(57)【要約】  本発明に係る波長可変光源は、波長可変レーザ素子と制御装置とを備え、波長可変レーザ素子は、レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、２分岐して出力する合分波器と、分岐された一方の出力光を増幅し第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、分岐された他方の出力光を増幅し第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器とを有し、制御装置は、第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替えることで、第１の出射光および第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行する。
2017199294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備えた波長可変光源であって、
前記波長可変レーザ素子は、
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、前記第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、前記第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有し、
前記制御装置は、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、前記第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行する
波長可変光源。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶された記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力が波長切り替え前後で同一値となるように、前記第１電力と前記第３電力が同一値として前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力および前記ＬＤ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、同一のレーザダイオードに投入する電力として前記第１電力と前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記同一のレーザダイオードに対して、波長切り替え前においては前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、波長切り替え前にレーザ発振する第１のレーザダイオードと、波長切り替え後にレーザ発振する前記第１のレーザダイオードとは異なる第２のレーザダイオードをあらかじめ特定し、前記第１のレーザダイオードに投入する前記第１電力と前記第２のレーザダイオードに投入する前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては前記第１のレーザダイオードに対して前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２のレーザダイオードに対して前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記第２の半導体光増幅器の後段に直列接続され、前記第２の半導体光増幅器による増幅後の光信号を増幅し、前記第２の出射光として出力する第３の半導体光増幅器をさらに有し、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記第３の半導体光増幅器に投入する電力を第３ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力、第５電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力、第６電力とし、かつ、前記第２ＳＯＡ電力を前記第２電力から前記第４電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化を、前記第３ＳＯＡ電力を前記第５電力から前記第６電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化により打ち消すようにして、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力、前記第５電力、前記第６電力の対応関係が前記記憶部にあらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第２電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第５電力を投入し、波長切り替え後においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第４電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第６電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項７】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電流値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電流値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項８】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電圧値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電圧値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項９】
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有して構成された波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備える波長可変光源において、前記制御装置により実行される波長可変光源の波長切り替え制御方法であって、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶部に記憶させておく第１ステップと、
前記第１波長として前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に前記第１ＳＯＡ電力を投入し、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入する第２ステップと、
前記第１波長から前記第２波長に切り替えて前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に投入される電力を前記第１ＳＯＡ電力に維持するとともに、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入する第３ステップと
