(57)【要約】【課題】装置のサイズが小さく、消費電力が小さい、波長多重CS-RZ光信号を発生することが可能である。【解決手段】基準クロック信号発生器102と、2分岐電気分配器104と、光パルス列生成部134と、光パルス信号生成部136と、多波長光合波器122とを具えた多波長CS光パルス信号生成装置である。基準クロック信号発生器は、基準クロック信号103を発生する。2分岐電気分配器は、基準クロック信号を入力して、第1クロック信号105aと第2クロック信号105bとに2分岐して出力する。光パルス列生成部は、発振周波数が互いに相異なるCS光パルス列を発生させて出力する。光パルス信号生成部は、複数のCS光パルス列のぞれぞれを入力して、発振周波数が互いに相異なるCS光パルス信号を生成して出力する。多波長光合波器は、光パルス信号生成部から出力される発振周波数が互いに相異なるCS光パルス信号を合波して出力する。【選択図】図２
2008035265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生器と、
該基準クロック信号を入力して、第1クロック信号と第2クロック信号とに2分岐して出力する2分岐電気分配器と、
発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス列を発生させて出力する複数のモード同期レーザを具える光パルス列生成部と、
複数の前記キャリア抑圧光パルス列のぞれぞれを入力して、発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス信号を生成して出力する複数の光強度変調器を具える光パルス信号生成部と、
発振周波数が互いに相異なる前記キャリア抑圧光パルス信号を合波して出力する多波長光合波器と
を具えることを特徴とする多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置。
【請求項２】
基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生器と、
該基準クロック信号を入力して、第1クロック信号と第2クロック信号とに2分岐して出力する2分岐電気分配器と、
発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス列を発生させて出力する光パルス列生成部と、
複数の前記キャリア抑圧光パルス列のぞれぞれを入力して、発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス信号を生成して出力する光パルス信号生成部と、
発振周波数が互いに相異なる前記キャリア抑圧光パルス信号を合波して出力する多波長光合波器とを具える多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置であって、
前記光パルス列生成部は、前記第1クロック信号を入力して、第(1-1)〜第(1-N)クロック信号にN分岐（Nは2以上の整数である。）して出力する第1電気分配器と、
発振周波数が互いに相異なる、第1〜第NのN個のモード同期半導体レーザと
を具えており、
前記第(1-1)〜第(1-N)クロック信号を、それぞれ前記第1〜第Nモード同期半導体レーザに入力することによって、該第1〜第Nモード同期半導体レーザをそれぞれモード同期動作させて、該第1〜第Nモード同期半導体レーザから、それぞれ第1〜第Nキャリア抑圧光パルス列を発生させて出力し、
前記光パルス信号生成部は、前記第2クロック信号を入力して、第(2-1)〜第(2-N)クロック信号にN分岐して出力する第2電気分配器と、
該第(2-1)〜第(2-N)クロック信号をそれぞれ入力して第1〜第N電気信号をそれぞれ出力する第1〜第N電気信号生成器と、
第1〜第NのN個の光強度変調器と
を具えており、
前記第1〜第Nキャリア抑圧光パルス列及び前記第1〜第N電気信号をそれぞれ前記第1〜第N光強度変調器に入力して、前記第1〜第N電気信号によって前記第1〜第Nキャリア抑圧光パルス列をそれぞれ光変調し、前記第1〜第NのN個の光強度変調器から、それぞれ第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号を生成して出力し、
前記多波長光合波器は、前記第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号を入力して、該第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号を合波して多波長キャリア抑圧光パルス信号を生成して出力する
ことを特徴とする多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置。
【請求項３】
前記第1〜第Nモード同期半導体レーザが、
光強度を変調する機能を有する光変調領域と、反転分布が形成される利得領域と、実効屈折率が可変である位相調整領域と、ブラッグ周波数が互いに相異なるfi（iは1からNまでの全ての整数である。）である回折格子が形成されている分布反射鏡領域を具え、前記光変調領域と、前記利得領域と、前記位相調整領域と、前記分布反射鏡領域とが直列に配置されて共振器に収められて構成された分布帰還型半導体レーザであって、繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させる条件下で、
前記第1〜第Nモード同期半導体レーザのそれぞれの発振縦モードがfi±q(frep/2)となるように（qは奇数である。）共振器長が調整されており、
前記光変調領域の透過率を周波数frepで変調することによって、モード同期動作させて、キャリア抑圧されかつ繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させることが可能とされている分布帰還型半導体レーザである
ことを特徴とする請求項2に記載の多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置。
【請求項４】
前記第1〜第Nモード同期半導体レーザが、
光強度を変調する機能を有する光変調領域と、反転分布が形成される利得領域と、実効屈折率が可変である位相調整領域と、ブラッグ周波数が互いに相異なるfi（iは1からNまでの全ての整数である。）である回折格子が形成されている分布反射鏡領域と、光吸収係数を調整するための光吸収係数調整領域を具え、前記光変調領域と、前記利得領域と、前記位相調整領域と、前記分布反射鏡領域と、該光吸収係数調整領域とが直列に配置されて共振器に収められて構成された分布帰還型半導体レーザであって、繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させる条件下で、
前記光吸収係数調整領域の光吸収係数の値を、該光吸収係数調整領域側の共振器端面から反射される反射光が前記分布反射鏡領域に到達しない十分な大きさに設定されており、
前記第1〜第Nモード同期半導体レーザのそれぞれの発振縦モードがfi±q(frep/2)となるように（qは奇数である。）共振器長が調整されており、
前記光変調領域の透過率を周波数frepで変調することによって、モード同期動作させて、キャリア抑圧されかつ繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させることが可能とされている分布帰還型半導体レーザである
ことを特徴とする請求項2に記載の多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャリア抑圧RZ（Return to Zero）フォーマットの強度変調による、多波長キャリア抑圧RZ光パルス信号を生成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークは、伝送の長距離化及び大容量化が進められている。この光通信ネットワークを構成する光通信システムにおいて用いられる光信号のフォーマットは、様々なものが提案されており、そのうちの幾つかは実用化されている。実用化されている光信号のフォーマットで代表的なものは、光強度の強弱によって2値デジタル信号を表す、強度変調フォーマットである。そして、この強度変調フォーマットには、大別して2種類あり、それらは、連続する「1」信号の間で光強度が保たれるNRZ（Non Return to Zero）フォーマットと、連続する「1」信号の間で光強度が一旦ゼロになるRZフォーマットとである。
【０００３】
RZフォーマットの光信号は、時間軸上で規則正しく一定の間隔で並んだ光パルス列に対して、この光パルス列を構成する個々の光パルスを光強度変調器によって、光強度変調することによって生成される。光パルス列を構成する個々の光パルスを光強度変調するとは、光パルス列を構成する光パルスを、選択的に遮断あるいは透過させることである。すなわち、RZフォーマットの光信号は、光パルス列を構成する光パルスを、選択的に遮断あるいは透過させることによって2値デジタル信号として生成される。従って、RZフォーマットの光信号を生成するには、光パルス列が予め必要で、この光パルス列を発生する光源が必須である。
【０００４】
RZフォーマットの光信号は、上述したように、時間軸上で規則正しく一定の間隔で並んだ光パルス列を光変調して得られる2値デジタル信号であるので、以後、光パルス信号及び光パルス列との表現は、以下の意味で用いるものとする。すなわち、光パルス信号との表現は、時間軸上で規則正しく一定の間隔で並んだ光パルス列を光変調して得られる、2値デジタル信号としての光パルスの列を意味する場合のみに用いるものとする。一方、光パルス列との表現は、時間軸上で規則正しい一定の間隔で欠損することなく並ぶ光パルスの総体を指すものとして用いる。
【０００５】
RZフォーマットは、連続する「1」信号の間においても光強度が一旦ゼロになるフォーマットであるので、以下に説明するように、一般に、NRZフォーマットに比べ、光搬送波としての光の波長帯域は広くなる。以後、光搬送波としての光の波長帯域を、光パルス信号あるいは光パルス列の波長スペクトル帯域ということもある。
【０００６】
RZフォーマットの光パルス信号は、「1」を意味するビットを示す光パルスは常に単独に時間軸上に存在するので、この光パルス信号は、半値幅の狭い光パルスの集合として構成されることになる。一方、NRZフォーマットの光パルス信号は、「1」を意味するビットが連続して現れる場合には、「1」が連続する間一続きの幅の広い光パルスとして構成される。そのため、NRZフォーマットの光パルス信号を構成する光パルスの半値幅は、RZフォーマットの光パルス信号を構成する光パルスの半値幅に比べて、平均して広くなる。
【０００７】
従って、RZフォーマットの光パルス信号が占有する周波数帯域（以後、周波数スペクトル帯域と記載することもある。）は、NRZフォーマットの光パルス信号が占有する周波数スペクトル帯域より広くなる。以後の説明において、周波数で表現されるスペクトルであるか、波長で表現されるスペクトルであるかを区別する必要のないときは、単にスペクトルということもある。
【０００８】
スペクトル帯域が広くなると、第1に信号の伝送媒体である光ファイバの有する群速度分散によって光パルスの時間軸上での半値幅が広がるという、いわゆる波形歪みの効果が顕著に現れ、これによって伝送距離が制限される。第2に、波長多重方式による大容量化を考慮すると、隣接する波長が割り当てられたチャンネル間のクロストークを抑制する為に、隣接するチャンネルに割り当てる波長差を大きくとる必要が生じる。いずれにしても、スペクトル帯域が広い光パルス信号は、それが利用される光通信ネットワークの、周波数帯域の効率的な利用の観点から好ましくない。
【０００９】
そこで、RZフォーマットの光パルス信号のスペクトル帯域を狭くする方法が提案されてきた。その中の代表的な方法が、時間軸上で隣接する光パルス間で、光搬送波としての位相を反転させた光パルス列をRZフォーマットする、いわゆるキャリア抑圧RZフォーマットを採用することである（例えば、非特許文献1参照）。時間軸上で隣接する光パルス間で光搬送波としての位相が反転するとは、隣接する光パルス間の位相差がπであるということと同義である。以後、キャリア抑圧RZフォーマットを、CS-RZフォーマット（Carrier-suppressed-RZフォーマット）と記載することもある。
【００１０】
時間軸上で隣接する光パルス間で光搬送波としての位相を反転させるとは、光搬送波としての位相が連続しておらず、光搬送波の位相がπだけ急変する位相跳躍部分が、隣接する光パルス間に存在することを意味する。従って、隣接する光パルス間で生じる干渉の効果は、互いの振幅を相殺させる効果となる。一方、時間軸上で隣接する光パルス間の光搬送波としての位相が同相である場合には、これらの光パルス間で生じる干渉の効果は、互いの振幅が足し合わされる効果となる。
【００１１】
このため、CS-RZフォーマットは、光パルス信号のデューティ比が高くなっても、時間軸上で隣り合った光パルス間の干渉による波形歪が、通常のRZフォーマットよりも抑えられる。ここで、光パルスのデューティ比とは、時間軸上において隣接して並ぶ光パルスの間隔（1ビット当たりの時間幅であり、時間スロットと呼ばれることもある。）に対する、当該光パルスの半値幅の比をいう。従って、デューティ比が高くなるとは、光パルスの半値幅が、時間スロットに対して広くなることを意味する。すなわち、時間スロットを固定して光パルスの半値幅を広くする、あるいは光パルスの半値幅を固定して時間スロットを狭くすると、デューティ比が高くなる。
