(57)【要約】  【課題】  本発明は、出力波長を可変できる波長可変光源とこの光源を利用した波長分割多重方式光伝送装置を提供する。  【解決手段】  広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、通過帯域を可変としてあり、非干渉性光源から出力された非干渉性光から通過帯域内の狭帯域の非干渉性光のみ通過させる通過帯域可変フィルターと、狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、非干渉性光の波長と一致する波長を出力するファブリー・ペローレーザーダイオードと、通過帯域可変フィルターとファブリー・ペローレーザーダイオードとの間に接続され、通過帯域可変フィルターを通して入力された狭帯域の非干渉性光をファブリー・ペローレーザーダイオードへ伝達し、ファブリー・ペローレーザーダイオードから外部に伝達する光サーキュレータとを備える。【選択図】      図１
2006339993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファブリー・ペローレーザーダイオードに狭帯域の非干渉性光を外部から注入し、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの出力波長を狭帯域の非干渉性光と一致させる波長可変光源を構成する方法において、
注入される狭帯域の非干渉性光の波長を可変することにより前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの出力波長を可変することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御することにより、隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーを制御することを特徴とする請求項１に記載の波長可変光源を構成する方法。 
【請求項３】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに加える電流を制御することにより、隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーを制御することを特徴とする請求項１に記載の波長可変光源を構成する方法。 
【請求項４】
広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、
通過帯域を可変としてあり、前記非干渉性光源から出力された非干渉性光から通過帯域内の狭帯域の非干渉性光のみ通過させる通過帯域可変フィルターと、
前記狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するファブリー・ペローレーザーダイオードと、
前記通過帯域可変フィルターとファブリー・ペローレーザーダイオードとの間に接続され、前記通過帯域可変フィルターを通して入力された狭帯域の非干渉性光をファブリー・ペローレーザーダイオードへ伝達し、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードから外部に伝達する光サーキュレータとを備えることを特徴とする波長可変光源装置。 
【請求項５】
広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、 
１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、 
１つの共通端子と２Ｎ個の入／出力端子を有し、前記共通端子と２Ｎ個の各入／出力端子との間に夫々異なる波長の光信号を伝達する１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサと、 
１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と奇数番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と偶数番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長交代結合器及び第２波長交代結合器と、 
狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、
入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備えており、
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの奇数番の端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの偶数番の端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長交代結合器の１番端子に接続され、前記第１波長交代結合器の２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長交代結合器の２番端子に接続され、前記第２波長交代結合器の３番端子と第１波長交代結合器の３番端子とが接続されることを特徴とする波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項６】
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項７】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項８】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項９】
広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、 
１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、 
１つの共通端子及び２Ｎ個の入／出力端子を有し、前記共通端子と２Ｎ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサと、 
１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と１〜Ｎ番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子とＮ＋１〜２Ｎ番端子との間に伝達される特定波長の光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長分割マルチプレクサ及び第２波長分割マルチプレクサと、
狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、
入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備え、
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの１〜Ｎ番端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサのＮ＋１〜２Ｎ番端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第１波長分割マルチプレクサの２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長分割マルチプレクサの２番端子に接続され、前記第２波長分割マルチプレクサの３番端子と前記第１波長分割マルチプレクサの３番端子とが接続されることを特徴とする波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１０】
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項１１】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項１２】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項１３】
広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、 
１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、 
１つの共通端子及びＮ個の入／出力端子を有し、前記共通端子とＮ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサと、
１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの特定独立スペクトル(free spectral range)内の前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子とＮ個の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では１番及び２番端子間に伝達される光信号から夫々独立スペクトル領域程離れた光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長分割マルチプレクサ、第２波長分割マルチプレクサ及びＮ個の第３波長分割マルチプレクサと、
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの特定独立スペクトル(free spectral range)内の狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、
入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備え、 