を有する波長可変光源の波長切り替え制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルコヒーレント通信に用いられる波長可変光源および波長可変光源の波長切り替え制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、飛躍的な増加を続けている通信需要を支えるために、光通信においては、１本の光ファイバで大容量伝送を可能とする波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下、ＷＤＭという）システムが導入されている。光源には、対応した波長のみを出力する光源を複数用意するのではなく、保守・運用性の観点から、任意の波長の光を出力できる波長可変光源を用いることが望ましい。【０００３】
また、通信方式としては、デジタルコヒーレント通信技術の適用が主流となっている。コヒーレント通信では、データを搬送する送信光とは別に、受信側で送信光と干渉させて位相情報を復元する局発光が必要となる。正確に位相情報を復元するためには、送信光と局発光の波長が同一である必要がある。従って、送信光と局発光のどちらの光にも波長可変性が求められる。【０００４】
消費電力低減や実装面積低減の観点から、１つの波長可変光源を送信光用と局発光用として兼用する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
波長可変光源の性能としては、高速波長切り換えに対する要求が高まっている。さらに、障害復旧時に新たな光パスに切り替える波長リストレーションや、電気の帯域や遅延に影響されない光スイッチ等への適用が望まれている。【０００６】
波長可変光源に用いられる半導体レーザ素子に対しては、温度調整により波長を制御する方法と、波長制御用に設けた制御層への電流注入により波長を制御する方法を適用することができる。後者の方法においては、波長調整時にスペクトル線幅が劣化するという問題がある。従って、後者の方法は、狭線幅の光源が求められるデジタルコヒーレント通信には適していない。【０００７】
前者の方法で高速切り替えを実現するには、素子内の熱源を利用した温度調整が、熱収束速度の観点から有力である。例えば、複数のレーザダイオード（以下、ＬＤと称す）が集積された半導体レーザ素子において、波長切り替え時に、レーザ発振するＬＤに隣接するＬＤに投入する電力を変化させることで、温度調整を行う方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−６５４０６号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
半導体レーザ素子には、波長の異なる複数のＬＤと、ＬＤから出力された光を入力し合波して出力する多モード干渉（Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）型の光合波回路（以下、ＭＭＩと称す）と、ＭＭＩから出力された光を増幅する半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下、ＳＯＡと称す）が集積されるのが一般的である。そして、従来の半導体レーザ素子は、レーザ発振させるＬＤの選択と、ＬＤの温度調整によって、所望の波長の光を出力する。【００１０】
素子の構成要素の中で、ＬＤとＳＯＡが熱源として機能する。そして、ＬＤとＳＯＡに注入する電流を変化させることで、発熱量が変化するため、ＬＤの温度を調整することができる。しかしながら、レーザ発振しているＬＤ以外のＬＤに電流を注入すると、例えレーザ発振に至っていない場合であっても、自然放出光の増加に伴い、クロストークが増大し、通信性能が劣化する。【００１１】
ＳＯＡを熱源とする場合には、ＳＯＡに注入される電流が変化すると、出射光のパワーが変化する。このため、デジタルコヒーレント通信に用いる場合には、パワーの要求が厳しい送信光において、ＳＯＡ電流の調整可能範囲が狭くなる課題となっていた。【００１２】
このような課題に対しては、素子内にヒータ等の別の熱源を設けて温度調整に使用する方法もある。しかしながら、別の電源を設けるための特殊な構造が必要になるという課題があった。【００１３】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、クロストークを増大させることなく、送信光の波長可変範囲を拡大することを可能にする波長可変光源および波長可変光源の波長切り替え制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る波長可変光源は、２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、波長可変レーザ素子を制御することで、第１の出射光および第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置とを備えた波長可変光源であって、波長可変レーザ素子は、レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、合分波器から出力された第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、合分波器から出力された第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器とを有し、制御装置は、第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、第１の出射光および第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行するものである。【００１５】
また、本発明に係る波長可変光源の波長切り替え制御方法は、レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、合分波器から出力された第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、合分波器から出力された第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器とを有して構成された波長可変レーザ素子と、波長可変レーザ素子を制御することで、第１の出射光および第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置とを備える波長可変光源において、制御装置により実行される波長可変光源の波長切り替え制御方法であって、第１の出射光と第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、第１波長となるためのＬＤ電力および第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、第２波長となるためのＬＤ電力および第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、第１ＳＯＡ電力、第１電力、第２電力、第３電力、第４電力の対応関係があらかじめ記憶部に記憶させておく第１ステップと、第１波長として第１の出射光および第２の出射光を出力する際に、記憶部に記憶された対応関係を参照し、第１の半導体光増幅器に第１ＳＯＡ電力を投入し、ＬＤ電力として第１電力を投入し、かつ第２ＳＯＡ電力として第２電力を投入する第２ステップと、第１波長から第２波長に切り替えて第１の出射光および第２の出射光を出力する際に、記憶部に記憶された対応関係を参照し、第１の半導体光増幅器に投入される電力を第１ＳＯＡ電力に維持するとともに、ＬＤ電力として第３電力を投入し、かつ第２ＳＯＡ電力として第４電力を投入する第３ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２つのうちの一方のＳＯＡを熱源として、投入する電力量を制御することで、出射するレーザ光の波長を所望の値に切り替え制御する構成を備えている。