(57)【要約】【課題】従来の多波長光源に比べて、性能及び効率が改善した無偏光多波長光源を提供する。【解決手段】複数のチャネルを有する光信号を出力する多波長光源は、入出力端を有し、入力端から入力した光信号を増幅し、前記入力端へ増幅自発放出光を出力する光ファイバ増幅部と、前記光ファイバ増幅部の入力端に接続され、出力された光信号を反射する反射器と、前記光ファイバ増幅部と前記反射器との間に配置され、前記増幅自発放出光をフィルタリングするための通過帯域を有し、前記フィルタリングされた増幅自発放出光の透過スペクトルによる多チャネルの光信号を生成するコムフィルタと、を含む。【選択図】　図３
2004140369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　複数のチャネルを有する光信号を出力する多波長光源において、
　入出力端を有し、その入力端から入力された光信号を増幅し、前記入力端へ増幅自発放出光を出力する光ファイバ増幅部と、
　該光ファイバ増幅部の入力端に接続され、該入力端から出力された光信号を反射する反射器と、
　前記光ファイバ増幅部と前記反射器との間に配置され、前記増幅自発放出光をフィルタリングするための通過帯域を有し、該フィルタリングされた増幅自発放出光の透過スペクトルによる多チャネルの光信号を生成するコムフィルタと、を含むことを特徴とする無偏光多波長光源。
【請求項２】
　光ファイバ増幅部の出力端と接続され、該出力端から出力された光信号の利得を調節する等化フィルタをさらに含む請求項１記載の無偏光多波長光源。
【請求項３】
　光ファイバ増幅部は、
　コムフィルタから入力された光信号を増幅して出力する第１の増幅用光ファイバと、
　該第１の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第１のポンピング光源と、
　該第１のポンピング光源から出力したポンピング光を前記第１の増幅用光ファイバ供給する第１の波長選択結合器と、
　第１の増幅用光ファイバの出力側に位置し、該第１の増幅用光ファイバから出力されてきた光は通過させ、出力側から逆流された光は遮断する第１の光アイソレータと、
　該光アイソレータを介し伝送された光信号を増幅して出力する第２の増幅用光ファイバと、
　該第２の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第２のポンピング光源と、
　該第２のポンピング光源から出力したポンピング光を前記第２の増幅用光ファイバ供給するための第２の波長選択結合器と、
　前記第２の増幅用光ファイバの出力側に位置し、該第２の増幅用光ファイバから出力されてきた光は通過させ、出力側から逆流された光は遮断する第２の光アイソレータと、から構成される請求項１または２記載の無偏光多波長光源。
【請求項４】
　第１の波長選択結合器は、第１の増幅用光ファイバと第１の光アイソレータとの間に配置され、第２の波長選択結合器は、前記第１の光アイソレータと第２の増幅用光ファイバとの間に配置される請求項３記載の偏光多波長光源。
【請求項５】
　光ファイバ増幅部は、
　第１の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第３のポンピング光源と、
　コムフィルタと前記第１の増幅用光ファイバとの間に配置され、前記第３のポンピング光源から受信した光を前記第１の増幅用光ファイバに供給する第３波長選択結合器と、
　前記第２の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第４のポンピング光源と、
　前記第１の光アイソレータと前記第２の増幅用光ファイバとの間に配置され、前記第４のポンピング光源から出力した光を前記第２の増幅用光ファイバに供給する第４の波長選択結合器と、をさらに含む請求項４記載の無偏光多波長光源。
【請求項６】
　コムフィルタは、エタロンフィルタを含む請求項４記載の無偏光多波長光源。
【請求項７】
　反射器は、予め設定された波長帯域の光を反射する光ファイバ格子を含む請求項４記載の無偏光多波長光源。
【請求項８】
　光ファイバ増幅部は、希土類元素の誘導放出を利用する請求項４記載の無偏光多波長光源。
【請求項９】
　複数のチャネルを有する光信号を出力する多波長光源において、