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの各端子は夫々第３波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第３波長分割マルチプレクサの２番端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記第３波長分割マルチプレクサの３番端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第１波長分割マルチプレクサの２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長分割マルチプレクサの２番端子に接続され、前記第２波長分割マルチプレクサの３番端子と前記第１波長分割マルチプレクサの３番端子とが接続されることを特徴とする波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１４】
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１５】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１６】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１７】
広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、 
１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、
１つの共通端子及びＮ個の入／出力端子を有し、前記共通端子とＮ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサと、
１つの光信号入力端子及び１つの光信号出力端子を有し、前記入力端子から入力される光信号を印加される電気的な信号によって変調して前記出力端子に出力する外部変調器と、
前記外部変調器を駆動し、電気的な信号が入力される外部変調器駆動装置とを備え、
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの各端子は夫々ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記外部変調器の入力端子に接続され、前記外部変調器は前記外部変調器駆動装置に接続されることを特徴とする波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項１８】
前記外部変調器駆動装置の入力端子に接続される光受信器を更に備え、前記光受信器は入力された光信号を電気的な信号に変換した後、再び光信号に変換して出力することを特徴とする請求項１７に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項１９】
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項２０】
前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの端子と前記ファブリー・ペローレーザーダイオードとの間に接続されるＮ個の偏光制御器を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の波長分割多重方式光伝送装置。
【請求項２１】
前記光サーキュレータの３番端子と前記外部変調器との間に接続される偏光制御器を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の波長分割多重方式光伝送装置。  
【請求項２２】
前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の波長分割多重方式光伝送装置。 
【請求項２３】
２以上のキャビティモードを有するレーザーチップを備えた、光を照射する照射光源を備え、
広帯域の光源からスペクトル分割された光信号が注入される前記照射光源は、注入された光信号の帯域内に前記照射光源の出力波長をロックし、
前記注入された光信号の帯域幅及びレーザーチップの物理的長さは、前記照射光源のキャビティモードを移動する囲まれた環境から独立した１以上の照射光源のキャビティモードと重なるように前記注入された光信号の帯域内の波長を発生させるべく一致していることを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記照射光源は、ファブリー・ペローレーザーダイオードであることを特徴とする請求項２３に記載の装置。  
【請求項２５】
前記レーザーチップの物理的長さは、350 ミクロンより大きいことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記レーザーチップの物理的長さは、略400 ミクロンであり、前記キャビティモード空間は略100 GHz であることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定波長を出力する光通信用光源に関して、更に詳細には出力波長を外部から制御できる波長可変光源及びこの光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重方式光伝送装置では、伝送端と受信端とを連結する各チャンネルは光源の波長によって分けられる。従って、特定波長を出力する光源は、波長分割多重方式光伝送装置の主素子である。 
【０００３】
波長分割多重方式光伝送装置に用いられる光源は、出力波長を安定しなければならず、隣接チャンネルとの干渉(crosstalk)を最小源にするため隣接モード抑制率(SMSR: Side Mode Suppression Ratio)を大きくする必要がある。また、出力パワーを増加する必要があり、色分散などの影響を最小源にするため線幅(line width)を小さくしなければならない。
【０００４】
上述した要件を満たす従来の光源では、分布帰還型レーザーダイオード(DFB LD: Distributed Feed-Back Laser Diode)が代表的である。しかし、分布帰還型レーザーダイオードは、製作過程が複雑でコストがかかるので、光源のコストを節減するために広い波長帯域で出力する光源(borad-band light source)の出力光を、光学フィルター(optical filter)などを通して分割して利用するスペクトル分割方式(spectrum-slicing)光通信装置が研究されている。 
【０００５】
スペクトル分割方式光通信装置に利用される光源には、発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)、超発光ダイオード(SLD: Super-Luminescent Diode)及び自然放出光(ASE: Amplified Spontaneous Emission)を出力する光増幅器光源などのような非干渉性光源(ILS: Incoherent Light Source)が代表的であり、このような非干渉性光源を利用してスペクトル分割方式光通信装置を実現すると分布帰還型レーザーダイオードを用いる場合に比べて経済的で、波長制御が容易である。 
【０００６】
しかし、発光ダイオード及び超発光ダイオードは出力パワーが十分ではなく、光増幅器光源は出力パワーが比較的大きいがコストが高い外部変調器(external modulator)を要する。
【０００７】
すなわち、特許文献１(発明の名称: System for spectrum-sliced fiber amplifier light for multi-channel wavelength-division-multiplexed applications)では波長分割多重方式光伝送装置に用いる経済的な光増幅器の光源を実現するために光増幅器の自然放出光をスペクトル分割して外部変調し、特許文献２(発明の名称: Wavelength division multiplexing passive optical network including broadcast overlay)では直接変調されたLED をスペクトル分割して用いる方法が提案されている。 
【特許文献１】米国特許第５４４０４１７号明細書
【特許文献２】米国特許第５６９４２３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１ではコストが高い外部変調器が必要であり、特許文献２は出力パワーが十分ではない短所があった。 
【０００９】
一方、外部からの制御により出力波長を任意に可変できる波長可変光源は波長分割多重方式光伝送装置の柔軟性を高めて多様な機能を提供できる。 
【００１０】
上述した分布帰還型レーザーダイオードは、温度を制御して出力波長を可変できるが、一般的なシリカ(slica)光ファイバの低損失帯域である1270-1600 nm波長帯域内で可変できる波長の範囲が数nm程度である短所がある。 
【００１１】
従って、従来は外部共同器(external cavity)を採用した波長可変光源が主に研究されてきたが、外部共同器を利用した波長可変光源は価格が高くその出力波長を可変するために複雑な装置を要する。 
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決するために考案されたものであり、ファブリー・ペロー(Farby-Perot)レーザーダイオードを備えた波長可変光源とこの光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置を提供する。 
【００１３】
ファブリー・ペローレーザーダイオードは、低価格で、出力パワーが比較的大きい長所があるが、多数のモード(mode)を同時に発振する多重モード光源(multi-mode light source)としてモードホッピング(hopping)及びモード分割雑音(mode partition noise)が生じ、波長分割多重方式光伝送装置には用いられなかった。 
【００１４】
しかし、大韓民国特許1003256870000 号明細書(発明の名称:注入された非干渉性光によるファブリー・ペローレーザーダイオードの波長ロック現象を利用した波長分割多重方式光通信用光源、登録日: 2002年２月８日)に提示されているように、ファブリー・ペローレーザーダイオードに狭帯域の非干渉性光を外部から注入することにより、出力波長を注入された非干渉性光と一致するように固定することができ、これにより特定波長からの出力パワーを増すことが可能であるので、大きい隣接モード抑制率を得られる。 
【００１５】