この結果、クロストークを増大させることなく、送信光の波長可変範囲を拡大することを可能にする波長可変光源および波長可変光源の波長切り替え制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における波長可変光源の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、記憶部に記憶されたデータに基づいて、制御処理部により波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２において、記憶部に記憶されたデータに基づいて、制御処理部により波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態３において、記憶部に記憶されたデータに基づいて、制御処理部により波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態４における波長可変光源の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態４において、記憶部に記憶されたデータに基づいて、制御処理部により波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の波長可変光源および波長可変光源の波長切り替え制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における波長可変光源の構成図である。本実施の形態１における波長可変光源に相当する波長可変レーザ素子１は、ＬＤ２、ＭＭＩ３、第１のＳＯＡ４、第２のＳＯＡ５を備えて構成されている。
【００２０】
ここで、図１に例示したＬＤ２は、レーザ発振し光を発生させる１２本のＬＤ２ａ〜ＬＤ２ｌで構成されている。そして、ＭＭＩ３は、１２本のＬＤ２ａ〜ＬＤ２ｌからの出力を合波し、２本に分岐して出力する。
【００２１】
第１のＳＯＡ４は、ＭＭＩ３からの２本の出力のうちの一方の光を増幅し、第１の出射光６として出力する。また、第２のＳＯＡＳ５は、ＭＭＩ３からの２本の出力のうちの他方の光を増幅し、第２の出射光７として出力する。
【００２２】
なお、以下では、Ｋ入力（Ｋは自然数）、Ｌ出力（Ｌは自然数）のＭＭＩ３のことを、Ｋ×Ｌ−ＭＭＩと記す。本実施の形態１における図１に示されたＭＭＩ３は、１２×２−ＭＭＩに相当する。
【００２３】
上述したように、波長可変レーザ素子１からは、第１の出射光６と第２の出射光７の２つのレーザ光が出射される。本実施の形態１においては、第１の出射光６を送信光に、第２の出射光７を局発光に用いることとして、以下の説明を行う。
【００２４】
波長可変レーザ素子１は、記憶部８ａおよび制御処理部８ｂを有する制御装置８が接続されている。記憶部８ａは、波長切替前後にＬＤ２、第１のＳＯＡ４、および第２のＳＯＡ５のそれぞれに注入される電流量を波長と関連付けて保存する記憶装置である。また、制御処理部８ｂは、記憶部８ａに保存されたデータに基づいて、ＬＤ２、第１のＳＯＡ４、および第２のＳＯＡ５のそれぞれに注入される電流量を調整し、波長切り替え制御を実行するコントローラである。
【００２５】
次に、波長切り替え動作時の制御方法について、具体的に説明する。本実施の形態１における制御方法では、あらかじめ実験等により、レーザ発振させるＬＤ２と、第１のＳＯＡ４、第２のＳＯＡ５の、波長切り替え前後における駆動条件（すなわち、投入する電流値）を取得しておく。以下では、ＬＤ２として、ＬＤ２ａを採用する場合を例に説明する。
【００２６】
まず、切り替え前の波長λ1を発生するＬＤ２ａへ注入される電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ注入される電流ＩSOA1-1、および第２のＳＯＡ５へ注入される電流ＩSOA2-1のそれぞれの値を、波長計と電流計を用いて取得し、制御装置８内の記憶部８ａに、λ1のデータとして、波長λ1と各電流値を関連付けて記憶しておく。
【００２７】
次に、ＬＤ２ａに電流ＩLDa-1が注入され、第１のＳＯＡ４に電流ＩSOA1-1が注入され、第２のＳＯＡ５に電流ＩSOA2-1が注入されている状態から、第２のＳＯＡ５へ注入される電流のみを変化させるように切り替えを実施する。そして、切り替え後に波長λ2を発生させるために、第２のＳＯＡ５に注入される電流ＩSOA2-2を、波長計と電流計を用いて取得し、制御装置８内の記憶部８ａに、λ2のデータとして、波長λ2と各電流値を関連付けて記憶しておく。
【００２８】
ここで、波長λ2が波長λ1よりも長波長の場合には、波長切り替え時にＬＤの温度を上昇させる必要があるので、ＩSOA2-2＞ＩSOA2-1の関係となる。一方、波長λ2が波長λ1よりも短波長の場合には、波長切り替え時にＬＤの温度を低下させる必要があるので、ＩSOA2-2＜ＩSOA2-1の関係となる。
【００２９】
なお、波長λ1を発生させるための電流値データの組合せ、および波長λ2を発生させるための電流値データの組合せは、１通りではなく、複数存在する。これらの組合せは、送信光と局発光のパワー等に対する要求性能や消費電力等を鑑みて、適切に決定することができる。
【００３０】
また、第１の出射光６と第２の出射光７は、ともにＬＤ２で発生する光がそれぞれ第１のＳＯＡ４と第２のＳＯＡ５で増幅されて出射される光である。ここで、それぞれのＳＯＡにおける増幅によって、波長は変化しないため、第１の出射光６と第２の出射光７の波長は、同一である。
【００３１】
従って、波長λ1および波長λ2のデータを取得するためにあらかじめ行う実験において波長を測定する際には、第１の出射光６、第２の出射光７のどちらを使用してもよい。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１において、記憶部８ａに記憶されたデータに基づいて、制御処理部８ｂにより波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。図２に示す通り、波長切り替え前においては、ＬＤ２ａへ電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電流ＩSOA2-1がそれぞれ印加されている状態である。
【００３３】
そして、波長切り替え後においては、制御処理部８ｂは、ＬＤ２ａおよび第１のＳＯＡ４へ印加される電流は変化させずに、第２のＳＯＡ５へ印加される電流をＩSOA2-1からＩSOA2-2に切り替える。このような切り替え制御は、フィードフォワード制御により行われる。
【００３４】
なお、この例では、波長λ2が波長λ1よりも長波長である場合を想定して、ＩSOA2-2＞ＩSOA2-1となっている。ただし、波長λ2が波長λ1よりも短波長である場合には、ＩSOA2-2＜ＩSOA2-1となる。
【００３５】
さらに、この例では、制御装置８が、定電流源を想定して注入電流の切り替えによる波長切り替えを行う場合について説明した。ただし、制御装置８は、定電流源の代わりに定電圧源を使用して、印加電圧の切り替えによる波長切り替えを行ってもよい。換言すると、ＳＯＡを熱源として、投入する電力を制御することで温度調整を行うことで、波長切り替えを実行できればよい。
【００３６】
この場合には、あらかじめ行う実験において、波長計と電圧計を用いて、波長λ1を発生する際の、ＬＤ２ａへの印加電圧ＶLDa-1、第１のＳＯＡ４への印加電圧ＶSOA1-1、第２のＳＯＡ５への印加電圧ＶSOA2-1と、波長λ2を発生する際の、第２のＳＯＡ５への印加電圧ＶSOA2-2を取得し、切り替え前後のデータとして、制御装置８内の記憶部８ａに記憶させておく。
【００３７】
そして、波長切り替え時において、制御処理部８ｂは、ＬＤ２ａへ電圧ＶLDa-1、第１のＳＯＡ４へ電圧ＶSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電圧ＶSOA2-1がそれぞれ印加されている状態から、第２のＳＯＡ５へ印加する電圧をＶSOA2-1からＶSOA2-2に切り替えることとなる。
