(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長間隔Δλ１のＮ個の波長の連続光を、同位相で一斉に出力するスーパーコンティニウム（ＳＣ）光源と、
Ｎ個の光入力ポートとＮ個の光出力ポートを備えた波長間隔Δλ１のＮ×Ｎ−波長ルーティング装置とを備えた多波長光源装置であって、
前記波長ルーティング装置の光出力ポートのうち１番目からＭ番目（Ｍ＝２n＜Ｎ：ｎは２以上の整数）の光出力ポートのそれぞれから、波長間隔Δλ２のＬ個（Ｌ＝Ｎ／Ｍ）の波長の連続光が等間隔に多重化されて出力されるように、
前記ＳＣ光源の光出力ポートと前記波長ルーティング装置の１番目の光入力ポートとが接続され、前記波長ルーティング装置の｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝（ただし、ｍは２からＬの整数）番目の光入力ポートには、波長間隔Δλ１のＭ×１−合波器が接続され、前記波長ルーティング装置の光入力ポートのうち、前記１番目の光入力ポートおよび前記｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝番目の光入力ポート以外の光入力ポートには、光終端器が接続され、
前記波長ルーティング装置の｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝から｛Ｌ×（ｍ−１）＋Ｍ｝（ただし、ｍはＬから２の整数）番目の光出力ポートが前記合波器のＭ個の光入力ポートに接続され、
波長間隔Δλ２＝Ｍ×Δλ１であることを特徴とする多波長光源装置。
【請求項２】
前記波長ルーティング装置の前記１番目からＭ番目の光出力ポートのそれぞれに接続された波長間隔Δλ２のＭ個の１×Ｌ−分波器と、
前記１×Ｌ−分波器のＬ個の光出力ポートのそれぞれに接続されたＭ×Ｌ個の光変調器と、
前記光変調器の光出力ポートの各々に接続された波長間隔Δλ２のＭ個のＬ×１−合波器と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の多波長光源装置。
【請求項３】
前記波長ルーティング装置の前記１番目の光出力ポートに接続された波長間隔Δλ２の１×Ｌ−分波器と、
前記波長ルーティング装置の２番目からＭ番目の光出力ポートのそれぞれに接続された一括波長変換器と、
前記一括波長変換器の各々の出力に接続された波長間隔Δλ２のＭ−１個の１×Ｌ−分波器と、
前記１×Ｌ−分波器のＬ個の光出力ポートのそれぞれに接続されたＭ×Ｌ個の光変調器と、
前記光変調器の光出力ポートの全てが接続された波長間隔Δλ２のＮ×１−合波器と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の多波長光源装置。
【請求項４】
前記波長ルーティング装置および前記合波器は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の多波長光源装置。
【請求項５】
前記波長ルーティング装置および前記合波器は、平面光回路（ＰＬＣ）でモノリシック集積されていることを特徴とする請求項１に記載の多波長光源装置。
【請求項６】
前記波長ルーティング装置、前記合波器および前記分波器は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項２または３に記載の多波長光源装置。
【請求項７】
前記波長ルーティング装置、前記合波器および前記分波器は、平面光回路（ＰＬＣ）でモノリシック集積されていることを特徴とする請求項２または３に記載の多波長光源装置。
【請求項８】
前記光変調器が、さらに平面光回路（ＰＬＣ）でモノリシック集積されていることを特徴とする請求項７に記載の多波長光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多波長光源装置に関し、より詳細には、小型化、低消費電力化がなされた構成で波長間隔を拡大することができる多波長光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信トラヒックの増大に伴い、光通信システムにおいて伝送容量を増大するために波長多重光伝送方式が用いられている。波長多重光伝送を行うためには、その波長数分の光源が必要となる。このため、光源の数だけ費用がかかり、またこれら光源の波長の正確な調整が必要となる。そこで、１つの光源から多波長光を一括して発生させる多波長光源が検討されている。