本発明による波長可変光源は、上述したようにファブリー・ペローレーザーダイオードの出力波長を外部から注入された狭帯域の非干渉性光に固定し、外部から注入される前記非干渉性光の波長を制御することにより出力波長を可変することを目的とする。 
【００１６】
また、上述した波長可変光源の隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーなどはファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を適切に制御して最適化する。 
【００１７】
上述した波長可変光源は外部変調だけでなく直接変調が可能であるので光伝送器を減らすことができ、広い波長帯域で出力する一つの非干渉性光源の出力を１つのマルチプレクサ／デマルチプレクサを利用して多数の狭帯域の非干渉性光にスペクトル分割した後、多数のファブリー・ペローレーザーダイオードに同時に注入することで経済的な波長分割多重方式光伝送装置を実現する。 
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るファブリー・ペローレーザーダイオードに狭帯域の非干渉性光を外部から注入し、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの出力波長を狭帯域の非干渉性光と一致させる波長可変光源を構成する方法は、注入される狭帯域の非干渉性光の波長を可変することにより前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの出力波長を可変することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る波長可変光源を構成する方法は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御することにより、隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーを制御することを特徴とする。 
【００２０】
本発明に係る波長可変光源を構成する方法は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに加える電流を制御することにより、隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーを制御することを特徴とする。 
【００２１】
本発明に係る波長可変光源装置は、広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、通過帯域を可変としてあり、前記非干渉性光源から出力された非干渉性光から通過帯域内の狭帯域の非干渉性光のみ通過させる通過帯域可変フィルターと、前記狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するファブリー・ペローレーザーダイオードと、前記通過帯域可変フィルターとファブリー・ペローレーザーダイオードとの間に接続され、前記通過帯域可変フィルターを通して入力された狭帯域の非干渉性光をファブリー・ペローレーザーダイオードへ伝達し、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードから外部に伝達する光サーキュレータとを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、１つの共通端子及び２Ｎ個の入／出力端子を有し、前記共通端子と２Ｎ個の各入／出力端子との間に夫々異なる波長の光信号を伝達する１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と奇数番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と偶数番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長交代結合器及び第２波長交代結合器と、狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備えており、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの奇数番の端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの偶数番の端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長交代結合器の１番端子に接続され、前記第１波長交代結合器の２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長交代結合器の２番端子に接続され、前記第２波長交代結合器の３番端子と第１波長交代結合器の３番端子とが接続されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、１つの共通端子及び２Ｎ個の入／出力端子を有し、前記共通端子と２Ｎ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子と１〜Ｎ番の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子とＮ＋１〜２Ｎ番端子との間に伝達される特定波長の光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長分割マルチプレクサ及び第２波長分割マルチプレクサと、狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備え、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの１〜Ｎ番端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサのＮ＋１〜２Ｎ番端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第１波長分割マルチプレクサの２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長分割マルチプレクサの２番端子に接続され、前記第２波長分割マルチプレクサの３番端子と前記第１波長分割マルチプレクサの３番端子とが接続されることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、１つの共通端子及びＮ個の入／出力端子を有し、前記共通端子とＮ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１番端子及び２番端子間では前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの特定独立スペクトル(free spectral range)内の前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子とＮ個の入／出力端子との間に伝達される特定波長の光信号のみを伝達して他の波長の光信号を遮断し、１番端子及び３番端子間では１番及び２番端子間に伝達される光信号から夫々独立スペクトル領域程離れた光信号を伝達して他の波長の光信号を遮断する第１波長分割マルチプレクサ、第２波長分割マルチプレクサ及びＮ個の第３波長分割マルチプレクサと、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの特定独立スペクトル(free spectral range)内の狭帯域の非干渉性光が外部から注入されると、前記非干渉性光の波長と一致する波長を出力するＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオードと、入力される光信号を電気信号に変換して出力するＮ個の光受信器とを備え、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの各端子は夫々第３波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第３波長分割マルチプレクサの２番端子は夫々前記ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記第３波長分割マルチプレクサの３番端子は夫々前記光受信器に接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記第１波長分割マルチプレクサの１番端子に接続され、前記第１波長分割マルチプレクサの２番端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記第２波長分割マルチプレクサの２番端子に接続され、前記第２波長分割マルチプレクサの３番端子と前記第１波長分割マルチプレクサの３番端子とが接続されることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードを直接変調するレーザーダイオード駆動回路を更に備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、広帯域の非干渉性光を出力する非干渉性光源と、１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する光サーキュレータと、１つの共通端子及びＮ個の入／出力端子を有し、前記共通端子とＮ個の各入／出力端子との間には夫々異なる波長の光信号を伝達する１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１つの光信号入力端子及び１つの光信号出力端子を有し、前記入力端子から入力される光信号を印加される電気的な信号によって変調して前記出力端子に出力する外部変調器と、前記外部変調器を駆動し、電気的な信号が入力される外部変調器駆動装置とを備え、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの各端子は夫々ファブリー・ペローレーザーダイオードに接続され、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの共通端子は前記光サーキュレータの２番端子に接続され、前記光サーキュレータの１番端子は前記非干渉性光源に接続され、前記光サーキュレータの３番端子は前記外部変調器の入力端子に接続され、前記外部変調器は前記外部変調器駆動装置に接続されることを特徴とする。