【００１２】
すなわち、CS-RZフォーマットによれば、光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での幅を、通常RZフォーマットよりも広く取ることが出来、その結果光搬送波のスペクトル帯域を低減できる。ちなみに、CS-RZフォーマットは、時間軸上で隣接する光パルス間の光搬送波としての位相が同相である通常のRZフォーマット比べ、スペクトル帯域を25％程度低減できる（非特許文献1参照）ことが知られている。
【００１３】
以上説明したように、CS-RZフォーマットは、光ファイバの群速度分散による波形歪への耐性に優れ、また、周波数利用効率に優れる。すなわち、CS-RZフォーマットの光パルス信号を採用することによって、長距離伝送特性・周波数利用効率に優れた光通信システムの実現が可能となる。
【００１４】
従来、CS-RZフォーマットの光パルス信号を生成するために必要とされる、キャリア抑圧光パルス列（以後、「CS光パルス列」ということもある。）を発生する代表的な方法として、マッハツェンダ干渉計型のLiNbO3光強度変調器を用いる方法が知られている（例えば、非特許文献1参照）。以後LiNbO3光強度変調器をLN光強度変調器と記載することもある。
【００１５】
この方法を、繰り返し周波数が40 GHzであるCS光パルス列発生を例にして説明する。まず連続波（CW: Continuance Wave）光源から発生するCW光をLN光強度変調器に入力する。そして、LN光強度変調器のDCバイアスレベルを透過率最小の電圧値に設定して、繰り返し周波数が20 GHzであって、かつ最大-最小間の電圧差（peak-to-peak 電圧、以下でVppと記載することもある。）が半波長電圧Vπの2倍である電気変調信号（多くの場合、正弦波）でLN光強度変調器を駆動すれば、繰り返し周波数が40 GHzのCS光パルス列がLN光強度変調器から出力される。
【００１６】
この方法によれば、CW光源の波長を変えても光パルスの特性変化が小さいので、波長依存の小さい波長可変CS光パルス列発生光源が提供できる。また、この方法は、繰り返し周波数を容易に変えられるという利点もある。
【００１７】
そこで、LN光強度変調器を用いて構成されるCS光パルス列発生装置を用いた高密度波長分割多重方式（DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing）の送受信装置の例（非特許文献2参照）が提案されている。図1を参照して、このDWDM送受信装置の送信側を構成するDWDM送信器について説明する。DWDM送信器とは、多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置（以後、「多波長CS光パルス信号生成装置」と略記することもある。）を意味する。
【００１８】
図1は、LN光強度変調器を用いて構成される、従来の多波長CS光パルス信号生成装置の概略的ブロック構成図である。非特許文献2にはDWDM送受信装置の概略が開示されているが、図1では、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置との対比が行いやすいように、非特許文献2に開示されている装置のDWDM送信器（多波長CS光パルス信号生成装置）の部分を抜き出して、必要な構成要素を補って再構成して、従来例による多波長CS光パルス信号生成装置として示してある。
【００１９】
図1に示す従来の多波長CS光パルス信号生成装置は、基準クロック信号発生器102と、2分岐電気分配器104と、光パルス列生成部130と、光パルス信号生成部132と、多波長光合波器122とを具えて構成される。
【００２０】
基準クロック信号発生器102は、システムクロックと同期した、周波数がfCLKの基準クロック信号103を発生する。2分岐電気分配器104は、基準クロック信号103を、第1クロック信号105aと、第2クロック信号105bとに2分岐する。第1クロック信号105a及び第2クロック信号105bは、それぞれ光パルス列生成部130及び光パルス信号生成部132に入力される。
【００２１】
光パルス列生成部130は、1/2分周器106、N分岐電気分配器である第1電気分配器108、N個の電気増幅器112-1、112-2、...及び112-N、波長がそれぞれλ1、λ2、...及びλNである連続波光源118-1、118-2、...118-N、N個のLN光強度変調器116-1、116-2、...116-Nを具えて構成されている。ここで、Nは2以上の整数であり、以後の説明においても同様である。
【００２２】
光パルス信号生成部132は、N分岐電気分配器である第2電気分配器110、N個の電気信号生成器114-1、114-2、...114-N、N個の光強度変調器120-1、120-2、...120-Nを具えて構成されている。
【００２３】
クロック信号105aは、1/2分周器106に入力されて、周波数がfCLK/2であるクロック信号107に変換されて出力され、第1電気分配器108に入力される。第1電気分配器108に入力されたクロック信号107は、N分岐されて出力される。
【００２４】
電気分配器108から出力されるクロック信号は、電気増幅器112-1、112-2、…112-Nにそれぞれ入力され、それぞれの電気増幅器で出力電圧値がVpp＝2Vπまで増幅されて出力される。
【００２５】
一方、連続波光源118-1、118-2、…118-Nから、それぞれ波長がλ1、λ2、…λNであるCW光が出力される。波長がλ1、λ2、…λNであるCW光は、それぞれLN光強度変調器116-1、116-2、…116-Nに入力される。また、LN光強度変調器116-1、116-2、…116-Nのそれぞれには、電気増幅器112-1、112-2、…112-Nからそれぞれ出力される、周波数がfCLK/2であるクロック信号113-1、113-2、…113-Nがそれぞれ供給される。
【００２６】
ここで、1/2分周器106が必要な理由を説明する。LN光強度変調器から、周波数がfCLKであるCS光パルス列を出力させるには、繰り返し周波数が40 GHzであるCS光パルス列発生を例にして説明したように、周波数がfCLK/2である変調電気信号を印加すればよいからである。すなわち、LN光強度変調器116-1、116-2、…116-Nのそれぞれに、周波数がfCLK/2であるクロック信号113-1、113-2、…113-Nを供給することによって、繰り返し周波数がfCLKのCS光パルス列117-1、117-2、…117-Nが出力される。
【００２７】
ここで、Vπは、LN光強度変調器116-1、116-2、…116-Nを変調するために入力する電気信号の振幅の最大-最小間の電圧差Vppの半分の値を意味する。その結果、LN光強度変調器116-1、116-2、…116-Nからは、それぞれ波長がλ1、λ2、…λNで、繰り返し周波数がfCLKのCS光パルス列117-1、117-2、…117-Nが出力される。CS光パルス列117-1、117-2、…117-Nは、それぞれ、光パルス信号生成部132が具える光強度変調器120-1、120-2、…120-Nに入力される。光強度変調器120-1、120-2、…120-Nは、上述のマッハツェンダ干渉計型のLN光強度変調器が利用される。
【００２８】
一方、2分岐電気分配器104から出力される、もう一系統の第2クロック信号105bは、N分岐電気分配器である第2電気分配器110によってN分岐され、クロック信号111-1、111-2、…111-Nとして生成されて出力される。第2電気分配器110から出力されたそれぞれのクロック信号に位相同期させて、電気信号生成器114-1、114-2、…114-Nを駆動することによって、電気信号生成器114-1、114-2、…114-Nから、それぞれビットレートがfCLKである電気データ信号115-1、115-2、…115-Nが生成されて出力される。この電気データ信号115-1、115-2、…115-Nを光強度変調器120-1、120-2、…120-Nに入力することによって、光強度変調器120-1、120-2、…120-Nからは、CS-RZ光信号121-1、121-2、…121-Nが出力される。
【００２９】
これらCS-RZ光信号121-1、121-2、…121-Nを、WDMカップラ等を用いて構成される多波長光合波器122で合波することにより、最終的に、波長多重数がNである波長多重CS-RZ信号123が得られる。
【非特許文献１】A. Hirano, Y. Miyamoto, S. Kuwahara, M. Tomizawa, and K. Murata, “A novel Mode-Splitting Detection Scheme in 43-Gb/s CS- and DCS-RZSignal Transmission,” IEEE J. Lightwave Technology., vol. 20, No. 12, pp.2029-2034, 2002.
【非特許文献２】40 Gb/s CS-RZ LiNbO3外部変調器［online］2004年1月  富士通株式会社製品カタログ］［平成18年7月13日検索］インターネット＜http://telecom.fujitsu.com/jp/products/device/pdf/40g-csrz.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、先に述べた従来技術による、波長多重CS-RZ光信号発生装置には、次のような解決すべき課題がある。
【００３１】
第1は、波長多重CS-RZ光信号発生装置のサイズが大型となるという問題である。これは、CS光パルス列の発生のために、LN光強度変調器と、別個に連続光源が必要であり、これらを収容するために装置サイズが大型化する。更に、従来の装置によれば、電気増幅器から発生する発熱量が無視できない大きさである。電気増幅器からの発熱が大きければ、連続光源や、光強度変調器などの光部品、さらには電気信号発生回路などの電子部品の特性に悪影響を与える。そのために、効率的な放熱を考慮した装置設計が要請され、この結果として装置サイズが大型化する。
【００３２】
第2は、消費電力が大きくなるという問題である。CS光パルス列を発生する為に必要な、LN光強度変調器の変調電圧のVppは2Vπである。一般的なLN光強度変調器における半波長電圧Vπは、5 V〜10 Vであり、従って、必要な変調電圧のVppは、10 V〜20V となる。これは、LN光強度変調器のインピーダンスを50Ωとして、電力に換算して、24 dBm〜30 dBmと大きな値となる。ちなみに、現状の電子デバイスの開発状況では、電気増幅器の飽和出力は30 dBm程度である。
【００３３】
従って、一つの電気増幅器によって駆動可能である、CS光パルス列発生のためのLN光強度変調器の数は、1個からせいぜい6個である。すなわち、波長多重数がNである波長多重CS-RZ 光信号発生装置を構成するためには、N個あるいはそれに近い数の電気増幅器が必要となる。すなわち、大きな消費電力が必要とされる。
【００３４】
上述した問題は、多重する波長の数が多くなるほど、顕著になる。光通信システムには、実用上、小型化、構成の単純化、及び低消費電力化を図ることが強く求められており、これらの要請に応えられる波長多重CS-RZ光信号発生装置が望まれている。
【００３５】
そこで、本発明は、装置のサイズが小さく、消費電力が小さい、波長多重CS-RZ光信号を生成することが可能な、多波長CS光パルス信号生成装置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】
【００３６】
上述の目的を達成するため、この発明の要旨によれば、以下の構成の多波長CS光パルス信号生成装置が提供される。
【００３７】
この発明の多波長CS光パルス信号生成装置の基本構成は、基準クロック信号発生器と、2分岐電気分配器と、光パルス列生成部と、光パルス信号生成部と、多波長光合波器とを具えた構成である。基準クロック信号発生器は、基準クロック信号を発生する。2分岐電気分配器は、基準クロック信号を入力して、第1クロック信号と第2クロック信号とに2分岐して出力する。
【００３８】
光パルス列生成部は、発振周波数が互いに相異なるCS光パルス列を生成して出力する。CS光パルス列は、この光パルス列生成部が具える複数のモード同期レーザによって生成される。モード同期レーザとしては、後述する分布帰還型半導体レーザを利用するのが好適である。
【００３９】
光パルス信号生成部は、複数のCS光パルス列のぞれぞれが入力されると、発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス信号を生成して出力する。キャリア抑圧光パルス信号は、この光パルス信号生成部が具える複数の光強度変調器によって生成され出力される。
【００４０】
多波長光合波器は、光パルス信号生成部から出力される発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス信号を合波して出力する。
