(57)【要約】【課題】既存の波長可変光源では困難であった高速な波長可変動作を実現し、かつ空間光学系等の光軸調整などが不要な、優れた操作性を有し、ユーザーに専門的な知識を必要としない高速波長可変光源を提供する。【解決手段】高速波長可変光源は、光パルスを発生する光源２および光パルスのパルス幅を制御するパルス幅制御部３を備えた光パルス発生部１と、パルス幅が制御された光パルスを、入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する光非線形媒質に入射することで光パルスのピーク波長を変換する波長変換部４とを有する。パルス発生部１は、単一縦モードで発光する光源と、光変調器を内部に有する光共振器とを有し、光変調器の駆動電力を制御することでパルス発生部から発生する光パルスのパルス幅を高速に制御するとしてもよい。【選択図】        図１
2004198982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パルスを発生する光源および該光源から発生された前記光パルスのパルス幅を制御するパルス幅制御手段を備えた光パルス発生手段と、
前記パルス幅制御手段によりパルス幅が制御された前記光パルスを、入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する光非線形媒質に入射することで該光パルスのピーク波長を変換する波長変換手段と
を有することを特徴とする高速波長可変光源。
【請求項２】
前記波長変換手段は、前記光非線形媒質により前記ピーク波長が変換された光パルスの有する光周波数成分を制御して該波長変換手段から出力される出力パルスのパルス幅を一定にする光周波数フィルターを有することを特徴とする請求項１に記載の高速波長可変光源。
【請求項３】
前記光周波数フィルターは、周期的な透過特性を有する干渉計型フィルター、またはアレイ導波路格子であることを特徴とする請求項２に記載の高速波長可変光源。
【請求項４】
前記パルス発生手段は、前記光源と前記パルス幅制御手段として、単一縦モードで発光する光源と、光変調器を内部に有する光共振器とを有し、該光変調器の駆動電力を制御することで前記パルス発生手段から発生する光パルスのパルス幅を高速に制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高速波長可変光源。
【請求項５】
前記パルス発生手段は、前記光源と前記パルス幅制御手段として、単一縦モードで発光する光源と、光変調器を内部に有する光共振器とを有し、該光共振器の光出力側に、該光共振器への戻り光を阻止する戻り光阻止手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高速波長可変光源。
【請求項６】
前記パルス発生手段は、該パルス発生手段全体が光の偏波方向が保持できる偏波保持機能を備え、該パルス発生手段の光出力が単一偏波方向であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高速波長可変光源。
【請求項７】
前記パルス発生手段と前記波長変換手段とを含む高速波長可変光源全体が、光の偏波方向が保持できる偏波保持機能を備え、該高速波長可変光源から出力される、波長が可変にできる光出力が単一偏波方向であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高速波長可変光源。
【請求項８】
前記波長変換手段の入射側に該波長変換手段の入射光パルスのパルス幅を短くする光パルス圧縮手段を挿入したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の高速波長可変光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ルーティングシステムと呼ばれる高速光路切り替えシステム、光信号処理システムや波長多重伝送システム等の光通信システムの光源、および物性研究における分光用の光源として、異なる波長の光を選択的に発生し、かつ高速に波長を切り替えることが可能な光源に関し、特にパルス自身によってピーク波長の周波数が高速に変化するソリトン自己周波数シフト現象を利用して波長を高速に変化させる高速波長可変光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