【００３５】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記外部変調器駆動装置の入力端子に接続される光受信器を更に備え、前記光受信器は入力された光信号を電気的な信号に変換した後、再び光信号に変換して出力することを特徴とする。
【００３６】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記マルチプレクサ／デマルチプレクサの端子と前記ファブリー・ペローレーザーダイオードとの間に接続されるＮ個の偏光制御器を更に備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記光サーキュレータの３番端子と前記外部変調器との間に接続される偏光制御器を更に備えることを特徴とする。
【００３９】
本発明に係る波長分割多重方式光伝送装置は、前記ファブリー・ペローレーザーダイオードの温度を制御するレーザーダイオード温度制御装置を更に備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る装置は、２以上のキャビティモードを有するレーザーチップを備えた、光を照射する照射光源を備え、広帯域の光源からスペクトル分割された光信号が注入される前記照射光源は、注入された光信号の帯域内に前記照射光源の出力波長をロックし、前記注入された光信号の帯域幅及びレーザーチップの物理的長さは、前記照射光源のキャビティモードを移動する囲まれた環境から独立した１以上の照射光源のキャビティモードと重なるように前記注入された光信号の帯域内の波長を発生させるべく一致していることを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る装置は、前記照射光源は、ファブリー・ペローレーザーダイオードであることを特徴とする。
【００４２】
本発明に係る装置は、前記レーザーチップの物理的長さは、350 ミクロンより大きいことを特徴とする。
【００４３】
本発明に係る装置は、前記レーザーチップの物理的長さは、略400 ミクロンであり、前記キャビティモード空間は略100 GHz であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明による光源を用いた光伝送装置は光源の費用を節減できチャンネル当りの費用の削減だけでなく、出力パワーが大きいため光伝送装置及び通信網の拡張を容易にする。 
【００４５】
また、本発明による波長分割多重方式光伝送装置は、波長分割多重化された光信号を１つの光ファイバを通して同時に入力又は出力できるように構成されており、光通信に必要な光ファイバ数を半分に減らすことができる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明をその実施例を示す図面を参照して詳細に説明する。本発明による波長可変光源は、図１を参照すると、非干渉性光源(ILS: Incoherent Light Source)101 、通過帯域を可変としてある通過帯域可変フィルター(TBPF: Tunable Band-Pass Filter)102 、光サーキュレータ(OC: Optical Circulator)103 及びファブリー・ペローレーザーダイオード(FPLD: Farby-Perot Laser Diode)104 から構成される。 
【００４７】
非干渉性光源101 は、広帯域の非干渉性光を出力する。非干渉性光源101 には自然放出光(ASE: Amplified Spontaneous Emission)を出力する光ファイバ増幅器及び半導体光増幅器、発光ダイオード又は超発光ダイオードなどを用いる。
【００４８】
ファブリー・ペローレーザーダイオード104 は、非干渉性光が効率的に注入されるように内部にアイソレーター(isolator)などを備えない。 
【００４９】
非干渉性光源101 から非干渉性光が出力されると、通過帯域可変フィルター102 の通過帯域内を通過した成分が光サーキュレータ103 を経てファブリー・ペローレーザーダイオード104 に注入される。 
【００５０】
外部から非干渉性光が注入されない場合、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 は多数のモードを出力する(multi-mode output)が、外部から狭帯域の非干渉性光が注入されるとファブリー・ペローレーザーダイオード104 の発振モードのうち、外部から注入された光と波長が異なる別モードは抑制(suppression)され、外部から注入された光と波長が一致するモードでは相対的に出力が増す。従って、単一モードレーザーと類似のスペクトルを有する出力信号が、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 に接続された光サーキュレータ103 を経て出力される。
【００５１】
前記非干渉性光源101 の出力波長は、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 に注入される狭帯域の非干渉性光の波長と一致するので、通過帯域可変フィルター102 の通過帯域の中心波長を調節して可変できる。 
【００５２】
一方、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 の各モード別発振波長はファブリー・ペローレーザーダイオード104 の温度によって変わる。従って、外部から注入される非干渉性光の波長を固定した場合、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 の温度を制御することにより、外部から注入される非干渉性光の波長と一致する特定モードでは出力パワーが増すように調節する。 
【００５３】
このような特性を利用してファブリー・ペローレーザーダイオード104 の電流を調節し、前記波長可変光源の出力の隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーなどを制御する。また、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 に加えるバイアス電流を調節することにより、前記波長可変光源の出力の隣接モード抑制率、雑音特性及び出力パワーなどを制御してもよい。
【００５４】
前記波長可変光源の出力パワーは、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 に加える電流により変わる。従って、前記波長可変光源の出力を、外部変調器を利用して変調するだけでなく、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 に加える電流を変調して直接変調(direct modulation)してもよい。 
【００５５】
適切な電流をファブリー・ペローレーザーダイオード104 に加えると、前記波長可変光源から偏光して出力されるが、注入された非干渉性光のうち反射する成分は偏光されない場合もある。 
【００５６】
このような特性を利用して光サーキュレータ103 の出力端に偏光制御器と偏光器とを更に追加して、 変調された光信号の減衰率(extinction ratio)を改善する。すなわち、ファブリー・ペローレーザーダイオード104 で変調信号を加えた後、前記波長可変光源の出力パワーが最大になるように偏光制御器を調節すると前記波長可変光源の出力の減衰率(extintion ratio)も最大になる。 
【００５７】
本発明による光源では、注入される光の損失とファブリー・ペローレーザーダイオード104 から出力される光信号の損失を同時に最小源にするため光サーキュレータ103 を用いる。また、光サーキュレータ103 を低コストな光出力結合器(optical power coupler)に取り替えても同様の特性を有する光源が得られる。 
【００５８】
図２は、本発明による波長可変光源の性能を測定するための実験装置を示す構成図である。図１の非干渉性光源(広帯域光源)101 に２段エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplfier)201 が用いられ、通過帯域可変フィルター202 にはファブリー・ペローエタロンフィルター(Farby-Perot etalon filter)が利用される。２段エルビウム添加光ファイバ増幅器201 は、約30nm以上の帯域幅(1530nm - 1560nm)を有する非干渉性光である自然放出光(ASE) を出力する。 
【００５９】
ファブリー・ペローエタロンフィルターは自然放出光のうち狭帯域の非干渉性光のみを通過させることができ、3-dB帯域幅は約2.5 GHz であり、通過帯域中心波長は電圧を加えて可変できる。 
【００６０】
光サーキュレータ203 を経てファブリー・ペローレーザーダイオード204 に入力される非干渉性光のパワーは、-2dBm であり、用いられたファブリー・ペローレーザーダイオード204 のしきい値電流は10mAであり、17mAのバイアス電流が印加される。光学スペクトル分析器(OSA: Optical Spectrum Analyzer)205 では光スペクトルが測定される。
【００６１】
図３は、図２の装置を用いて測定された光スペクトルを示す図であり、図３（ａ）は自然放出光の注入がない状態で測定されたファブリー・ペローレーザーダイオード204 の出力スペクトルを示し、図３（ｂ）はファブリー・ペローレーザーダイオード204 に注入される狭帯域の非干渉性光のスペクトルを示し、図３（ｃ）は図３（ｂ）の非干渉性光を注入した前記波長可変光源の出力スペクトルを示す。
【００６２】
ファブリー・ペローレーザーダイオード204 に注入された非干渉性光の中心波長は1530nm、1545nm、1560nmであり、各波長に対して測定される隣接モード抑制率が最大になるようにファブリー・ペローレーザーダイオード204 の温度を設定した。 
【００６３】