【００４１】
上述の多波長CS光パルス信号生成装置を、上述のモード同期レーザとしてモード同期半導体レーザ（MLLD: mode locked laser doide）を利用することによって構成することが好適である。光パルス列生成部が具える第1〜第NのN個のMLLDの発振周波数は、互いに相異なっている。
【００４２】
また、上述の光パルス列生成部には、好ましくは第1電気分配器を具えるのが良い。第1電気分配器には、第1クロック信号が入力され、第(1-1)〜第(1-N)クロック信号にN分岐（Nは2以上の整数である。）されて出力される。
【００４３】
光パルス列生成部において、第(1-1)〜第(1-N)クロック信号は、それぞれ第1〜第N-MLLDに入力される。これによって、第1〜第N-MLLDがそれぞれモード同期動作し、これら第1〜第N-MLLDから、それぞれ第1〜第NCS光パルス列が出力される。
【００４４】
また、上述の光パルス信号生成部は、第2電気分配器と、第1〜第N電気信号生成器と、第1〜第NのN個の光強度変調器を具えるのが良い。第2電気分配器には、第2クロック信号が入力されて、第(2-1)〜第(2-N)クロック信号にN分岐されて出力される。第1〜第N電気信号生成器は、第(2-1)〜第(2-N)クロック信号がそれぞれ入力されると第1〜第N電気信号がそれぞれ生成されて出力される。
【００４５】
光パルス信号生成部において、第1〜第N-CS光パルス列及び第1〜第N電気信号がそれぞれ第1〜第N光強度変調器に入力される。そして、第1〜第NのN個の光強度変調器で、第1〜第N電気信号によって第1〜第N-CS光パルス列がそれぞれ光変調される、第1〜第NのN個の光強度変調器から、それぞれ第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号が生成されて出力される。
【００４６】
上述の多波長光合波器には、第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号が入力されて、これら第1〜第Nキャリア抑圧光パルス信号が合波されて、多波長キャリア抑圧光パルス信号が生成されて出力される。
【００４７】
上述の第1〜第N-MLLDのそれぞれを、以下の構成の第1の分布帰還型半導体レーザとするのが好適である。すなわち、ブラッグ周波数が互いに異なるN個の第1の分布帰還型半導体レーザを代表して第i-MLLDと表すものとする（iは1からNまでの全ての整数である。）。第i-MLLDは、光強度を変調する機能を有する光変調領域と、反転分布が形成される利得領域と、実効屈折率が可変である位相調整領域と、ブラッグ周波数がfiである回折格子が形成されている分布反射鏡領域を具えて構成される分布帰還型半導体レーザである。また、第i-MLLDは、光変調領域と、利得領域と、位相調整領域と、分布反射鏡領域とが、直列に配置されて共振器に収められている。
【００４８】
光変調領域に対しては、交流電流を注入あるいは交流電圧を印加することによってその透過率を周波数がfrepで変調することができる構成とされている。繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させる条件下で、第i-MLLDの発振縦モードがfi±q(frep/2)となるように（qは奇数である。）共振器長が調整されている。また、光変調領域の透過率を周波数frepで変調することによって、モード同期動作させて、キャリア抑圧されかつ繰り返し周波数がfrepである光パルス列を出力させることが可能とされている。ここで、縦モードとは、発振光のスペクトルを指し、共振器モードと呼ばれることもある。
【００４９】
また、上述の第1〜第N-モード同期半導体レーザのそれぞれを、以下の構成の第2の分布帰還型半導体レーザとするのが一層好適である。この第2の分布帰還型半導体レーザと上述の第1の分布帰還型半導体レーザとの相違点は、光変調領域、利得領域、位相調整領域及び分布反射鏡領域に加えて、更に光吸収係数を調整するための光吸収係数調整領域を具える点である。すなわち、光吸収係数調整領域の光吸収係数の値を、この光吸収係数調整領域側の共振器端面から反射される反射光が分布反射鏡領域に到達しない十分な大きさに設定されていることが特徴である。
【００５０】
光吸収係数調整領域は、分布反射鏡領域とこの分布反射鏡領域に近接する一方の共振器端面との間に設置されている。すなわち、光変調領域、利得領域、位相調整領域、分布反射鏡領域及び光吸収係数調整領域がこの順に直列に配置されており、光変調領域と外部との端面が第1の端面であり、光吸収係数調整領域と外部との端面が第2の端面である。分布反射鏡領域に近接する一方の共振器端面とは、第2の端面を意味する。
【発明の効果】
【００５１】
この発明の多波長CS光パルス信号生成装置は、CS光パルス列を生成する光パルス列生成部が、複数のモード同期レーザによって生成され、これらの複数のモード同期半導体レーザの発振周波数が互いに相異なっている。すなわち、CS光パルス列を、従来例のようにCW光源とLN光強度変調器との組み合わせによって生成する代わりに、モード同期半導体レーザによって生成する構成となっている。
【００５２】
このため、LN光強度変調器と、別個に連続光源が必要であった従来の多波長CS光パルス信号生成装置と異なり、CS光パルス列を生成するという機能をモード同期半導体レーザで実現できる。従って、LN光強度変調器において必要とされた電力を省くことが可能であり、それだけ消費電力を低減できる。また、LN光強度変調器を駆動するために必要とされた電気増幅器等の付帯要素も不要となるので、それだけ小型化が可能である。
【００５３】
また、モード同期半導体レーザとして分布帰還型半導体レーザを利用することで、圧倒的な小型化が実現される。
【００５４】
以上説明した様に、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置によれば、消費電力が小さく、装置のサイズが小さい、波長多重CS-RZ光信号を生成することが可能となる。
【００５５】
分布帰還型半導体レーザとして、上述の第1あるいは第2の分布帰還型半導体レーザを利用することによって、繰り返し周波数がfrepであるCS光パルス列を出力させることができるという効果を奏する。すなわち、これによって、ブラッグ周波数が相異なるfi（iは1からNまでの全ての整数である。）である回折格子をそれぞれ具えた、N個の第1あるいは第2の分布帰還型半導体レーザを光パルス列生成部に設置することによって、この光パルス列生成部から発振周波数が互いに相異なるCS光パルス列を生成して出力することが可能となる。
【００５６】
第1あるいは第2の分布帰還型半導体レーザは、fi±q(frep/2)で与えられる発振縦モードで、モード同期動作させることによって、繰り返し周波数がfrepであるCS光パルス列を出力する。
【００５７】
第1の分布帰還型半導体レーザは、次のように動作させることによって、繰返し周波数がfrepであるSC光パルス列を出力させることができる。
【００５８】
利得領域に電流注入を行うことによって、発振するための条件である反転分布が形成され、第1の分布帰還型半導体レーザが発振状態となる。次に、位相調整領域及び分布反射鏡領域の実効屈折率の少なくとも何れか一方の実効屈折率を調整することによって、第1の分布帰還型半導体レーザの共振条件が確定され、発振縦モードがfi±q(frep/2)であるモード同期動作に必要な条件が整えられる。すなわち、第1の分布帰還型半導体レーザをこの状態で発振させると、発振縦モード間には相関がないが、発振縦モードがfi±q(frep/2)である発振光を出力可能である状態となる。
【００５９】
次に、光変調領域の透過率が周波数frepで変調されることによって、第1の分布帰還型半導体レーザをモード同期動作させることができる。すなわち、発振縦モード間に一定の相関関係が導入された状態となる。発振縦モード間が一定の相関関係を保った状態で第1の分布帰還型半導体レーザを発振させることによって、繰返し周波数がfrepであるCS光パルス列を出力させることができる。
【００６０】
第2の分布帰還型半導体レーザは、次のように動作させることによって、繰返し周波数がfrepであるSC光パルス列を出力させることができる。第2の分布帰還型半導体レーザにおいても、第1の分布帰還型半導体レーザにおける場合と同様に、fi±q(frep/2)で与えられる発振縦モードでモード同期動作させることによって、繰り返し周波数がfrepであるCS光パルス列を生成することができる。
【００６１】
第1の分布帰還型半導体レーザの場合と異なる点は、第2の分布帰還型半導体レーザが、光吸収係数調整領域を具えていることである。この光吸収係数調整領域の光吸収係数の値を、光吸収係数調整領域側の共振器端面における反射光が分布反射鏡領域に到達しない十分な大きさに設定することが可能である。この状態が実現されると、第2の分布帰還型半導体レーザの発振縦モードを確定する境界条件は、第1の端面からの反射と分布反射鏡領域からの反射とによって確定され、第2の端面は、この第2の分布帰還型半導体レーザの発振縦モードの確定になんら影響を与えない。
【００６２】
すなわち、反射光が分布反射鏡領域に到達しないということは、分布反射鏡領域側の共振器端面（劈開面）の反射率が0であることと等価となる。従って、分布反射鏡領域側の共振器端面の残留反射の影響を受けることなく、CS光パルス列を確実に発生させることができる。分布反射鏡領域側の共振器端面の残留反射が存在すると、規則正しい光パルスの列として、CS光パルス列を生成することが困難となる。従って、第2の分布帰還型半導体レーザでは、共振器端面（劈開面）の反射率を限りなく0に近づけるという高度な製造技術を必要としない。
【００６３】
この発明の多波長CS光パルス信号生成装置に、上述の第1あるいは第2の分布帰還型半導体レーザを利用する場合には、光パルス列の繰り返し周波数frepを基準クロック信号の周波数fCLKに等しく設定すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、図2から図17を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、この発明に係る一構成例を図示するものであり、この発明が理解できる程度に各構成要素の配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の材料および条件等を用いることがあるが、これら材料および条件は好適例の一つに過ぎず、従って、何らこれらに限定されない。また、上述の図1を含め、各図において同様の構成要素については、その重複する説明を省略することもある。
【００６５】
＜多波長CS光パルス信号生成装置＞
図2を参照して、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置の構成及びその動作について説明する。図2は、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置の概略的ブロック構成図である。
【００６６】
この発明の多波長CS光パルス信号生成装置は、基準クロック信号発生器102と、2分岐電気分配器104と、光パルス列生成部134と、光パルス信号生成部136と、多波長光合波器122とを具えて構成される。基準クロック信号発生器102は、基準クロック信号103を発生する。2分岐電気分配器104は、基準クロック信号103を入力して、第1クロック信号105aと第2クロック信号105bとに2分岐して出力する。
【００６７】
基準クロック信号発生器102は、パルスパターンジェネレータ等を利用して構成することができ、必要に応じて、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置が利用される光通信システムにおける、基本クロック信号に同期したクロック信号を発生させる。
【００６８】
光パルス列生成部134は、発振周波数が互いに相異なるCS光パルス列を生成して出力する。具体的には、光パルス列生成部134は、第1クロック信号105aを入力して増幅する電気増幅器124を具える。電気増幅器124からは、第1クロック信号105aが増幅されたクロック信号125が出力される。クロック信号125は、第1電気分配器126に入力されて、N分岐（Nは2以上の整数である。）され、第(1-1)クロック信号(127-1)、第(1-2)クロック信号(127-2)、・・・、第(1-N)クロック信号(127-N)として出力される。第(1-1)クロック信号(127-1)、第(1-2)クロック信号(127-2)、・・・、第(1-N)クロック信号(127-N)は、それぞれ第1-MLLD (128-1)、第2-MLLD (128-2)、・・・、第N-MLLD (128-N)に、モード同期信号として入力される。
【００６９】
第1-MLLD (128-1)、第2-MLLD (128-2)、・・・、第N-MLLD (128-N)のそれぞれの発振周波数の値は、f1、f2、・・・、fNである。以後の記述において、発振周波数f1、f2、・・・、fNを、それぞれ真空中の波長λ1、λ2、・・・、λNに換算して表すこともある。真空中の光速度をcとしてfi・λi＝cの関係がある（iは１からNの全ての整数）。
【００７０】
