(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側および出力側を有し、前記入力側に複数の入力導波路の一端が接続され、前記出力側に少なくとも１つ以上の出力導波路が接続され、かつ各前記入力導波路から入力された光を合波し、当該合波した前記光を前記出力導波路に出力する光合波回路と、
各前記入力導波路の他端に接続され、各々が異なる波長で単一モード発振可能な複数の半導体レーザと、
前記出力導波路の前記光合波回路側に接続された前段光増幅器と、
前記出力導波路の前記前段光増幅器の後段側に接続された後段光増幅器と、
を備え、
前記出力導波路から出力される前記光は、前記後段光増幅器によって出力のＯＮ／ＯＦＦが制御され、
前記出力導波路から出力される前記光の出力がＯＮ時に前記前段光増幅器および前記後段光増幅器で消費される電力が、前記出力導波路から出力される前記光の出力がＯＦＦ時に前記前段光増幅器および前記後段光増幅器で消費される電力と等しいように、前記前段光増幅器および前記後段光増幅器を制御することを特徴とする、波長可変光源。
【請求項２】
前記出力導波路は１つであることを特徴とする、請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記出力導波路は２つであることを特徴とする、請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記前段光増幅器に対して前記ＯＮ時に印加される電流は、前記ＯＦＦ時に印加される電流よりも減少するように制御されることを特徴とする、請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の波長可変光源を備え、
前記波長可変光源から出力された出力光を取り出し可能であることを特徴とする、波長可変光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体レーザを集積した波長可変光源および当該波長可変光源を備える波長可変光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信需要の飛躍的な増加に伴い、波長が異なる複数の信号光を多重化することによって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通信システムが実現されている。
【０００３】
上記の波長分割多重通信システムに用いられる光源としては、少なくとも３０〜４０ｄＢ以上の高いサイドモード抑圧比（Side Mode Suppression Ratio : SMSR）が得られる単一モードのＬＤ（Laser Diode）（以下、単一モードＬＤという）が好適である。単一モードＬＤには、例えば、分布帰還型ＬＤ（Distributed Feedback Laser Diode、以下、ＤＦＢ−ＬＤという）や、分布ブラッグ反射型ＬＤ（Distributed Bragg Reflector Laser Diode、以下、ＤＢＲ−ＬＤという）等がある。
【０００４】
また、波長分割多重通信システムを実現するためには、全波長帯域をカバーする低コストの波長可変光源が必要となる。当該波長可変光源としては、同一基板上にモノリシック集積されたＬＤ光源が注目されている。
【０００５】
一般的に、上記の波長可変光源は、データ信号を生成する外部変調器モジュールと組み合わせて用いられるが、他に電界吸収（Electro Absorption : EA）型光変調器やマッハツェンダ（Mach Zehnder : MZ）型光変調器を同一基板上にモノリシック集積する研究も行われている。
【０００６】
従来、複数のＤＦＢ−ＬＤの出力側が多モード干渉（Multi Mode Interference）型の光合波回路（以下、ＭＭＩという）の入力導波路に接続され、ＭＭＩにて合波された光を半導体光増幅素子（Semiconductor Optical Amplifier、以下、ＳＯＡという）で増幅した後に出力導波路から出力するよう構成された波長可変光源が開示されている（例えば、特許文献１参照）。なお、以下では、Ｋ入力（Ｋは自然数）、Ｌ出力（Ｌは自然数）のＭＭＩのことを、Ｋ×Ｌ−ＭＭＩと記す。すなわち、Ｋ入力とはＭＭＩに接続されるＫ本の入力導波路のことをいい、Ｌ出力とはＭＭＩに接続されるＬ本の出力導波路のことをいう。
【０００７】
また、複数のＬＤの出力側がＮ×２−ＭＭＩ（Ｎは３以上の自然数）に接続され、ＭＭＩの２本の出力導波路がマッハツェンダ変調器の２本のアームに接続された波長可変光源が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、Ｎ×１−ＭＭＩを用いる場合と比較して、光損失を改善することが可能となる。
【０００８】
また、複数のＤＦＢ−ＬＤの出力側がＭＭＩに接続され、ＭＭＩの２本の出力導波路の各々にて位相調整を行った後、他のＭＭＩを介して１本の出力導波路から光が出力されるよう構成された波長可変光源が開示されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３によれば、高出力化とＳＮ比（Signal to Noise ratio）の改善が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２５８３６８号公報
【特許文献２】特開２００７−６５３５７号公報
【特許文献３】特開２０１１−４４５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
幹線系において伝送速度４０Ｇｂｐｓ以上の波長分割多重通信システムでは、近年、光位相変調を用いたデジタルコヒーレント通信が実用化されつつある。デジタルコヒーレント通信を採用した波長分割多重通信システムでは、レーザ発振線幅が１ＭＨｚ以下、より望ましくは５００ｋＨｚ以下の狭線幅波長可変光源が送受信用の光源として用いられている。
【００１１】
特許文献１では、光を出力するためにＳＯＡに電流を印加した場合（ＳＯＡをＯＮにした場合）において、ＳＯＡにて発生した熱がＤＦＢ−ＬＤに到達し、当該熱の影響を受けてＤＦＢ−ＬＤの発振波長が変化するという問題がある。例えば、ＤＦＢ−ＬＤ等の素子を搭載したモジュール内に波長モニタ（ＤＦＢ−ＬＤから出力される光の波長を検出するためのモニタ）を備え、ＤＦＢ−ＬＤの発振波長が常に一定となるように制御したとしても、ＳＯＡに電流を印加した瞬間に発生する熱の影響を受けてＤＦＢ−ＬＤの発振波長が変動するため、ＤＦＢ−ＬＤの発振波長が安定化するまでの時間（立ち上げ時間）を要していた。
【００１２】
また、上記のデジタルコヒーレント通信を採用した波長分割多重通信において、送信用および受信用で使用する光信号の波長が異なる場合、送信用と受信用とで別個の波長可変光源が必要であり、当該波長可変光源を備える送受信装置全体の消費電力が増加する。
【００１３】
一方、上記のデジタルコヒーレント通信を採用した波長分割多重通信において、送信用および受信用で使用する光信号の波長が同じ場合も多くあり、一般的に送信用と受信用とで必要とされる狭線幅波長可変光源の光出力は異なる。このような場合は、送受信装置全体の消費電力の低減や実装面積の低減の観点から、１つの波長可変光源を送受信用の光源として兼用することが望ましい。