【００３８】
次に、本実施の形態１における波長可変光源による作用効果について説明する。
本実施の形態１においては、第１の出射光６の波長および第２の出射光７の波長は、ともにＬＤ２ａの温度調整によって可変である。従って、熱源として作用する第２のＳＯＡ５へ注入される電流を変化させ、結果的にＬＤ２ａが温度調整されることで、第１の出射光６と第２の出射光７の両方の波長を変化させることができる。
【００３９】
デジタルコヒーレント通信用として２つの光源を供給する場合には、送信光としては、局発光よりも大きなパワーが必要とされる。従って、第１の出射光６を送信光に用い、第２の出射光７を局発光に用いて本実施の形態１における波長切り替え制御を行うことで、電流調整幅が広い局発光のＳＯＡを熱源とした温度調整によって、局発光のみならず、送信光の波長も切り替えることができる。この結果、送信光の波長可変範囲が拡大されるという効果がある。
【００４０】
また、本実施の形態１における波長切り替え制御は、レーザ発振しているＬＤ以外には、電流を注入していない。従って、クロストークを増大させずに、波長切り替えを行うことが可能である。
【００４１】
なお、本実施の形態１においては、１２×２−ＭＭＩを用いているが、ＭＭＩ３が適切に設計されていれば、１２×１−ＭＭＩの場合と同程度の割合でＬＤ出力光を結合させて出力することができる。
【００４２】
従って、１２×１−ＭＭＩを使用した光源を２つ用意して、それぞれを送信光、局発光として用いる従来と比較して、ＳＯＡへの入力パワーは同程度なため、ＳＯＡの電流調整範囲が狭くなることはない。
【００４３】
さらに、本実施の形態１における波長可変レーザ素子１には、ＬＤ２、第１のＳＯＡ４、第２のＳＯＡ５以外には、ヒータ等の熱源を設けることはしていない。このため、制御装置８に必要とされる電流源または電圧源の個数を減らすことができ、波長可変光源のコストを低下させることができるという効果がある。
【００４４】
また、本実施の形態１においては、波長切り替え前後で第１のＳＯＡ４へ注入する電流は、一定に保たれている場合について説明した。しかしながら、第１のＳＯＡ４へ注入する電流は、一定である必要はなく、送信光のパワーの要求を満たす範囲内で変化させてもよい。
【００４５】
さらに、ＬＤ２は、１２本である必要はなく、１２本未満でも、１２本より多くてもよい。その場合、ＭＭＩ３の入力数は、ＬＤ２の本数と同一の値となる。すなわち、ＬＤ２がＭ本（Ｍは自然数）である場合には、ＭＭＩ３は、Ｍ×２−ＭＭＩとなる。
【００４６】
また、発振させるＬＤは、ＬＤ２ａとして説明したが、必ずしもＬＤ２ａであるとは限らず、必要な波長によっては、他のＬＤを発振させる場合もある。
【００４７】
また、本実施の形態１では、第１の出射光６を送信光に用い、第２の出射光７を局発光に用いているが、第１の出射光６を局発光に用い、第２の出射光７を送信光に用いてもよい。その場合には、制御処理部８ｂは、波長切り替え時に、ＬＤ２ａと第２のＳＯＡ５へ注入される電流は切り替えずに、第１のＳＯＡ５へ注入される電流のみを切り替えるように波長切り替え制御を実行することとなる。
【００４８】
また、本実施の形態１では、デジタルコヒーレント通信のように、局発光よりも大きなパワーが送信光に要求されている場合を想定して、波長切り替え時に局発光側のＳＯＡへ注入する電流を変化させる場合について説明した。しかしながら、局発光に送信光よりも大きなパワーが要求される用途においては、制御処理部８ｂは、波長切り替え時に送信光側のＳＯＡへ注入する電流を変化させてもよい。
【００４９】
以上のように、実施の形態１によれば、一方のＳＯＡに注入する電流値を制御することで、出射するレーザ光の波長を所望の値に切り替え制御する構成を備えている。この結果、クロストークを増大させることなく、送信光の波長可変範囲を拡大することを可能にする波長可変光源、および波長可変光源の制御方法を実現することができる。
【００５０】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、第２のＳＯＡ５の電流値を可変させることで、波長切り替え制御を行う場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、第２のＳＯＡ５の電流値に加え、ＬＤ２に印加する電流値も可変させることで、波長切り替え制御を行う場合について説明する。なお、装置構成は、先の実施の形態１における図１と同様である。
【００５１】
本実施の形態２における波長切り替え動作時の制御方法について、具体的に説明する。まず、先の実施の形態１と同様に、波長切り替え前の波長λ1のデータとして、あらかじめ行う実験等にて、電流ＩLDa-1、電流ＩSOA1-1、電流ＩSOA2-1の各測定データを取得する。そして、取得した測定データを、制御装置８内の記憶部８ａにλ1のデータとして記憶させる。
【００５２】
次に、波長切り替え後である波長λ2のデータ取得時においては、ＬＤ２ａに電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４に電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５に電流ＩSOA2-1がそれぞれ注入されている状態から、第１のＳＯＡ４へ注入される電流は変化させず、第２のＳＯＡ５の電流のみならず、ＬＤ２の電流も変化させる。
【００５３】
そして、切り替え後の波長λ2を発生するＬＤ２ａへの注入電流ＩLDa-2と、第２のＳＯＡ５への注入電流ＩSOA2-2を、波長計と電流計を用いて取得し、制御装置８内の記憶部８ａにλ2のデータとして記憶させる。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態２において、記憶部８ａに記憶されたデータに基づいて、制御処理部８ｂにより波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。図３に示す通り、波長切り替え前においては、ＬＤ２ａへ電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電流ＩSOA2-1がそれぞれ印加されている状態である。
【００５５】
そして、切り替え後においては、制御処理部８ｂは、第１のＳＯＡ４へ印加される電流は変化させずに、ＬＤ２ａへ印加される電流をＩLDa-1からＩLDa-2に切り替えるとともに、第２のＳＯＡ５へ印加される電流をＩSOA2-1からＩSOA2-2に切り替える。このような切り替え制御は、フィードフォワード制御により行われる。
【００５６】
なお、この例では、波長λ2が波長λ1よりも長波長である場合を想定して、ＩLDa-2＞ＩLDa-1、ＩSOA2-2＞ＩSOA2-1となっている。ただし、波長λ2が波長λ1よりも短波長である場合には、ＩLDa-2＜ＩLDa-1、ＩSOA2-2＜ＩSOA2-1となる。
【００５７】
次に、本実施の形態２における波長可変光源による作用効果について説明する。
本実施の形態２においては、第２のＳＯＡ５のみならず、ＬＤ２ａ自身もＬＤ２ａの温度を調整する熱源として利用されている。ここで、ＬＤ２ａの電流が変化すると、第１の出射光６および第２の出射光７のスペクトル線幅が変化する。
【００５８】
デジタルコヒーレント通信においては、送信光と局発光を安定して干渉させるために、スペクトル線幅の規定も設けられている。従って、スペクトル線幅の要求を満たす範囲内でＬＤ２ａへの注入電流を変化させることで、第１のＳＯＡ４のみを熱源として用いる場合よりも、ＬＤ２ａの温度の調整可能な範囲が拡大される。この結果、本実施の形態２のような波長切り替え制御を実行することで、波長可変範囲が広くなるという効果が得られる。
【００５９】
