(57)【要約】【課題】変調光源の信頼性の確保と波長調節機構及び変調の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な変調光源を実現する。【解決手段】光増幅器１の一端に形成された反射膜１ａと、帯域通過特性を有し、通過中心波長を変調する光波長フィルタ２と、光波長フィルタ２を通過した光を光増幅器１に帰還させ、反射膜１ａとの間で光共振器が構成される光反射機構３と、光波長フィルタ２の帯域通過特性により特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、通過中心波長を特定の発振波長と一致するように調節する波長調節機構とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に反射膜を備えた光増幅器と、
帯域通過特性を有し、中心波長を変調する光波長フィルタと、
前記光波長フィルタを通過した光を前記光増幅器に帰還させ、前記反射膜との間で光共振器が構成される光反射機構と、
前記光波長フィルタの帯域通過特性により特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記中心波長を前記特定の発振波長と一致するように調節する波長調節機構と
を含むことを特徴とする変調光源。
【請求項２】
前記光波長フィルタは、前記共振器の光路長で決定される波長間隔を持つ複数の発振波長のうちから特定の発振波長が選択される透過帯域を有しており、前記特定の発振波長で光発振することを特徴とする請求項１に記載の変調光源。
【請求項３】
前記波長調節機構は、前記光共振器における光パワーを検知する検知部と、前記検知部で検知された光パワーに基づいて前記共振波長を前記特定の発振波長と一致させる前記共振波長の調節量に対応した制御信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の変調光源。
【請求項４】
前記光波長フィルタは、変調信号によりその強度に応じて前記中心波長を変調する第１の変調電極を備えたリング変調器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変調光源。
【請求項５】
前記光波長フィルタは、２種類の光導波路を有しており、
一方の前記光導波路は、前記光波長フィルタに対応し、その一端に前記光反射機構が配置されており、
他方の前記光導波路は、その一端が出力ポートであり、他端が前記光増幅器に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変調光源。
【請求項６】
前記光波長フィルタ、前記光反射機構、及び前記波長調節機構を備えた光変調ユニットを複数含み、
複数の前記光変調ユニットは、
前記各光波長フィルタの前記中心波長が相異なる値とされており、
前記各波長調節機構が、前記各光波長フィルタの帯域通過特性により複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記各中心波長を複数の前記特定の発振波長と一致するようにそれぞれ調節することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の変調光源。
【請求項７】
前記光波長フィルタ及び前記波長調節機構を備えた光変調ユニットを複数含み、
複数の前記光変調ユニットは、
前記光増幅器が複数の光増幅導波路を備えており、
前記各光波長フィルタが前記各光増幅導波路に対応し、前記中心波長が相異なる値とされており、
前記各波長調節機構が、前記各光波長フィルタの帯域通過特性により複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記各中心波長を複数の前記特定の発振波長と一致するようにそれぞれ調節することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の変調光源。
【請求項８】
前記光反射機構は、複数の前記光変調ユニットに共通に設けられており、
複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振し、合波されて出力することを特徴とする請求項７に記載の変調光源。
【請求項９】
前記光波長フィルタは、２種類の光導波路を有しており、
一方の前記光導波路は、その一端に前記光反射機構が配置され、他端が出力ポートであり、
他方の前記光導波路は、前記各光波長フィルタに対応し、一端が前記各光増幅導波路に接続されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の変調光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、小型で消費電力の低い変調光源の開発が期待されている。このような変調光源では、シリコン細線光導波路を用いた微細なリング変調器の適用が検討されている。
【０００３】
