(57)【要約】【課題】安定で強度雑音の小さい位相同期信号を出力する、光位相同期光源を提供する。【解決手段】単一周波数発振するレーザ共振器と半導体光増幅器と光サーキュレータが光導波路で接続され、前記光サーキュレータより入射された光基準信号が前記レーザ共振器に注入され、前記レーザ共振器の発振光信号を前記光基準信号に注入同期する注入同期光源において、前記光基準信号を前記半導体光増幅器において光増幅し、前記光基準信号の出力強度を飽和させることで前記光基準信号の強度雑音を抑制し、強度雑音が抑制された前記光基準信号を前記レーザ共振器に注入することで、安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力することを特徴とする光位相同期光源とした。【選択図】図３
2018032821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一周波数発振するレーザ共振器と半導体光増幅器と光サーキュレータとが光導波路で接続され、外部より入力された光基準信号が前記光サーキュレータを経由して前記レーザ共振器に注入され、前記レーザ共振器の発振光信号を前記光基準信号に同期する注入同期光源において、
前記半導体光増幅器において前記光基準信号を光増幅し、前記光基準信号の出力強度を飽和させることで前記光基準信号の強度雑音を抑制し、強度雑音が抑制された光基準信号をレーザ共振器に注入することで、安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力する
ことを特徴とする光位相同期光源。
【請求項２】
前記レーザ共振器と前記半導体光増幅器が第１の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータは第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有し、第１の光入出力ポートへ入射された光信号が第２の光入出力ポートへ出力され、第２の光入出力ポートへ入射された光信号が第３の光入出力ポートへ出力される光サーキュレータであって、
前記光サーキュレータの前記第２の光入出力ポートと前記半導体光増幅器とが第２の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータの第１の光入出力ポートより入射された光基準信号が、前記第２の光入出力ポートから前記第２の光導波路経由で前記半導体光増幅器において光増幅されて前記レーザ共振器に注入される
ことを特徴とする請求項１記載の光位相同期光源。
【請求項３】
前記光サーキュレータは第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有し、第１の光入出力ポートへ入射された光信号が第２の光入出力ポートへ出力され、第２の光入出力ポートへ入射された光信号が第３の光入出力ポートへ出力される光サーキュレータであって、
前記光サーキュレータの前記第２の光入出力ポートと前記レーザ共振器とが第１の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータの前記第１の光入出力ポートと前記半導体光増幅器の出力とが第２の光導波路で接続され、
前記半導体光増幅器の入力には第３の光導波路が接続され、
前記第３の光導波路より入力された前記光基準信号が前記半導体光増幅器において光増幅され、前記第２の光導波路から前記光サーキュレータの第１の光入出力ポート、第２の光入出力ポート、前記第１の光導波路を経由して前記レーザ共振器に注入される
ことを特徴とする請求項１記載の光位相同期光源。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、前記レーザ共振器として半導体レーザを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、前記レーザ共振器としてファイバレーザを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つに光ファイバを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つに偏波保持光ファイバを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つにレンズを用いた空間結合回路を用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定で強度雑音の小さい位相同期光信号を出力する、光位相同期光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドサービスの普及・多様化に伴い、基幹ネットワークでは高速・大容量光通信の需要が高まっている。このような需要に応えるため、最近の光通信では多値変調を用いたディジタルコヒーレント光伝送に関する研究が急速に進展している。様々な多値変調方式の中でも特に直交振幅変調(QAM: Quadrature Amplitude Modulation)は最も多値度の高い変調が可能であり、理論的な通信容量の上限であるシャノン限界に最も近い高効率な変調方式として大変注目されている。
【０００３】
QAMを用いたコヒーレント光伝送では、通常、受信側にコヒーレント検波用のレーザ光源（局発レーザ）が設けられるが、光の振幅のみならず位相にも同時に情報を乗せるため、光受信部においては伝送されてきた多値データ信号光と局発レーザ光の間の、高精度な光位相同期技術が非常に重要な役割を果たす。
