３７】
本実施例における１×Ｎ光カプラ１４と光バンドパスフィルタ１５−１〜１５−Ｎは、上述した実施例におけるアレイ導波路型光合分波器１２に相当し、波長λ１  〜λＮ  のコヒーレントな光パルスを得る光分波器として機能する。各波長のバンド幅および波長チャネル間隔は、各光バンドパスフィルタのフィルタ特性により決定される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長多重信号光発生装置に用いられるコヒーレント白色光源は、複雑なスペクトル構造をもたず、一様で連続的なスペクトルを有し、超広帯域（２００ｎｍ程度）で高いコヒーレンスを有し、さらにＧＨｚの繰り返し周波数の白色パルスを低励起パワーで発生させることができる。
【００３９】
この白色パルスをアレイ導波路型光合分波器または波長選択手段に入力することにより、複数の異なる波長成分を有する光パルス群とし、これらを独立に変調して合波することにより波長多重信号光を発生させることができる。複数の異なる波長成分を有する光パルスのパルス幅、波長チャネル間隔は、用いるアレイ導波路型光合分波器または波長選択手段の特性により任意に選択することができる。これにより、  １００Ｇｂｉｔ／ｓ  〜１Ｔｂｉｔ／ｓ  の波長多重超短パルス通信に不可欠な波長多重信号光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】本発明の波長多重信号光発生装置の第１実施例の構成を示す図。
【図２】コヒーレント白色光源１１の構成を示す図。
【図３】アレイ導波路型光合分波器１２の入出力関係を示す図。
【図４】本発明の波長多重信号光発生装置の第２実施例の構成を示す図。
【図５】本発明の波長多重信号光発生装置の第３実施例の構成を示す図。
【図６】本発明の波長多重信号光発生装置の第４実施例の構成を示す図。
【図７】本発明の波長多重信号光発生装置の第５実施例の構成を示す図。
【図８】モード同期ファイバリングパルスレーザの構成を示す図。
【符号の説明】
１１  コヒーレント白色光源
１２  アレイ導波路型光合分波器
１３  光変調器
１４  １×Ｎ光カプラ
１５  光バンドパスフィルタ
１６  Ｎ×１光カプラ
２１  励起用パルス光源
２２  非線形光学媒質
２３  バンド除去フィルタ
３１  入力用導波路アレイ
３２  入力側コンケイブスラブ導波路
３３  アレイ導波路
３４  出力側コンケイブスラブ導波路
３５  出力用導波路アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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