図１１は、リング変調器を用いた従来の変調光源の概略構成を示す模式図である。
この変調光源は、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ１０１、リング変調器１０２、光パワーモニタ用ＰＤ１０３、波長コントローラ１０４、及びヒータ１０５を備えて構成される。
光パワーモニタ用ＰＤ１０３は、リング変調器１０２を通過した光のパワーを検知する。波長コントローラ１０４は、光パワーモニタ用ＰＤ１０３で検知された光パワーに基づいてレーザ光の波長の制御信号を出力する。ヒータ１０５は、波長コントローラ１０４の制御信号によりリング変調器１０２を加熱して波長を調節する。
変調光源では、ＤＦＢレーザ１０１が連続発振してレーザ光を出力し、このレーザ光がリング変調器１０２に導かれ、リング変調器１０２で透過率が変調される。
【０００４】
リング変調器１０２は、共振波長において透過率が最小となるローレンツ型形状の透過スペクトルを有しており、変調信号を電圧Ｖ0と電圧Ｖ1との間で変化させて共振波長を変える。これにより、透過率が変調され、強度変調がかかった出力光を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６４８６２号公報
【特許文献２】特開２００９−５９７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リング変調器１０２の共振波長は、作製誤差又は温度変化によるリング変調器１０２の周回光路長の変化により変動し、発振するレーザ光の波長と乖離が起こる。この乖離を補償すべく、図１２に示すように、ヒータ１０５でリング変調器１０２を加熱してリング温度を上昇させ、共振波長の調節が行われる。
【０００７】
しかしながらこの場合、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構・変調の電力効率の向上（ヒータ電力や変調電力の低減）との両立が困難となるという問題がある。その理由は以下の通りである。
図１３（ａ）のように、リング変調器１０２のリング半径を小さくすれば、リング体積が小さくなり、温度変動時の波長ずれを補償するために必要なヒータ電力は減少する。また、変調器の駆動回路から見た負荷となる静電容量さ小さくなるため、変調電力も減少する。ところがその一方で、最大リング共振波長間隔（ＦＳＲ）分だけ必要な初期波長ずれの補償を行うときに、ＦＳＲが大きくなることにより波長補償量が増加し、結果としてリング温度の上昇量が増大して信頼性の低下を来たす。
図１３（ｂ）のように、リング変調器１０２のリング半径を大きくすれば、ＦＳＲが小さくなり、波長補償量が減少してリング温度の上昇量が低減し、信頼性が確保される。ところがその一方で、リング体積が大きくなり、温度変動時の波長ずれを補償するために必要なヒータ電力が増加する上、変調電力も増大する。
【０００８】
更に、ＤＦＢレーザ１０１を用いることによる問題も無視できない。即ち、ＤＦＢレーザ１０１の電力効率を向上させるべく、回折格子の位相シフトを無くせば歩留りが低下する。その逆に、歩留りを向上させるべく位相シフトを挿入すれば電力効率が低下する。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構及び変調の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な変調光源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】
【００１０】
変調光源の一態様は、一端に反射膜を備えた光増幅器と、帯域通過特性を有し、通過帯域の中心波長を変調する光波長フィルタと、前記光波長フィルタを通過した光を前記光増幅器に帰還させ、前記反射膜との間で光共振器が構成される光反射機構と、前記光波長フィルタの帯域通過特性により特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記通過帯域を前記特定の発振波長と一致するように調節する波長調節機構とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
上記の態様によれば、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構及び変調の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な変調光源が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。
【図２】電圧Ｖ0で共振波長が発振光波長と一致する場合における共振波長のスペクトルと発振光スペクトルとの関係を示す特性図である。
【図３】初期の波長ズレが補償される状況を示す特性図である。
【図４】波長ズレが補償される状況を示す特性図である。
【図５】ヒータにより波長ズレの補償を行う際の温度上昇の状況を示す特性図である。