図３（ａ）に３個のスペクトルを示す。上述したように、ファブリー・ペローレーザーダイオード204 に注入される非干渉性光の波長がそれぞれ1530nm、1545nm及び1560nmの場合に各々隣接モード抑制率が最大になるように温度を調節して、その状態で注入される非干渉性光をとり除いた後測定したファブリー・ペローレーザーダイオード204 の出力スペクトルを各々示す。
【００６４】
非干渉性光の注入後、ファブリー・ペローレーザーダイオード204 は注入される非干渉性光の波長によって特定波長を出力する。測定された隣接モード抑制率はすべて30dB以上であり、出力パワーは約0dBmである。従って、本発明による波長可変光源は、約30nm以上の波長可変領域を有する狭い線幅の波長を出力することが分かる。
【００６５】
本発明による波長可変光源に使われるファブリー・ペローレーザーダイオードは、波長が固定される過程で注入された非干渉性光の雑音強度(noise intensity)を抑制する役目を担う。 
【００６６】
すなわち、ジョー  シュン  リー(Jae-Seung Lee)著，「ＩＥＥＥ  フォトニック  テクノロジー  レターズ(IEEE Photonic Technology Letters)」, vol.1，No.1，p. 94-96，1997による"Signal-to-noise ratio measurement of a 2.5-Gb/s spectrum-sliced incoherent light channel"に提示されているようにスペクトル分割された非干渉性光は大きい雑音強度(noise intensity)を有し、これによって光受信器で大きいビート雑音(beat noise)が発生する。このようなビート雑音(beat noise)は、スペクトル分割光通信装置でビート誤率を増加させて性能を低下させる。 
【００６７】
本発明による波長可変光源は、スペクトル分割された非干渉性光源をファブリー・ペローレーザーダイオードに注入した後、ファブリー・ペローレーザーダイオードから出力されるが、注入される非干渉性光に比べて雑音強度(noise intensity)を十分低減して出力される。 
【００６８】
図４は、図２の装置を用いて別の光学フィルターにより測定された光スペクトルを示した図である。このような特性を確認するためのアイダイヤグラム測定のための実験装置の構成図を図５に示す。 
【００６９】
図５（ａ）の実験装置は、２段エルビウム添加光ファイバ増幅器501 から出力され通過帯域可変フィルター502 を通過した狭帯域の非干渉性光を外部変調器(EM : External Modulator)503 で変調した後、オシロスコープ504 を利用してアイダイヤグラム(eye diagram)を測定し、従来のスペクトル分割方式光伝送装置に該当する。 
【００７０】
図５（ｂ）の実験装置は、２段エルビウム添加光ファイバ増幅器505 から出力され通過帯域可変フィルター506 を通過した非干渉性光を光サーキュレータ507 を経てファブリー・ペローレーザーダイオード508 に注入して、 ファブリー・ペローレーザーダイオード508 を直接変調した後、オシロスコープ509 を利用してアイダイヤグラム(eye diagram)を測定し、本発明による波長可変光源に該当する。 
【００７１】
通過帯域可変フィルター502 、506 にはファブリー・ペローエタロンフィルター(Farby-Perot etalon filter)が用いられ、ファブリー・ペローエタロンフィルターの帯域幅は略2.5 GHz である。 
【００７２】
図５（ａ）及び（ｂ）の実験装置は変調速度が622 Mb/sであり、外部変調器503 やファブリー・ペローレーザーダイオード508 に加える擬似ランダム２進法シーケンス(PRBS)の長さは231-1である。 
【００７３】
図６（ａ）及び（ｂ）は、図５（ａ）及び（ｂ）の実験装置を用いて測定された夫々のアイダイヤグラム(eye diagram)である。図６（ａ）及び（ｂ）のアイダイヤグラムを参照すると、本発明による波長可変光源を利用すると非干渉性光の雑音強度を抑制することがわかる。 
【００７４】
上述したように、本発明による波長可変光源は波長分割多重方式光伝送装置に多様に利用される。 
【００７５】
図７は、本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第１実施例を示す図であり、１つの光ファイバを通じて波長分割多重化されたＮ個の第１グループ光信号(λ1 、λ3 、…、λ2N-1)を出力し、前記光ファイバを通じて入力される波長分割多重化されたＮ個の第２グループ光信号(λ2、λ4 、…、λ2N)を受信する。 
【００７６】
図７を参照すると、本発明による波長分割多重方式光伝送装置はＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701n、Ｎ個のレーザーダイオード駆動回路702a、702b、…、702n、Ｎ個のレーザーダイオード温度制御装置703a、703b、…、703n、Ｎ個の光受信器704a、704b、…、704n、１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 、１つのマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置706 、２つの第１及び第２波長交代結合器(Interleaver)707 、708 、１つの光サーキュレータ709 と１つの非干渉性光源710 から構成される。 
【００７７】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 は、共通端子に入力された波長分割多重化された光信号を各波長別に分離して２Ｎ個の入／出力端子に夫々出力する、又は２Ｎ個の入／出力端子に夫々入力された波長を他の光信号に波長分割多重化して共通端子に出力する。 
【００７８】
第１グループ光信号(λ1、λ3 、…、λ2N-1)及び第２グループ光信号(λ2 、λ4、…、λ2N)の波長は、互いに異なる波長帯域に設定される。第１グループの光信号(λ1、λ3、…、λ2N-1)は、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の共通端子と奇数番の端子(１、３、…、２Ｎ−１)との間を伝達され、第２グループ光信号(λ2 、λ4 、…、λ2N)は、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の共通端子と偶数番の端子(２、４、…、２Ｎ)との間を伝達される。 
【００７９】
非干渉性光源710 は、広帯域の非干渉性光を出力する。光サーキュレータ709 は、１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する。
【００８０】
第１及び第２波長交代結合器707 、708 の１番端子と２番端子との間では第１グループ光信号(λ1、λ3 、…、λ2N-1)を伝達して第２グループ光信号(λ2 、λ4 、…、λ2N)を遮断し、１番端子と３番端子との間では、第２グループ光信号(λ2、λ4 、…、λ2N)を伝達して第１グループ光信号(λ1 、λ3 、…、λ2N-1)を遮断する。 
【００８１】
上述した構成の光伝送装置700 は以下の通り接続される。2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の奇数番の端子は夫々ファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701nに接続され、偶数番の端子は夫々光受信器704a、704b、…、704nに接続される。
【００８２】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の共通端子は第１波長交代結合器707 の１番端子に接続され、第１波長交代結合器707 の２番端子は光サーキュレータ709 の２番端子に接続され、光サーキュレータ709 の１番端子は非干渉性光源710 に、３番端子は第２波長交代結合器708 の２番端子に接続される。 
【００８３】
第１波長交代結合器707 の３番端子と第２波長交代結合器708 の３番端子とが接続され、第２波長交代結合器708 の１番端子は光伝送装置700 の出力端子になる。 
【００８４】
光伝送装置700 は以下の通り動作する。まず非干渉性光源710 が広帯域の非干渉性光を生成して出力し、光サーキュレータ709 の１番端子に入力され２番端子を経て第１波長交代結合器707 の２番端子に入力される。第１波長交代結合器707 は、入力された広帯域の非干渉性光の中から一部を１番端子に出力する。第１波長交代結合器707 の１番端子から、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の共通端子に入力された後、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の奇数番の端子に夫々出力される。
【００８５】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の奇数番の端子から、ファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701nに入力され、ファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701nは入力された非干渉性光の波長と一致する第１グループ光信号(λ1、λ3 、…、λ2N-1)を出力し、第１グループ光信号(λ1 、λ3 、…、λ2N-1)は2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 で多重化された後第１波長交代結合器707 の１番端子に入力される。 
【００８６】
多重化され、第１波長交代結合器707 に入力された第１グループ光信号(λ1、λ3 、…、λ2N-1)は、２番端子に出力された後光サーキュレータ709 の２番端子と３番端子とを経て第２波長交代結合器708 の２番端子に入力され第２波長交代結合器708 の１番端子に出力される。 
【００８７】