　光ファイバ増幅部から出力された光信号を反射する反射器と、
　該反射器に接続され、増幅自発放出光をフィルタリングし、該フィルタリングされた光信号を生成するコムフィルタと、
　入出力端を有し、該入力端は前記コムフィルタと接続され、前記入力端から入力した光信号を増幅し、該増幅された光信号を前記出力端へ出力し、前記入力端へ増幅自発放出光を出力する光ファイバ増幅部と、を含むことを特徴とする無偏光多波長光源。
【請求項１０】
　光ファイバ増幅部の出力端に接続され、増幅された光信号の利得を等化する等化フィルタをさらに含む請求項９記載の無偏光多波長光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ)光伝送システムまたは光部品の試験に使用される光源に関し、特に、光ファイバ基盤の光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
　最近、急激に増加されるデータ量によって伝送帯域幅が拡張できるＷＤＭ光伝送システムが開発されるにつれて、光伝送ネットワーク構成及び光素子及びシステム測定に使用される多波長光源が必要になった。特に、加入者ネットワークの構成において、コストの低減のために、多波長光源の開発は解決すべき重要な課題になった。このような多波長光源の必要条件は以下のようである。
【０００３】
　第１、使用される波長帯域に対応する数だけの波長数を有すること。
【０００４】
　第２、高出力、及び波長による光強度の均一性を有すること。
【０００５】
　第３、光ＳＮ比(Optical Signal to Noise Ratio:ＯＳＮＲ)が良好であること。
【０００６】
　第４、ＷＤＭ光伝送システム及び部品の試験に使用される場合に偏光(polarization)特性がないこと。
【０００７】
　従来の多波長光源は、エルビウム添加光ファイバ増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier:ＥＤＦＡ)から発生する増幅自発放出(Amplified Spontaneous Emission:ＡＳＥ)光の幅の広いスペクトル(spectrum)を、光学フィルタを利用して狭いスペクトルに分割している。しかしながら、従来の多波長光源は、光学フィルタ波長に対応しない多くのＡＳＥ光を消耗するので非効率的である。
【０００８】
　図１は、従来技術によるアレイ導波路回折格子(Arrayed Waveguides Grating:ＡＷＧ)を利用した多波長光源の構成を示す図である。多波長光源は、ＡＳＥ供給源(ＡＳＥ source)１１０、光アイソレータ(optical isolator)１２０、ＡＷＧ１３０、ＥＤＦＡ１４０、及び光減衰器(optical attenuator)１５０から構成される。
【０００９】
　ＡＳＥ供給源１１０は、幅の広いスペクトルを有するＡＳＥ光を出力する。ＡＳＥ供給源１１０から出力されたＡＳＥ光は、光アイソレータ１２０を介してＡＷＧ１３０へ導出される。この光アイソレータ１２０の機能としては、その前段、つまりＡＳＥ供給源１１０から出力されたＡＳＥ光を通過させ、その後段、つまりＡＷＧ１３０から逆流した光信号を遮断する。ＡＷＧ１３０は、複数の波長から構成された通過帯域を有し、入力されたＡＳＥ光をフィルタリング(filtering)することによって、複数のチャネル(channel)から構成された光信号を出力する。このチャネルは、光信号を構成し、所定の波長を有する光を含んでいる。次に、ＥＤＦＡ１４０は、ＡＷＧ１３０から出力された光信号を入力し、所定の増幅度に増幅する。そこで増幅された光信号は、光減衰器１５０へ出力される。光減衰器１５０は入力された増幅された光信号を減衰させることによって、光信号の利得を調節する。
【００１０】
　しかしながら、前述したような従来の多波長光源において、ＡＷＧ１３０は、その通過帯域を構成する各波長のライン幅が広く、波長によって出力するチャネルの強度が変化するという問題点がある。
【００１１】
　図２は、従来技術による光ファイバブラッグ回折格子(Fiber Bragg Grating:ＦＢＧ)を利用した多波長光源の構成を示す図である。多波長光源は、ＡＳＥ供給源２１０、光サーキュレータ(optical circulator)２２０、及び直列に配置された複数のＦＢＧ２３０を含む。