安定性や操作性の点はあるが、動作波長が人為的に変えられる波長可変光源の出力波長域は、すでに真空紫外領域からミリ波領域に至るまでくまなく埋め尽くされている。例えば、光通信で使用する近赤外領域やさらに拡大した赤外領域においては、波長可変光源として、光非線形効果を用いた光パラメトリック発振器やラマンレーザが有り、この他に、色素レーザ、固体レーザおよび半導体レーザ（ＬＤ）が知られている。
【０００３】
光パラメトリック発振器は、新しい周波数成分を発生することが可能な非線形光学結晶を、複数の反射鏡から成る光共振器中に挿入し、それを適当な励起光によってポンプするように構成される。この構成において、適当な光非線形結晶や励起光を選択することで、波長２００〜１６００ｎｍ帯、および波長５０００〜７０００００ｎｍ帯まで広範囲に渡って波長が可変であることが知られている。
【０００４】
ラマンレーザは、強い励起光を物質に照射した場合にラマン散乱光の増幅を生じることで、ストークス線または反ストークス線の周波数においてコヒーレント光を発生する装置である。また、ラマンレーザは高次のラマンシフトを利用することで広範囲な波長可変特性を有している。従って、ラマンレーザでは、適当な非線形媒質や励起光を選択することで、波長５００〜５００００ｎｍ帯まで波長が可変であることが報告されている。
【０００５】
色素レーザは、有機色素を溶媒で溶かした液体を励起することで蛍光が得られ、色素の種類や励起波長を変えることで、波長３００〜９００ｎｍ帯で波長が可変であることが知られている。
【０００６】
固体レーザでは、４００〜６００ｎｍの光を吸収し、６８０ｎｍ〜１１００ｎｍに利得帯域を有するチタンサファイアレーザが有り、ＢＢＯ（beta barium borate; β-BaB2O4）やＬＢＯ(LiB3O5)といった非線形光学結晶を用いることで、波長３００〜１１００ｎｍ帯までの可変幅を有する。また、ＢＢＯは１１００ｎｍの高出力光を入射することにより、１１００〜１００００ｎｍの広帯域な波長可変性を有していることが報告されている。
【０００７】
ＬＤ（semiconductor laser diode; 半導体レーザー）では、外部共振器と組み合わせ、チップの選定および温度調整により１２００〜１６００ｎｍ帯の波長可変特性を有し、数ｍＷ以上の出力特性、波長の安定性、コンパクトなボディーサイズ、操作性等から研究分野から現場まで幅広いユーザーに活用されている。
【０００８】
近年、ラマンレーザの応用として、受動モード同期ファイバーレーザからの低繰返し周波数で高強度な超短光パルスと、光非線形媒質として光ファイバを用い、入射パルスの光強度を制御することで、ファイバ中でラマン散乱を誘起し、１０００ｎｍ〜２０００ｎｍ帯の波長可変特性が報告されている。この現象は、ソリトンの自己周波数シフト現象と呼ばれ、周波数シフト量は、入射パルスの光強度と非線形作用長（ファイバ長）とに比例し、パルス幅の四乗に逆比例することが知られている（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３）。
【０００９】
光通信の分野では、波長可変光源の応用は多岐にわたっており、光ルーティングと呼ばれる所望の伝送路への高速な光路の切り替えシステムや、超高速、超大容量光信号処理システムなどがある。しかしながら、既存の波長可変光源は、後述のように、波長可変速度や安定性等が不十分であり、光ルーティングや光信号処理システム等の新しいシステムに適用できる特性を十分に満たしていない。
【００１０】
【非特許文献１】
Mitschke F.M.and Mollenauer L.F.,"Discovery of the soliton self-frequency shift," Opt.Lett.,11,p.659,1986
【００１１】
【非特許文献２】
Gordon J.P.,"Theory of the soliton self-frequency shift," Opt.Lett.,11,p.662,1986
【００１２】
【非特許文献３】
Nishizawa N.,et al,IEEE Photonics Technol.Lett.,vol.11,p.325,1999