図2に示す多波長CS光パルス信号生成装置は、Nチャンネル波長多重光通信装置に利用して好適な多波長CS光パルス信号生成装置である。Nチャンネル波長多重光通信装置において、各チャンネルは、それぞれ異なる波長λ1、λ2、・・・、λNによって識別される。すなわち、図2に示す多波長CS光パルス信号生成装置を利用することによって、例えば、第1チャンネルに波長λ1を割り当て、第2チャンネルには波長λ2を割り当て、・・・・、第Nチャンネルには波長λNを割り当てることによって、Nチャンネル波長多重の光通信システムを構築することが可能である。
【００７１】
ここで、発振周波数の値f1、f2、・・・、fNについて、その意味するところを説明する。発振周波数の値がfiであるとは、発振縦モードスペクトルが周波数fiを中心として、周波数軸上でfi±q(frep/2)で与えられる（qは奇数である。）ことを意味する。以後、誤解の生じない範囲で、発振縦モードスペクトルが周波数fiを中心として、周波数軸上でfi±q(frep/2)で与えられることを、単に発振周波数の値がfiであるというものとする。
【００７２】
第(1-1)クロック信号(127-1)、第(1-2)クロック信号(127-2)、・・・、第(1-N)クロック信号(127-N)は、モード同期信号として、それぞれ第1-MLLD (128-1)、第2-MLLD (128-2)、・・・、第N-MLLD (128-N)に入力される。これによって、第1-MLLD (128-1)、第2-MLLD (128-2)、・・・、第N-MLLD (128-N)のそれぞれは、モード同期動作し、それぞれ、発振周波数がf1、f2、・・・、fNである第1-CS光パルス列(129-1)、第2-CS光パルス列(129-2)、・・・、第N-CS光パルス列(129-N)を生成して出力する。
【００７３】
例えば、図2に示すこの発明のCS光パルス信号生成装置によって、第1-CS光パルス列(129-1)が生成されて出力されるまでの工程を、図1に示す従来のCS光パルス信号生成装置によって生成される、CS光パルス列117-1（この第1-CS光パルス列(129-1)に対応する、）が、LN光強度変調器116-1から出力されるまでの工程と比較すると次のようになる。
【００７４】
CS光パルス列117-1の元になる、波長がλ1(周波数に換算してf1）のCW光がCW光源118-1から出力される。この波長がλ1であるCW光が、LN光強度変調器116-1に入力されてCS光パルス列117-1として生成されて出力される。すなわち、CS光パルス列117-1を生成して出力するために、CW光源118-1及びLN光強度変調器116-1が必要である。これに対して、第1-CS光パルス列(129-1)は、第1-MLLD (128-1)のみで生成され出力される。第2-CS光パルス列(129-2)、・・・、第N-CS光パルス列(129-N)が生成されて出力されるまでの工程についても同様である。
【００７５】
このため、従来のCS光パルス信号生成装置によってCS光パルス列を生成して出力するには、CW光源(118-1、118-2、・・・、118-N)を含めて、これらを駆動するための電源が必要である。また、LN光強度変調器(116-1、116-2、・・・、116-N)を含めて、これらを駆動するために電気増幅器112-1、112-2、...及び112-Nが必要である。電気増幅器が必要とされる理由は、LN光強度変調器の変調電圧が数十ボルトと高いためである。
【００７６】
従って、従来のCS光パルス信号生成装置によれば、CW光源とLN光強度変調器との2つの構成要素が必要であるため、サイズが大型になる。波長多重度であるNが大きくなると、サイズの大型化という問題は、一層顕著となる。また、LN光強度変調器に必要とされる変調電圧を供給する為に電気増幅器が必要となることも、サイズの大型化の原因となる。また、電気増幅器を駆動するための電力が必要で、消費電力も大きく、また電気増幅器からの発熱に対する対策も必要となる。
【００７７】
一方、この発明のCS光パルス信号生成装置によれば、CW光源及びLN光強度変調器用の電気増幅器が不要である上、CS光パルス列を生成するMLLDの駆動電力は、LN光強度変調器の駆動電力に比べて十分に小さい。MLLDのレーザ発振に必要な注入電力は、CW光源を駆動するための駆動電力とほぼ等しい。しかし、LN光強度変調器に必要な変調電圧Vppが、10 V〜20Vであるのと比べて、モード同期動作に必要な強度変調に要する変調電圧は、数V以下と十分に小さい。
【００７８】
光パルス信号生成部136には、複数のCS光パルス列のぞれぞれが入力されて、発振周波数が互いに相異なるキャリア抑圧光パルス信号が生成されて出力される。具体的には、光パルス信号生成部136には、発振周波数がλ1、λ2、・・・λNである第1-CS光パルス列(129-1)、第2-CS光パルス列(129-2)、・・・、第N-CS光パルス列(129-N)のぞれぞれが入力されて、発振周波数が互いに相異なるλ1、λ2、・・・λNである第1-CS光パルス信号(121-1)、第2-CS光パルス信号(121-2)、・・・、第N-CS光パルス信号(121-N)が生成されて出力される。
【００７９】
第1-CS光パルス信号(121-1)、第2-CS光パルス信号(121-2)、・・・、第N-CS光パルス信号(121-N)は、それぞれこの光パルス信号生成部136が具える第1光強度変調器120-1、第2光強度変調器120-2、・・・、第N光強度変調器120-Nによって生成されて出力される。多波長光合波器122は、光パルス信号生成部136から出力される第1-CS光パルス信号(121-1)、第2-CS光パルス信号(121-2)、・・・、第N-CS光パルス信号(121-N)を合波し、波長多重数がNである波長多重CS-RZ信号123として生成して出力する。
【００８０】
上述の機能を実現するために、光パルス信号生成部136は、図1に示した従来の多波長CS光パルス信号生成装置の光パルス信号生成部132と同一の構成である。すなわち、光パルス信号生成部136は、N分岐電気分配器である第2電気分配器110、N個の電気信号生成器114-1、114-2、・・・114-N、N個の光強度変調器120-1、120-2、・・・120-Nを具えて構成されている。従って、その動作は、従来の多波長CS光パルス信号生成装置の光パルス信号生成部132と同一であるので、その説明を省略する。
【００８１】
＜第1の分布帰還型半導体レーザ＞
図3を参照して、この発明の多波長CS光パルス信号生成装置に利用して好適な第1の分布帰還型半導体レーザの構成及びそのモード同期動作原理について説明する。図3は、第1のモード同期半導体レーザの概略的構成図である。
【００８２】
図3に示す第1のモード同期半導体レーザは、位相調整領域及び分布反射鏡領域の光導波路の実効屈折率の変化をプラズマ効果あるいはポッケルス効果によって実現する方式を採用している。以後の説明において、位相調整領域あるいは分布反射鏡領域の光導波路の実効屈折率を、単に位相調整領域あるいは分布反射鏡領域の実効屈折率ということもある。
【００８３】
第1の分布帰還型半導体レーザは、共振器周回周波数の自然数倍が、発生する光パルス列の繰り返し周波数frepに近似するモード同期半導体レーザである。ここで近似するとは、分布帰還型半導体レーザの共振器周回周波数の自然数倍と、光パルス列の繰り返し周波数frepとの差が、この分布帰還型半導体レーザをモード同期動作させるために必要な、周波数引き込みが生じる程度に小さいという意味である。この第1の分布帰還型半導体レーザをこの発明の多波長CS光パルス信号生成装置に利用する場合には、光パルス列の繰り返し周波数frepを基準クロック信号の周波数fCLKに等しく設定する。
【００８４】
第1の分布帰還型半導体レーザ100は、光変調領域10、利得領域12、位相調整領域14及び分布反射鏡領域16をこの順序に直列に接続して具えている。各領域はそれぞれ、p側クラッド層20およびn側クラッド層22で挟まれたダブルへテロ構造の光導波路10a、12a、14a及び16aが形成されている。分布帰還型半導体レーザにおいて、発振光は、光導波路10aを伝播することでその強度が変調（損失変調）され、光導波路12aを伝播することで誘導放出による増幅がなされ、光導波路14aを伝播することでその位相速度が変化を受け、光導波路16aにおいてブラッグ反射される。発振光の変調は、このように損失変調によって行えるが、光導波路12aにおいて利得変調することも可能である。
【００８５】
光変調領域10、利得領域12、位相調整領域14及び分布反射鏡領域16とは、それぞれ、光導波路がp側クラッド層20およびn側クラッド層22に挟まれて構成され、p側及びn側の電極も含めた構造を意味する。すなわち、光変調領域10を例にして説明すると、光変調領域10とは、光変調領域のp側電極24、p側クラッド層20の光変調領域部分、光変調領域の光導波路10a、n側クラッド層22、及びn側共通電極32の光変調領域部分を含む全体を指す。利得領域12、位相調整領域14及び分布反射鏡領域16においても同様である。
【００８６】
利得領域12には、p側電極26とn側共通電極32とを介して、定電流源38によって電流が注入されることによって、レーザ発振に必要な反転分布が形成されて利得が発生する。また、光変調領域10では、モード同期の発現に必要な光変調がなされる。光変調領域10の光変調を生じさせるには、この領域に電流を注入する方法と、電圧を印加する方法とがある。
【００８７】
電流を注入する方法を実施するには、p側電極24とn側共通電極32との間に、定電流源34から供給される定電流と、交流電源36から供給される周波数がfrepの交流電流とを結合器58で足し合わせた電流を流すことで行える。
【００８８】
また、光変調領域10において光変調を生じさせる方法として電圧を印加する方法を実施するには、p側電極24とn側共通電極32との間に、定電圧源34から供給される定電圧と、交流電源36から供給される周波数がfrepの交流電圧とを結合器58で足し合わせて、印加することで行える。
【００８９】
位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16は、レーザ発振波長に対して透明な材料で構成される。例えば、レーザ発振波長が1.55μm帯のInGaAsP系半導体レーザの場合、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16を、バンドギャップ波長が1.3μmのInGaAsP層で構成する。
【００９０】
また、レーザ発振波長はこの例に限定されるものではなく、1.1μm、や1.48μmとすることも可能である。その場合にはこのレーザ発振波長に対応して透明となるようにInGaAsPの混晶比を選定して、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16を形成する。また、分布帰還型半導体レーザ100の発振波長に応じて、InGaAsP以外の材料を用いることも可能である。分布帰還型半導体レーザ100の発振波長に応じて、その発振波長に対応するバンドギャップを有する材料を選択することで、必要とされる発振波長が得られる分布帰還型半導体レーザ100を構成することが可能である。
【００９１】
分布反射鏡領域の光導波路16aとp側クラッド層20との界面近傍のp側クラッド層20側、あるいは分布反射鏡領域の光導波路16aとn側クラッド層22との界面近傍のn側クラッド層22側のいずれかには、回折格子18が形成される。図3では、回折格子18が分布反射鏡領域の光導波路16aとp側クラッド層20との界面近傍のp側クラッド層20側に形成されている例を示している。ここで、界面の近傍とは、分布反射鏡領域16を導波される光のエバネッセント場（evanescent field）が到達する範囲を意味する。
【００９２】
上述のように、光変調領域10および利得領域12を、電流あるいは電圧によって変調することで、分布帰還型半導体レーザ100はモード同期動作し、繰り返し周波数frepの光パルス列を生成する。図3に示すように、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16に、それぞれ位相調整領域のp側電極28および分布反射鏡領域のp側電極30と、n側共通電極32を介して、それぞれ定電流源あるいは定電圧源40及び42を用いて、定電流の注入あるいは逆バイアス電圧を印加することができる。このことによって、定電流の注入の場合はプラズマ効果を用いて、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16の実効屈折率を調整することができる。また、逆バイアス電圧印加の場合は、ポッケルス効果などを用いて、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16の実効屈折率を調整することができる。
【００９３】
分布帰還型半導体レーザ100の発振縦モードのうち、分布反射鏡領域16のブラッグ周波数f0に近接する２つの縦モード、f0+(frep/2)及びf0-(frep/2)、すなわち、両縦モードが周波数軸上でブラッグ周波数に対して対称な関係となるように、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16の実効屈折率を調整することが可能である。