【０００４】
これまで、光位相同期技術として大きく２つの方式によって研究が進められてきている。一つはデジタル方式ともいえる方式であって、デジタル信号処理(DSP: Digital Signal Processing)回路によって光キャリヤの位相雑音を誤差として推定し除去する、キャリヤ位相推定法である。このデジタル方式を用いて、伝送容量100 Tbit/sを越えるWDM-64 QAMコヒーレント光伝送が報告されている（下記非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながらこのデジタル方式では、データ信号の変調速度や多値度が増大すると、光キャリヤ位相推定等に伴うDSPでの計算量が増大し、さらには位相推定の精度も十分ではなくなり、多値データ信号の復調性能が劣化してしまう欠点がある。
【０００６】
上記のデジタル方式に対して、もう一方の従来方式はアナログ方式であり、光PLL回路、光注入同期回路が例に挙げられる。このアナログ方式では変調信号の速度及び多値度の違いによって構成を変更する必要がなく、どのようなフォーマットにも柔軟に対応できるといった利点を有する。
【０００７】
特に光注入同期回路は、位相基準となる光信号（光位相基準信号、光基準信号）を局発レーザに注入するだけで高精度な光位相同期を実現でき、非常に簡便な構成で受信回路を構成できるため、近年非常に注目されている方式である。本方式を用いて、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-16 QAM伝送（下記非特許文献２参照）や単一チャネル-64 QAM伝送（下記非特許文献３参照）が報告されている。
【０００８】
光注入同期によって同期されるデータ信号と局発信号とのビート信号の位相雑音の分散値は、一般に送信光源の線幅に比例し、局発レーザのロッキングレンジに反比例する関係にある。ここでロッキングレンジとは、注入同期が起こる局発レーザと光基準信号の最大離調周波数のことであり、局発レーザの周波数引き込み範囲を指す。このロッキングレンジは、局発レーザのレーザ共振器のQ値に反比例する関係がある。
【０００９】
したがって、位相雑音の小さい光位相同期を実現するためには、線幅の狭い送信光源とQ値の小さい、つまり線幅の広い局発レーザを用いることが有利である。次に、これまで注入同期に用いられてきた局発レーザの一例を示す。
【００１０】
図１は、下記非特許文献２に記載のコヒーレント光伝送に用いられている、注入同期用半導体レーザの構造を示した断面図である（下記非特許文献４参照）。
【００１１】
本光源は、切欠き構造を有するリッジ導波路１が設けられ、多重量子井戸構造の活性層２を有する半導体３と、電極４及び５、レンズ６、光ファイバ７から構成されるリッジ導波路型半導体レーザである。本光源ではレーザ出力を素子の片方の端面よりレンズ６、光ファイバ７を介して取り出している。非特許文献２においては光注入同期を行うために、光基準信号を光ファイバ７、レンズ６を介して半導体３へ注入している。
【００１２】
図２は、下記非特許文献３に記載のコヒーレント光伝送に用いられている、注入同期用半導体レーザの構造を示した図である（下記非特許文献５参照）。
【００１３】
本光源は、片方の端面がHR(High Reflection)コーティング、もう一方がAR(Anti-Reflection)コーティングされた半導体光増幅器８と、ブラッグ反射ミラー９が光導波路１０に書き込まれ、両端面がARコーティングされた平面光導波路１１からなる外部共振器半導体レーザである。レーザ出力は平面光導波路１１の片方の端面からレンズ１２、光ファイバ１３を介して外部に取り出される。非特許文献３においては光注入同期を行うために、光ファイバ１３、レンズ１２を介して光基準信号を外部共振器半導体レーザへ注入している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】A. Sano, T. Kobayashi, A. Matsuura, S. Yamamoto, S. Yamanaka, E. Yoshida, Y. Miyamoto, M. Matsui, M. Mizoguchi, and T. Mizuno, “100×120-Gb/s PDM 64-QAM transmission over 160 km using linewidth-tolerant pilotless digital coherent detection”, ECOC2010, PD2.4, 2010.
【非特許文献２】Z. Liu, D. S. J. Y. Kim, D. S. Wu, D. J. Richardson, and R. Slavik, “Homodyne OFDM with optical injection locking for carrier recovery,” J. Lightwave Technol., vol. 33, no. 1, pp. 34-41, 2015.
【非特許文献３】Y. Wang, K. Kasai, M. Yoshida, and M. Nakazawa, “120 Gbit/s injection-locked homodyne coherent transmission of polarization-multiplexed 64 QAM signals over 150 km,” Opt. Express vol. 22, no. 25, pp. 31310-31316, 2014.