【０００３】
多波長光源装置の代表例として、一定の波長間隔で多波長光を発生するスーパーコンティニウム（ＳＣ）光発生技術を用いた装置が知られている。波長多重光伝送においては、さまざまな信号を伝送するために、柔軟に周波数間隔を制御できることが望ましい。ＳＣ光源において、波長間隔を広げる手法として、２枚の反射鏡間隔を高精度に平行に対向させたファブリペローフィルタ装置と接続する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１に、従来の多波長光源装置の一例を示す。特許文献１に記載された多波長光源装置であり、スーパーコンティニウム光源１０１の出力にファブリペローフィルタ装置１０２が接続されている。スーパーコンティニウム光源１０１は、波長間隔Δλ１の多波長光を出力する。ファブリペローフィルタ装置１０２は、波長間隔Δλ１より広い波長間隔Δλ２の透過波長帯域が設定されており、波長間隔Δλ１の多波長光のうち、波長間隔Δλ２の多波長光のみを取り出すことができる。
【０００５】
一方、波長間隔を狭める手法として、ＳＣ光源を２段接続する手法（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−００２６２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された方式では、ファブリペローフィルタ装置の透過波長とＳＣ光源中心波長とを厳密に合わせる必要があり、さらにファブリペローフィルタ装置を構成する２枚の反射鏡間隔を、精密に調整する必要がある。加えて、ファブリペローフィルタ自体の温度調整も必要となり、多波長光源の小型化に限界があった。また、特許文献１に記載された方式では、ファブリペローフィルタを通過不可能な波長が原理的に存在することになり、エネルギー効率の観点からも効率化に限界があった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された方式では、少なくとも３台のＳＣ光源を必要としており、多波長光源の小型化、消費電力の低減に限界があった。
【０００９】
本発明の目的は、小型化、低消費電力化がなされた構成で波長間隔を拡大することができる多波長光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、波長間隔Δλ１のＮ個の波長の連続光を、同位相で一斉に出力するスーパーコンティニウム（ＳＣ）光源と、Ｎ個の光入力ポートとＮ個の光出力ポートを備えた波長間隔Δλ１のＮ×Ｎ−波長ルーティング装置とを備えた多波長光源装置であって、前記波長ルーティング装置の光出力ポートのうち１番目からＭ番目（Ｍ＝２n＜Ｎ：ｎは２以上の整数）の光出力ポートのそれぞれから、波長間隔Δλ２のＬ個（Ｌ＝Ｎ／Ｍ）の波長の連続光が等間隔に多重化されて出力されるように、前記ＳＣ光源の光出力ポートと前記波長ルーティング装置の１番目の光入力ポートとが接続され、前記波長ルーティング装置の｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝（ただし、ｍは２からＬの整数）番目の光入力ポートには、波長間隔Δλ１のＭ×１−合波器が接続され、前記波長ルーティング装置の光入力ポートのうち、前記１番目の光入力ポートおよび前記｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝番目の光入力ポート以外の光入力ポートには、光終端器が接続され、前記波長ルーティング装置の｛Ｌ×（ｍ−１）＋１｝から｛Ｌ×（ｍ−１）＋Ｍ｝（ただし、ｍはＬから２の整数）番目の光出力ポートが前記合波器のＭ個の光入力ポートに接続され、波長間隔Δλ２＝Ｍ×Δλ１であることを特徴とする。
【００１１】