【図６】ヒータにより波長ズレの補償を行う際の波長シフト量及び温度上昇量を示す表の図である。
【図７】変調信号の変調振幅の周波数特性を小信号解析により解析した結果を示す特性図である。
【図８】実施例による変調光源において、出力光のパワー変化の静特性を計算した結果を示す特性図である。
【図９】第２の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。
【図１０】第３の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。
【図１１】リング変調器を用いた従来の変調光源の概略構成を示す模式図である。
【図１２】従来の変調光源により、共振波長の調節が行われる状況を示す特性図である。
【図１３】従来の変調光源における問題点を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、変調光源の好適な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。
この変調光源は、光増幅器であるゲインチップ１、光波長フィルタであるリング変調器２、光反射機構である分布ブラッグ反射（ＤＢＲ）ミラー３、光パワーの検知部である光パワーモニタ用ＰＤ４、波長コントローラ５、及びヒータ６を備えて構成される。
【００１５】
ゲインチップ１は、例えばＩｎＰ等のIII-V族半導体からなり、一端に反射（ＨＲ）膜１ａが、他端に無反射（ＡＲ）膜１ｂがそれぞれ形成されている。
【００１６】
リング変調器２は、帯域通過特性を有する光波長フィルタであって、例えばシリコン細線で構成されている。リング状の光導波路中にＰ型ドーピング領域及びＮ型ドーピング領域を有しており、変調信号によりその強度に応じて共振波長を変調するための一対の変調電極２ａ，２ｂが配置されている。リング変調器２は、変調電極２ａ，２ｂからＰ型ドーピング領域とＮ型ドーピング領域との間に逆バイアス電圧又は順バイアス電圧を印加することにより、光導波路の屈折率を変化させ、共振波長を変調する。
【００１７】
リング変調器２は、例えばシリコン細線からなる２種類の光導波路１１ａ，１１ｂを有している。一方の光導波路１１ａは、その一端にＤＢＲミラー３が配置され、他端に光パワーモニタ用ＰＤ４が配置されている。他方の光導波路１１ｂは、その一端が光信号の出力ポートであり、他端がゲインチップ１に接続（バットジョイント接続）されている。
【００１８】
ＤＢＲミラー３は、回折格子で形成されており、リング変調器２を通過した光を光導波路１１ｂの他端を通じてゲインチップ１に帰還（フィードバック）させるものである。ゲインチップ１のＨＲ膜１ａとＤＢＲミラー３との間で光共振器が構成される。
【００１９】
光パワーモニタ用ＰＤ４は、リング変調器２を通過した光のパワーを検知する。
波長コントローラ５は、光パワーモニタ用ＰＤ４で検知された光パワーに基づいてリング変調器の波長制御信号を出力する。
ヒータ６は、波長コントローラ５の制御信号によりリング変調器２を所定温度に加熱し、波長を調節する。
【００２０】
光パワーモニタ用ＰＤ４、波長コントローラ５、及びヒータ６を備えて、リング変調器２の共振波長を調節する波長調節機構が構成される。波長調節機構は、リング変調器２の帯域通過特性により特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、共振波長を特定の発振波長と一致するように調節する。
【００２１】
本実施形態による変調光源では、ゲインチップ１のＨＲ膜１ａとＤＢＲミラー３との間で構成される光共振器により、これらの間における光路長で決定される波長間隔を持つ複数のFabry-Perot（ＦＰ）モードでレーザ発振が起こる。この光共振器内に配された帯域通過特性を有する光波長フィルタであるリング変調器２により、複数存在するＦＰモードのうちでリング変調器２の通過帯域中で最も透過率が高いＦＰモードのみが単一縦モードで選択的に発振する。発振した光は、リング変調器２に変調信号を入力することで光導波路１１ｂの出力ポートへの結合効率が変化して強度変調され、光導波路１１ｂの出力ポートから出力される。
【００２２】
リング変調器２の変調電極２ａ，２ｂに電圧Ｖ0と電圧Ｖ1との間で変化するデジタルの変調信号を印加することにより、共振波長に変調信号強度に応じた変調を生じさせることが可能である。これにより、発振光波長における出力ポートへの透過率Ｔoutを変調させることができる。出力光のパワーＰoutは光共振器内の光パワーＰrと透過率Ｔoutとの積ＰrＰoutに等しいため、Ｐrの変動を抑えた光共振器の設計を行うことにより、Ｐoutに変調信号に対応した変調を与えることができる。
【００２３】