また、第２波長交代結合器708 の１番端子に入力された第２グループ光信号(λ2、λ4 、…、λ2N)は３番端子に出力され、また第１波長交代結合器707 の３番端子に入力され１番端子に出力された後、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の共通端子に入力される。共通端子に入力された第２グループ光信号(λ2 、λ4 、…、λ2N)は2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の偶数番の端子に出力された後、偶数番の端子に夫々接続された光受信器704a、704b、…、704nに受信される。 
【００８８】
光伝送装置700 は、各ファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701nで変調された光信号を生成するＮ個のレーザーダイオード駆動回路702a、702b、…、702nと各ファブリー・ペローレーザーダイオード701a、701b、…、701nの温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置703a、703b、…、703n 及び2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ705 の温度を制御する１つの温度制御装置706 を更に備える。
【００８９】
図８は本発明による光源を利用した波長分割多重方式光伝送装置の第２実施例を示す図であり、１つの光ファイバを通じて波長分割多重化されたＮ個の第３グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN )を出力して前記光ファイバを通じて入力される波長分割多重化されたＮ個の第４グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)を受信する。 
【００９０】
図８を参照すると、本発明による波長分割多重方式光伝送装置はＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801n、各ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nで変調された光信号を生成するＮ個のレーザーダイオード駆動回路802a、802b、…、802n、各ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nの温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置803a、803b、…、803n、Ｎ個の光受信器804a、804b、…、804n、１つの2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置806 、２つの第１及び第２波長分割マルチプレクサ807 、808 、１つの光サーキュレータ809 と１つの非干渉性光源810 から構成される。 
【００９１】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 は、共通端子に入力された波長分割多重化された光信号を各波長別に分離して２Ｎ個の入／出力端子に夫々出力する、又は２Ｎ個の入／出力端子に夫々入力された波長を他の光信号に波長分割多重化して共通端子に出力する。
【００９２】
第３グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )及び第４グループ光信号(λN+1 、λN+2 、…、λ2N)の波長は互いに異なる波長帯域に設定され、第３グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )は2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の共通端子及び１〜Ｎ番の端子間で伝達され、第４グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)は2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の共通端子及びＮ＋１〜２Ｎ番の端子間で伝達される。 
【００９３】
非干渉性光源810 は、広帯域の非干渉性光を出力する。光サーキュレータ809 は１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する。 
【００９４】
第１及び第２波長分割マルチプレクサ807 、808 の１番端子及び２番端子間では第３グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN )を伝達して第４グループ光信号(λN+1、λN+2 、 …、λ2N)を遮断し、１番端子及び３番端子間では第４グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)を伝達して第３グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN)を遮断する。 
【００９５】
上述した構成を有する光伝送装置800 は以下の通り接続される。2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の１〜Ｎ番の端子は夫々ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nに接続され、Ｎ＋１〜２Ｎ番の端子は夫々光受信器804a、804b、…、804nに接続される。 
【００９６】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の共通端子は第１波長分割マルチプレクサ807 の１番端子に接続され、第１波長分割マルチプレクサ807 の２番端子は光サーキュレータ809 の２番端子に接続され、光サーキュレータ809 の１番端子は非干渉性光源810 に、３番端子は第２波長分割マルチプレクサ808 の２番端子に夫々接続される。 
【００９７】
第１波長分割マルチプレクサ807 の３番端子と第２波長分割マルチプレクサ808 の３番端子とが接続され、第２波長分割マルチプレクサ808 の１番端子は光伝送装置800 の出力端子になる。 
【００９８】
光伝送装置800 は以下の通り動作する。まず非干渉性光源810 の出力は光サーキュレータ809 の１番端子に入力され２番端子を経て第１波長分割マルチプレクサ807 の２番端子に入力される。第１波長分割マルチプレクサ807 は、入力された広帯域の非干渉性光の一部を１番端子に出力する。第１波長分割マルチプレクサ807 から2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の共通端子に入力された後、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の１〜Ｎ番の端子に夫々出力される。 
【００９９】
2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 からファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nに入力され、ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nは入力された非干渉性光の波長と一致する第３グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )を出力し、第３グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN)は2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 で多重化された後第１波長分割マルチプレクサ807 の１番端子に入力される。 
【０１００】
第１波長分割マルチプレクサ807 に入力された第３グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )は、２番端子に出力された後光サーキュレータ809 の２番端子と３番端子とを経て第２波長分割マルチプレクサ808 の２番端子に入力され第２波長分割マルチプレクサ808 の１番端子に出力される。 
【０１０１】
また、第２波長分割マルチプレクサ808 の１番端子に入力された第４グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)は３番端子に出力され、再び第１波長分割マルチプレクサ807 の３番端子に入力され１番端子に出力された後、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の共通端子に入力される。共通端子に入力された信号は、2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 のＮ＋１〜２Ｎ番の端子に出力された後これらの端子に夫々接続された光受信器804a、804b、…、804nで受信される。 
【０１０２】
光伝送装置800 は、各ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nで変調された光信号を生成するＮ個のレーザーダイオード駆動回路802a、802b、…、802nと各ファブリー・ペローレーザーダイオード801a、801b、…、801nの温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置803a、803b、…、803n及び2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ805 の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置806 を更に備える。
【０１０３】
図９は本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第３実施例を示した図であり、１つの光ファイバを通じて波長分割多重化されたＮ個の第５グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN )を出力し、光ファイバを通じて入力される波長分割多重化されたＮ個の第６グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)を受信する。 