【００１２】
　ＡＳＥ供給源２１０は、幅の広いスペクトルを有するＡＳＥ光を出力し、光サーキュレータ２２０は、第１ポートに入力されたＡＳＥ光を第２ポートへ出力する。また、第２ポートに入力された光は、第３ポートへ出力される。そして、各ＦＢＧ２３０は、予め設定された波長(中心波長)を有する光のみを反射し、残りの波長の光は通過させる機能を有する。複数のＦＢＧ２３０の中心波長は、反射帯域を構成し、複数のＦＢＧ２３０から反射された光、つまり、チャネルは、光信号を構成し、その光信号は、光サーキュレータ２２０の第２ポートへ出力される。
【００１３】
　前述したように、従来の多波長光源は、所望する反射帯域を構成するために所定数のＦＢＧ２３０を直列的に配置する必要があるので、コスト高になる。また、それにともなって挿入損失も増加してしまう。さらに、反射帯域に含まれない波長のＡＳＥ光が消費されることによって、効率が劣るという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
　従って、前述の問題点を解決するための本発明の目的は、従来の多波長光源に比較し、性能及び効率が改善された無偏光多波長光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
　前述した問題点を解決するための本発明の複数のチャネルを有する光信号を出力する多波長光源は、入力端を有し、その入力端から入力された光信号を増幅し、入力端へ増幅自発放出光を出力する光ファイバ増幅部と、光ファイバ増幅部の入力端に接続され、出力された光信号を反射する反射器と、光ファイバ増幅部と反射器との間に配置され、増幅自発放出光をフィルタリングするための通過帯域を有し、フィルタリングされた増幅自発放出光の透過スペクトルによる多チャネルの光信号を生成するコムフィルタと、を含む。
【００１６】
　また、本発明の無偏光多波長光源は、光ファイバ増幅部の出力端に接続され、出力端から出力された光信号の利得を等化する等化フィルタをさらに含むとよい。
【００１７】
　そしてまた、本発明の無偏光多波長光源の光ファイバ増幅部は、コムフィルタから入力された光信号を増幅して出力する第１の増幅用光ファイバと、第１の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第１のポンピング光源と、第１のポンピング光源から出力したポンピング光を第１の増幅用光ファイバ供給する第１の波長選択結合器と、第１の増幅用光ファイバの出力側に位置し、第１の増幅用光ファイバから出力されてきた光は通過させ、出力側から逆流された光は遮断する第１の光アイソレータと、光アイソレータを介し伝送された光信号を増幅して出力する第２の増幅用光ファイバと、第２の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第２のポンピング光源と、第２のポンピング光源から出力したポンピング光を第２の増幅用光ファイバ供給するための第２の波長選択結合器と、第２の増幅用光ファイバの出力側に位置し、第２の増幅用光ファイバから出力されてきた光は通過させ、出力側から逆流された光は遮断する第２の光アイソレータと、から構成されるとよい。
【００１８】
　また、本発明の無偏光多波長光源の第１の波長選択結合器は、第１の増幅用光ファイバと第１の光アイソレータとの間に配置され、第２の波長選択結合器は、第１の光アイソレータと第２の増幅用光ファイバとの間に配置されるとよい。
【００１９】
　そしてまた、光ファイバ増幅部は、第１の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第３のポンピング光源と、コムフィルタと第１の増幅用光ファイバとの間に配置され、第３のポンピング光源から受信した光を第１の増幅用光ファイバに供給する第３の波長選択結合器と、第２の増幅用光ファイバをポンピングするためのポンピング光を出力する第４のポンピング光源と、第１の光アイソレータと第２の増幅用光ファイバとの間に配置され、第４のポンピング光源から出力した光を第２の増幅用光ファイバに供給する第４の波長選択結合器と、をさらに含むとよい。
【００２０】