この変調光源では、変調電極２ａ，２ｂに印加する変調信号が電圧Ｖ0又は電圧Ｖ1のときに、共振波長（共振波長のスペクトルの中心波長）を発振光波長に一致させることにより消光比の高い出力光を得ることができる。図２に、電圧Ｖ0で共振波長が発振光波長と一致する場合における共振波長のスペクトルと発振光スペクトルとの関係を示す。リング変調器２の共振波長及びＦＰモードの発振光波長は、作製ばらつきや温度によるばらつきの存在により、初期状態においては電圧Ｖ0又は電圧Ｖ1における共振波長に必ずしも一致しない。以下、これらを一致させるために必要な波長シフト量について説明する。
【００２４】
光発振するＦＰモードは、リング変調器２の通過帯域内に存在する。このとき、共振波長は、光発振するＦＰモード（以下、ＦＰ１とする。）よりも短波長側にある場合（図３（ａ））、又は長波長側にある場合（図４（ａ））の２通りが考えられる。
【００２５】
共振波長がＦＰ１よりも短波長側にある場合には、リング変調器２のヒータ６に電流を流すことにより、共振波長を長波長側にシフトすることで、共振波長をＦＰ１と一致させることができる。このときの共振波長のシフト量は、ＦＰモード間隔（λFP）の波長シフトに必要なヒータ６の電力をＰFPと定義すると、ＰFP／２以下となる（図３（ｂ））。これは、複数のＦＰモード中でＦＰ１が最も初期の共振波長に近いものであるため、共振波長のシフト量がＦＰモード間隔λFPの半分以下であるためである。
【００２６】
共振波長がＦＰ１よりも長波長にある場合には、リング変調器２のヒータ６に電流を流すことによる共振波長長波長側シフトに伴って、光発振していたＦＰモードの光発振が停止し、当該ＦＰモードの長波長側で隣りに存するＦＰモード（以下、ＦＰ２とする。）の光発振が開始される（図４（ｂ））。このときの共振波長はＦＰ２より短波長側にあるため、更に電流を増加することにより共振波長をＦＰ２に一致させることができる。このときの波長シフト量はＦＰモード間隔λFP以下であるため、ヒータ６の消費電力はＰFP以下となることが保証される。
以上のように、共振波長がＦＰ１よりも短波長側及び長波長側の何れにある場合でも、ＰFP以下の消費電力で初期の波長ズレを補償することができる。
【００２７】
シリコン細線の光導波路を用いたリンク変調器２の場合には、リング半径ｒを５μｍ程度まで減少させることが可能であり、リング半径の減少に伴い、変調電力、ヒータ６の消費電力の低減を図ることができる。リング半径を５μｍよりも小さくした場合、リンク変調器２の曲げ損失が問題となる。リング半径を限界の５μｍとした場合、最大リング共振波長間隔（ＦＳＲ）は約１９ｎｍとなる。そのため、従来技術では、図５（ａ）に示すように、最大で約１９ｎｍの波長ズレ補償が必要である。
【００２８】
これに対して本実施形態では、光共振器長を約４００μｍとすることにより、ＦＳＲを約０．８ｎｍとなる。この場合、図５（ｂ）に示すように、波長ズレ補償は最大でも０．８ｎｍとなる。シリコン細線の光導波路における波長温度係数０．０７ｎｍ／Ｋを用いて温度に換算すれば、図６に示すように、従来技術では２７１℃の温度上昇を必要とする。これに対して、本実施形態では１１．４℃の温度上昇で済むことになり、従来技術に対して信頼性を大幅に改善することができる。ヒータの消費電力も同様に、０．８ｎｍ／１９ｎｍ×１００≒４．２％程度まで低減する。
【００２９】
図７に、本実施形態における変調信号の変調振幅の周波数特性を小信号解析により解析した結果を示す。光共振器内パワーの変調は、半導体レーザの直接変調と同様に緩和振動による帯域制限を受けており、１０数ＧＨｚ程度の３ｄＢ帯域しかない。これに対して、出力光パワーの変調は、必ずしも共振器内パワーの変調を必要とせず、光共振器内パワーの変調が−６ｄＢ程度になる４０ＧＨｚ付近においても振幅が低下することなく変調される。以上の計算結果は、リング変調器の変調特性が上記の計算領域で平坦であることを前提としたが、一般的にリング変調器の変調特性は緩和振動による帯域制限と比較して広帯域にすることが可能であり、上記の計算領域で平坦な特性を持つリング変調器が報告されている。
【００３０】
（実施例）
以下、本実施形態による変調光源の具体的な実施例について説明する。
本実施例では、ゲインチップにはＩｎＰ等のIII-V族半導体を用い、一端面に反射率９８％のＨＲコートを施してＨＲ膜を形成し、他端面にＡＲコートを施してＡＲ膜を形成する。ゲインチップは、その長さが約３００μｍであり、ＳＯＩ基板上に作製したテラス上にフリップ実装を行い、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を加工することにより作製したシリコン細線の光導波路にバットジョイント接合される。これにより、光結合が実現する。光結合先のシリコン細線の光導波路には、半径約５μｍ、すなわち半周の長さ約１６umのリング変調器を設け、バットジョイント部分に接合される光導波路とは別にもう１つの光導波路（長さ約２０μｍ）を設け、その一端に反射率９７％のＤＢＲミラーを回折格子により形成する。他端には、光パワーモニタ用ＰＤを設け、光パワーモニタ用ＰＤに波長コントローラを接続する。波長コントローラにより、リング変調器に設けたヒータの出力電流を制御する。バットジョイント部分に接合される光導波路のうち、バットジョイント部分からリングに接する位置までの長さは約６４μｍとされる。