【００１４】
例えば、特許文献１〜３の波長可変光源を送受信用の光源として兼用する場合において、特許文献１〜３の波長可変光源は１出力であるため偏波保持カプラによって２出力にする必要がある。しかし、このような構成では偏波保持カプラで分岐損が生じてしまうため、当該分岐損を補うために波長可変光源の出力側に設けられたＳＯＡに対する注入電流を増やして波長可変光源からの光出力を増加させる必要があるが、消費電力やレーザ発振線幅の増大の原因になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、発振波長の変動を抑制して安定化させることが可能な波長可変光源および波光可変光源モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明による波長可変光源は、入力側および出力側を有し、入力側に複数の入力導波路の一端が接続され、出力側に少なくとも１つ以上の出力導波路が接続され、かつ各入力導波路から入力された光を合波し、当該合波した光を出力導波路に出力する光合波回路と、各入力導波路の他端に接続され、各々が異なる波長で単一モード発振可能な複数の半導体レーザと、出力導波路の光合波回路側に接続された前段光増幅器と、出力導波路の前段光増幅器の後段側に接続された後段光増幅器とを備え、出力導波路から出力される光は、後段光増幅器によって出力のＯＮ／ＯＦＦが制御され、出力導波路から出力される光の出力がＯＮ時に前段光増幅器および後段光増幅器で消費される電力が、出力導波路から出力される光の出力がＯＦＦ時に前段光増幅器および後段光増幅器で消費される電力と等しいように、前段光増幅器および後段光増幅器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、入力側および出力側を有し、入力側に複数の入力導波路の一端が接続され、出力側に少なくとも１つ以上の出力導波路が接続され、かつ各入力導波路から入力された光を合波し、当該合波した光を出力導波路に出力する光合波回路と、各入力導波路の他端に接続され、各々が異なる波長で単一モード発振可能な複数の半導体レーザと、出力導波路の光合波回路側に接続された前段光増幅器と、出力導波路の前段光増幅器の後段側に接続された後段光増幅器とを備え、出力導波路から出力される光は、後段光増幅器によって出力のＯＮ／ＯＦＦが制御され、出力導波路から出力される光の出力がＯＮ時に前段光増幅器および後段光増幅器で消費される電力が、出力導波路から出力される光の出力がＯＦＦ時に前段光増幅器および後段光増幅器で消費される電力と等しいように、前段光増幅器および後段光増幅器を制御するため、発振波長の変動を抑制して安定化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による波長可変光源の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１による光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における波長可変光源の発振波長の変動の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２による波長可変光源の前段ＳＯＡおよび後段ＳＯＡの制御の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２による波長可変光源の前段ＳＯＡおよび後段ＳＯＡの制御の一例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２による光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における波長可変光源の発振波長の変動の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３による波長可変光源の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３による受信用光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における送信用光出力の発振波長の変動の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３による波長可変光源の構成の他の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３による受信用光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における送信用光出力の発振波長の変動の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４による波長可変光源モジュールの構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態５による送受信装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】前提技術による波長可変光源の構成の一例を示す図である。
【図１３】前提技術による波長可変光源におけるＭＭＩ入力導波路の構成の一例を示す断面図である。
【図１４】前提技術による波長可変光源におけるＳＯＡの構成の一例を示す断面図である。
【図１５】前提技術による送受信装置の構成の一例を示す図である。
【図１６】前提技術による波長可変光源モジュールの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００２０】
なお、以下では、各図において同一または同様の構成部分については同じ符号あるいは同じ名称を付しており、それらの機能も同様である。
【００２１】
また、各実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、あるいはそれらの相対的な配置などは本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。
【００２２】
＜前提技術＞
まず、本発明の前提技術について説明する。
【００２３】
図１２は、前提技術による波長可変光源の構成の一例を示す図であり、発振波長が異なる複数の単一モードＬＤを用いた波長可変光源の構成の一例を示している。
【００２４】
ＤＦＢ−ＬＤアレイ２は、Ｎ個のＤＦＢ−ＬＤ１から構成され、Ｎ×１−ＭＭＩ３（Ｎは３以上の自然数）のＭＭＩ入力導波路４に接続されている。
【００２５】
ＳＯＡ６は、Ｎ×１−ＭＭＩ３のＭＭＩ出力導波路５に接続されている。
【００２６】
上記の構成において、ＤＦＢ−ＬＤアレイ２のうちの任意のＤＦＢ−ＬＤ１をレーザ発振させると、ＤＦＢ−ＬＤ１から出力された光（以下、ＬＤ出力光という）の１／ＮはＭＭＩ出力導波路５にて結合し、残りの（Ｎ−１）／ＮはＭＭＩ出力導波路５の外に放射される。分岐損失や結合損失等の補償は、ＳＯＡ６に対して電流注入することによって行われ、ＳＯＡ６からは高い送信用光出力７が外部に出力される。
【００２７】
図１３は、図１２のＡ−Ａ断面の一例を示す断面図であり、ＭＭＩ入力導波路４の構成の一例を示している。