　また、本発明の無偏光多波長光源のコムフィルタは、エタロンフィルタを含み、反射器は、予め設定された波長帯域の光を反射する光ファイバ格子を含むとよい。
【００２１】
　そして、本発明の無偏光多波長光源の光ファイバ増幅部は、希土類元素の誘導放出を利用するとよい。
【００２２】
　また、本発明の無偏光多波長光源は、複数のチャネルを有する光信号を出力する多波長光源において、光ファイバ増幅部から出力された光信号を反射する反射器と、反射器に接続され、増幅自発放出光をフィルタリングし、フィルタリングされた光信号を生成するコムフィルタと、入出力端を有し、入力端はコムフィルタと接続され、入力端から入力した光信号を増幅し、増幅された光信号を出力端へ出力し、入力端へ増幅自発放出光を出力する光ファイバ増幅部と、を含む。
【発明の効果】
【００２３】
　本発明の無偏光多波長光源は、偏光性のないＡＳＥ光に基づき、これをフィルタリングして増幅した光信号を出力することによって、従来の無偏光多波長光源より安定的に動作し、高い光出力を有するという利点がある。さらに、このような無偏光多波長光源は、光素子及びシステムの測定を便利にし、加入者ネットワークの構成の時、光源として使用することができるので、効率的で経済的な伝送システムを構成することができ、新しい伝送ネットワーク構造の設計も可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
　以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【実施例１】
【００２５】
　図３は、本発明の好適な第１実施例による無偏光多波長光源の構成を示す図である。本発明の無偏光多波長光源は、光ファイバ増幅部３００、反射器(reflector)３１０、コムフィルタ(comb filter)３２０、及び等化フィルタ(equalization filter)４１０から構成される。以下、理解の便宜上のために、ＡＳＥ光の処理順序に沿って各構成要素に関して説明する。
【００２６】
　光ファイバ増幅部３００は、その入力端から入力された光信号を増幅してその出力端へ出力すると共に、その後、入力端へＡＳＥ光を出力する。
【００２７】
　コムフィルタ３２０は、光ファイバ増幅部３００と反射器３１０との間に配置され、複数の波長から構成された通過帯域を有する。通過帯域は、フリースペクトルレンジ(Free Spectral Range:ＦＳＲ)が連続的に反復される状態を示し、ＦＳＲは、通過帯域の基本単位である。コムフィルタ３２０としては、特定の波長周期において最小化した挿入損失を有する透過スペクトル(transmission spectrum)を提供するエタロンフィルタ(etalon filter)を使用することができる。コムフィルタ３２０は、光ファイバ増幅部３００から出力されたＡＳＥ光をフィルタリングすることによって、透過スペクトルによる複数のチャネルの光信号を生成する。
【００２８】
　反射器３１０は、コムフィルタ３２０の後方に位置し、コムフィルタ３２０から出力された光信号を反射する。反射器３１０としては、予め設定された波長帯域の光を反射する光ファイバ格子を使用することができる。
【００２９】
　コムフィルタ３２０は、反射器３１０で反射された光信号を再フィルタリングし、その再フィルタリングによって、コムフィルタ３２０から出力された光信号は、より狭いライン幅を有するチャネルが構成される。従って、この光信号は、改善された光ＳＮ比を有する。
【００３０】
　光ファイバ増幅部３００は、第１増幅用光ファイバ(amplifying fiber)３３０及び第２増幅用光ファイバ３９０、第１ポンピング光源(pumping source)３５０及び第２ポンピング光源３８０、第１波長選択結合器(wavelength selective coupler)３４０及び第２波長選択結合器３７０、第１光アイソレータ３６０及び第２光アイソレータ４００から構成される。
【００３１】
　第１増幅用光ファイバ３３０は、コムフィルタ３２０を介して入力された光信号を増幅して出力する。第１増幅用光ファイバ３３０及び第２増幅用光ファイバ３９０としては、エルビウム添加光ファイバを使用することができる。
【００３２】