【００９４】
CS光パルス列は、分布帰還型半導体レーザ100の、分布反射鏡領域16側の共振器端面44、光変調領域10側の共振器端面46の何れからも出力されるので、どちらから出力されるCS光パルス列を実用に供してもよい。また、分布反射鏡領域16側の共振器端面44は、無反射膜を施しておくのが望ましい。
【００９５】
第1の分布帰還型半導体レーザの動作原理を説明するために、まず図4を参照してCS光パルス列の時間波形の特徴について説明する。図4は、CS光パルス列を形成している光搬送波の振幅包絡線の時間波形を示す図であり、横軸は時間を示しており、及び縦軸は光強度を示している。ただし、縦軸は、後述する第1光パルスの光強度を正の方向にとってあり、及び第1光パルス列を構成する光パルスと光搬送波としての位相がπずれている第2光パルス列の光強度を負の方向にとって示してある。
【００９６】
光強度の変化として観測される光パルスは、光搬送波としての光の電場ベクトルの振幅波形の包絡線として表される。従って、以後の説明において、光パルスの時間波形という場合は、光の電場ベクトルの振幅波形の包絡線を表しているものとする。
【００９７】
CS光パルス列とは、時間軸上に並ぶ隣接する光パルス間の、光搬送波としての位相が互いに反対位相の関係にある光パルス列である。すなわち、時間軸上に並ぶ隣接する光パルス間の光搬送波としての両者の位相差はπに等しい関係となっている。
【００９８】
時間軸上におけるCS光パルス列の時間波形の周期Trepが1/frep（繰り返し周波数がfrep）であるとすると、このCS光パルス列の時間波形は、周期が2Trep(＝2/frep)である第1光パルス列と、周期が2Trep(＝2/frep)である第2光パルス列との合成波形であると考えることが出来る。
【００９９】
ここで、図4に示すように、第1光パルス列とは、周期が2Trep(繰り返し周波数がfrep/2）で、隣接する光パルス間の光搬送波としての光位相が同相である光パルス列である。また、第2光パルス列とは、周期が同じく2Trepで、隣接する光パルス間の光搬送波としての光位相が同相であり、かつ第1光パルス列とTrep（＝1/frep）だけずれた時間に発生し、かつその光搬送波としての光位相が第1光パルス列に対して反転した（位相差がπである）光パルス列である。
【０１００】
図5(A)から(C)を参照して、CS光パルス列の周波数スペクトルについて説明する。図5(A)は、繰り返し周波数がfrep/2である第1光パルス列の周波数スペクトルを示す図であり、図5(B)は、繰り返し周波数がfrep/2であり、第1光パルス列に対して搬送波としての位相がπずれている第2光パルス列の周波数スペクトルを示す図であり、図5(C)は、第1光パルス列と第2光パルス列とを合成して得られる光パルス列の周波数スペクトルを示す図である。図5(A)から(C)において、横軸は光搬送波としての周波数を表している。また、縦軸は周波数スペクトル成分のそれぞれの振幅の大きさを示しており、第1光パルスの周波数スペクトル成分の振幅を正の方向にとってあり、この周波数スペクトル成分と位相がπずれている周波数スペクトル成分の振幅を負の方向にとって示してある。
【０１０１】
第1光パルス列の周波数スペクトルの振幅波形は、図5(A)に示すように、光搬送波としての周波数をf0とすると、周波数f0の縦モードを中心として、振幅がEmの縦モードが、周波数軸上でfrep/2だけ離れて、全て同位相で離散的に存在する波形となる。ここで、mは整数であり、m＝0とした振幅E0が、第1光パルス列の光搬送波としての周波数の振幅成分に相当する。ここで、周波数f0の縦モードあるいは振幅がEmの縦モードとは、それぞれ周波数がf0である周波数スペクトルの振幅成分あるいは振幅がEmである周波数スペクトルの振幅成分を意味している。
【０１０２】
第2光パルス列の光スペクトルの振幅波形は、図5(B)に示すように、第1光パルス列のスペクトルと同様に、周波数f0の縦モードを中心として、振幅の絶対値がEmの縦モードが、周波数がfrep/2だけ離れて離散的に存在する波形となる。ここでも、mは整数であり、m＝0とした振幅E0が、第2光パルス列の光搬送波としての周波数の振幅成分に相当する。ただし、第2光パルス列は、第1光パルス列とTrep（＝1/frep）だけずれた時間に発生し（第1の要請）、かつその光搬送波としての位相が、第1光パルス列に対して反転している（第2の要請）。位相が反転するとは、両者の位相差がπであるということと同義である。
【０１０３】
第2光パルス列が第1光パルス列とTrep（＝1/frep）だけずれた時間に発生するという第1の要請のために、第2光パルス列の各縦モードの位相は、mが奇数の縦モードに対しては、第1光パルス列の縦モードの位相に対してπだけずれる。すなわち、mが奇数の縦モードに対しては、振幅の正負が逆転する。また、第2光パルス列の光搬送波としての位相が、第1光パルス列に対して反転しているという第2の要請によって、第2光パルス列の全縦モードの位相は、第1光パルス列の縦モードの位相に対してπだけずれる。
【０１０４】
第1及び第2の要請が満足される結果、第2光パルス列の光スペクトルの振幅波形は、mが偶数の縦モードに関しては、第1光パルス列のスペクトルに対して、その振幅の正負が逆転した波形となる。従って、第1光パルス列と第2光パルス列の合成波形であるCS光パルス列の光スペクトルの振幅波形は、図5(C)に示すような波形となる。すなわち、光搬送波としての周波数成分を含む偶数次の縦モードが消失し、奇数次の縦モードのみが、周波数がfrepだけ離れて離散的に存在するスペクトル波形となる。
【０１０５】
なお、CS光パルス列との名前は、この光パルス列の光搬送波としての周波数成分のうち特定次数の縦モード（ここでは、偶数次の縦モード）を消失させることによって、すなわちキャリア抑圧（carrier suppressed）することによって、生成される光パルス列であることに由来する。
【０１０６】
以上説明したようにCS光パルス列の時間波形は、その時間波形及び周波数スペクトルが、図4及び図5(C)で与えられる関係にある。すなわち、図4に示すように、隣接する光パルス間の光搬送波としての両者の位相差がπに等しい関係で並ぶ光パルスである。また、CS光パルス列の周波数スペクトルを構成する縦モード成分は、図5(C)に示すように、周波数f0の縦モードを中心として、光搬送波としての周波数成分を含む偶数次の縦モードが消失し、奇数次の縦モードのみが、周波数がfrepだけ離れて離散的に存在する。すなわち、CS光パルス列の周波数スペクトルは、qを奇数としてf0±q(frep/2)で与えられる周波数成分（縦モード成分）から成っている。
【０１０７】
次に、このような時間波形及び周波数スペクトルを有するCS光パルス列を生成するという視点で、以上説明したCS光パルスの時間波形と周波数スペクトル波形との関係を、説明すると次のようになる。
【０１０８】
CS光パルス列の振幅の時間波形ecs(t)は、次式(1)で与えられる。
【０１０９】
【数１】
2008035265.tif 000003
【０１１０】
式(1)の第1項が第1光パルス列の振幅の時間波形を与え、第2項が第2光パルス列の振幅の時間波形を与える。ここで、隣接する光パルスの時間軸上での間隔である光パルスの周期をTrepで表してある。すなわち、Trepは、光パルス列の繰り返し周波数frepと互いに逆数の関係にあり、Trep＝1/frepである。
【０１１１】
式(1)は次式(2)に変形することができる。
【０１１２】
【数２】
2008035265.tif 000004
【０１１３】
ここで、式(2)に現れる（1-exp(imπ)）は、mが偶数のとき0となるから、式(2)においてmが偶数となる項は消滅し、その結果、CS光パルス列の振幅の時間波形を与えるecs(t)は、次式(3)で表される。
【０１１４】
【数３】
2008035265.tif 000005
【０１１５】
すなわち、図5(C)に示したスペクトル波形に対応した、偶数次の縦モードが消失し、奇数次の縦モードのみからなる時間波形が得られる。
【０１１６】
ここで、図5(C)および式(3)で表される、CS光パルス列の光スペクトルおよび時間波形について、さらに考察する。
【０１１７】
上述の式(3)を、次式(4)で与えられる関係で定義される数列Amを導入して、次式(5)の形に変形する。
【０１１８】
【数４】
2008035265.tif 000006
【０１１９】
【数５】
2008035265.tif 000007
【０１２０】
ここで、式(5)の第2項に対して（m+1）をnに置き換えるという変換を行うと、次式(6)が得られる。
【０１２１】
【数６】
2008035265.tif 000008
【０１２２】
式(6)は、次のように解釈することができる。以下、図6(A)から(C)及び図7(A)から(C)を参照して説明する。
【０１２３】
図6(A)から(C)は、後述する第3と第4光パルス列及び合波光パルス列の周波数スペクトルを示す図であり、(A)は第3光パルス列の周波数スペクトル、(B)は第4光パルス列の周波数スペクトル、(C)は第3光パルス列と第4光パルス列との合波光パルスの周波数スペクトルを示す図である。図6(A)から(C)において、横軸は周波数を縦軸は振幅の大きさを、それぞれ任意スケールで示してある。
【０１２４】
また、図7(A)から(C)は、第3と第4光パルス列及び合波光パルス列の時間波形を示す図であり、(A)は第3光パルス列の時間波形、(B)は第4光パルス列の時間波形、(C)は第3光パルス列と第4光パルス列との合波光パルスの時間波形を示す図である。図7(A)から(C)において、横軸は時間を縦軸は光強度を、それぞれ任意スケールで示してある。ただし、図7(C)の縦軸は、後述する第3及び第4光パルス列の光強度を正の方向にとってあり、第3及び第4光パルス列を構成する光パルスと光搬送波としての位相がπずれている光パルスの光強度を負の方向にとって示してある。
【０１２５】
式(6)によれば、CS光パルス列の光スペクトルは、第3光パルス列と第4光パルス列との合成波形で与えられる。ここで、第3光パルス列は、図6(A)に示すように、その光搬送波としての中心周波数がf0+(frep/2)であり、この周波数を起点として、m番目の縦モード（mは整数である。）の振幅が2Amであり、周波数がfrepだけ離れて離散的に周波数軸上に存在するスペクトル波形を有する。すなわち、振幅が2Amであるm番目の縦モードの周波数は、qを奇数としてf0+q(frep/2)である（ただし、q＝2m+1である。）。また、第4光パルス列は、図6(B)に示すように、光搬送波としての中心周波数がf0-(frep/2)であり、この周波数を起点として、m番目の縦モードの振幅が2A-mであり、周波数がfrepだけ離れて離散的に存在するスペクトル波形を有する。振幅が2A-mであるm番目の縦モードの周波数は、qを奇数としてf0-q(frep/2)である（ただし、q＝2m+1である。）。
【０１２６】
式(6)で与えられるように、あるいは図6(A)及び図6(B)に示すように、第3光パルス列の光スペクトルと、第4光パルス列の光スペクトルとは、その縦モード振幅が、周波数に対して互いに反対称なスペクトル形状を有する。また、第3及び第4光パルス列のそれぞれにおいて、mの値で指定される各縦モードの位相は同相である。
【０１２７】
このことは、第3光パルス列を構成する光パルス間で位相が揃っており、また、第4光パルス列を構成する光パルス間で位相が揃っていることを意味する。また、第3光パルス列と第4光パルス列とを比較すると、それぞれの光搬送波としての成分の位相も互いに同位相である。このことは、第3光パルス列と第4光パルス列とをそれぞれ構成している光パルスは、同時に発生することを意味している。
【０１２８】
従って、第３及び第４光パルス列の合波光パルス列の周波数スペクトルは、図6(C)に示すようになる。
【０１２９】
以上説明した内容を、時間波形の関係として示すと、図7(A)から(C)に示す関係となる。図7(A)から(C)は、光パルス列の時間波形を示している。すなわち、図7(A)に示す光キャリア周波数がf0+(frep/2)であり、繰り返し周波数がfrepである通常のRZ光パルス列である第3光パルス列と、図7(B)に示す光キャリア周波数がf0-(frep/2)であり、繰り返し周波数がfrepである通常のRZ光パルス列である第4光パルス列とが、同じタイミングで発生していると、その合成時間波形は、図7(C)に示すCS-RZ光パルス列となる。
【０１３０】
この発明では、上記のような状況を、分布反射鏡領域を有する分布帰還型半導体レーザをモード同期動作させることによって実現する。以下、上記のような状況を実現するために主要な役割を果たす分布反射鏡領域の特性と、分布帰還型半導体レーザの縦モード（共振器モードと呼ばれることもある。）との関係について、図8を参照して説明する。
【０１３１】
図8は、分布反射鏡領域の反射率スペクトル（太い実線）、侵入長（破線）及び縦モード（細い実線）の関係の説明に供する図であり、横軸に波長を任意スケールで目盛って表示してある。また、縦軸は省略してあるが、縦軸方向に、実線で示す反射率スペクトル及び縦モードについては光強度を、破線で示す侵入長については長さを、それぞれ任意スケールで表示している。
【０１３２】