【００２８】
ＭＭＩ入力導波路４は、ＩｎＰ基板４０上に、ＩｎＰ下部クラッド層４１、ＩｎＰ電流ブロック層４４およびＩｎＧａＡｓＰ導波層４２、ＩｎＰ上部クラッド層４３を順に積層して形成している。ＩｎＧａＡｓＰ導波層４２には、ＬＤ出力光に対する吸収のないＩｎＧａＡｓＰ系材料が用いられている。ＩｎＧａＡｓＰ導波層４２は、バルクのエピタキシャル層でもよく、多重量子井戸（Multiple Quantum Well : MQW）層でもよい。
【００２９】
なお、図１３では、ＭＭＩ入力導波路４の構成について示しているが、ＭＭＩ出力導波路５の構成についても同様である。
【００３０】
また、Ｎ×１−ＭＭＩ３の幅広の多モード領域における構成は、ＩｎＧａＡｓＰ導波層４２の幅（図１３の紙面左右方向の幅）がＭＭＩ入力導波路４およびＭＭＩ出力導波路５よりも広くなっていることを除けば、ＭＭＩ入力導波路４およびＭＭＩ出力導波路５の構成と同様である。
【００３１】
図１４は、図１２のＢ−Ｂ断面の一例を示す断面図であり、ＳＯＡ６の構成の一例を示している。
【００３２】
ＳＯＡ６は、ＩｎＰ基板４０上に、ＩｎＰ下部クラッド層４１、ＩｎＰ電流ブロック層４４およびＩｎＧａＡｓＰ活性層４５、ＩｎＰ上部クラッド層４３、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４６、電極４７を順に積層して形成している。ＩｎＧａＡｓＰ活性層４５には、ＭＭＩ出力導波路５を通過する光（以下、導波光という）に対して利得を有するＩｎＧａＡｓＰ系材料が用いられている。ＩｎＧａＡｓＰ活性層４５は、バルクのエピタキシャル層でもよく、多重量子井戸（Multiple Quantum Well : MQW）層でもよい。
【００３３】
なお、図１４では、ＳＯＡ６の構成について示しているが、ＤＦＢ−ＬＤ１の構成についても同様である。ＤＦＢ−ＬＤ１およびＳＯＡ６では、ＩｎＰ基板４０およびＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４６に設けられた電極４７を介して電流注入を行うと、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４５に利得が生じて自然放出光が発生する。ＤＦＢ−ＬＤ１では、回折格子によって反射された特定の波長の自然放出光が誘導放出の種光となり、予め定められた閾値電流を超えるとレーザ発振する。一方、ＳＯＡ６は、ＬＤ出力光に対する増幅器として機能するが、単独でレーザ発振しないように設計されている。
【００３４】
ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長は、ＤＦＢ−ＬＤ１の温度（以下、素子温度という）に応じて約０．１ｎｍ／℃の割合で変化する。従って、素子温度を所定の範囲（例えば、１０〜５０℃）で変化させたときに、ＤＦＢ−ＬＤアレイ２（例えば、Ｎ＝１０〜１６）のうちの任意のＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が、隣接する他のＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長と一致するように、各ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の間隔を設計しておく。このとき、ＤＦＢ−ＬＤ１の選択と素子温度調整との併用によって、ワンチップで形成されたＤＦＢ−ＬＤアレイ２でＣ帯（Conventional band）またはＬ帯（Long band）の全波長帯域（約３０〜４０ｎｍ）をカバーすることができる。
【００３５】
図１５は、前提技術による送受信装置８の構成の一例を示す図であり、デジタルコヒーレント通信システム用の送受信装置８の構成を示している。
【００３６】
波長可変光源モジュール９から出力された送信用光出力７は、変調器モジュール１０にて変調された後、送信信号１１として外部に出力される。
【００３７】
また、外部から受信した受信信号１２は、波長可変光源モジュール９から出力された受信用光出力１３とともに受信モジュール１４に入力され、信号処理後に復元される。
【００３８】
図１５に示す送受信装置８において、変調器モジュール１０にて挿入損失が生じるため、一般的に送信用光出力７は高い出力を必要とするが、受信用光出力１３は相対的に低い出力であってもよい。
【００３９】
しかし、上述の通り、送信用および受信用で使用する光信号の波長が同じ場合は、送受信装置８全体の消費電力の低減や実装面積の低減の観点から、１つの波長可変光源モジュールを送受信用の光源として兼用することが望ましい。
【００４０】
図１６は、前提技術による波長可変光源モジュール９の構成の一例を示す図であり、送信用および受信用で使用する光信号の波長が同じであり、１つの波長可変光源モジュールを送受信用の光源として兼用した場合の構成を示している。
【００４１】
波長可変光源モジュール９は、波長可変光源１５と、結合光学系１６と、ビームスプリッタ１８と、モニタ１９とを備えている。また、波長可変光源モジュール９のＬＤ出力側には、光ファイバ１７および偏波保持カプラ２０が接続されている。
【００４２】
波長可変光源１５は、単一モードのＬＤ出力光を出射し、出射されたＬＤ出力光はレンズや光アイソレータ（図示せず）等を含む結合光学系１６を介して光ファイバ１７に結合する。光ファイバ１７に結合したＬＤ出力光は、偏波保持カプラ２０によって所定の比率に分岐され、分岐された各々のＬＤ出力光は送信用光出力７および受信用光出力１３として出力される。
【００４３】
また、結合光学系１６を通過するＬＤ出力光の一部は、ビームスプリッタ１８にて取り出され、波長フィルタやフォトダイオード等（図示せず）を含むモニタ１９にてＬＤ出力光の波長や出力レベルが検出される。
【００４４】
図１２に示すような１出力（１つの光を出力する）の波長可変光源を、図１５に示す送受信装置８あるいは図１６に示す波長可変光源モジュール９に適用する場合において、光を出力するためにＳＯＡ６に電流を印加（ＳＯＡ６をＯＮ）すると、ＳＯＡ６にて発生した熱がＤＦＢ−ＬＤ１に到達し、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が変化するという問題がある。
【００４５】
例えば、温度を一定とする制御を行う場合において、温度を検出するためのサーミスタをＤＦＢ−ＬＤ１の近傍に配置したとしても、ＤＦＢ−ＬＤ１自身の温度を検出することはできないため、ＳＯＡ６から発生した熱の影響を受けてＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が変動する。
【００４６】
また、ＤＦＢ−ＬＤ１等の素子を搭載したモジュール内に波長モニタを備え、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が常に一定となるように制御したとしても、ＳＯＡ６に電流を印加した瞬間に発生する熱の影響を受けてＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が変動するため、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が安定化するまでの時間（立ち上げ時間）を要していた。