　第１ポンピング光源３５０は、第１増幅用光ファイバ３３０をポンピングするための予め設定された波長のポンピング光を出力する。第１ポンピング光源３５０及び第２ポンピング光源３８０としては、レーザーダイオード(Laser Diode:ＬＤ)を使用することができる。
【００３３】
　第１波長選択結合器３４０は、第１ポンピング光源３５０から出力されたポンピング光を第１増幅用光ファイバ３３０に供給し、第１増幅用光ファイバ３３０から出力された光信号を通過させる。第１波長選択結合器３４０が第１増幅用光ファイバ３３０の出力側に位置するので、第１増幅用光ファイバ３３０は、逆方向にポンピングされる。第１波長選択結合器３４０及び第２波長選択結合器３７０としては、波長分割多重カプラ(wavelength division multiplexing coupler)を使用することができる。
【００３４】
　前述したように、第１ポンピング光源３５０から出力されたポンピング光は、１番目に、ＡＳＥ光を生成するために使用され、２番目に、光信号を増幅するために使用されるので、光出力を浪費せずに良好な効率の多波長光源が構成できる。
【００３５】
　第１光アイソレータ３６０は、第１波長選択結合器３４０の出力側に設置され、第１波長選択結合器３４０から出力された光信号を通過させ、出力側から逆流された光信号を遮断する。
【００３６】
　第２増幅用光ファイバ３９０は、第１光アイソレータ３６０を介し伝送された光信号を増幅して出力する。
【００３７】
　第２ポンピング光源３８０は、第２増幅用光ファイバ３９０をポンピングするための予め設定された波長のポンピング光を出力する。
【００３８】
　第２波長選択結合器３７０は、第１光アイソレータ３６０と第２増幅用光ファイバ３９０との間に配置される。第２ポンピング光源３８０から出力されたポンピング光及び第１光アイソレータ３６０を通過されてきた光信号は、第２増幅用光ファイバ３９０へ供給される。第２波長選択結合器３７０が第２増幅用光ファイバ３９０の入力側に位置するので、第２増幅用光ファイバ３９０は、順方向にポンピングされる。
【００３９】
　第２光アイソレータ４００は、第２増幅用光ファイバ３９０の入力側に設置され、第２増幅用光ファイバ３９０から出力された光信号を通過させ、出力側から逆流された光信号を遮断する。
【００４０】
　等化フィルタ４１０は、第２光アイソレータ４００の出力側に設置され、入力された光信号の利得を等化する。光信号は第１増幅用光ファイバ３３０及び第２増幅用光ファイバ３９０の利得波形に基づいて増幅されるので、チャネル別の出力は均一でなく、チャネル別の出力を均一にするために、等化フィルタ４１０が使用される。等化フィルタ４１０としては、ガウス関数(Gaussian-like function)形態の損失波形を有する長周期光ファイバ格子(long period fiber grating)の組み合わせを使用することができる。
【００４１】
　多波長光源において、光信号は、無偏光性のＡＳＥ光に基づくので、フィルタリングされて増幅された光信号は偏光性がない。
【実施例２】
【００４２】
　図４は、本発明の好適な第２実施例による無偏光多波長光源の構成を示す図である。本発明の無偏光多波長光源は、光ファイバ増幅部５００、反射器５１０、コムフィルタ５２０、及び等化フィルタ６５０から構成される。図４の多波長光源は、図３に示した多波長光源に比べて、両方向ポンピング(つまり、順方向ポンピング及び逆方向ポンピング)構造を有する点が異なる。以下、重複記載を避けるために、光ファイバ増幅部５００についてのみ簡単に説明する。
【００４３】
　光ファイバ増幅部５００は、第１増幅用光ファイバ５５０及び第２増幅用光ファイバ６１０、第１ポンピング光源５４０、第２ポンピング光源５７０、第３ポンピング光源６００、第４ポンピング光源６３０、第１波長選択結合器５３０、第２波長選択結合器５６０、第３波長選択結合器５９０、第４波長選択結合器６２０、及び第１光アイソレータ５８０及び第２光アイソレータ６４０から構成される。
【００４４】
　第１増幅用光ファイバ５５０は、コムフィルタ５２０を介して入力された光信号を増幅して出力する。
【００４５】
　第１ポンピング光源５４０及び第２ポンピング光源５７０は、第１増幅用光ファイバ５５０をポンピングするための予め設定された波長のポンピング光を出力する。
【００４６】