ここでは、分布反射鏡領域16側の共振器端面44での端面反射率が0である理想的な状況を仮定して説明する。共振器端面44での端面反射率が0であれば、分布帰還型半導体レーザの発振動作について、共振器端面44での端面反射についての影響を考慮する必要がなく、純粋に回折格子による反射特性のみで決定される状況となる。また、侵入長とは、分布反射鏡領域16からの反射光の位相Φを次式(7)で定義したときのLeffのことを意味する。
Φ＝2nDBRk0Leff            （７）
ここで、nDBRは分布反射鏡領域の実効屈折率、k0は波数である。図8に示すように、共振器端面44での端面反射率が0であれば、反射率及び侵入長のプロファイル（波長依存性）は、ブラッグ波長λBに対して対称となる。
【０１３３】
ここで、分布帰還型半導体レーザの縦モードのうち、ブラッグ波長λB（周波数に換算してf0）に最近接する２つの縦モード（波長に換算した値）が、図6に示す波長軸に関してブラッグ波長λBに対称な位置に存在する場合を考える。二つの縦モードの周波数間隔は、共振器周回周波数に一致し、かつそれは、発生するCS光パルス列の繰り返し周波数（frep）に近似する。ここで近似するとは、二つの縦モードの共振器周回周波数のそれぞれと、frepとの差が、分布帰還型半導体レーザに対してモード同期動作を生じさせた場合に、周波数引き込みが生じる程度に小さいという意味である。
【０１３４】
この状態で、分布帰還型半導体レーザが、レーザ発振しているものとする。この場合、上記の二つの縦モードは、分布反射鏡領域での反射率の極大および侵入長の極小が、ブラッグ波長に対して対称の位置にあり、しかも両極値はブラッグ波長に近似していることから、二つの縦モードは、共にレーザ発振条件が同一であり、この分布帰還型半導体レーザは、上記二つの縦モードでレーザ発振が生じる。この状態でモード同期動作を生じさせた場合、このレーザは、それぞれ上記の二つの縦モードのそれぞれの波長に相当する周波数を有する、２波長のモード同期動作が生じる。
【０１３５】
さらにまた、分布反射鏡領域での反射率及び侵入長の周波数プロファイルは、その反射率の極大及び侵入長の極小が、ブラッグ波長を周波数に換算した周波数に対して、互いに対称な位置に存在し、プロファイル自身は同一の形状となる。また、モード同期動作が生じた場合、これら二つの波長の光（上述の二つの縦モードに対応する周波数の光）の間には、変調サイドバンドを介して互いに周波数引き込みが生じる。その結果、これら二つの光の光搬送波としての周波数間隔は、変調周波数、すなわち、frepに固定されると共に、その位相同期も実現する。従って、これら２波長のモード同期パルス列は、その波長差がちょうど繰り返し周波数（frep）と一致し、かつ、位相同期している為、発生する時間も一致している。
【０１３６】
以上説明したように、図8に示した共振器端面44での端面反射率が0であるという条件でモード同期動作をさせた分布帰還型半導体レーザは、先に図6(A)から(C)及び図7(A)から(C)を参照して説明したCS光パルス列発生条件を満足するため、CS光パルス列を発生することになる。
【０１３７】
CS光パルス列を発生させるには、ブラッグ波長に最近接する２つの縦モードが、ブラッグ波長に対称に配置するように設定しなければならない。レーザの縦モード波長は、図3に示した構造の分布帰還型半導体レーザについては、次式で決定される。
mλ＝2nmodLmod＋2ngainLgain＋2npcLpc＋2nDBRLeff          （８）
ここで、nmod、ngain、npc、nDBRはそれぞれ、光変調領域10、利得領域12、位相調整領域14、分布反射鏡領域16の実効屈折率である。また、Lmod、Lgain、Lpcはそれぞれ、光変調領域10、利得領域12、位相調整領域14の領域の長さである。Leffは、分布反射鏡領域16の侵入長である。
【０１３８】
式(8)に示すように、npc及びnDBRの少なくとも何れか一方を変化させることで、縦モード波長を変化させることが可能である。
【０１３９】
図3に示した構成の分布帰還型半導体レーザからCS光パルス列を発生させるには、位相調整領域14ならびに分布反射鏡領域16に、それぞれp側電極28および30とn側共通電極32を介して、それぞれ定電流源あるいは定電圧源40及び42を用いて、定電流あるいは逆バイアス電圧を印加して、npc及びnDBRを変化させる。すなわち、定電流印加の場合はプラズマ効果によって、また、逆バイアス電圧印加の場合はポッケルス効果によって、npc及びnDBRの実効屈折率を、分布反射鏡領域16のブラッグ波長に近接する２つの縦モードが、ブラッグ周波数に対称に配置するように調整することが可能である。ブラッグ周波数に対称に配置するとは、２つの縦モードに対応する周波数の一方がブラッグ周波数より小さく、もう一方がブラッグ周波数より大きく、かつ両者の周波数とブラッグ周波数との差が等しいことを意味する。
【０１４０】
光変調領域10へ直流電圧をバイアス電圧として印加し、かつ変調電圧を重ねて印加することで、パルス幅可変なCS光パルス列が容易に発生できる。すなわち、光変調領域10を、半導体電界吸収型変調器（Electro-absorption Modulator、EA変調器ということもある。）として機能させることによって、パルス幅可変なCS光パルス列が容易に発生できる。この理由を図9(A)から(C)を参照して説明する。
【０１４１】
図9(A)から(C)は、EA変調器の特性と光ゲート波形との関係の説明に供する図であり、図9(A)はEA変調器の電圧に対する透過率を示す図であり、図9(B)は印加する直流電圧を順バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときの光ゲート特性の説明に供する図であり、図9(C)は印加する直流電圧を逆バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときの光ゲート特性の説明に供する図である。
【０１４２】
図9(A)から(C)において、横軸はEA変調器に印加する電圧を任意スケールで示してあり、(+)とあるのは順方向電圧であることを示し、(-)とあるのは逆電圧であることを示す。縦軸は透過率を任意スケールで示してある。また、図9(B)及び(C)において、EA変調器をゲート素子として捉えた場合の、EA変調器から出力される出力光の強度の時間波形をゲート波形として、それぞれ右側に示してある。
【０１４３】
図9(A)に示すように、EA変調器に逆バイアス電圧を印加した場合、EA変調器を構成する半導体のバンドギャップ波長が長波長側にシフトする効果が発現し、吸収が増加する。その吸収増加は、印加した電圧に対して線形ではなく、より急激に増加し、従って、EA変調器は、逆バイアス電圧が印加された場合、印加された電圧に対して透過率が急激に変化するという特性を示す。一方、EA変調器に順バイアス電圧を印加した場合は、EA変調器を構成する半導体のバンドギャップ波長が使用波長より50nm〜100nm短波長に設定されている為、透過率の変化は微小である。
【０１４４】
ここで、EA変調器に印加する直流電圧を順バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときのEA変調器のゲート素子としての光ゲート特性は図9(B)のようになり、光強度がONとなっている時間（光が透過している時間）がOFFとなっている時間（光が遮断されている時間）よりも長いという特性を持つパルス幅の広い光ゲート特性が得られる。この駆動条件で、光変調領域10としてEA変調器構造とした分布帰還型半導体レーザを駆動させれば、パルス幅の広いCS光パルス列を発生することが可能となる。光ゲート特性は、直流電圧および変調電圧を変化させれば変化するので、発生するCS光パルス列のパルス幅を可変にできる。
【０１４５】
一方、EA変調器に印加する直流電圧を逆バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときのEA変調器のゲート素子としての光ゲート特性は図9(C)のようになり、光強度がOFFとなっている時間がONとなっている時間よりも長いという特性を持つパルス幅の狭い光ゲート特性が得られる。この駆動条件で、光変調領域部10としてEA変調器構造とした分布帰還型半導体レーザを駆動させればパルス幅の狭いCS光パルス列を発生することが可能となる。また、直流電圧および変調電圧を変化させることで、発生するCS光パルス列のパルス幅を可変にできる。
【０１４６】
モード同期半導体レーザにおいては、モード同期光パルスがレーザ共振器内を周回するという特性があるために、光変調領域で生じる利得あるいは吸収変調効果が、一つの光パルスに対して複数回生じる。従って、一回の利得あるいは吸収変調が強くなくても、上述した多重変調効果によって共振器内を周回するたびに、光パルスが成長していく。能動モード同期半導体レーザの場合、利得あるいは吸収変調の強さは、印加する変調電圧に応じて変化する。このことは、能動モード同期半導体レーザにおいては、多重変調効果のために、変調電圧が小さくても、光パルスが生成されるに十分な利得あるいは吸収変調効果が担保し得ることを意味する。
【０１４７】
次に、分布帰還型半導体レーザをモード同期動作させてCS光パルス列が発生されることを実証するための実験及びその結果について説明する。実証実験は、文献（S. Arahira and Y. Ogawa, “40 GHz actively mode-locked distributed Bragg reflector laser diode module with an impedance-matchingcircuit for efficient RF signal injection,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 43, No. 4B, pp. 1960-1964, 2004.）に開示されている、分布帰還型半導体レーザを能動モード同期動作させることによって行った。この分布帰還型半導体レーザは、光変調領域にEA変調器構造が採用されている。
【０１４８】
実証実験で用いた分布帰還型半導体レーザは、光変調領域の長さが165μm、利得領域の長さが610μm、位相調整領域の長さが110μm、分布反射鏡領域の長さが50μmである、InP系の多電極半導体レーザ素子である。共振器長は1065μmであり、共振器周回周波数は約40 GHzである。利得領域は、量子井戸構造であって、量子井戸層を0.6%の圧縮歪InGaAsP層とし、障壁層を無歪のInGaAsP層で形成した多重量子井戸構造である。この多重量子井戸構造のフォトルミネッセンスピーク波長が1562 nmになるように、量子井戸層及び障壁層のそれぞれの組成比及び厚さが設定されている。
【０１４９】
光変調領域、位相調整領域、分布反射鏡領域の導波層には、そのフォトルミネッセンスピーク波長が1465 nmになるように、各層の組成比及びそれぞれの厚さが設定されているバルクInGaAsP層を用いた。また、分布反射鏡領域側の共振器端面は、Al2O3薄膜を用いて、反射率が約2％となる無反射膜コートを施した。分布帰還型半導体レーザの利得領域に電流を注入してレーザ発振をさせるための発振閾値は約30 mA、注入電流に対する出力光強度の比であるスロープ効率は0.1 W/A程度であった。これら発振閾値及びスロープ効率の値は、半導体レーザとして典型的な値である。
【０１５０】
図10(A)及び(B)を参照して、第1のモード同期半導体レーザのCS光パルス列発生の実験結果を説明する。図10(A)及び(B)は、第1のモード同期半導体レーザのCS光パルス列発生の実験結果の説明に供する図であり、図10(A)は発生したCS光パルス列の時間波形を示す図であり、図10(B)はスペクトル波形を示す図である。図10(A)の横軸は時間を1目盛り10 psにとって示してあり、縦軸は光強度を任意単位で示してある。図10(B)の横軸は波長をnm単位で目盛って示してあり、縦軸はレーザ発振スペクトル強度をdBm単位で目盛って示してある。
【０１５１】
図10(A)及び(B)に、それぞれCS 光パルス列の時間波形及び発振光の光スペクトル波形を示す。この時間波形及び発振光の光スペクトルは、次の条件下で、観測されたものである。すなわち、利得領域に71 mAの電流を注入し、また、位相調整領域に3.25 mAの電流を注入し、光変調領域に、+0.39 Vの順バイアス電圧と、繰り返し周波数が39.81312GHzで、変調電圧強度が+2.4 dBmである変調電圧を印加させた。
【０１５２】
まず、図10(B)に示すように、発振光の光スペクトルは、中心のスペクトル成分（スペクトル曲線のブラッグ波長λBに対応する部分）が極小となっており、かつブラッグ波長を中心として左右対称であって、CS光パルス列に特有な光スペクトル形状を示している。このことから、CS光パルス列が発生している様子がわかる。すなわち、ブラッグ波長λBを中心にして、左右対称に縦モードスペクトルピークが並んでいる。
【０１５３】
また、図10(A)に示すCS光パルス列の時間波形から、パルス幅は14.9 psと見積もられた。パルス幅をパルス周期で除した値であるデューティ比は、この場合、59.3％（14.9/25.1＝0.593）と見積もられた。このような高いデューティ比にもかかわらず、光強度は連続する光パルス間で0（隣接する光パルスのピーク位置の中間で光強度が0となっている。）まで落ちているこれもまた、CS光パルス列の特徴の一つであり、すなわち、連続する光パルス間で位相が反転しているため、連続する光パルスの中間では、干渉して強度が0になることを示している。