【００４７】
さらに、偏波保持カプラ２０によって２出力（２つの光を出力する）にした場合では、偏波保持カプラ２０で分岐損が生じてしまうため、当該分岐損を補うために波長可変光源の出力側に設けられたＳＯＡ６に対する注入電流を増やして波長可変光源からの光出力を増加させる必要があるが、消費電力やレーザ発振線幅の増大の原因になるという問題がある。
【００４８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、以下に詳細に説明する。
【００４９】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１による波長可変光源の構成の一例を示す図である。
【００５０】
本発明の実施の形態１による波長可変光源は、１２個のＤＦＢ−ＬＤ１（半導体レーザ）から構成されるＤＦＢ−ＬＤアレイ２と、ＭＭＩ入力導波路４と、１２×１−ＭＭＩ２１（光合波回路）と、前段ＳＯＡ２２（前段光増幅器）と、後段ＳＯＡ２３（後段光増幅器）とを備えている。図１２に示す前提技術による波長可変光源との差異は、本実施の形態１の１２×１−ＭＭＩ２１に前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３（２段型ＳＯＡ）が接続されている点である。
【００５１】
なお、図１に示す波長可変光源が、図１２に示す前提技術による波長可変光源と同一の増幅率および光出力を得るためには、前段ＳＯＡ２２の長さと後段ＳＯＡ２３の長さとの合計が、図１２に示すＳＯＡ６（１段型ＳＯＡ）の長さと同一となるようにすればよい。ここで、各ＳＯＡの長さとは、ＬＤ出力光の通過方向の長さのことをいう。
【００５２】
１２×１−ＭＭＩ２１は、入力側および出力側を有し、入力側に１２本のＭＭＩ入力導波路４の一端が接続され、出力側に１本のＭＭＩ出力導波路５が接続され、かつ各ＭＭＩ入力導波路４から入力されたＬＤ出力光を合波し、当該合波したＬＤ出力光をＭＭＩ出力導波路５に出力する。
【００５３】
１２個のＤＦＢ−ＬＤ１は、各ＭＭＩ入力導波路４の他端に接続され、各々が異なる波長で単一モード発振可能である。
【００５４】
前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３は、ＭＭＩ出力導波路５と各々シリアルに接続されている。すなわち、前段ＳＯＡ２２はＭＭＩ出力導波路５の１２×１−ＭＭＩ２１側に接続され、後段ＳＯＡ２３はＭＭＩ出力導波路５の前段ＳＯＡ２２の後段側（光出力２５が出力される側）に接続されている。また、前段ＳＯＡ２２と後段ＳＯＡ２３との間には、ＳＯＡ接続導波路２４が設けられている。
【００５５】
ＭＭＩ出力導波路５の出射端側には、長さの異なる導波路型のＳＯＡ（前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３）が設けられており、前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３の各々には電極４７が独立して接続されている（図１４参照）。
【００５６】
前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３は、ＭＭＩ出力導波路５およびＳＯＡ接続導波路２４における所定の箇所をエッチングで除去した後、バットジョイント成長と呼ばれる再成長技術によって、ＭＭＩ出力導波路５およびＳＯＡ接続導波路２４の断面と、前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３の断面とが直接接合するように形成される。また、出力端での反射戻り光の発生を抑制するために、出力端面には無反射コーティング（図示せず）が施されている。反射戻り光の発生を抑制することによって、レーザ発振線幅の増大を抑制することができる。
【００５７】
なお、ＭＭＩ入力導波路４、ＭＭＩ出力導波路５、およびＳＯＡ接続導波路２４の構成は図１３に示す構成と同様であり、ＤＦＢ−ＬＤ１、前段ＳＯＡ２２、および後段ＳＯＡ２３の構成は図１４に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５８】
次に、波長可変光源の動作について説明する。
【００５９】
任意のＤＦＢ−ＬＤ１を選択して閾値電流以上の電流注入を行うと、当該選択されたＤＦＢ−ＬＤ１にてレーザ発振が生じる。ＤＦＢ−ＬＤ１から出力されたＬＤ出力光は、ＭＭＩ入力導波路４を介して１２×１−ＭＭＩ２１の多モード領域に入力される。このとき、１２×１−ＭＭＩ２１が適切に設計されていれば、全波長帯域に渡ってＭＭＩ出力導波路５に約１／１２の割合でＬＤ出力光を結合させることができる。
【００６０】
前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３に対して電流注入すると、ＭＭＩ出力導波路５を進行するＬＤ出力光は前段ＳＯＡ２２にて増幅され、前段ＳＯＡ２２にて増幅されたＬＤ出力光は後段ＳＯＡ２３にてさらに増幅され、光出力２５として出力される。
【００６１】
しかし、前段ＳＯＡ２２に対して電流注入し、後段ＳＯＡ２３に対して電流注入しない場合は、後段ＳＯＡ２３にてＬＤ出力光が吸収され、光出力２５は出力されない。このように、後段ＳＯＡ２３は、ＬＤ出力光を増幅させる機能に加えて、ＬＤ光出力をＯＮ／ＯＦＦする機能（シャッター機能）を有している。すなわち、ＭＭＩ出力導波路５から出力される光（光出力２５）は、後段ＳＯＡ２３によって出力のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００６２】
ここで、ＳＯＡにおける光の増幅および減衰の原理について簡単に説明する。
【００６３】
ＳＯＡに対して供給される電流が多い場合は、ＳＯＡにおけるエネルギが高い準位に電子が多く存在する。この場合、光との相互作用によって電子が下位の空き準位（エネルギが低く、電子が存在しない準位）に遷移し、２つの準位差に相当するエネルギが光として放出される。これにより、光（例えば、上記のＬＤ出力光）が増幅して出力される。
【００６４】
一方、ＳＯＡに対して供給される電流が少ない場合は、ＳＯＡにおけるエネルギが低い準位に電子が多く存在する。この場合、電子は光との相互作用によって光（例えば、上記のＬＤ出力光）からエネルギを吸収しながら上位の空き準位に遷移する。これにより、光（例えば、上記のＬＤ出力光）は減衰して出力されない。
【００６５】
上記より、前段ＳＯＡ２２に対しては電流を印加して光を増幅させ、後段ＳＯＡ２３に対しては電流の印加を制御することによって、前段ＳＯＡ２２から出力された光を後段ＳＯＡ２３でさらに増幅させてから光出力２５を出力する（光出力２５をＯＮにする）ことができ、あるいは前段ＳＯＡ２２から出力された光を後段ＳＯＡ２３で減衰させて光出力２５を出力しない（光出力２５をＯＦＦにする）ようにすることができる。
【００６６】