【００３１】
上記の場合、光共振器長は３００μｍ＋１６μｍ＋２０μｍ＋６４μｍ＝約４００μｍとなり、ＦＰモード間隔が１００ＧＨｚ(＝約０．８ｎｍ)となる。このとき、リング共振半値幅を５０ＧＨｚとすることにより、ＦＰモード中の１つのみを選択的に光発振させることが可能となり、且つ５０ＧＨｚ程度までリング変調器の変調帯域を確保することができる。
【００３２】
図８に、本実施例による変調光源において、発振光波長における出力ポートへの透過率Ｔoutを１％〜５％の範囲内で変調したときの出力光のパワー変化の静特性を計算した結果を示す。ゲインチップに関する計算の諸条件は以下の通りである。
非発光再結合寿命τ＝１ｎｓ
透明キャリア密度Ｎ0＝６×１０18／ｃｍ3
非発振キャリア密度ＮS=0＝６×１０18／ｃｍ3
光閉込係数Γ＝２５％
微分利得ｄｇ／ｄＮ＝４×１０16／ｃｍ2
モード面積Ａmode＝１μｍ2
【００３３】
本実施例による変調光源を用いて、透過率Ｔoutを１％〜５％の範囲内で変調することにより、光共振器内光パワー変動を３．５ｍＷ〜４ｍＷ程度の小さい範囲に抑え、出力光パワーを１ｍＷ〜４ｍＷ程度の間で大きく変調することができることが判る。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な変調光源が実現する。
光パワーモニタ用ＰＤ４の位置は、図１の位置に限定されるものではなく、ＬＤ共振器内外の光導波路のどの位置にあっても良い。
【００３５】
（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に変調光源を開示するが、多波長の変調光源である点で第１の実施形態と相違する。
図９は、第２の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。第１の実施形態に対応する構成部材等については図１と同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００３６】
この変調光源は、光増幅器であるゲインチップ１及び複数の光変調ユニット２１1〜２１N（Ｎ≧２）を備えて構成される。
光変調ユニット２１k（１≦ｋ≦Ｎ）は、光波長フィルタであるリング変調器２k、光反射機構であるＤＢＲミラー３、光パワーの検知部である光パワーモニタ用ＰＤ４、波長コントローラ５、及びヒータ６を備えて構成される。
【００３７】
リング変調器２1〜２Nは、例えばシリコン細線からなるＮ本の光導波路２２ａ1〜２２ａNと、１本の光導波路２２ｂとを有している。各光導波路２２ａ1〜２２ａNは、一端にそれぞれＤＢＲミラー３が配置され、他端に光パワーモニタ用ＰＤ４がそれぞれ配置されている。光導波路２２ｂは、その一端が光信号の出力ポートであり、他端がゲインチップ１に接続（バットジョイント接続）されている。
【００３８】
本実施形態による変調光源では、ゲインチップ１のＨＲ膜１ａとＤＢＲミラー３との間で構成される光共振器により、これらの間における光路長で決定される波長間隔を持つ複数のＦＰモードでレーザ発振が起こる。この光共振器内に帯域通過特性を有するＮ個のリング変調器２1〜２Nを配設する。リング変調器２1〜２Nは、それぞれ異なる共振波長λ1，λ2，・・・，λNを持ち、共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近にそれぞれ透過ピークを有する。そのため、リング変調器２1〜２Nの各ＤＢＲミラー３により、共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近の光についてのみ、ゲインチップ１にフィードバックをかけることができる。これにより、それぞれ共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近のＦＰモードを発振させると同時に強度変調をかけることが可能となる。この構成により、多波長の変調光源が実現する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構及び変調の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な多波長の変調光源が実現する。
光パワーモニタ用ＰＤ４の位置は、図９の位置に限定されるものではなく、ＬＤ共振器内外の光導波路のどの位置にあっても良い。
【００４０】
（第３の実施形態）
次いで、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に変調光源を開示するが、多波長の変調光源である点で第１の実施形態と相違する。
図１０は、第３の実施形態による変調光源の概略構成を示す模式図である。第１の実施形態に対応する構成部材等については図１と同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００４１】