以上のように、実施の形態２によれば、ＳＯＡに注入する電流値とともに、ＬＤ自身に注入する電流値も可変制御することで、出射するレーザ光の波長を所望の値に切り替え制御する構成を備えている。この結果、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、波長可変範囲を広くすることができ、適用範囲を広げることが可能になるというさらなる効果を得ることができる。
【００６０】
実施の形態３
先の実施の形態１、２では、レーザ発振するＬＤが、波長切り替え前後においてＬＤ２ａだけである場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、レーザ発振するＬＤが、波長切り替え前後において異なる場合について説明する。なお、装置構成は、先の実施の形態１における図１と同様である。
【００６１】
本実施の形態２における波長切り替え動作時の制御方法について、具体的に説明する。まず、先の実施の形態１と同様に、波長切り替え前のデータとして、あらかじめ行う実験等にて、波長λ1のデータとして、電流ＩLDa-1、電流ＩSOA1-1、電流ＩSOA2-1の各測定データを取得する。そして、取得した測定データを、制御装置８内の記憶部８ａにλ1のデータとして記憶させる。
【００６２】
次に、波長切り替え後である波長λ2のデータ取得時においては、波長切り替え前に発振させるＬＤ２ａには電流が注入されておらず、波長切り替え後に発振させるＬＤ２ｂに電流ＩLDb-2が注入されている状態であり、かつ、第１のＳＯＡ４に電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５に電流ＩSOA2-1が注入されている状態から、第２のＳＯＡ５へ注入される電流のみを変化させ、波長λ2を発生する電流ＩSOA2-2を取得する。そして、取得した測定データを、制御装置８内の記憶部８ａに、λ2のデータとして記憶させる。
【００６３】
なお、電流ＩLDb-2は、ＬＤ２ａにＩLDa-1が注入されている場合と、ＬＤ２ｂにＩLDb-2が注入されている場合で、ＬＤの出力が同程度になるように設定する。
【００６４】
図４は、本発明の実施の形態３において、記憶部８ａに記憶されたデータに基づいて、制御処理部８ｂにより波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。図４に示す通り、波長切り替え前においては、ＬＤ２ａへ電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電流ＩSOA2-1がそれぞれ印加されている状態である。
【００６５】
そして、切り替え後においては、制御処理部８ｂは、第１のＳＯＡ４へ印加される電流は変化させずに、ＬＤ２ａには電流を注入せず、ＬＤ２ｂへＩLDb-2が注入され、かつ、第２のＳＯＡ５へ印加される電流をＩSOA2-1からＩSOA2-2に切り替える。このような切り替え制御は、フィードフォワード制御により行われる。
【００６６】
次に、本実施の形態３における波長可変電源による作用効果について説明する。
本実施の形態３においては、波長切り替え時にＬＤの温度を調整しているのみならず、レーザ発振するＬＤも変更している。この結果、波長可変範囲が拡大されるという効果がある。
【００６７】
また、波長切り替え前後のＬＤ２の出力、すなわち、波長切り替え前におけるＬＤ２ａの出力と波長切り替え後におけるＬＤ２ｂの出力は、同程度に設定されている。さらに、第１のＳＯＡ４に注入される電流も変化させていない。この結果、送信光のパワーは、波長切り替え前後でほぼ一定に保たれる。
【００６８】
また、本実施の形態３では、レーザ発振するＬＤは、切り替わっているが、波長切り替えの前と後では、それぞれ一つのＬＤにしか電流を注入していない。このため、クロストークも増大しない。
【００６９】
なお、本実施の形態３では、波長切り替え前後でＬＤ２の出力が変化しないように、電流ＩLDa-1、電流ＩLDb-2を設定している。ただし、厳密に出力が同一でなくとも、送信光のパワーが要求値を満たす範囲内であれば、電流ＩLDb-2が変動してもよい。
【００７０】
また、この例では、ＩSOA2-2＞ＩSOA2-1となっているが、切り替え後の波長λ2によっては、ＩSOA2-2＜ＩSOA2-1となる場合もあり得る。すなわち、ＬＤ２ｂに電流ＩLDb-2、第１のＳＯＡ４へ電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電流ＩSOA2-1がそれぞれ注入された状態における切り替え後の波長λ2が切り替え前の波長λ1より長波長であれば、ＬＤ２の温度を上昇させる必要があるので、ＩSOA2-2＞ＩSOA2-1となる。
【００７１】
その一方で、切り替え後の波長λ2が切り替え前の波長λ1より短波長であれば、ＬＤ２の温度を低下させる必要あるので、ＩSOA2-2＜ＩSOA2-1となる。
【００７２】
また、本実施の形態３では、波長切り替え前にはＬＤ２ａを、波長切り替え後にはＬＤ２ｂを発振させている場合を例示した。しかしながら、必ずしもこの組合せとは限らず、波長切り替え前後で必要となる波長によっては、別のＬＤの組合せになる場合もある。
【００７３】
以上のように、実施の形態３によれば、波長切り替え前後で発振させるＬＤを異ならせるように制御した上で、出射するレーザ光の波長を所望の値に切り替え制御する構成を備えている。この結果、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、先の実施の形態２と同様に、波長可変範囲を広くすることができ、適用範囲を広げることが可能になるというさらなる効果を得ることができる。
【００７４】
実施の形態４．
先の実施の形態１〜３では、第２の出射光７を増幅するＳＯＡとしてＳＯＡ５を採用する構成について説明した。これに対して、本実施の形態４では、ＳＯＡ５の後段にＳＯＡ９をさらに備えた構成について説明する。
【００７５】
図５は、本発明の実施の形態４における波長可変光源の構成図である。本実施の形態４における波長可変光源に相当する波長可変レーザ素子１は、ＬＤ２、ＭＭＩ３、第１のＳＯＡ４、第２のＳＯＡ５、第３のＳＯＡ９を備えて構成されている。本実施の形態４における図５の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、第３のＳＯＡ９をさらに備えている点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【００７６】
第３のＳＯＡ９は、第２のＳＯＡ５の後段に形成されており、利得および長さは、第２のＳＯＡ５と同程度になっている。そして、本実施の形態４においては、第２の出射光７は、直列接続された前段の第２のＳＯＡ５および後段の第３のＳＯＡ９による２段の増幅を経て、出力されている。
【００７７】
本実施の形態４における波長切り替え動作時の制御方法について、具体的に説明する。まず、波長切り替え前の波長λ1のデータとして、あらかじめ行う実験等にて、ＬＤ２ａへ注入される電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ注入される電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ注入される電流ＩSOA2-1、第３のＳＯＡ９へ注入される電流ＩSOA3-1の各測定データを、波長計と電流計を用いて取得する。そして、取得した測定データを、制御装置８内の記憶部８ａにλ1のデータとして記憶させる。
【００７８】