本実施の形態１において、前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３の制御については、前段ＳＯＡ２２に対しては常に電流を印加し、光出力２５を出力するか否かに応じて後段ＳＯＡ２３のみに対して電流を印加するか否かを制御する。このように、２段型ＳＯＡとすることによって、光出力２５のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際に発生する熱量の変動を抑制することができるため、ＤＦＢ−ＬＤ１の波長変動を抑制することができ、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長が安定化するまでに要する立ち上げ時間の短縮が可能となる。
【００６７】
図２は、光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における波長可変光源の発振波長の変動の一例を示す図である。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は波長可変光源（ＤＦＢ−ＬＤ）の発振波長のずれ（変動）を示している。また、破線は１段型ＳＯＡの場合（図１２参照）を示し、実線は２段型ＳＯＡ（図１参照）の場合を示している。
【００６８】
なお、１段型ＳＯＡの場合および２段型ＳＯＡの場合ともに、光出力がＯＦＦ時およびＯＮ時において、選択した任意のＤＦＢ−ＬＤは常にＯＮ状態である（ＤＦＢ−ＬＤからＬＤ出力光が出力されている）。２段型ＳＯＡの場合は、前段ＳＯＡ（前段ＳＯＡ２２）も常にＯＮ状態である。光出力を出力する際には、１段型ＳＯＡの場合はＳＯＡ（ＳＯＡ６）をＯＮ状態とし、２段型ＳＯＡの場合は後段ＳＯＡ（後段ＳＯＡ２３）をＯＮ状態とする。
【００６９】
また、２段型ＳＯＡにおける前段ＳＯＡの長さと後段ＳＯＡの長さとの合計は、１段型ＳＯＡにおけるＳＯＡの長さと同じであるものとする。１段型ＳＯＡの場合および２段型ＳＯＡの場合ともに、光出力２５は同じであるものとする。
【００７０】
図２に示すように、２段型ＳＯＡの場合は、１段型ＳＯＡの場合と比較して、発振波長の変動を抑制している。
【００７１】
光出力の一部の発振波長を波長モニタで検出し、ペルチェ素子等で温度制御することによって発振波長をフィードバックする制御を行ったとしても、光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際には発振波長を決めるＤＦＢ−ＬＤの温度が変動するため、発振波長も変動してしまう。しかし、２段型ＳＯＡの後段ＳＯＡのみで光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって熱量の変化が小さくなり、ＤＦＢ−ＬＤの温度変動（すなわち、ＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動）を抑制し、発振波長が安定化するまでの立ち上げ時間の短縮が可能となる。
【００７２】
２段型ＳＯＡでは、前段ＳＯＡの長さと後段ＳＯＡの長さとの合計を１段型のＳＯＡの長さと同じにした場合において、前段ＳＯＡの長さが長く、後段ＳＯＡの長さが短いほど、光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際の熱量の変動（発振波長の変動）を抑制することができ、立ち上げ時間の短縮が可能となる。しかし、後段ＳＯＡの長さを短くしすぎると、光出力をＯＦＦにしたとき（後段ＳＯＡをＯＦＦにしたとき）に光出力を完全に遮断することができなくなる。従って、必要に応じて（必要な遮断量に応じて）後段ＳＯＡの長さを調整する必要がある。
【００７３】
以上のことから、本実施の形態１によれば、光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際に生じるＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動を抑制し、発振波長が安定化するまでの立ち上げ時間を短縮することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態１による波長可変光源を、図１５に示す送受信装置８あるいは図１６に示す波長可変光源モジュール９に適用することによって、発振波長が安定化するまでの立ち上げ時間が短縮された送受信装置８あるいは波長可変光源モジュール９を実現することができる。
【００７５】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、２段型ＳＯＡとし、光出力のＯＮ／ＯＦＦは後段ＳＯＡのみによって切り替えることによってＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動を抑制している。本発明の実施の形態２では、後段ＳＯＡだけでなく前段ＳＯＡも制御することによって、発振波長の変動をさらに抑制することを特徴としている。
【００７６】
本実施の形態２による波長可変光源の構成は、実施の形態１（図１参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
実施の形態１では、後段ＳＯＡ２３のみによって光出力２５のＯＮ／ＯＦＦを切り替えているが、後段ＳＯＡ２３から発生する熱量の変化に伴うＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の変動は残留する。
【００７８】
図３および図４は、本実施の形態２による波長可変光源の前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３の制御の一例を説明するための図である。図３および図４において、横軸は前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３の位置関係を示し（図１と同じ位置関係）、縦軸は前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３に印加する電力を示している。なお、図３は光出力２５がＯＦＦ時の場合を示し、図４は光出力２５がＯＮ時の場合を示している。
【００７９】
図３に示すように、光出力２５がＯＦＦ時の場合は、前段ＳＯＡ２２のみＯＮとしている。
【００８０】
図４に示すように、光出力２５がＯＮ時の場合は、前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３をＯＮとしている。このとき、前段ＳＯＡ２２に印加する電流（すなわち電力）は、光出力２５がＯＦＦ時の場合（図３参照）よりも少し低減させ、ＯＮ時の間はその状態を保持する。すなわち、前段ＳＯＡ２２に対してＯＮ時に印加される電流は、ＯＦＦ時に印加される電流よりも減少するように制御される。
【００８１】
上記において、光出力２５がＯＦＦ時の場合における前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３に印加する合計の電力と、光出力２５がＯＮ時の場合における前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３に印加する合計の電力とが略同一となるように設定している。すなわち、ＭＭＩ出力導波路５から出力される光出力２５がＯＮ時に前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３で消費される電力が、ＭＭＩ出力導波路５から出力される光出力２５の出力がＯＦＦ時に前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３で消費される電力と等しいように、前段ＳＯＡ２２および後段ＳＯＡ２３を制御する。