この変調光源は、光増幅器であるゲインチップ３１及び複数の光変調ユニット３２1〜３２N（Ｎ≧２）を備えて構成される。
ゲインチップ３１は、例えばＩｎＰ等のIII-V族半導体からなり、複数のゲイン導波路３１1〜３１Nが隣接配置されており、一端に反射（ＨＲ）膜３１ａが、他端に無反射（ＡＲ）膜３１ｂがそれぞれ形成されている。ゲイン導波路３１1〜３１Nは、それぞれ光変調ユニット３２1〜３２Nに接続（バットジョイント接続）されている。
光変調ユニット３２k（１≦ｋ≦Ｎ）は、光波長フィルタであるリング変調器２k、光パワーの検知部である光パワーモニタ用ＰＤ４、波長コントローラ５、及びヒータ６を備えて構成されている。光変調ユニット３２1〜３２Nには、共通のＤＢＲミラー３が設けられている。
【００４２】
リング変調器２1〜２Nは、例えばシリコン細線からなる１本の光導波路３３ａと、Ｎ本の光導波路３３ｂ1〜３３ｂNとを有している。光導波路３３ａは、その一端に共通のＤＢＲミラー３が配置され、他端が光信号の出力ポートとされている。各光導波路３３ｂ1〜３３ｂNは、一端がゲインチップ３１のゲイン導波路３１1〜３１Nに接続（バットジョイント接続）され、他端に光パワーモニタ用ＰＤ４がそれぞれ配置されている。
【００４３】
本実施形態による変調光源では、ゲイン導波路３１1〜３１NのＨＲ膜１ａとＤＢＲミラー３との間で構成される各光共振器により、これらの間における光路長で決定される波長間隔を持つ複数のＦＰモードでレーザ発振が起こる。各光共振器に対応するように、各光共振器内に帯域通過特性を有するＮ個のリング変調器２１1〜２１Nを配設する。リング変調器２１1〜２１Nは、それぞれ異なる共振波長λ1，λ2，・・・，λNを持ち、共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近にそれぞれ透過ピークを有する。そのため、ＤＢＲミラー３により、共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近の光についてのみ、ゲイン導波路３１1〜３１Nにフィードバックをかけることができる。これにより、それぞれ共振波長λ1，λ2，・・・，λN付近のＦＰモードを発振させると同時に強度変調をかけることが可能となる。本実施形態では、各共振波長λ1，λ2，・・・，λNごとに異なるゲインチップ３１1〜３１Nを用い、安定した発振状態で多波長の変調光源が実現する。
光パワーモニタ用ＰＤ４の位置は、図１０の位置に限定されるものではなく、ＬＤ共振器内外の光導波路のどの位置にあっても良い。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、変調光源の信頼性の確保と波長調節機構及び変調の電力効率の向上との双方の要請を満足し、ＤＦＢレーザ等を用いることによる問題も生じない優れた微細な多波長の変調光源が実現する。
【００４５】
なお、上述した第１〜第３の実施形態では、帯域通過特性を有する光波長フィルタとしてリング変調器を例示したが、これに限定されることなく、例えば単なる回折格子であってもよい。Cascaded Mach-Zehnder、Arrayed Waveguide Grating（ＡＷＧ）、Echelle Gratingでも良く、リング変調器を複数結合することにより帯域通過特性をより急峻にしたものであっても良い。その他、透過波長を変調することのできる帯域通過特性を有する光波長フィルタであれば、如何なる光波長フィルタでも適用可能である。
【００４６】
また、光反射機構として回折格子で形成されたＤＦＲミラーを例示したが、これに限定されることなく、帯域通過特性を有する光波長フィルタの波長バラツキをカバーする程度の広い波長範囲で反射性を有するものであれば良い。例えば、ループミラー又は光導波路端面を用いた反射鏡、光導波路端面に金属膜又は誘電体多層膜を形成することにより反射を高めたものであっても良い。
【００４７】
また、波長調節機構の一部としてヒータを例示したが、これに限定されることなく、光波長フィルタと同様にＰＮ又はＰＩＮ接合に対して順方向に電流を流す方式を採用しても良い。この場合、リング変調器を２分割し、その一方を変調信号によりその強度に応じて共振波長を変調する第１の変調電極を備えた強度変調領域、他方を波長変調の制御信号を入力する第２の変調電極を備えた波長調整領域として使用する。
【００４８】
以下、変調光源の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００４９】
（付記１）一端に反射膜を備えた光増幅器と、
帯域通過特性を有し、透過中心波長を変調する光波長フィルタと、
前記光波長フィルタを通過した光を前記光増幅器に帰還させ、前記反射膜との間で光共振器が構成される光反射機構と、
前記光波長フィルタの帯域通過特性により特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、透過中心波長を前記特定の発振波長と一致するように調節する波長調節機構とを含むことを特徴とする変調光源。