次に、ＬＤ２ａへ電流ＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へ電流ＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へ電流ＩSOA2-1、第３のＳＯＡ９へ電流ＩSOA3-1が注入されている状態から、第２のＳＯＡ５および第３のＳＯＡ９へ注入される電流を変化させる。そして、切り替え後の波長λ2を発生する第２のＳＯＡ５の電流ＩSOA2-2、第３のＳＯＡ９の電流ＩSOA3-2を、波長計と電流計を用いて取得し、制御装置８内の記憶部８ａにλ2のデータとして記憶させる。
【００７９】
なお、第２のＳＯＡ５および第３のＳＯＡ９の電流を変化させる際には、第２のＳＯＡ５の電流の変化量と逆極性の同一値だけ、第３のＳＯＡ９の電流を変化させる。
【００８０】
図６は、本発明の実施の形態４において、記憶部８ａに記憶されたデータに基づいて、制御処理部８ｂにより波長切り替えを実施した場合の各電流値の状態を示したタイムチャートである。図６に示す通り、波長切り替え前においては、ＬＤ２ａへＩLDa-1、第１のＳＯＡ４へＩSOA1-1、第２のＳＯＡ５へＩSOA2-1、第３のＳＯＡ９へＩSOA3-1がそれぞれ注入されている状態である。
【００８１】
そして、切り替え後においては、制御処理部８ｂは、ＬＤ２ａおよび第１のＳＯＡ４へ印加される電流は変化させずに、第２のＳＯＡ５へ印可する電流をＩSOA2-1からＩSOA2-2に、第３のＳＯＡ９へ注入する電流をＩSOA3-1からＩSOA3-2に切り替える。このような切り替え制御は、フィードフォワード制御により行われる。
【００８２】
次に、本実施の形態４における波長可変光源による作用効果について説明する。
本実施の形態４における波長可変光源では、第２のＳＯＡ５へ注入される電流をある値上昇させ、第３のＳＯＡ９へ注入される電流を第２のＳＯＡ５で上昇させた値と同一値だけ低下させる制御が行われる。この場合、第２のＳＯＡ５と第３のＳＯＡ９は、利得および長さは同程度であるため、第２の出射光７のパワーは、ほぼ一定に保たれる。
【００８３】
また、ＬＤ２の温度変化については、第２のＳＯＡ５からＬＤまでの熱抵抗θ１と、第３のＳＯＡ９からＬＤまでの熱抵抗θ２が関係する。ここで、二点間の熱抵抗θは、次式で表される。
θ＝Ｌ／（λ×Ａ）            （１）
【００８４】
上式（１）において、Ｌは、熱が伝達する経路に沿った二点間の距離、λは、熱が伝達する物質の熱伝導率、Ａは、熱が伝達する経路の断面積である。
【００８５】
本実施の形態４においては、熱抵抗θ１と熱抵抗θ２で、λ、Ａはほぼ同一であるが、Ｌについては、第３のＳＯＡ９の方が第２のＳＯＡ５よりもＬＤから遠くに配置されているため、値が大きい。すなわち、θ１＜θ２となる。
【００８６】
熱抵抗が小さい場合の方が、同一の発熱量変化に対して温度の変化量が大きい。従って、第２のＳＯＡ５の電流をある値上昇させ、第３のＳＯＡ９の電流を同一値低下させる本実施の形態４においては、ＬＤ２の温度が上昇する。従って、本実施の形態４における波長可変光源は、第２の出射光７のパワーを変化させずに、波長切り替えできるという効果を得ることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態４では、切り替え後の波長λ2が切り替え前の波長λ1より長波長である場合を想定して、波長切り替え時に第２のＳＯＡ５の電流を増加させ、第３のＳＯＡ９の電流を減少させていた。これに対して、切り替え後の波長λ2が切り替え前の波長λ1より短波長である場合には、波長切り替え時に第２のＳＯＡ５の電流を減少させ、第３のＳＯＡ９の電流を増加させることとなる。
【００８８】
また、本実施の形態４では、第２のＳＯＡ５と第３のＳＯＡ９の利得および長さが同程度という条件のもとで説明した。しかしながら、この条件は、本発明に不可欠なものではなく、本実施の形態４における効果を得るためのより好ましい条件である。すなわち、第２のＳＯＡ５の電流変化による第２の出射光７のパワー変化を、第３のＳＯＡ９の電流変化によって打ち消すことが出来れば、上述した条件を満たす必要はない。
【００８９】
さらに、本実施の形態４では、第３のＳＯＡ９を、第２のＳＯＡ５の後段に配置した場合について説明した。しかしながら、第３のＳＯＡ９を、第２のＳＯＡ５の代わりに第１のＳＯＡ４の後段に配置して、第１のＳＯＡ４の電流をある値上昇させ、第３のＳＯＡ９の電流を同一値低下させてもよく、同様の効果を得ることができる。
【００９０】
以上のように、実施の形態４によれば、出射光を増幅するＳＯＡを２段構成とした上で、出射するレーザ光の波長を所望の値に切り替え制御する構成を備えている。このような構成によっても、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
なお、上述した実施の形態２〜４は、投入電流値を制御することで、波長切り替え制御を行う場合について説明した。しかしながら、実施の形態２〜４においても、先の実施の形態１で説明したように、投入電流値の代わりに、印加電圧値を制御することによっても、波長切り替え制御を実施でき、同様の効果を得ることができる。
【図１】
2017199294.tif 000003
【図２】
2017199294.tif 000004
【図３】
2017199294.tif 000005
【図４】
2017199294.tif 000006
【図５】
2017199294.tif 000007
【図６】
2017199294.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る波長可変光源は、２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、波長可変レーザ素子を制御することで、第１の出射光および第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置とを備えた波長可変光源であって、波長可変レーザ素子は、レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、合分波器から出力された第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、合分波器から出力された第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器とを有し、制御装置は、レーザダイオードに投入する電力と、第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、レーザダイオードと、第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、第１の出射光および第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備えた波長可変光源であって、
前記波長可変レーザ素子は、
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、前記第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、前記第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有し、
前記制御装置は、前記レーザダイオードに投入する電力と、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、前記レーザダイオードと、前記第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行する