前記波長ルーティング装置および前記合波器を、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）とすることができ、平面光回路（ＰＬＣ）でモノリシック集積することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＣ光源と波長間隔Δλ１のＮ×Ｎ−波長ルーティング装置とを備え、波長ルーティング装置の光入出力ポートの接続構成を変えることにより、小型化、低消費電力化がなされた構成で波長間隔を拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の多波長光源装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例にかかる多波長光源装置を示す図である。
【図３】第１の実施例にかかる波長ルーティング装置の波長ルーティングテーブルを示す図である。
【図４】第１の実施例にかかる合波器の合波特性を示す図である。
【図５】第１の実施例における波長ルーティングの様子を示す図である。
【図６】第１の実施例における波長ルーティングの様子を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例にかかる多波長光源装置を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例にかかる多波長光源装置を示す図である。
【図９】第３の実施例にかかる一括波長変換器の機能を説明するための図である。
【図１０】第３の実施例における波長変換及び合波特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、すべての実施例において、波長の数Ｎ＝１６、外部インタフェースの数Ｍ＝４、Ｌ＝Ｎ／Ｍ＝４を一例として説明、図示しているが、これに限ることなく適用可能であることは言うまでもない。
【００１５】
（第１の実施例）
図２に、本発明の第１の実施例にかかる多波長光源装置を示す。多波長光源装置１００は、スーパーコンティニウム（ＳＣ）光源０１の出力に、１６×１６−波長ルーティング装置０２が接続されている。また、波長ルーティング装置０２の光入力ポート０２−１には、光終端器０５、４×１−合波器０６、０７、０８が接続されている。ＳＣ光源０１の光出力ポート０１−０１と、波長ルーティング装置０２の１番目の光入力ポート０２−１−０１）とは、光ファイバ０３−０１によって互いに接続されている。光入力ポート０２−１−０１には、ＳＣ光源０１から、波長間隔Δλ１で整列されたＮ個の波長の連続光（ＣＷ光）が同位相で一斉に入力される。
【００１６】
第１の実施例では、波長の数Ｎ＝１６としているため、波長ルーティング装置０２では、１６個の光入力ポート０２−１−０１〜０２−１―１６と、１６個の光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−１６とを対称に備えている。
【００１７】
図３に、第１の実施例にかかる波長ルーティング装置の波長ルーティングテーブルを示す。波長ルーティングテーブル１０は、縦方向に光入力ポートの番号を、横方向に光出力ポートの番号を示している。１番目の光入力ポート０２−１−０１に、波長間隔Δλ１で整列した異なる波長の１６個のＣＷ光を入力すると、周回性の波長ルーティングテーブルに従って、１番目の光出力ポート０２−２−０１から１６番目の光出力ポート０２−２−１６に、波長λ１からλ１６までの連続光がそれぞれ順次出力される。
【００１８】
図２に戻ると、第１の実施例では、４つの光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−０４が、それぞれ異なる光ファイバ０４−０１〜０４−０４と接続され、外部とのインタフェースを構成している。第１の実施例では、外部インタフェースの数Ｍ＝４であるが、Ｍ＝２n＜Ｎ（ｎは２以上の整数）を満たす数Ｍを選択すればよい。
【００１９】
一方、波長ルーティング装置０２の光入力ポートのうち、ＳＣ光源０１と接続していない光入力ポートにおいて、５番目、９番目、及び１３番目の光入力ポート０３−０５、０３−０９、０３−１３、すなわち｛４（＝Ｌ）×（ｍ−１）＋１｝（ただし、ｍは２からＬの整数）番目の光入力ポートには、合波器０８、０７、０６が、それぞれ光ファイバで０３−０５、０３−０９、０３−１３を介して接続されている。その他の光入力ポート０２−１−０２〜０２−０１−０４、０２−１−０６〜０２−１−０８、０２−１−１３〜０２−１−１６（１番目のおよび｛４×（ｍ−１）＋１｝番目以外の光入力ポート）には、光終端器０５が、光ファイバ０３−０２〜０３−０４、０３−０６〜０３−０８、０３−１０〜０３−１２、０３−１４〜０３−１６を介して接続されている。