【００５０】
（付記２）前記光波長フィルタは、前記共振器の光路長で決定される波長間隔を持つ複数の発振波長のうちから特定の発振波長が選択される透過帯域を有しており、前記特定の発振波長で光発振することを特徴とする付記１に記載の変調光源。
【００５１】
（付記３）前記波長調節機構は、前記光共振器における光パワーを検知する検知部と、前記検知部で検知された光パワーに基づいて前記透過中心波長を前記特定の発振波長と一致させる前記透過中心波長の調節量に対応した制御信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする付記１又は２記載の変調光源。
【００５２】
（付記４）前記波長調節機構は、前記制御信号により前記光波長フィルタを加熱するヒータ部を備えることを特徴とする付記３に記載の変調光源。
【００５３】
（付記５）前記光波長フィルタは、変調信号によりその強度に応じて前記共振波長を変調する第１の変調電極を備えたリング変調器であることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の変調光源。
【００５４】
（付記６）前記光波長フィルタは、変調信号によりその強度に応じて前記共振波長を変調する第１の変調電極と、前記制御信号を入力する第２の変調電極とを備えたリング変調器であることを特徴とする付記３に記載の変調光源。
【００５５】
（付記７）前記光波長フィルタは、２種類の光導波路を有しており、
一方の前記光導波路は、前記光波長フィルタに対応し、その一端に前記光反射機構が配置されており、
他方の前記光導波路は、その一端が出力ポートであり、他端が前記光増幅器に接続されていることを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。
【００５６】
（付記８）前記光波長フィルタ、前記光反射機構、及び前記波長調節機構を備えた光変調ユニットを複数含み、
複数の前記光変調ユニットは、
前記各光波長フィルタの前記共振波長が相異なる値とされており、
前記各波長調節機構が、前記各光波長フィルタの帯域通過特性により複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記各共振波長を複数の前記特定の発振波長と一致するようにそれぞれ調節することを特徴とする付記１〜７のいずれか１項に記載の変調光源。
【００５７】
（付記９）前記光波長フィルタ及び前記波長調節機構を備えた光変調ユニットを複数含み、
複数の前記光変調ユニットは、
前記光増幅器が複数の光増幅導波路を備えており、
前記各光波長フィルタが前記各光増幅導波路に対応し、前記共振波長が相異なる値とされており、
前記各波長調節機構が、前記各光波長フィルタの帯域通過特性により複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振するに際して、前記各共振波長を複数の前記特定の発振波長と一致するようにそれぞれ調節することを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。
【００５８】
（付記１０）前記光反射機構は、複数の前記光変調ユニットに共通に設けられており、
複数の前記特定の発振波長で選択的に光発振し、合波されて出力することを特徴とする付記９に記載の変調光源。
【００５９】
（付記１１）前記光波長フィルタは、２種類の光導波路を有しており、
一方の前記光導波路は、その一端に前記光反射機構が配置され、他端が出力ポートであり、
他方の前記光導波路は、前記各光波長フィルタに対応し、一端が前記各光増幅導波路に接続されていることを特徴とする付記９又は１０に記載の変調光源。
【符号の説明】
【００６０】
１，３１  ゲインチップ
１ａ  ＨＲ膜
１ｂ  ＡＲ膜
２，２1〜２N，１０２  リング変調器
２ａ，２ｂ  変調電極
３  ＤＢＲミラー
４，１０３  光パワーモニタ用ＰＤ
５，１０４  波長コントローラ
６，１０５  ヒータ
１１ａ，１１ｂ，２２ａ1〜２２ａN，２２ｂ，３３ａ，３３ｂ1〜３３ｂN  光導波路
２１1〜２１N，３２1〜３２N  光変調ユニット
３１1〜３１N  ゲイン導波路
１０１  ＤＦＢ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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【図７】
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【図８】
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【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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