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、通信用光源は、コンパクトで安定に動作することが必要不可欠である。従って、ＬＤ以外は現在までに実用化には至っていない。さらに、線幅（スペクトル幅）が狭く、数ｍＷ以上の出力が有り、可変幅が光増幅器の帯域（ＥＤＦＡ（希土類元素のエルビウムを用いた光増幅器）での帯域は数百ＧＨｚ〜数千ＧＨｚ）をカバーし、所望の周波数で安定に動作することが要求される。ここで、所望の周波数はＩＴＵ−Ｔの勧告（International Telecommunication  Union-  T  recommendation）により、１９３．１ＴＨｚ（１５５２．５２４ｎｍ）を基準（アンカー周波数）として、周波数間隔（周波数グリッド）が１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）または、５０ＧＨｚ間隔の周波数グリッドが定められている。従って、波長可変光源は次式の周波数で動作しなければならない。
１５５２．５２４ｎｍ±０．８Ｍ
または
１５５２．５２４ｎｍ±０．４Ｍ    （Ｍは整数）        （１）
【００１４】
なお、チャンネル間隔の１／１０程度、つまり１０ＧＨｚ（約０．０８ｎｍ）または５ＧＨｚ（約０．０４ｎｍ）の精度で周波数の安定化が必要である。
【００１５】
外部共振器型ＬＤは、狭線幅で数ｍＷ以上の出力が有り、通信用の光源として実用に耐えうる性能を有している。しかし、可変機構として機械的に共振器を制御するために、可変速度がミリ秒程度と遅く、さらに所望の周波数のうち、発振しない周波数（波長とび）が有る、などがあった。可変帯域においても、ＬＤチップ１枚では数十〜百ｎｍ程度に制限される。したがって、外部共振器型ＬＤによる波長可変光源では、可変速度および動作の安定性および可変帯域に難点があった。
【００１６】
光パラメトリック発振器は、所望の波長域で動作させるために、大型で高品質の結晶が育成できること、結晶のコーティング技術が確立されていること、結晶が高い熱伝導率を有することが不可欠となる。さらに、ある程度の変換効率を得るには非線形光学結晶の位相整合特性および屈折率の熱光学定数（ｄｎ／ｄＴ）といったパラメータを十分に把握しなければならない。また、非線形光学結晶による可変波長帯域の制限や光軸調整による効率の劣化が生じ、波長を可変にするためには機械的な調整が必要であった。そのため、光パラメトリック発振器による波長可変光源では、波長可変速度の高速化は困難であり、所望の波長で動作できる良質な結晶の有無の判断についてユーザーに専門的な知識が要求されるという点があった。
【００１７】
ラマンレーザでは、ラマン散乱光の増幅を生じる非線形媒質の材料的な特性により、ストークス線または反ストークス線の中心周波数が決まる。このとき非線形現象を誘起し、波長を可変にした場合には、そのストークス線の中心周波数に、前述のシフトする光周波数が引き込まれる。これにより、可変できる周波数が限定されるため、所望の周波数で動作させることが困難であった。また、一般的に誘導ラマン散乱が起きる閾値は高いので、励起光には高出力なレーザが要求される点があった。さらに、ラマンレーザの出力波長を可変にするためには光強度をアナログ的に変える必要があり、そのため高速に動作させることが困難であった。
【００１８】
色素レーザは、レーザ媒質が液体であることに起因した発振の不安定性を有する。さらに、色素の劣化や溶液の蒸発に伴う濃度の変化などにより、レーザ色素の交換や調整等が必要である。また、波長を可変にするには機械的な調整や、光周波数フィルターの調整が必要であり、そのため高速な波長可変が困難であり、またユーザーに専門的な知識が要求されるという点があった。
【００１９】
固体レーザは、一般的な高出力の励起源を必要とし、振動や埃を嫌うような空間光学系により構成されているので、光学定盤などの除振装備が要求される。また、固体レーザでは、波長を可変にするには機械的な調整や光周波数フィルターの調整が必要であるため、高速な波長可変が困難であり、装置が大型になるという点、および光軸調整などにおいて、ユーザーに専門的な知識か要求されるという点があった。
【００２０】