波長可変光源。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶された記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力が波長切り替え前後で同一値となるように、前記第１電力と前記第３電力が同一値として前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力および前記ＬＤ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、同一のレーザダイオードに投入する電力として前記第１電力と前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記同一のレーザダイオードに対して、波長切り替え前においては前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、波長切り替え前にレーザ発振する第１のレーザダイオードと、波長切り替え後にレーザ発振する前記第１のレーザダイオードとは異なる第２のレーザダイオードをあらかじめ特定し、前記第１のレーザダイオードに投入する前記第１電力と前記第２のレーザダイオードに投入する前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては前記第１のレーザダイオードに対して前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２のレーザダイオードに対して前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記第２の半導体光増幅器の後段に直列接続され、前記第２の半導体光増幅器による増幅後の光信号を増幅し、前記第２の出射光として出力する第３の半導体光増幅器をさらに有し、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記第３の半導体光増幅器に投入する電力を第３ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力、第５電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力、第６電力とし、かつ、前記第２ＳＯＡ電力を前記第２電力から前記第４電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化を、前記第３ＳＯＡ電力を前記第５電力から前記第６電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化により打ち消すようにして、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力、前記第５電力、前記第６電力の対応関係が前記記憶部にあらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第２電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第５電力を投入し、波長切り替え後においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第４電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第６電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項７】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電流値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電流値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項８】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電圧値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電圧値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項９】
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有して構成された波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備える波長可変光源において、前記制御装置により実行される波長可変光源の波長切り替え制御方法であって、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶部に記憶させておく第１ステップと、
前記第１波長として前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に前記第１ＳＯＡ電力を投入し、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入する第２ステップと、
前記第１波長から前記第２波長に切り替えて前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に投入される電力を前記第１ＳＯＡ電力に維持するとともに、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入する第３ステップと
を有する波長可変光源の波長切り替え制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月14日(2017.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る波長可変光源は、２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、波長可変レーザ素子を制御することで、第１の出射光および第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置とを備えた波長可変光源であって、波長可変レーザ素子は、レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、合分波器から出力された第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、合分波器から出力された第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器とを有し、制御装置は、波長切り替え前後において、第１の半導体光増幅器に投入する電力を維持する一方で、レーザダイオードに投入する電力と、第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、レーザダイオードと、第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、第１の出射光および第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本以上のＭ本の光から第１の出射光および第２の出射光を出力する波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備えた波長可変光源であって、
前記波長可変レーザ素子は、
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、前記第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、前記第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有し、