【非特許文献４】R. Phelan, B. Kelly, J. O'Carroll, C. Herbert, A. Duke, and J. O'Gorman, “- 40℃ < T < 95℃ mode-hop free operation of an uncooled AlGaInAs-MQW discrete-mode laser diode with emission at λ = 1.3 μm,” Electron. Lett. vol. 45, no. 1, pp. 43-45, 2009.
【非特許文献５】M. Alalusi, P. Brasil, S. Lee, P. Mols, L. Stolpner, A. Mehnert, and S. Li, “Low noise planar external cavity laser for interferometric fiber optic sensors,” in Proc. of SPIE Vol.7316, 73160X-1, 2009.
【非特許文献６】K. Sato and H. Toba, “Reduction of mode partition noise by using semiconductor optical amplifiers”, IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., vol. 7, no.2, pp. 328-333, 2001.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら従来の注入同期光源では、注入する光基準信号に意図せぬ強度雑音が重畳されていた場合、同期後の注入同期光源の出力にもこの強度雑音が付加されてしまい、位相同期特性を劣化させてしまう問題がある。また、重畳されている強度雑音が大きい場合には、注入同期動作が不安定となってしまう問題も生じる。
【００１６】
レーザ光の強度雑音を抑制する方法として、半導体光増幅器を利得飽和状態で動作させ、本素子に入射する光信号の強度雑音を抑制する方法が提案されている（前記非特許文献６参照）。これは半導体光増幅器を光のリミッティングアンプとして用いる方式であり、光フィルタでは除去することができないような、信号の極近傍に重畳された強度雑音を簡便な構成で抑制することが可能である。しかしながら、これまで本方式を注入同期光源に応用した例は無かった。
【００１７】
本発明は上記の問題を解決するためのものであり、光注入同期を用いた超多値コヒーレント光伝送用の局発光源として、安定で強度雑音の小さい位相同期信号を出力する光位相同期光源を新たに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、このような目的を達成するために、以下のような構成を備えることを特徴とする。
【００１９】
（発明の構成１）
単一周波数発振するレーザ共振器と半導体光増幅器と光サーキュレータとが光導波路で接続され、外部より入力された光基準信号が前記光サーキュレータを経由して前記レーザ共振器に注入され、前記レーザ共振器の発振光信号を前記光基準信号に同期する注入同期光源において、
前記半導体光増幅器において前記光基準信号を光増幅し、前記光基準信号の出力強度を飽和させることで前記光基準信号の強度雑音を抑制し、強度雑音が抑制された光基準信号をレーザ共振器に注入することで、安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力する
ことを特徴とする光位相同期光源。
【００２０】
（発明の構成２）
前記レーザ共振器と前記半導体光増幅器が第１の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータは第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有し、第１の光入出力ポートへ入射された光信号が第２の光入出力ポートへ出力され、第２の光入出力ポートへ入射された光信号が第３の光入出力ポートへ出力される光サーキュレータであって、
前記光サーキュレータの前記第２の光入出力ポートと前記半導体光増幅器とが第２の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータの第１の光入出力ポートより入射された光基準信号が、前記第２の光入出力ポートから前記第２の光導波路経由で前記半導体光増幅器において光増幅されて前記レーザ共振器に注入される
ことを特徴とする発明の構成１記載の光位相同期光源。
【００２１】
（発明の構成３）
前記光サーキュレータは第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有し、第１の光入出力ポートへ入射された光信号が第２の光入出力ポートへ出力され、第２の光入出力ポートへ入射された光信号が第３の光入出力ポートへ出力される光サーキュレータであって、
前記光サーキュレータの前記第２の光入出力ポートと前記レーザ共振器とが第１の光導波路で接続され、