本発明は、上述の解決すべき課題に鑑みてなされたもので、その目的は、これまでに提案されてきた波長可変光源では困難であった高速な波長可変動作を実現し、かつ空間光学系等の光軸調整などが不要な、優れた操作性を有し、ユーザーに専門的な知識を必要としない高速波長可変光源を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の高速波長可変光源は、光パルスを発生する光源および該光源から発生された前記光パルスのパルス幅を制御するパルス幅制御手段を備えた光パルス発生手段と、前記パルス幅制御手段によりパルス幅が制御された前記光パルスを、入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する光非線形媒質に入射することで該光パルスのピーク波長を変換する波長変換手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
ここで、前記波長変換手段は、前記光非線形媒質により前記ピーク波長が変換された光パルスの有する光周波数成分を制御して該波長変換手段から出力される出力パルスのパルス幅を一定にする光周波数フィルターを有することを特徴とすることができる。
【００２３】
また、前記光周波数フィルターは、周期的な透過特性を有する干渉計型フィルター、またはアレイ導波路格子であることを特徴とすることができる。
【００２４】
また、前記パルス発生手段は、前記光源と前記パルス幅制御手段として、単一縦モードで発光する光源と、光変調器を内部に有する光共振器とを有し、該光変調器の駆動電力を制御することで前記パルス発生手段から発生する光パルスのパルス幅を高速に制御することを特徴とすることができる。
【００２５】
また、前記パルス発生手段は、前記光源と前記パルス幅制御手段として、単一縦モードで発光する光源と、光変調器を内部に有する光共振器とを有し、該光共振器の光出力側に、該光共振器への戻り光を阻止する戻り光阻止手段を備えたことを特徴とすることができる。
【００２６】
また、前記パルス発生手段は、該パルス発生手段全体が光の偏波方向が保持できる偏波保持機能を備え、該パルス発生手段の光出力が単一偏波方向であることを特徴とすることができる。
【００２７】
また、前記パルス発生手段と前記波長変換手段とを含む高速波長可変光源全体が、光の偏波方向が保持できる偏波保持機能を備え、該高速波長可変光源から出力される、波長が可変にできる光出力が単一偏波方向であることを特徴とすることができる。
【００２８】
また、前記波長変換手段の入射側に該波長変換手段の入射光パルスのパルス幅を短くする光パルス圧縮手段を挿入したことを特徴とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１に本発明の一実施形態の高速波長可変光源の概略構成を示す。なお、この高速波長可変光源では、ソリトン自己周波数シフトと呼ばれる現象を用いている。これはパルス自身によってピーク波長の光周波数変化が誘起される現象であり、物理的には、パルス内誘導ラマン散乱によって説明されている。ラマン散乱とは、非線形媒質に入射した光と、非線形媒質中の光学フォノンとの相互作用による散乱である。つまり、この高速波長可変光源は、パルス自身によってピーク波長の周波数が高速に変化するソリトン自己周波数シフト現象を利用して波長を高速に変化させるのを特徴としている。
【００３１】
図１の（ａ）は、本発明の高速波長可変光源の基本構成を示す。この高速波長可変光源は、光パルス発生部１と波長変換部４を有する。光パルス発生部１は光パルスを発生する光源２とこの光源から発生された光パルスのパルス幅を制御するパルス幅制御部３とを備えている。波長変換部４はパルス幅制御部３によりパルス幅が制御された光パルスを、図３等で後述するように、入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する光非線形媒質に入射することで、その光パルスのピーク波長を変換する。
【００３２】
なお、本発明の高速波長可変光源の形態は、この構成に限定されるものではなく、例えば、図１の（ｂ）に示すように、波長変換部４の前、または内部に、入射光パルスのパルス幅を短くする光パルス圧縮部５を具備した構成をとることができる。
【００３３】
図２に、上記の光パルス圧縮部５の一構成例を示す。この光パルス圧縮部５は、光増幅器６と光ファイバ７による高次光ソリトンによる非線形パルス圧縮を用いて、入射光パルスのパルス幅を短くする。ただし、光パルス圧縮部５としては、この構成に限定されるものではなく、パルス幅が短くなればその構成は限定しない。