【００２０】
波長ルーティング装置０２の４つの光出力ポート０２−２−０５、０２−２−０６、０２−２−０７、０２−２−０８と、合波器０６の光入力ポート０６−１−０１、０６−１−０２、０６−１−０３、０６−１−０４とは、光ファイバ０４−０５、０４−０６、０４−０７、０４−０８を介して、それぞれ接続されている。
【００２１】
図４に、第１の実施例にかかる合波器の合波特性を示す。合波特性テーブル１１は、縦方向に光入力ポートの番号を、横方向に光出力ポートの番号を示している。図３に示したように、波長ルーティング装置０２の４つの光出力ポート０２−２−０５〜０２−２−０８には、波長間隔Δλ１でλ５〜λ８のＣＷ光がそれぞれ出力される。従って、合波器０６の４つの光入力ポート０６−１−０１〜０６−１−０４には、順次λ５〜λ８のＣＷ光が入力される。合波器０６は、λ５〜λ８のＣＷ光を４波多重して、光ファイバ０３−１３を介して、波長ルーティング装置０２の光入力ポート０２−１−１３に入力する。
【００２２】
同様にして、波長ルーティング装置０２の光出力ポート０２−２−０９〜０２−２−１２と、合波器０７を接続し、光入力ポート０２−１−０９に、λ９〜λ１２のＣＷ光を４波多重して入力する。波長ルーティング装置０２の光出力ポート０２−２−１３〜０２−２−１６と、合波器０８を接続し、光入力ポート０２−１−０５に、λ１３〜λ１６のＣＷ光を４波多重して入力する。すなわち、波長ルーティング装置の｛４（＝Ｌ）×（ｍ−１）＋１｝から｛４（＝Ｌ）×（ｍ−１）＋Ｍ｝（ただし、ｍはＬから２の整数）番目の光出力ポートが、合波器のＭ個の光入力ポートに接続される。
【００２３】
図５及び６に、第１の実施例における波長ルーティングの様子を示す。波長ルーティングテーブル１０−１は、１回目の波長ルーティングを表しており、波長ルーティング装置０２の１番目の光入力ポート０２−１−０１に、波長間隔Δλ１で波長λ１〜λ１６の１６個のＣＷ光を入力すると、光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−１６に、波長λ1〜λ１６の連続光がそれぞれ出力される。このうち、波長λ５〜λ１６の１２個のＣＷ光を、合波器０６、０７、０８に入力して、それぞれ４波多重し、波長ルーティング装置０２の３個の光入力ポート０３−０５、０３−０９、０３−１３に入力する。
【００２４】
波長ルーティングテーブル１０−２は、２回目の波長ルーティングを表しており、４波多重されたＣＷ光は、波長ルーティング装置０２の４つの光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−０４に、それぞれ波長ルーティングされて出力される。
【００２５】
以上により、波長ルーティング装置の４つの光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−０４から、それぞれ（λ１、λ５、λ９、λ１３）、（λ２、λ６、λ１０、λ１４）、（λ３、λ７、λ１１、λ１５）、（λ４、λ８、λ１２、λ１６）の４波多重されたＣＷ光が出力される。このとき、それぞれの光出力ポートから出力されるＣＷ光の波長間隔はΔλ１ではない。すなわち、Δλ２＝４（＝Ｍ）×Δλ１となり、波長間隔が４倍に拡大された多波長光源装置を提供することができる。
【００２６】
（第２の実施例）
第１の実施例では、多波長光源装置をＣＷ光源として使用することを前提とした。光通信用光源として用いる場合、データ信号をＣＷ光に重畳することができる外部光変調器との接続が求められる。第２の実施例では、外部光変調器１２、１３、１４、１５との接続構成を示す。
【００２７】
図７に、本発明の第２の実施例にかかる多波長光源装置を示す。多波長光源装置２００は、第１の実施例の多波長光源装置１００の出力に、分波器、外部変調器及び合波器を接続した構成を有する。多波長光源装置１００の４つの外部インタフェースポート０９−０１〜０９−０４（光出力ポート０２−２−０１〜０２−２−０４に対応する）は、波長間隔Δλ２の１×４−分波器１２−１、１３−１、１４−１、１５−１と、４本の光ファイバ０４−０１、０４−０２、０４−０３、０４−０４を介して接続されている。