【００８２】
図５は、光出力２５をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における波長可変光源の発振波長の変動の一例を示す図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は波長可変光源（ＤＦＢ−ＬＤ）の発振波長のずれ（変動）を示している。また、破線は前段ＳＯＡを制御しない場合（実施の形態１）を示し、実線は前段ＳＯＡを制御する場合（本実施の形態２）を示している。
【００８３】
図５に示すように、前段ＳＯＡ２２を制御しない場合よりも前段ＳＯＡ２２を制御した場合の方が、ＤＦＢ−ＬＤ１に伝達される熱量の変化を抑制し、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の変動をより抑制することができる。
【００８４】
以上のことから、本実施の形態２によれば、実施の形態１よりもＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動を抑制することができる。
【００８５】
＜実施の形態３＞
図１６に示す前提技術による波長可変光源モジュール９において、波長可変光源１５は１出力であるため、偏波保持カプラ２０によって２出力にしている。しかし、このような構成では偏波保持カプラ２０で分岐損が生じてしまうため、当該分岐損を補うために波長可変光源１５の出力側に設けられたＳＯＡ（図示せず）に対する注入電流を増やして波長可変光源１５からのＬＤ出力光の出力を増加させる必要があるが、消費電力やレーザ発振線幅の増大の原因になるという問題がある。
【００８６】
本発明の実施の形態３では、波長可変光源を２出力として送受信用の光源として兼用し、かつＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動を抑制することを特徴としている。
【００８７】
図６は、本実施の形態３による波長可変光源の構成の一例を示す図である。
【００８８】
本実施の形態３による波長可変光源は、１２個のＤＦＢ−ＬＤ１（半導体レーザ）から構成されるＤＦＢ−ＬＤアレイ２と、ＭＭＩ入力導波路４と、１２×２−ＭＭＩ２６（光合波回路）と、送信用ＳＯＡ２７と、受信用ＳＯＡ３０とを備えている。図１２に示す前提技術による波長可変光源との差異は、本実施の形態３の各ＭＭＩ出力導波路５に２段型ＳＯＡが２出力分接続されている点である。
【００８９】
なお、図６に示す波長可変光源が、図１２に示す前提技術による波長可変光源と同一の増幅率および光出力を得るためには、各２段型ＳＯＡの前段ＳＯＡ２２の長さと後段ＳＯＡ２３の長さとの合計が、図１２に示すＳＯＡ６（１段型ＳＯＡ）の長さと同一となるようにすればよい。ここで、各ＳＯＡの長さとは、ＬＤ出力光の通過方向の長さのことをいう。
【００９０】
１２×２−ＭＭＩ２６は、入力側および出力側を有し、入力側に１２本のＭＭＩ入力導波路４の一端が接続され、出力側に２本のＭＭＩ出力導波路５が接続され、かつ各ＭＭＩ入力導波路４から入力されたＬＤ出力光を合波し、当該合波したＬＤ出力光をＭＭＩ出力導波路５に出力する。
【００９１】
１２個のＤＦＢ−ＬＤ１は、各ＭＭＩ入力導波路４の他端に接続され、各々が異なる波長で単一モード発振可能である。
【００９２】
送信用ＳＯＡ２７は、前段ＳＯＡ２８および後段ＳＯＡ２９を有している。前段ＳＯＡ２８および後段ＳＯＡ２９は、ＭＭＩ出力導波路５と各々シリアルに接続されている。また、前段ＳＯＡ２８と後段ＳＯＡ２９との間には、ＳＯＡ接続導波路２４が設けられている。
【００９３】
受信用ＳＯＡ３０は、前段ＳＯＡ３１および後段ＳＯＡ３２を有している。前段ＳＯＡ３１および後段ＳＯＡ３２は、ＭＭＩ出力導波路５と各々シリアルに接続されている。また、前段ＳＯＡ３１と後段ＳＯＡ３２との間には、ＳＯＡ接続導波路２４が設けられている。
【００９４】
２つのＭＭＩ出力導波路５の出射端側には、長さの異なる導波路型のＳＯＡ（前段ＳＯＡ２８、後段ＳＯＡ２９、前段ＳＯＡ３１、後段ＳＯＡ３２）が設けられており、前段ＳＯＡ２８、後段ＳＯＡ２９、前段ＳＯＡ３１、および後段ＳＯＡ３２の各々には電極４７が独立して接続されている（図１４参照）。
【００９５】
前段ＳＯＡ２８、後段ＳＯＡ２９、前段ＳＯＡ３１、および後段ＳＯＡ３２は、ＭＭＩ出力導波路５およびＳＯＡ接続導波路２４における所定の箇所をエッチングで除去した後、バットジョイント成長と呼ばれる再成長技術によって、ＭＭＩ出力導波路５およびＳＯＡ接続導波路２４の断面と、前段ＳＯＡ２８、後段ＳＯＡ２９、前段ＳＯＡ３１、および後段ＳＯＡ３２の断面とが直接接合するように形成される。また、出力端での反射戻り光の発生を抑制するために、出力端面には無反射コーティング（図示せず）が施されている。反射戻り光の発生を抑制することによって、レーザ発振線幅の増大を抑制することができる。
【００９６】
なお、ＭＭＩ入力導波路４、ＭＭＩ出力導波路５、およびＳＯＡ接続導波路２４の構成は図１３に示す構成と同様であり、ＤＦＢ−ＬＤ１、前段ＳＯＡ２８、後段ＳＯＡ２９、前段ＳＯＡ３１、および後段ＳＯＡ３２の構成は図１４に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９７】
次に、波長可変光源の動作について説明する。
【００９８】
任意のＤＦＢ−ＬＤ１を選択して閾値電流以上の電流注入を行うと、当該選択されたＤＦＢ−ＬＤ１にてレーザ発振が生じる。ＤＦＢ−ＬＤ１から出力されたＬＤ出力光は、ＭＭＩ入力導波路４を介して１２×２−ＭＭＩ２６の多モード領域に入力される。このとき、１２×２−ＭＭＩ２６が適切に設計されていれば、全波長帯域に渡ってＭＭＩ出力導波路５に略等しく、それぞれ前提技術によるＤＦＢ−ＬＤ１（図１２参照）と略同程度である約１／１２の割合でＬＤ出力光を結合させることができる。従って、２つのＭＭＩ出力導波路５を設けたとしても、前提技術によるＤＦＢ−ＬＤ１よりも駆動電流を増大させる必要はない（すなわち、ＤＦＢ−ＬＤ１の駆動電流は前提技術と同程度でよい）。
【００９９】
送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０に対して電流注入を行うと、各ＭＭＩ出力導波路５を進行するＬＤ出力光は増幅され、電流値を増やすと送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０における増幅率も増大する。当該増幅率は、入力光を基準とした出力光強度を対数表示することによって表されるが、一般的に非線形的な振る舞いを示す。すなわち、入力光が弱い（低出力）と増幅率は略一定であるが、入力光が強い（高出力）と増幅率が低下するため、最大出力が入力光強度とともに飽和する傾向を示す。また、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０の単位長さ当たりの飽和出力は、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０の活性層（図１４のＩｎＧａＡｓＰ活性層４５に相当）の光閉じ込め係数や電流密度によって決まる。従って、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０の活性層の光閉じ込め係数や電流密度が同じであれば、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０の最大出力は、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０の長さによって決定される。