前記光サーキュレータの前記第１の光入出力ポートと前記半導体光増幅器の出力とが第２の光導波路で接続され、
前記半導体光増幅器の入力には第３の光導波路が接続され、
前記第３の光導波路より入力された前記光基準信号が前記半導体光増幅器において光増幅され、前記第２の光導波路から前記光サーキュレータの第１の光入出力ポート、第２の光入出力ポート、前記第１の光導波路を経由して前記レーザ共振器に注入される
ことを特徴とする発明の構成１記載の光位相同期光源。
【００２２】
（発明の構成４）
発明の構成１ないし３のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、前記レーザ共振器として半導体レーザを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【００２３】
（発明の構成５）
発明の構成１ないし３のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、前記レーザ共振器としてファイバレーザを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【００２４】
（発明の構成６）
発明の構成１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つに光ファイバを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【００２５】
（発明の構成７）
発明の構成１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つに偏波保持光ファイバを用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【００２６】
（発明の構成８）
発明の構成１ないし５のいずれか１項に記載の光位相同期光源において、
前記光導波路の少なくとも一つにレンズを用いた空間結合回路を用いる
ことを特徴とする光位相同期光源。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、従来よりも安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力する光位相同期光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のリッジ導波路型半導体レーザの構造を示す図である。
【図２】従来の外部共振器半導体レーザの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る注入同期光源の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る注入同期光源の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る注入同期光源の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例４に係る注入同期光源の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明においては、単一周波数発振するレーザ共振器と、半導体光増幅器と、光サーキュレータとが光導波路で接続されており、外部より入力された光基準信号が光サーキュレータを経由してレーザ共振器に注入され、レーザ共振器の発振光信号を光基準信号に同期する注入同期光源において、半導体光増幅器において光基準信号を光増幅し、光基準信号の出力強度を飽和させることで光基準信号の強度雑音を抑制し、強度雑音が抑制された光基準信号をレーザ共振器に注入することで、安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力することを特徴とする。
【００３０】
レーザ共振器に注入される光基準信号を飽和増幅する半導体光増幅器を、光サーキュレータの出力側（レーザ共振器との間）に設けるか、入力側に設けるかで、以下のように大きく２種類の実施形態（実施例１，２と実施例３，４）が可能である。
【００３１】
以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
（実施例１）
図３に、本発明の実施例１に係る光注入同期光源の構造を示す。
【００３３】
本実施例１の光源は、単一周波数発振するDFB半導体レーザ１４、光導波路１５、半導体光増幅器１６、第１レンズ１７、第２レンズ１８、光ファイバ１９、第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有する光ファイバ型サーキュレータ２０より構成される。
【００３４】
なお、本光ファイバ型サーキュレータ２０は、第１の光入出力ポートへ入射された光信号を第２の光入出力ポートへ出力し、第２の光入出力ポートへ入射された光信号を第３の光入出力ポートへ出力する、方向性の光結合素子である。
【００３５】