　第１波長選択結合器５３０は、第１ポンピング光源５４０から出力された ポンピング光及びコムフィルタ５２０から出力された光信号を第１増幅用光ファイバ５５０に供給させる。第１波長選択結合器５３０が第１増幅用光ファイバ５５０の入力側に位置するので、第１増幅用光ファイバ５５０は順方向にポンピングされる。
【００４７】
　第２波長選択結合器５６０は、第２ポンピング光源５７０から出力されたポンピング光を第１増幅用光ファイバ５５０に供給し、第１増幅用光ファイバ５５０から出力された光信号を通過させる。第２波長選択結合器５６０が第１増幅用光ファイバ５５０の出力側に位置するので、第１増幅用光ファイバ５５０は逆方向にポンピングされる。
【００４８】
　第１光アイソレータ５８０は、第２波長選択結合器５６０の出力側に位置し、第２波長選択結合器５６０から出力された光信号を通過させ、出力側から逆流されてきた光信号を遮断する。
【００４９】
　第２増幅用光ファイバ６１０は、第１光アイソレータ５８０を介し伝送された光信号を増幅して出力する。
【００５０】
　第３ポンピング光源６００及び第４ポンピング光源６３０は、第２増幅用光ファイバ６１０をポンピングするための予め設定された波長のポンピング光を出力する。
【００５１】
　第３波長選択結合器５９０は、第１光アイソレータ５８０と第２増幅用光ファイバ６１０との間に配置され、第３ポンピング光源６００から出力されたポンピング光及び第１光アイソレータ５８０から出力された光信号を第２増幅用光ファイバ６１０供給させる。第３波長選択結合器５９０が第２増幅用光ファイバ６１０の入力側に位置するので、第２増幅用光ファイバ６１０は順方向にポンピングされる。
【００５２】
　第４波長選択結合器６２０は、第２増幅用光ファイバ６１０の出力側に位置し、第４ポンピング光源６３０から出力されたポンピング光を第２増幅用光ファイバ６１０供給し、第２増幅用光ファイバ６１０から出力された光信号を通過させる。第４波長選択結合器６２０が第２増幅用光ファイバ６１０の出力側に位置するので、第２増幅用光ファイバ６１０は逆方向にポンピングされる。
【００５３】
　第２光アイソレータ６４０は、第４波長選択結合器６２０の出力側に位置し、第４波長選択結合器６２０から出力された光信号を通過させ、出力側から出力されてきた光信号を遮断する。
【００５４】
　前述の如く、本発明を具体的な一実施例を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲は前述の一実施例によって限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来技術によるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を利用した多波長光源の構成を示す図。
【図２】従来技術による光ファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）を利用した多波長光源の構成を示す図。
【図３】本発明の好適な第１実施例による無偏光多波長光源の構成を示す図。
【図４】本発明の好適な第２実施例による無偏光多波長光源の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
３００、５００　光ファイバ増幅部
３１０、５１０　反射器
３２０、５２０　コムフィルタ
３３０、５５０　第１増幅用光ファイバ
３４０、５３０　第１波長選択結合器
３５０、５４０　第１ポンピング光源
３６０、５８０　第１光アイソレータ
３７０、５６０　第２波長選択結合器
３８０、５７０　第２ポンピング光源
３９０、６１０　第２増幅用光ファイバ
４００、６４０　第２光アイソレータ
４１０、６５０　等化フィルタ
５９０　第３波長選択結合器
６００　第３ポンピング光源
６２０　第４波長選択結合器
６３０　第４ポンピング光源
【図１】
2004140369.tif 000003
【図２】
2004140369.tif 000004
【図３】
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【図４】
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