【０１００】
図６に示すように、送信用ＳＯＡ２７の長さは受信用ＳＯＡ３０の長さよりも長く、活性層の幅や光閉じ込め係数は同一である。従って、同じ電流密度における最大出力は、送信用ＳＯＡ２７の方が受信用ＳＯＡ３０よりも高くなる。すなわち、送信用ＳＯＡ２７の方が受信用ＳＯＡ３０よりも増幅率が高い。
【０１０１】
上述の通り、デジタルコヒーレント通信システム用の送受信装置では、受信用光出力１３は送信用光出力７よりも低くてよいため、送信用ＳＯＡ２７にて増幅された光を送信用光出力７として用い、受信用ＳＯＡ３０にて増幅された光を受信用光出力１３として用いることが可能となる。
【０１０２】
換言すれば、送信用ＳＯＡ２７の長さが前提技術によるＳＯＡ６（図１２参照）と同一であれば、同等の送信用光出力７を得るために必要なＤＦＢ−ＬＤ１の駆動電流と送信用ＳＯＡ２７に対する注入電流は同じであり、受信用光出力１３を得るために必要な受信用ＳＯＡ３０に対する注入電流は前提技術よりも少ない。従って、図６に示す本実施の形態３による１つの波長可変光源を送受信装置に用いた場合、別個の波長可変光源を用いた前提技術による送受信装置（図１５参照）に比べて、消費電力を１／２以下に低減することができる。
【０１０３】
このように、本実施の形態３によれば、波長可変光源を送受信用の光源として兼用し、かつレーザ発振線幅および消費電力の増大を抑制することが可能となる。
【０１０４】
実施の形態１でも説明したように、図６に示すような２段型ＳＯＡにおいて、後段ＳＯＡ２９および後段ＳＯＡ３２は、ＬＤ出力光を増幅させる機能に加えて、ＬＤ光出力をＯＮ／ＯＦＦする機能（シャッター機能）を有している。本実施の形態３では、前段ＳＯＡ２８および前段ＳＯＡ３１の各々に対しては常に電流を印加し、送信用光出力７あるいは受信用光出力１３を出力するか否かに応じて後段ＳＯＡ２９および後段ＳＯＡ３２の各々に対して電流を印加するか否かを独立して制御する。
【０１０５】
図７は、受信用光出力１３をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における送信用光出力７の発振波長の変動の一例を示す図である。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は送信用光出力７の発振波長のずれ（変動）を示している。また、破線は図８に示す１段型ＳＯＡの場合を示し、実線は２段型ＳＯＡ（図６参照）の場合を示している。
【０１０６】
なお、１段型ＳＯＡの場合および２段型ＳＯＡの場合ともに、光出力（送信用光出力７、受信用光出力１３）がＯＦＦ時およびＯＮ時において、選択した任意のＤＦＢ−ＬＤは常にＯＮ状態である（ＤＦＢ−ＬＤからＬＤ出力光が出力されている）。２段型ＳＯＡの場合は、送信用ＳＯＡ（送信用ＳＯＡ２７）および受信用ＳＯＡ（受信用ＳＯＡ３０）における各前段ＳＯＡ（前段ＳＯＡ２８、前段ＳＯＡ３１）も常にＯＮ状態である。光出力を出力する際には、１段型ＳＯＡの場合はＳＯＡ（送信用ＳＯＡ３３、受信用ＳＯＡ３４）をＯＮ状態とし、２段型ＳＯＡの場合は送信用ＳＯＡおよび受信用ＳＯＡにおける各後段ＳＯＡ（後段ＳＯＡ２９、後段ＳＯＡ３２）をＯＮ状態とする。
【０１０７】
また、送信用ＳＯＡおよび受信用ＳＯＡについて、２段型ＳＯＡにおける前段ＳＯＡの長さと後段ＳＯＡの長さとの合計は、１段型ＳＯＡにおけるＳＯＡの長さと同じであるものとする。１段型ＳＯＡの場合および２段型ＳＯＡの場合ともに、送信用光出力７および受信用光出力１３は同じであるものとする。
【０１０８】
図７に示すように、２段型ＳＯＡの場合は、１段型ＳＯＡの場合と比較して、発振波長の変動を抑制している。
【０１０９】
光出力の一部の発振波長を波長モニタで検出し、ペルチェ素子等で温度制御することによって発振波長をフィードバックする制御を行ったとしても、光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際には発振波長を決めるＤＦＢ−ＬＤの温度が変動するため、発振波長も変動してしまう。しかし、２段型ＳＯＡの各後段ＳＯＡのみで光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって熱量の変化が小さくなり、ＤＦＢ−ＬＤの温度変動（すなわち、ＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動、図７の例では送信用光出力の発振波長の変動）を抑制することが可能となる。
【０１１０】
なお、図７では、受信用光出力をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における送信用光出力の発振波長の変動を示しているが、受信用光出力をＯＮからＯＦＦとした場合でも、２段型ＳＯＡでは上記と同様の効果が得られる。また、送信用光出力をＯＦＦからＯＮあるいはＯＮからＯＦＦに切り替えた場合においても、上記と同様に、２段型ＳＯＡでは受信用光出力の発振波長の変動を抑制することができる。
【０１１１】
２段型ＳＯＡでは、前段ＳＯＡの長さと後段ＳＯＡの長さとの合計を１段型のＳＯＡの長さと同じにした場合において、前段ＳＯＡの長さが長く、後段ＳＯＡの長さが短いほど、光出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際の熱量の変動（発振波長の変動）を抑制することができ、立ち上げ時間の短縮が可能となる。しかし、後段ＳＯＡの長さを短くしすぎると、光出力をＯＦＦにしたとき（後段ＳＯＡをＯＦＦにしたとき）に光出力を完全に遮断することができなくなる。従って、必要に応じて（必要な遮断量に応じて）後段ＳＯＡの長さを調整する必要がある。
【０１１２】
上記では、後段ＳＯＡ２９および後段ＳＯＡ３２のみによって送信用光出力７あるいは受信用光出力１３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えているが、後段ＳＯＡ２９および後段ＳＯＡ３２から発生する熱量の変化に伴うＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の変動は残留する。このような問題の対策として、実施の形態２において説明したように、前段ＳＯＡ２８および前段ＳＯＡ３１も制御することによって、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の変動をさらに抑制することが可能となる。なお、波長可変光源の構成は、図６と同様である。
【０１１３】