DFB半導体レーザ１４からのレーザ出力光は光導波路１５を介し利得飽和状態で動作している半導体光増幅器１６へ入射され、所望の光強度に増幅される。増幅されたレーザ出力光は第１レンズ１７、第２レンズ１８を介して光ファイバ１９へ結合される。光ファイバ１９の出力は、光ファイバ型サーキュレータ２０の第２ポートから第３ポートへ廻り外部へ取り出される。
【００３６】
光基準信号は、光ファイバ型サーキュレータ２０の第１ポートより入力されて第２ポートへ廻り、光ファイバ１９、第２レンズ１８、第１レンズ１７を介して、利得飽和状態で動作している半導体光増幅器１６へ入射される。半導体光増幅器１６のリミッティングアンプ動作によって強度雑音が抑制された光基準信号を、DFB半導体レーザ１４へ注入同期する。
【００３７】
これにより、DFB半導体レーザ１４は強度雑音の影響を受けることなく、安定に注入同期動作を行うことができる。また、注入同期したDFB半導体レーザ１４より出力されるレーザ光には、光基準信号に重畳されていた強度雑音は重畳されない。
【００３８】
さらに本構成では、注入同期したDFB半導体レーザの出力光が再度利得飽和した半導体光増幅器を通るため、DFB半導体レーザ自身が有している強度雑音、例えば電流ドライバの電源または電子回路から発生する雑音に起因する電流値の揺らぎによって生じる強度雑音も抑制できるといったメリットがある。
【００３９】
ここで、光導波路１５としては光ファイバを用いてもよい。また光ファイバとしては、伝送する光信号の偏波面を保持可能な偏波保持光ファイバを用いても良い。偏波保持光ファイバを用いることで一定の偏波状態で光基準信号をDFB半導体レーザ１４に注入出来るため、偏波状態の変化に伴う光注入同期の不安定動作を回避することが可能である。
【００４０】
（実施例２）
図４に、本発明の実施例２に係る光注入同期光源の構造を示す。
本実施例２の光源の構成は、実施例１の光源の構成とほぼ等しいが、単一周波数発振するレーザ共振器として、DFB半導体レーザの代わりにファイバレーザ２１を用いる。
【００４１】
一般的にファイバレーザは半導体レーザよりも共振器のQ値が大きいため、ロッキングレンジは狭くなる。しかしながらレンジが狭い分、光基準信号以外の余分な雑音成分を除去して注入同期することが可能になる。このようにファイバレーザを注入同期用の光源として用いることで、その狭いロッキングレンジの光フィルタリング効果を活かした低雑音な光注入同期が期待できる。
【００４２】
図４に示すように実施例２の光源は、単一周波数発振するファイバレーザ２１、光導波路２２、半導体光増幅器２３、第１レンズ２４、第２レンズ２５、光ファイバ２６、第１、第２、第３と三つの光入出力ポートを有する光ファイバ型サーキュレータ２７より構成される。
【００４３】
ファイバレーザ２１からのレーザ出力光は、光導波路２２を介し利得飽和状態で動作している半導体光増幅器２３へ入射され、所望の光強度に増幅される。増幅されたレーザ出力光は、第１レンズ２４、第２レンズ２５を介して光ファイバ２６へ結合される。光ファイバ２６の出力は、光ファイバ型サーキュレータ２７の第２ポートから第３ポートへ廻り外部へ取り出される。
【００４４】
光基準信号は、光ファイバ型サーキュレータ２７の第１ポートより入力されて第２ポートへ廻り、光ファイバ２６、第２レンズ２５、第１レンズ２４を介して、利得飽和状態で動作している半導体光増幅器２３へ入射される。半導体光増幅器２３のリミッティングアンプ動作によって強度雑音が抑制された光基準信号を、ファイバレーザ２１へ注入同期する。
【００４５】
これにより、ファイバレーザ２１は強度雑音の影響を受けることなく、安定に注入同期動作を行うことができる。また、注入同期したファイバレーザ２１より出力されるレーザ光には光基準信号に重畳されていた強度雑音は重畳されない。
【００４６】
ここで、光導波路２２としては光ファイバを用いてもよい。また、光ファイバとしては偏波保持光ファイバを用いても良い。
【００４７】
また、図３、図４の実施例１，２を通じて、DFB半導体レーザ１４、ファイバレーザ２１は、それぞれ単一周波数発振するレーザ共振器ということができ、さらに、該レーザ共振器に接続された光導波路１５，２２を第１の光導波路としたとき、第１の光導波路に接続された半導体光増幅器１６、２３と、第１レンズ１７、２４、第２レンズ１８、２５、光ファイバ１９、２６を経由して、光ファイバ型サーキュレータ２０、２７の第２の光入出力ポートを結ぶ光経路を第２の光導波路と呼ぶことができ、これらの光導波路を、光ファイバ、偏波保持光ファイバや、レンズを用いた空間結合回路で実装可能であるのは明らかである。
【００４８】
（実施例３）
図５に、本発明の実施例３に係る光注入同期光源の構造を示す。
【００４９】
以下の実施例３，４では、実施例１，２の構成と異なり、半導体光増幅器は光ファイバ結合型の半導体光増幅器とされて、光ファイバ型サーキュレータの光基準信号の入力側に設けられている。本構成では、単一周波数発振するレーザの出力光を半導体光増幅器を介すことなく取り出すことができる。そのため、半導体光増幅器で発生する自然放出光雑音が重畳されない光S/Nの高い出力光が得られるという特徴がある。