【０１０４】
図９を参照すると、本発明による波長分割多重方式光伝送装置はＮ個のファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901n、各ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nで変調された光信号を生成するＮ個のレーザーダイオード駆動回路902a、902b、…、902n、各ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nの温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置903a、903b、…、903n、Ｎ個の光受信器904a、904b、…、904n、１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置906 、１つの第１波長分割マルチプレクサ907 、１つの第２波長分割マルチプレクサ908 、Ｎ個の第３波長分割マルチプレクサ909a、…、909b、909n、１つの光サーキュレータ910 と１つの非干渉性光源911 から構成される。 
【０１０５】
Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 は、共通端子に入力された波長分割多重化された光信号を各波長に分離してＮ個の入／出力端子に夫々出力する、又はＮ個の入／出力端子に夫々入力された波長から他の光信号に波長分割多重化して共通端子に出力する。共通端子と各入／出力端子との間の信号伝達は独立スペクトル領域の整数倍である波長間隔を置いて繰り返される特性を有する。 
【０１０６】
第５グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )及び第６グループ光信号(λN+1 、λN+2 、…、λ2N)の波長は互いに異なる波長帯域に設定され、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の共通端子及び１〜Ｎ番の端子間を夫々伝達されるが、第５グループ光信号(λ1 、λ2、…、λN )及び第６グループ光信号(λN+1 、λN+2 、…、λ2N)の波長は夫々Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の独立スペクトル領域の整数倍の波長間隔を有する。
【０１０７】
非干渉性光源911 は広帯域の非干渉性光を出力する。光サーキュレータ911 は１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する。
【０１０８】
第１、第２及び第３波長分割マルチプレクサ907 、908 、909a、909b、…、909nの１番端子及び２番端子間では第５グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN)を伝達して第６グループ光信号(λN+1 、λN+2 、…、λ2N)を遮断し、１番端子及び３番端子間では第６グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)を伝達して第５グループ光信号(λ1、λ2、…、λN)を遮断する。
【０１０９】
上述された構成である光伝送装置900 は以下の通り接続される。Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 のＮ個の端子は夫々第３波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909nに接続され、第３波長分割マルチプレクサ909a、…、909b、909nの２番端子はファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nに接続され、３番端子は夫々光受信器904a、904b、…、904nに接続される。 
【０１１０】
Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の共通端子は第１波長分割マルチプレクサ907 の１番端子に接続され、第１波長分割マルチプレクサ907 の２番端子は光サーキュレータ910 の２番端子に接続され、光サーキュレータ910 の１番端子は非干渉性光源911 に接続され、３番端子は第２波長分割マルチプレクサ908 の２番端子に接続される。第１波長分割マルチプレクサ907 の３番端子と第２波長分割マルチプレクサ908 の３番端子とが接続され、第２波長分割マルチプレクサ908 の１番端子は光伝送装置900 の出力端子になる。
【０１１１】
光伝送装置900 は以下の通り動作する。まず非干渉性光源911 から光サーキュレータ910 の１番端子に入力され２番端子を経て第１波長分割マルチプレクサ907 の２番端子に入力される。第１波長分割マルチプレクサ907 は入力された非干渉性光源911 の出力の一部を１番端子に出力する。第１波長分割マルチプレクサ907 からNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の共通端子に入力された後、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 のＮ個の端子に夫々出力される。
【０１１２】
Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 から波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909nの１番端子に入力され２番端子に出力された後、ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nに入力される。各ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nは入力される非干渉性光の波長と一致する第５グループ光信号(λ1、λ2 、…、λN )を出力し、第５グループ光信号(λ1 、λ2 、…、λN)は、各波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909nを経て再びNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 で波長分割多重化された後、第１波長分割マルチプレクサ907 の１番端子に入力される。第１波長分割マルチプレクサ907 に入力された第５グループ光信号(λ1 、λ2 、…、 λN)は２番端子に出力された後、光サーキュレータ910 の２番端子と３番端子とを経て第２波長分割マルチプレクサ908 の２番端子に入力され第２波長分割マルチプレクサ908 の１番端子に出力される。
【０１１３】
また第２波長分割マルチプレクサ908 の１番端子に入力された第６グループ光信号(λN+1、λN+2 、…、λ2N)は、３番端子に出力され再び第１波長分割マルチプレクサ907 の３番端子に入力され、１番端子に出力された後Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の共通端子に入力される。共通端子に入力された第６グループ光信号(λN+1 、λN+2、…、λ2N)はNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 のＮ個の端子に夫々出力された後、第３波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909nの１番端子に入力される。
【０１１４】
第３波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909n に入力された第６グループ光信号(λN+1 、λN+2 、…、λ2N)は、第３波長分割マルチプレクサ909a、909b、…、909nの３番端子に出力された後光受信器904a、904b、…、904nで受信される。
【０１１５】
光伝送装置900 は、各ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nで変調された光信号を生成するＮ個のレーザーダイオード駆動回路902a、902b、…、902nと各ファブリー・ペローレーザーダイオード901a、901b、…、901nの温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置903a、903b、…、903n及びNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ905 の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置906 を更に備える。
【０１１６】
図10は、本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第４実施例を示す図である。図10を参照すると、本発明による波長分割多重方式光伝送装置は、Ｎ個のファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n 、各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n の温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置1002a 、1002b 、…、1002n 、１つのNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置1004、１つの光サーキュレータ1005、１つの非干渉性光源1006、１つの外部変調器1007と１つの外部変調器駆動回路1008とから構成される。 
【０１１７】
Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003は、共通端子に入力された波長分割多重化された光信号を各波長に分離してＮ個の入／出力端子に夫々出力する、又はＮ個の入／出力端子に夫々入力された波長から他の光信号を波長分割多重化して共通端子に出力する。
【０１１８】
非干渉性光源1006は広帯域の非干渉性光を出力する。光サーキュレータ1005は１番端子に入力された光信号を２番端子に出力し、２番端子に入力された光信号を３番端子に出力する。外部変調器1007は電気的な信号を光信号に変調する。 