具体的には、送信用ＳＯＡ２７および受信用ＳＯＡ３０について、図３に示すように、光出力（送信用光出力７、受信用光出力１３）がＯＦＦ時の場合は、前段ＳＯＡ（前段ＳＯＡ２８、前段ＳＯＡ３１）のみＯＮとしている。また、図４に示すように、光出力がＯＮ時の場合は、前段ＳＯＡおよび後段ＳＯＡ（後段ＳＯＡ２９、後段ＳＯＡ３２）をＯＮとしている。光出力がＯＮ状態の間、前段ＳＯＡに印加する電流（すなわち電力）は、光出力がＯＦＦ時の場合よりも少し低減させ、その状態を保持する。
【０１１４】
なお、光出力がＯＦＦ時の場合における前段ＳＯＡおよび後段ＳＯＡに印加する合計の電力と、光出力がＯＮ時の場合における前段ＳＯＡおよび後段ＳＯＡに印加する合計の電力とが略同一となるように設定している。
【０１１５】
図９は、受信用光出力１３をＯＦＦからＯＮに切り替えた場合における送信用光出力７の発振波長の変動の一例を示す図である。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は送信用光出力７の発振波長のずれ（変動）を示している。また、破線は前段ＳＯＡ（前段ＳＯＡ２８、前段ＳＯＡ３１）を制御しない場合を示し、実線は前段ＳＯＡを制御する場合を示している。
【０１１６】
図９に示すように、前段ＳＯＡを制御しない場合よりも前段ＳＯＡを制御した場合の方が、ＤＦＢ−ＬＤ１に伝達される熱量の変化を抑制し、ＤＦＢ−ＬＤ１の発振波長の変動をより抑制することができる。すなわち、送信用光出力７の発振波長の変動を抑制することができる。
【０１１７】
なお、図９では送信用光出力７の発振波長の変動について示しているが、受信用光出力１３についても同様の効果が得られる。
【０１１８】
以上のことから、本実施の形態３によれば、波長可変光源を２出力として送受信用の光源として兼用し、かつレーザ発振線幅および消費電力の増大を抑制することができる。また、ＤＦＢ−ＬＤの発振波長の変動を抑制することができる。
【０１１９】
＜実施の形態４＞
図１０は、本発明の実施の形態４による波長可変光源モジュール３５の構成の一例を示す図である。
【０１２０】
本実施の形態４では、実施の形態３による波長可変光源（図６参照）を、波長可変光源モジュール３５の波長可変光源３６として用いることを特徴としている。波長可変光源モジュール３５におけるその他の構成および動作は、図１６の前提技術による波長可変光源モジュール９と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２１】
図１０に示すように、波長可変光源モジュール３５の２つの出力ポートは、結合光学系１６によって２本の光ファイバ１７に分離して結像され、各光ファイバ１７から出力される光を送信用光出力７および受信用光出力１３として用いることができる。すなわち、波長可変光源３６から出力された複数の出力光の各々を別個に取り出している。
【０１２２】
以上のことから、本実施の形態４によれば、図１６の前提技術による波長可変光源モジュール９の出力側に設けた偏波保持カプラ２０が不要となるため、前提技術による波長可変光源モジュール９よりもレーザ発振線幅の増大を抑制することができる。また、波長可変光源３６は２段型ＳＯＡを用いているため、光出力（送信用光出力７、受信用光出力１３）のＯＮ／ＯＦＦを後段ＳＯＡでのみ切り替えることによって、送信用光出力７のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた場合における受信用光出力１３の発振波長の変動、および受信用光出力１３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた場合における送信用光出力７の発振波長の変動を抑制することができる。
【０１２３】
＜実施の形態５＞
図１１は、本発明の実施の形態５による送受信装置３７の構成の一例を示す図である。
【０１２４】
本実施の形態５では、送受信装置３７が実施の形態４による波長可変光源モジュール３５を備えることを特徴としている。
【０１２５】
波長可変光源モジュール３５から出力された送信用光出力７は、変調器モジュール１０にて変調された後、送信信号１１として外部に出力される。
【０１２６】
また、外部から受信した受信信号１２は、波長可変光源モジュール３５から出力された受信用光出力１３とともに受信モジュール１４に入力され、信号処理後に復元される。
【０１２７】
このように、波長可変光源モジュール３５は、送受信用の光源モジュールとして兼用されている。
【０１２８】
以上のことから、本実施の形態５によれば、波長可変光源モジュール３５を送受信用の光源モジュールとして兼用することができるため、前提技術による２つの波長可変光源モジュール９を用いた送受信装置８（図１５参照）よりも消費電力を低減することができる。また、波長可変光源モジュール３５において用いられる波長可変光源は２段型ＳＯＡであるため、光出力（送信用光出力７、受信用光出力１３）のＯＮ／ＯＦＦを後段ＳＯＡでのみ切り替えることによって、送信用光出力７のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた場合における受信用光出力１３の発振波長の変動、および受信用光出力１３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた場合における送信用光出力７の発振波長の変動を抑制することができる。
【０１２９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  ＤＦＢ−ＬＤ、２  ＤＦＢ−ＬＤアレイ、３  Ｎ×１−ＭＭＩ、４  ＭＭＩ入力導波路、５  ＭＭＩ出力導波路、６  ＳＯＡ、７  送信用光出力、８  送受信装置、９  波長可変光源モジュール、１０  変調器モジュール、１１  送信信号、１２  受信信号、１３  受信用光出力、１４  受信モジュール、１５  波長可変光源、１６  結合光学系、１７  光ファイバ、１８  ビームスプリッタ、１９  モニタ、２０  偏波保持カプラ、２１  １２×１−ＭＭＩ、２２  前段ＳＯＡ、２３  後段ＳＯＡ、２４  ＳＯＡ接続導波路、２５  光出力、２６  １２×２−ＭＭＩ、２７  送信用ＳＯＡ、２８  前段ＳＯＡ、２９  後段ＳＯＡ、３０  受信用ＳＯＡ、３１  前段ＳＯＡ、３２  後段ＳＯＡ、３３  送信用ＳＯＡ、３４  受信用ＳＯＡ、３５  波長可変光源モジュール、３６  波長可変光源、３７  送受信装置、４０  ＩｎＰ基板、４１  ＩｎＰ下部クラッド層、４２  ＩｎＧａＡｓＰ導波層、４３  ＩｎＰ上部クラッド層、４４  ＩｎＰ電流ブロック層、４５  ＩｎＧａＡｓＰ活性層、４６  ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、４７  電極。
【図１】
0006038059.tif 000002
【図２】
0006038059.tif 000003
【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】
0006038059.tif 000008
【図８】
0006038059.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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