【００５０】
本実施例３の光源は、図５に示すように、単一周波数発振するDFB半導体レーザ２８、レンズ２９、光ファイバ３０、光ファイバ型サーキュレータ３１、光ファイバ結合型半導体光増幅器３２より構成される。
【００５１】
ここで光ファイバ型サーキュレータ３１は、第１の光入出力ポートへ入射された光信号を第２の光入出力ポートへ出力し、第２の光入出力ポートへ入射された光信号を第３の光入出力ポートへ出力する。DFB半導体レーザ２８からのレーザ出力光は、レンズ２９を介して光ファイバ３０へ結合され、光ファイバ型サーキュレータ３１の第２ポートから第３ポートへ廻り外部へ取り出される。
【００５２】
注入する光基準信号は、入力側の光導波路より利得飽和状態で動作している光ファイバ結合型半導体光増幅器３２へ入射される。光ファイバ結合型半導体光増幅器３２のリミッティングアンプ動作によって、強度雑音が抑制された光基準信号を、光ファイバ型サーキュレータ３１の第１ポートから第２ポート経由で、光ファイバ３０、レンズ２９を介してDFB半導体レーザ２８へ注入同期する。これにより、DFB半導体レーザ２８は強度雑音の影響を受けることなく、安定に注入同期動作を行うことができる。
【００５３】
ここで、光ファイバ３０としては偏波保持光ファイバを用いても良い。
光ファイバ結合型半導体光増幅器３２の入力側、出力側の光導波路についても、光ファイバや偏波保持光ファイバ、さらにはレンズを用いた空間結合回路を用いることもできる。
【００５４】
（実施例４）
図６に、本発明の実施例４に係る光注入同期光源の構造を示す。
【００５５】
本実施例４の光源の構成は、第３の実施例の光源の構成とほぼ等しいが、単一周波数発振するレーザ共振器としてDFB半導体レーザ２８の代わりにファイバレーザ３３を用いる。実施例２と同様に、DFB半導体レーザに比べてQ値が大きくロッキングレンジが狭いファイバレーザを用いることにより、狭いロッキングレンジによる光フィルタリング効果を活かした低雑音な光注入同期が実現可能である。
【００５６】
図６の実施例４の光源は、単一周波数発振するファイバレーザ３３、レンズ３４、光ファイバ３５、光ファイバ型サーキュレータ３６、光ファイバ結合型半導体光増幅器３７より構成される。ファイバレーザ３３からのレーザ出力光は、レンズ３４を介して光ファイバ３５へ結合され、光ファイバ型サーキュレータ３６の第２ポートから第３ポートへ廻り外部へ取り出される。
【００５７】
注入する光基準信号は、入力側の光導波路より利得飽和状態で動作している光ファイバ結合型半導体光増幅器３７へ入射される。光ファイバ結合型半導体光増幅器３７のリミッティングアンプ動作によって強度雑音が抑制された光基準信号を、増幅器出力側の光導波路より光ファイバ型サーキュレータ３６の第１ポートから第２ポート経由で、光ファイバ３５、レンズ３４を介してファイバレーザ３３へ注入同期する。これにより、ファイバレーザ３３は強度雑音の影響を受けることなく、安定に注入同期動作を行うことができる。
【００５８】
ここで光ファイ３５としては偏波保持光ファイバを用いても良い。
【００５９】
また、図５、図６の実施例３，４を通じて、DFB半導体レーザ２８、ファイバレーザ３３は、それぞれ単一周波数発振するレーザ共振器ということができ、該レーザ共振器からレンズ２９，３４、光ファイバ３０，３５を経由して、光ファイバ型サーキュレータ３１、３６の第２の光入出力ポートに至る光経路を第１の光導波路としたとき、該サーキュレータの第１の光入出力ポートと半導体光増幅器３２、３７の間の光経路を第２の光導波路と呼ぶことができ、また、半導体光増幅器３２、３７入力側の光基準信号が入力される光経路を第３の光導波路と呼ぶことができ、これらの光導波路を光ファイバ、偏波保持光ファイバやレンズを用いた空間結合回路で実装可能であるのは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上述べたように本発明によれば、光注入同期を用いた超多値コヒーレント光伝送用の局発光源として、安定且つ強度雑音の少ない位相同期光信号を出力する光位相同期光源を実現することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  リッジ導波路
２  活性層
３  半導体
４、５  電極
６、１２、１７，１８，２４，２５，２９，３４  レンズ
７、１３、１９，２６，３０，３５  光ファイバ
８，１６，２３，３２，３７  （光ファイバ結合型）半導体光増幅器
９  ブラッグ反射ミラー
１０，１５，２２  光導波路
１１  平面光導波路
１４、２８  DFB半導体レーザ
２０，２７，３１，３６  光ファイバ型サーキュレータ
２１、３３  ファイバレーザ
【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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