【０１１９】
上述した構成の光伝送装置1000は以下の通り接続される。Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003のＮ個の端子には夫々ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n が接続され、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003の共通端子は光サーキュレータ1005の２番端子に接続される。 
【０１２０】
光サーキュレータ1005の１番端子は非干渉性光源1006に接続され、光サーキュレータ1005の３番端子は外部変調器1007に接続される。外部変調器1007はこれを駆動するための外部変調器駆動回路1008に接続され、電気的な信号は外部変調器駆動回路1008から入力され、変調された光信号は外部変調器1007を通して出力される。
【０１２１】
光伝送装置1000は以下の通り動作する。まず非干渉性光源1006の出力は光サーキュレータ1005の１番端子に入力され２番端子を経てNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003の共通端子に入力された後、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003のＮ個の端子に夫々出力される。Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003からファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n に入力され、各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n は入力された非干渉性光と波長とが一致する光信号を出力する。
【０１２２】
ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n から出力され、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003で多重化された後、光サーキュレータ1005を経て外部変調器1007に入力され、外部変調器1007は入力された電気的な信号を光信号に変調して出力する。
【０１２３】
光伝送装置1000は、各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n に印可される電流を制御することにより１つ又は２つ以上の任意の波長を有する光信号を、外部変調器1007を通して出力するように制御する。
【０１２４】
本発明による光伝送装置1000に備える外部変調器1007は、電界吸収変調器又はLiNbO3を利用したマッハ−ジェンダー干渉計変調器のいずれかを用いる。
【０１２５】
また、光伝送装置1000で各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n の温度を制御するＮ個のレーザーダイオード温度制御装置1002a 、1002b 、…、1002n 及びNx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003の温度を制御するマルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置1004を更に備える。
【０１２６】
図11は本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第５実施例を示した図であり、図10の光伝送装置1000に１つの偏光制御器1009又はＮ個の偏光制御器1010a 、1010b 、…、1010n を更に備えた構成である。なお、他の部分の構成は、図10と同様であり、対応する構成部材に図10と同一の参照符号を付してその説明を省略する。本発明による光伝送装置1100に用いられる外部変調器1007の特性が偏光により異なる場合、Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ1003の各入／出力端子と各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n との間にＮ個の偏光制御器1010a 、1010b 、…、1010n を接続するか、又は外部変調器1007と光サーキュレータ1005の３番端子との間に１つの偏光制御器1009を接続する。 
【０１２７】
図12は本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第６実施例を示した図であり、図10の光伝送装置1000に光受信器1011を更に備えた構成である。なお、他の部分の構成は、図10と同様であり、対応する構成部材に図10と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１２８】
上述したような構成である、本発明による光伝送装置1200に備えられた光受信器1011は、外部から入力される光信号を電気信号に変換する。１つの光受信器1011を更に備えることにより、外部から特定波長の光信号が入力される場合、光信号を電気的な信号に変換し、再び等しい波長の光信号、１つ又は２つ以上の他の波長の光信号に再生又は波長変換できる。この時、外部変調器1007を通して出力される光信号の波長は各ファブリー・ペローレーザーダイオード1001a 、1001b 、…、1001n に印加される電流を制御して可変できる。
【０１２９】
図13は本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第７実施例を示した図であり、図10の光伝送装置1000に１つの偏光制御器1009又はＮ個の偏光制御器1010a 、1010b 、…、1010n 及び光受信器1011を更に備えた構成である。なお、他の部分の構成は、図10と同様であり、対応する構成部材に図10と同一の参照符号を付してその説明を省略する。本発明による光伝送装置1300に備えられた１つの偏光制御器1009又はＮ個の偏光制御器1010a 、1010b 、…、1010n 及び光受信器1011は、図11及び図12と同一の参照符号を付してその構成及び作用の説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明による波長可変光源の構成図である。
【図２】本発明による波長可変光源の性能を測定するための実験装置の構成図である。
【図３】図２の装置を用いて測定された光スペクトルを示す図である。
【図４】図２の装置を用いて別の光学フィルターにより測定された光スペクトルを示す図である。
【図５】アイダイヤグラム(eye diagram)測定のための実験装置の構成図である。
【図６】図５の実験装置を用いて測定された各アイダイヤグラムである。
【図７】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第１実施例を示す図である。
【図８】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第２実施例を示す図である。
【図９】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第３実施例を示す図である。
【図１０】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第４実施例を示す図である。
【図１１】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第５実施例を示す図である。
【図１２】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第６実施例を示す図である。
【図１３】本発明による光源を用いた波長分割多重方式光伝送装置の第７実施例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３１】
101,710,810,911,1006  非干渉性光源
102,202,502,506   通過帯域可変フィルター
103,203,507,709,809,910,1005  光サーキュレータ
104,204,508,701a-701n,801a-801n,901a-901n,1010a-1010n   ファブリー・ペローレーザーダイオード
700,800,900,1000,1100   光伝送装置
702a-702n,802a-802n,902a-902n   レーザーダイオード駆動回路
703a-703n,803a-803n,903a-903n,1002a-1002n   レーザーダイオード温度制御装置
704a-704n,804a-804n,904a-904n,1011  光受信器
705,805   2Nx1マルチプレクサ／デマルチプレクサ
706,806,906,1004  マルチプレクサ／デマルチプレクサ温度制御装置
707   第１波長交代結合器
708   第２波長交代結合器
807,907   第１波長分割マルチプレクサ
808,908   第２波長分割マルチプレクサ
905,1003  Nx1 マルチプレクサ／デマルチプレクサ
909a-909n   第３波長分割マルチプレクサ
1007  外部変調器
1008  外部変調器駆動回路
1009,1010a-1010n  偏光制御器
【図１】
2006339993.tif 000003
【図２】
2006339993.tif 000004
【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】
2006339993.tif 000009
【図８】
2006339993.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006339993.tif 000012
【図１１】
2006339993.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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