【００２８】
例えば、分波器１２−１においては、４つの出力ポート１２−１−１〜１２−１−４から各々ＣＷ光が分波され、光ファイバを介して４つの外部変調器１２−２−１〜１２−２−４に入力される。外部変調器において、ＣＷ光にデータが重畳され、光信号が生成される。外部変調器１２−２−１〜１２−２−４の出力は、波長間隔がΔλ２の４×１−合波器１２−３の４つの入力ポート１２−３−１〜１２−３−４に入力され。４波多重された光信号は、外部インタフェースポート１２−４から出力される。
【００２９】
以下同様にして、他の３つの分波器１３−１、１４−１、１５−１についても、それぞれ外部変調器に接続され、４波多重された３つの光信号は、３つの外部インタフェースポート１２−５、１２−６、１２−７）から出力される。以上により、Δλ２＝４×Δλ１となり、波長間隔が４倍に拡大された多波長光源装置を提供することができる。
【００３０】
なお、図７においては、４つの分波器と４つの合波器とを別個の部品として図示しているが、１枚の基板に集積された平板光回路によるＡＷＧにより、１つの部品として構成することができる。１６個の光変調器についても、１枚の基板に集積可能であることは言うまでもない。
【００３１】
（第３の実施例）
第２の実施例では、多波長光源装置２００としての外部インタフェースがＭ＝４個となっていた。外部インタフェースと接続可能な光ファイバが１本である場合には、更なる波長多重が求められる。第３の実施例では、外部インタフェースを１個とした場合の構成について示す。
【００３２】
図８に、本発明の第３の実施例にかかる多波長光源装置を示す。多波長光源装置３００は、第１の実施例の多波長光源装置１００を含み、第２の実施例の分波器、外部変調器に加えて、一括波長変換器と１６×１−合波器とを備えている。
【００３３】
多波長光源装置１００と３つの分波器１３−１、１４−１、１５−１との間に、それぞれ一括波長変換器１８、１９、２０を挿入している。一括波長変換器１８〜２０は、リチウムナイオベート材料、非線形ファイバによる非線形効果によって、入力された複数の波長を、一括して変換する。第３の実施例では、Δλ３（＝４×Δλ２）の整数倍で波長変換を行う。
【００３４】
図９を参照して、第３の実施例にかかる一括波長変換器の機能を説明する。図９（ａ）は、一括波長変換器１８において、４波多重されたＣＷ光（λn〜λn+3）を、一括して波長間隔Δλ３（＝４×Δλ２）だけ隔てた４つのＣＷ光（λ’n〜λ’n+3）に変換したことを示している。図９（ｂ）は、一括波長変換器１９において、波長間隔２×Δλ３の波長変換を行った場合、図９（ｃ）は、一括波長変換器２０において、波長間隔３×Δλ３の波長変換を行った場合を示している。いずれの場合も、各々のＣＷ光の波長間隔はΔλ２を維持している。
【００３５】
第２の実施例と同様に、外部変調器１２〜１５において、ＣＷ光にデータが重畳され、光信号が生成される。重畳された光信号は、１６個の光入力ポートを備え、波長間隔Δ２の１６ｘ１−合波器１６に入力される。
【００３６】
図１０に、第３の実施例における波長変換及び合波特性を示す。合波器１６の出力には、波長ルーティングされて、ＣＷ光にデータが重畳された１６個の光信号が、光ファイバを介して、１個の外部インタフェース１７から出力される。以上により、Δλ２＝４×Δλ１となり、波長間隔が４倍に拡大された多波長光源装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
０１：スーパーコンティニュウム（ＳＣ）光源
０２：波長ルーティング装置
０６、０７、０８：合波器
１０：波長ルーティングテーブル
１１：合波特性テーブル
１２−１、１３−１、１４−１、１５−１：分波器
１２−２、１３−２、１４−２、１５−２：外部光変調器
１２−３、１３−３、１４−３、１５−３：合波器
１６：合波器
１００、２００、３００：多波長光源装置
【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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