前記制御装置は、波長切り替え前後において、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を維持する一方で、前記レーザダイオードに投入する電力と、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を切り替え、前記レーザダイオードと、前記第２の半導体光増幅器を熱源として温度調整することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長の波長切り替え制御を実行する
波長可変光源。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶された記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力が波長切り替え前後で同一値となるように、前記第１電力と前記第３電力が同一値として前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において前記第１ＳＯＡ電力および前記ＬＤ電力を維持するとともに、波長切り替え前においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、同一のレーザダイオードに投入する電力として前記第１電力と前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、前記同一のレーザダイオードに対して、波長切り替え前においては前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記記憶部は、前記ＬＤ電力を波長切り替え前後で切り替える際に、波長切り替え前にレーザ発振する第１のレーザダイオードと、波長切り替え後にレーザ発振する前記第１のレーザダイオードとは異なる第２のレーザダイオードをあらかじめ特定し、前記第１のレーザダイオードに投入する前記第１電力と前記第２のレーザダイオードに投入する前記第３電力を規定した前記対応関係があらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては前記第１のレーザダイオードに対して前記第１電力を投入し、波長切り替え後においては前記第２のレーザダイオードに対して前記第３電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記第２の半導体光増幅器の後段に直列接続され、前記第２の半導体光増幅器による増幅後の光信号を増幅し、前記第２の出射光として出力する第３の半導体光増幅器をさらに有し、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記第３の半導体光増幅器に投入する電力を第３ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力、第５電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力、前記第２ＳＯＡ電力、および前記第３ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力、第６電力とし、かつ、前記第２ＳＯＡ電力を前記第２電力から前記第４電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化を、前記第３ＳＯＡ電力を前記第５電力から前記第６電力に切り替えることによる前記第２の出射光のパワー変化により打ち消すようにして、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力、前記第５電力、前記第６電力の対応関係が前記記憶部にあらかじめ記憶されており、
前記制御装置は、波長切り替え前においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第２電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第５電力を投入し、波長切り替え後においては、前記第２の半導体光増幅器に前記第４電力を投入し、かつ前記第３の半導体光増幅器に前記第６電力を投入することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２に記載の波長可変光源。
【請求項７】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電流値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電流値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項８】
前記記憶部は、前記対応関係に含まれるそれぞれの電力が電圧値として規定されており、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、波長切り替え前後において電圧値を制御することで前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を前記第１波長から前記第２波長に切り替え制御する
請求項２から６のいずれか１項に記載の波長可変光源。
【請求項９】
レーザ発振して光を出力するＭ本のレーザダイオードと、
前記Ｍ本のレーザダイオードから出力された光を合波し、第１の出力光および第２の出力光に２分岐して出力する合分波器と、
前記合分波器から出力された前記第１の出力光を増幅し、第１の出射光を出力する第１の半導体光増幅器と、
前記合分波器から出力された前記第２の出力光を増幅し、第２の出射光を出力する第２の半導体光増幅器と
を有して構成された波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子を制御することで、前記第１の出射光および前記第２の出射光の波長を所望の値に切り替え制御する制御装置と
を備える波長可変光源において、前記制御装置により実行される波長可変光源の波長切り替え制御方法であって、
前記第１の出射光と前記第２の出射光を、ともに切り替え前の第１波長から切り替え後の第２波長に切り換え制御するために、前記Ｍ本のレーザダイオードに投入する電力をＬＤ電力、前記第１の半導体光増幅器に投入する電力を第１ＳＯＡ電力、前記第２の半導体光増幅器に投入する電力を第２ＳＯＡ電力としたときに、前記第１ＳＯＡ電力を波長切り替え前後で同一値とし、前記第１波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第１電力、第２電力とし、前記第２波長となるための前記ＬＤ電力および前記第２ＳＯＡ電力をそれぞれ第３電力、第４電力として、前記第１ＳＯＡ電力、前記第１電力、前記第２電力、前記第３電力、前記第４電力の対応関係があらかじめ記憶部に記憶させておく第１ステップと、
前記第１波長として前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に前記第１ＳＯＡ電力を投入し、前記ＬＤ電力として前記第１電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第２電力を投入する第２ステップと、
前記第１波長から前記第２波長に切り替えて前記第１の出射光および前記第２の出射光を出力する際に、前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照し、前記第１の半導体光増幅器に投入される電力を前記第１ＳＯＡ電力に維持するとともに、前記ＬＤ電力として前記第３電力を投入し、かつ前記第２ＳＯＡ電力として前記第４電力を投入する第３ステップと
を有する波長可変光源の波長切り替え制御方法。
【国際調査報告】
2017199294.tif 000009
2017199294.tif 000010
2017199294.tif 000011
2017199294.tif 000012