【０１５４】
図11を参照して、光変調領域に印加する、バイアス電圧と変調電圧強度を変化させた場合の、パルス幅可変特性の実験結果について説明する。図11は、第1の分布帰還型半導体レーザから出力されるCS光パルス列の光パルス幅の、変調器バイアス電圧及び変調電圧依存性を示す図である。図11において、横軸は変調器バイアス電圧をV単位で目盛って示してあり、縦軸は分布帰還型半導体レーザから出力される光パルス列を構成する光パルスの半値幅をps（ピコ秒）単位で目盛って示してある。図11において、(a)は、RF（Radio Frequency）信号強度が-1.1 dBm、(b)はRF信号強度が+2.4 dBm、(c)はRF信号強度が+7.4 dBm、(d)はRF信号強度が+15.9 dBm、(e)はRF信号強度が+18.1 dBmである場合を、それぞれ示している。
【０１５５】
図11に示した例では、光パルスの半値幅をを3.3 psから15.9 psまでの範囲で可変することができた。図11に示す結果から、CS光パルス列を変調して生成されるRZフォーマットの光パルス信号を用いた光通信システムにおいて一般的に用いられる、デューティ比50%（この場合、パルス幅12.55ps）のCS光パルス列を発生させることを想定した場合、光変調領域の透過率を変調するために必要とされるRF信号強度は+7.4 dBm以下である。図11(a)から(c)に示すように、パルス幅12.55psのCS光パルス列を発生させるには、RF信号強度は+7.4 dBm以下で十分であることがわかる。
【０１５６】
これは、従来例である非特許文献１に開示のLN光強度変調器を用いたCS光パルス列発生方法での値（24 dBm-30 dBm）に比べ、おおよそ1/50〜1/200の値である。すなわち、ここで説明したCS光パルス発生方法によれば、従来のLN光強度変調器を用いたCS光パルス列発生方法消費電力が低いことを意味している。
【０１５７】
図12(A)及び(B)を参照して、第1の分布帰還型半導体レーザがモード同期動作することによって出力される、CS光パルス列の時間波形及び波長スペクトル波形の特性について説明する。図12(A)及び(B)は、光パルス幅3.3 psのCS光パルス列を示す図であり、図12(A)は時間波形を示し、図12(B)は波長スペクトルを示す図である。図12(A)の横軸は時間をps単位で目盛って示してあり、縦軸は光強度を任意担任で目盛って示してある。また、図12(B)の横軸は波長をnm単位で目盛って示してあり、縦軸は波長スペクトルの強度をdBm単位で目盛って示してある。
【０１５８】
図12(B)に示すように、波長スペクトルは、中心（図12(B)で上向きの矢印で示す波長位置）のスペクトル成分がなく、かつ、左右対称な形状となっている。すなわち、図12(B)で上向きの矢印で示す波長位置で波長スペクトルの強度が極小を示しており、この極小位置を中心に波長スペクトルが左右対称の形となっている。このことから、分布帰還型半導体レーザからは、図12(A)に示す時間波形を有するCS光パルス列が発生している様子がわかる。
【０１５９】
以上説明したように、多電極型の分布帰還型半導体レーザを用いることによって、光パルス幅が可変であるCS光パルス列を発生させることが可能である。また、CS光パルス列を発生させるために必要とされる、光変調領域の透過率を変調するために必要とされる変調電圧も、従来の方法に比べて低くてすむ。すなわち、多電極型の分布帰還型半導体レーザを用いることによって、装置そのものをコンパクト化でき、低消費電力で駆動させることが可能であり、しかも発生させるCS光パルス列を構成する光パルスの幅を調整することが可能である。
【０１６０】
＜第2の分布帰還型半導体レーザ＞
図13を参照して、第2の分布帰還型半導体レーザである分布帰還型半導体レーザ300の構成、及び、この分布帰還型半導体レーザ300のモード同期動作原理について説明する。図13は、分布帰還型半導体レーザ300の概略的拡大断面図である。
【０１６１】
分布帰還型半導体レーザ300の、上述の分布帰還型半導体レーザ100との相違点は、分布反射鏡領域16の共振器端面側に、更に光吸収係数調整領域60が集積化されている点である。その他の部分の構成は、図3に示した分布帰還型半導体レーザ100と同一であるので、重複する説明を省略する。
【０１６２】
分布帰還型半導体レーザ300の共振器を構成する2つの共振器端面は、光変調領域10の左側端面46と光吸収係数調整領域60側の共振器端面66とで構成される。光吸収係数調整領域60側の共振器端面66は、分布帰還型半導体レーザ100とは異なり、無反射膜コーティングが施されていない劈開面を利用することができる。
【０１６３】
分布帰還型半導体レーザ300で発生するCS光パルス列は、光変調領域10側の共振器端面46から出力される。光吸収係数調整領域60には、p側電極62とn側共通電極32を介して、定電圧源64より逆バイアス電圧が印加される。
【０１６４】
上述の分布帰還型半導体レーザ100によってCS光パルス列を発生させる場合は、分布帰還型半導体レーザ100の分布反射鏡領域16の反射率及び侵入長の波長依存性が、ブラッグ波長に対して対称な特性を有していることが条件となっている。この条件が厳密に満たされるためには、分布反射鏡領域16側の共振器端面66での端面反射率が0であることが必要である。
【０１６５】
一般に、分布帰還型半導体レーザの共振器端面を構成する劈開面の反射率は0ではなく有限な大きさを有している。劈開面をコーティングしても、反射率を十分に小さくすることは容易でない。分布帰還型半導体レーザの共振器端面の反射率が0でない場合には、その反射率及び侵入長の波長依存性は、以下で説明されるように、形成される回折格子の初期位相、および端面反射率に非常に大きな影響を及ぼす。
【０１６６】
図14を参照して、回折格子の初期位相について説明する。図14は、回折格子の初期位相の説明に供する図であり、分布反射鏡領域16を拡大して示してある。回折格子の初期位相とは、図14に示されるように、分布反射鏡領域16の光入力端（分布反射鏡領域16の左端）での、回折格子の位相のことである。
【０１６７】
回折格子の周期は、発振波長1.55μm 帯のInP系半導体レーザの場合に例をとれば、240 nmである。従って、回折格子の初期位相を正確に設定するためには、数十nmよりも短い寸法を再現よく加工できる作製技術が必要であり、現状では非常に難しい。従って、回折格子の初期位相を設計値に従って設定された分布帰還型半導体レーザを加工することは、現状では不可能である。すなわち、分布帰還型半導体レーザを加工する上で、回折格子の初期位相を設計パラメータとすることはできない。
【０１６８】
一方、端面反射率が0でない分布反射鏡の反射率特性は、回折格子によるブラッグ反射と、分布反射鏡領域16の端面によるフレネル反射の干渉により決定される。ブラッグ反射による反射光の位相の特性は、回折格子の初期位相の関数である。このため、ブラッグ反射光とフレネル反射光との干渉光を確定させる両者の合成反射率は、回折格子の初期位相ならびに端面反射率に強く依存する。
【０１６９】
有限な端面反射率を有する分布反射鏡の振幅反射率rDBRは、次式(9)から(13)によって与えられる（例えば、末松安晴編著“半導体レーザと光集積回路”オーム社第１版を参照）。
【０１７０】
【数７】
2008035265.tif 000009
【０１７１】
ここで、nDBR、LDBRはそれぞれ分布反射鏡領域の実効屈折率および領域長、λBraggはブラッグ波長、αは吸収係数、κは回折格子の結合係数、φは回折格子の初期位相、r0は端面反射率（振幅反射率）である。
【０１７２】
ちなみに、端面反射率が0のときのrDBRは、次式(13)で与えられる。
【０１７３】
【数８】
2008035265.tif 000010
【０１７４】
図15(A)から(E)を参照して、上述の式(9)から(13)を用いて計算される、分布反射鏡のエネルギー反射率｜rDBR｜2について説明する。図15(A)から(E)は、分布反射鏡のエネルギー反射率を示す図であり、図15(A)から(E)はそれぞれ、劈開面の反射率R0及び劈開端面のエネルギー反射率を、回折格子の初期位相φをパラメータとして変化させた場合について示している。それぞれの図において、横軸は波長をnm単位で目盛って示してあり、縦軸はエネルギー反射率を任意単位で示してある。
【０１７５】
ここで、図15(A)から(E)に示すエネルギー反射率は、nDBR＝3.2、LDBR＝50μm、λBragg＝1550 nm、α=10cm-1、κ＝100cm-1として計算した結果である。この計算条件は、典型的な分布帰還型半導体レーザが有している特性である。
【０１７６】
図15(A)に示す結果は、劈開端面のエネルギー反射率R0（|r0|2）が0のときの計算結果であり、図15(B)から(E)に示す結果は、劈開端面のエネルギー反射率R0（＝|r0|2）が0.274（|r0|2＝0.274）である場合において、それぞれ、回折格子の初期位相φを０から1.5πまで0.5πおきに変化させた時の計算結果である。
【０１７７】
劈開端面のエネルギー反射率が0である場合には、回折格子の初期位相φを変化させても、分布反射鏡のエネルギー反射率｜rDBR｜2に変化はない。同じく、侵入長Leffにも変化はない。分布反射鏡のエネルギー反射率｜rDBR｜2及び侵入長Leffの波長依存性は、図8を参照して説明したようにブラッグ波長に対称な特性となり、従って、この条件を満たす分布帰還型半導体レーザによれば、CS光パルス列を発生させることが可能である。
【０１７８】
一方、劈開端面は、劈開端面のエネルギー反射率R0は0ではないので、分布反射鏡のエネルギー反射率｜rDBR｜2は回折格子の初期位相φに依存して変化する。一般に、分布反射鏡領域の反射率及び侵入長のプロファイル（波長依存性）は非対称であると共に、分布反射鏡領域の反射率が最大になる波長、およびその波長での侵入長も大きく変化する。侵入長の波長依存性も、分布反射鏡領域の反射率の波長依存性と同様、非対称になる。
【０１７９】
すなわち、劈開端面のエネルギー反射率R0が十分に小さくなければ、CS光パルス列を発生させることができない。従って、分布帰還型半導体レーザの劈開端面（分布反射鏡領域16側の共振器端面44）の反射率を下げる為に、低反射コーティングをする必要が生じる。この場合、実用上問題となるのは、どの程度まで劈開端面のエネルギー反射率R0を下げれば、十分に小さいエネルギー反射率であるといえるのかという点である。すなわち、分布反射鏡領域16側の共振器端面44でのフレネル反射の影響を十分抑えて、図8及び図15(A)に示すような、ブラッグ波長に対して対称な反射特性が、制御不能なパラメータφ（回折格子の初期位相）に依存することなく得ることが可能であるかという点が技術的問題である。
【０１８０】
図16(A)から(D)を参照して、分布反射鏡領域からの最大反射率、ピーク波長シフト量及び侵入長の、初期位相φ依存性について説明する。図16(A)から(D)は、分布帰還型半導体レーザ100における、劈開面の反射率R0をパラメータとして変化させた場合の、分布反射鏡領域からの最大反射率、ピーク波長シフト量及び侵入長の初期位相φ依存性を示す図である。
【０１８１】
図16(A)は分布反射鏡領域からの最大反射率、図16(B)はピーク波長シフト量、図16(C)は侵入長を分布反射鏡領域の長さが50μｍであるときについてそれぞれ示しており、図16(D)は分布反射鏡領域の長さが50μｍであるときのピーク波長シフト量を示している。各図とも、横軸は回折格子の初期位相φを示している。また、図16(A)の縦軸は最大反射率を示してあり、図16(B)及び図16(D)の縦軸はピーク波長シフト量をGHz単位で目盛って示してあり、図16(C)の縦軸は侵入長をμｍ単位で目盛って、それぞれ示してある。
【０１８２】
図16(B)におけるピーク波長シフト量は、周波数の差（Δfpeak）として示してある。すなわち、周波数の差（Δfpeak）は、ピーク波長をλpeakとして、次式(14)で与えられる。
【０１８３】
【数９】
2008035265.tif 000011
【０１８４】
ここで、cは真空中の光速である。
【０１８５】
図16(A)から(C)に示すように、分布反射鏡領域16側の共振器端面44のエネルギー反射率が0である場合の分布反射鏡領域からの反射特性（図中で0％としてある点線で示してある。）とほぼ一致した反射特性を実現する為には、R0が0.1％でも不十分であり、0.001％ないしはそれ以下に低減しなければならない。このような小さな反射率を、低反射コーティングによって実現するのは非常に困難である。すなわち、図3に示した分布反射鏡の端面を一方の共振器端面として有する分布帰還型半導体レーザ100を用いて、CS光パルス列を発生させる場合、次のような課題が生じると予想される。
【０１８６】
分布反射鏡領域16側の共振器端面44のエネルギー反射率R0が0でないことによって発生する反射光や、回折格子の初期位相（φ）により、分布反射鏡領域の反射特性が大きく変化する。その結果、発生するCS光パルス列のパルス特性が、用いられる分布帰還型半導体レーザ素子によって大きくばらつき、あるいはCS光パルス列の発生そのものが困難となる。
【０１８７】
劈開端面において発生する反射光の影響を抑制する一つの手段は、分布反射鏡領域の長さLDBRを十分に長くして、分布反射鏡領域に入力された光が分布反射鏡の端面に到達する前に、ブラッグ反射で反射してしまう構造にすることである。図16(D)は、分布反射鏡領域の長さLDBRを500μmと長くした場合の、ピーク波長のシフト量を計算した結果を示している。ここでは、R0＝27.4％として計算している。分布反射鏡の一方の端面が劈開面であり、反射率を低減していないにもかかわらず、ピーク波長シフト量は回折格子の初期位相にほとんど依然せずほぼ0であり、最大反射率を与える波長がブラッグ波長にほぼ一致した状態を維持している。すなわち、この場合、分布反射鏡領域16側の共振器端面44の端面反射率が0の場合の反射特性とほぼ一致した反射特性が実現されている。
【０１８８】
しかしながら、よく知られているように、分布反射鏡の領域長LDBRを長くすると、反射率プロファイルのバンド幅（反射が生じる波長帯域）は狭くなる。これは、レーザ発振し得る縦モード数を制限することになる。その結果、モード同期動作が生じたときのスペクトル幅が制限されることになる。スペクトル幅とパルス幅のフーリエ変換の関係から、レーザ発振し得る縦モード数が制限されると、モード同期動作が生じたときに得られる光パルス幅の最短値が制限されれることになる。従って、この結果、光パルス幅の可変幅が制限されるという不利益が生じる。
【０１８９】
そこで、分布帰還型半導体レーザ300は、分布反射鏡領域の長さを長くすることなく、劈開端面において発生した反射光や回折格子の初期位相に依存しないモード同期動作が可能である、分布帰還型半導体レーザである。分布帰還型半導体レーザ300は、分布帰還型半導体レーザ100における分布反射鏡領域16側の共振器端面44に接続して、さらに光吸収係数調整領域60が設けられている。また、光吸収係数調整領域60側の共振器端面66は、低反射膜コーティングを施す必要がない。
【０１９０】
光吸収係数調整領域60には、p側電極62とn側共通電極32を介して、定電圧源64より逆バイアス電圧が施される。逆バイアス電圧印加により、光吸収係数調整領域60のバンドギャップ波長が長波長側にシフトし、その結果、光吸収係数調整領域60の吸収係数が増加する。分布反射鏡領域16を左端から右端へと通過してきた光は、光吸収係数調整領域60を通過し、光吸収係数調整領域60側の共振器端面66で反射され、その後、再び、光吸収係数調整領域60を通過した後、再度、分布反射鏡領域16に入力される。分布反射鏡領域16に再入力される光の強度は、光吸収係数調整領域60を往復するときの光の減衰量と、光吸収係数調整領域60側の共振器端面66の端面反射率の積で決定される。
【０１９１】
したがって、光吸収係数調整領域60を通過するときの光の減衰量が大きければ、すなわち、光吸収係数調整領域60の光吸収係数の値を、光吸収係数調整領域側の共振器端面66における反射光が分布反射鏡領域16に到達しない十分な大きさに設定することによって、分布反射鏡領域16に再入力される光の強度を十分低減することが出来る。これは、分布帰還型半導体レーザ100において、分布反射鏡領域16側の共振器端面44の端面反射率を十分低下した場合と等価である。したがって、光吸収係数調整領域60を通過するときの光の減衰量が十分大きければ、光吸収係数調整領域60側の共振器端面66の端面反射率がある程度大きくとも、分布帰還型半導体レーザ100における、分布反射鏡領域16側の共振器端面44の端面反射率を0とした場合に得られる反射率特性に極めて一致した反射率特性を実現することが出来る。その結果、共振器端面66の端面反射率がある程度大きくとも、分布帰還型半導体レーザ300から、CS光パルス列を発生することが可能となる。
【０１９２】
図17(A)から(C)を参照して、図13に示す光吸収係数調整領域を具える分布帰還型半導体レーザ300における、回折格子初期位相依存性に対する、分布反射鏡領域からの反射光の、最大反射率、ピーク波長シフト量、及び侵入長依存性について説明する。図17(A)から(C)は、光吸収係数調整領域の吸収係数αEAをパラメータとして、分布反射鏡領域からの最大反射率、ピーク波長シフト量及び侵入長の初期位相φ依存性を示しており、図17(A)は分布反射鏡領域からの最大反射率、図17(B)はピーク波長シフト量、図17(C)は侵入長についてそれぞれ示している。図17(A)から(C)において、横軸は回折格子の初期位相φを示している。また、図17(A)の縦軸は最大反射率を示してあり、図17(B)の縦軸はピーク波長シフト量をGHz単位で示してあり、図17(C)の縦軸は侵入長をμm単位で、それぞれ示してある。
【０１９３】
図17(A)から(C)に示す計算結果は、図15(A)から(E)、及び、図16(A)から(D)と同一のパラメータを仮定して得られたものである。すなわち、nDBR＝3.2、LDBR＝50μm、λBragg＝1550 nm、α=10 cm-1、κ＝100 cm-1として、計算されている。また、光吸収係数調整領域60側の共振器端面66の端面反射率は、共振器端面66が劈開面であるとして、27.4%とした。また、光吸収係数調整領域60の光吸収係数（αEA）は、それぞれ230cm-1及び345cm-1とし、光吸収係数調整領域60の領域長は300μmであるとした。
【０１９４】
吸収係数αEAが230cm-1及び345cm-1を長さ100μm当たりの光減衰量に換算すると、それぞれ-10dB、-15dBに相当し、光吸収係数調整領域60の機能と同一の機能を有する一般的な電界吸収型光変調器であれば、十分実現可能な値である。また、比較のために、光吸収係数調整領域60を具えず、共振器端面44の端面反射率R0の値が0である、第1の分布帰還型半導体レーザに対する計算結果を、図中の点線（r0=0）で示す。
【０１９５】
図17(A)から(C)に示すように、光吸収係数調整領域60の吸収係数αEAが345cm-1と大きい場合には、最大反射率、ピーク波長シフト量、侵入長は、回折格子初期位相にほぼ依存せず一定量となることがわかる。またそれらは、点線（r0=0）で示される、端面反射率R0の値が0である理想的な分布帰還型半導体レーザ100の分布反射鏡の特性とほぼ一致している。このときの分布反射鏡領域の反射特性は、反射率、侵入長ともその波長依存性がブラッグ波長に対して対称である、CS光パルス列発生に必要とされる望ましい反射特性が得られることがわかった。
【０１９６】
図13に示す、光吸収係数調整領域60を具える分布帰還型半導体レーザ300によれば、分布反射鏡領域の回折格子の初期位相や、共振器端面の端面反射率に依存することなく、図8に示すようなブラッグ波長に対して対称な反射特性を有する分布反射鏡を実現できる。その結果、回折格子の初期位相や、共振器端面44からの反射光に起因する、分布反射鏡の反射特性のばらつきを抑制でき、素子間の特性ばらつきを抑制できる。また、光吸収係数調整領域60を具える分布帰還型半導体レーザによれば、CS光パルス列発生をより確実に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】従来の多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置の概略的ブロック構成図である。
【図２】この発明の多波長キャリア抑圧光パルス信号生成装置の概略的ブロック構成図である。
【図３】第1のモード同期半導体レーザの概略的構成図である。
【図４】CS光パルス列の時間波形を示す図である。
【図５】CS光パルス列の周波数スペクトルの説明に供する図であり、（A）は、繰り返し周波数がfrep/2である第1光パルス列の周波数スペクトルを示し、（B）は、繰り返し周波数がfrep/2であり、第1光パルス列に対して搬送波としての位相がπずれている第2光パルス列の周波数スペクトルを示し、（C）は、第1及び第2光パルス列を合成して得られる光パルス列の周波数スペクトルを示す図である。
【図６】第3と第4光パルス列及び合波光パルス列の周波数スペクトルを示す図であり、(A)は第3光パルス列の周波数スペクトル、(B)は第4光パルス列の周波数スペクトル、(C)は合波光パルス列の周波数スペクトルを示す図である。
【図７】第3と第4光パルス列及び合波光パルス列の時間波形を示す図であり、(A)は第3光パルス列の時間波形、(B)は第4光パルス列の時間波形、(C)は合波光パルス列の時間波形を示す図である。
【図８】分布反射鏡領域の反射率スペクトル、侵入長及び縦モードの関係の説明に供する図である。
【図９】EA変調器の特性と光ゲート波形との関係の説明に供する図であり、(A)はEA変調器の電圧に対する透過率を示す図であり、(B)は印加する直流電圧を順バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときの光ゲート特性の説明に供する図であり、(C)は印加する直流電圧を逆バイアス側に設定し、変調電圧を重畳したときの光ゲート特性の説明に供する図である。
【図１０】第1のモード同期半導体レーザのCS光パルス列発生の実験結果の説明に供する図であり、(A)は発生したCS光パルス列の時間波形を示す図であり、(B)はスペクトル波形を示す図である。
【図１１】第1のMLLDから出力されるCS光パルス列の光パルス幅の、変調器バイアス電圧及び変調電圧依存性を示す図である。
【図１２】第1のMLLDから出力される光パルス幅3.3 psのCS光パルス列を示す図であり、(A)は時間波形を示し、(B)は波長スペクトルを示す図である。
【図１３】第2のMLLDの概略的構成図である。
【図１４】回折格子の初期位相の説明に供する図である。
【図１５】分布反射鏡のエネルギー反射率を示す図である。(A)から(E)はそれぞれ、劈開面の反射率R0及び回折格子の初期位相φをパラメータとして変化させた場合について示している。
【図１６】第1のモード同期半導体レーザにおける、劈開面の反射率R0をパラメータとして変化させた場合の、分布反射鏡領域からの最大反射率、ピーク波長シフト量及び侵入長の、初期位相φ依存性を示す図であり、(A)は分布反射鏡領域からの最大反射率、(B)はピーク波長シフト量、(C)は侵入長を分布反射鏡領域の長さが50μｍであるときについてそれぞれ示しており、(D)は分布反射鏡領域の長さが50μｍであるときのピーク波長シフト量を示している。
【図１７】第2のモード同期半導体レーザにおける、光吸収係数調整領域の吸収係数αEAをパラメータとして変化させた場合の、分布反射鏡領域からの最大反射率、ピーク波長シフト量及び侵入長の初期位相φ依存性を示す図であり、(A)は分布反射鏡領域からの最大反射率、(B)はピーク波長シフト量、(C)は侵入長についてそれぞれ示している。
【符号の説明】
【０１９８】
10：光変調領域
12：利得領域
14：位相調整領域
16：分布反射鏡領域
18：回折格子
20：p側クラッド層
22：n側クラッド層
24：光変調領域のp側電極
26：利得領域のp側電極
28：位相調整領域のp側電極
30：分布反射鏡領域のp側電極
32：n側共通電極
34、40、42：定電流源（または定電圧源）
36：交流電源
38：定電流源
44：分布反射鏡領域側の共振器端面
46：光変調領域側の共振器端面
48：絶縁膜
50、54：抵抗加熱膜
52、56：定電流源
58：結合器
60：光吸収係数調整領域
62：光吸収係数調整領域のp側電極
64：定電圧源
66：光吸収係数調整領域側の共振器端面
100、300：分布帰還型半導体レーザ
102：基準クロック信号発生器
104：2分岐電気分配器
106：1/2分周器
108、126：第1電気分配器
110：第2電気分配器
112-1、112-2、...112-N、124：電気増幅器
114-1、114-2、...114-N：電気信号生成器
116-1、116-2、...116-N：LN光強度変調器
118-1、118-2、...118-N：連続波光源
120-1、120-2、...120-N：光強度変調器
122：多波長光合波器
128-1、128-2、...128-N：MLLD
130、134：光パルス列生成部
132、136：光パルス信号生成部
【図１】
2008035265.tif 000012
【図２】
2008035265.tif 000013
【図３】
2008035265.tif 000014
【図４】
2008035265.tif 000015
【図５】
2008035265.tif 000016
【図６】
2008035265.tif 000017
【図７】
2008035265.tif 000018
【図８】
2008035265.tif 000019
【図９】
2008035265.tif 000020
【図１０】
2008035265.tif 000021
【図１１】
2008035265.tif 000022
【図１２】
2008035265.tif 000023
【図１３】
2008035265.tif 000024
【図１４】
2008035265.tif 000025
【図１５】
2008035265.tif 000026
【図１６】
2008035265.tif 000027
【図１７】
2008035265.tif 000028