【００３４】
図３に、上記の波長変換部４の一構成例を示す。この波長変換部４は、上述の光パルス圧縮部５と、光振幅制御部８と、入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する光非線形媒質９と、光周波数フィルター１０とを有する。光振幅制御部８は、波長変換部４に入力される光パルスの光強度を一定値にする制御を行う。光周波数フィルター１０は、光非線形媒質９によりピーク波長が変換された光パルスの有する光周波数成分を制御して、波長変換部４から出力される出力パルスのパルス幅を一定にする。光周波数フィルター１０としては、例えば、周期的な透過特性を有する干渉計型フィルター、またはアレイ導波路格子が好ましい。
【００３５】
但し、上記構成において、光パルス圧縮部５と光振幅制御部８と光周波数フィルター１０は必須の構成要件ではなく、波長変換部４に入力される光パルスの光強度が適切であれば、光パルス圧縮部５と光振幅制御部８を挿入しなくてもよい。また、波長変換部４からの出力パルスに関して、パルス幅の制御が必要でなければ光周波数フィルター１０は挿入しなくてもよい。
【００３６】
図４に、上記の波長変換部４における光パルスのパルス幅（単位、ｐｓ）と光周波数シフト量（単位、ｎｍ）の関係を示す。このとき、光非線形媒質９としては１ｋｍの分散シフトファイバを用いた。図４から、周波数シフト量は、パルス幅の４乗に逆比例するので、上記の光周波数フィルター１０により入射光パルスのパルス幅を制御することで、周波数シフト量を制御できることがわかる。
【００３７】
図５の（ａ）には、上記の光周波数フィルター１０の具体例として、１×１（１入力で１出力）のアレイ導波路格子１１を示す。
【００３８】
図５の（ｂ）には、そのアレイ導波路格子１１の周期的な周波数の透過特性を模式的に示す。なお、アレイ導波路格子１１の入出力ポート数は図示のものに限定するものではない。また、光周波数フィルター１０の周期的な周波数の透過特性は、透過率が最大となるときの周波数間隔ｆｒを、光パルス発生部１で発生させた光パルスの繰返し周波数の整数倍にし、周期的な周波数の透過特性は、その透過周波数帯域の形状および半値幅（周期的な透過周波数帯域の半値幅）Δｆｒを等しくする。こうすることで、光周波数フィルター透過後のピーク波長が変換された光パルスのパルス幅を一定にすることができる。
【００３９】
図６に、上記の光パルス発生部１の構成例を示す。この光パルス発生部１は、前述の光源２に相当する単一縦モード半導体レーザー１５と、パルス幅制御器３１と、光変調器１３を内包する光共振器１２とを有する。単一縦モード半導体レーザー１５は単一縦モードで連続光を発光する。単一縦モード半導体レーザ１４からの連続光を光共振器１２に入射し、その共振周波数に相当する光周波数成分が図６の１２内の矢印で示したように光変調器１３を多重に往復することで深い変調がかかり、高次のサイドバンドを発生することでパルス発生が可能となる。光共振器１２は、共振周波数が所望する波長になるよう共振周波数制御手段（図示しない）を備える。具体的には、ヒータやペルチェ素子等（図示しない）により、光共振器１２の温度を制御することで熱光学効果による共振周波数の制御を行う。なお、共振周波数制御手段は、これに限定するものではなく、光共振器１２の光路長を制御できればよい。
【００４０】
光共振器１２の出力パルスは、変調器１３の変調周波数の２倍の周期を有するローレンツ型の光パルス列となる。このとき、光共振器１２から発生するパルスのパルス幅（Ｔ）は、次式（２）により示すことができる。
Ｔ＝１／２・Ｆ・ｆｍ・β                        （２）
【００４１】
ここで、Ｆは光共振器１２のフィネス、ｆｍは変調周波数、βは変調器１３の変調指数を示す。（２）式から、パルス幅制御器３１により変調指数βを時間的に制御することで、発生するパルスのパルス幅が制御できることがわかる。
【００４２】
パルス幅制御器３１は、図７に模式的に示すように、光変調器駆動用電力源１４から供給される光変調器駆動用電力を高速に制御する可変減衰器であり、光変調器駆動用電力をコントロールすることで、上記の変調指数βは容易に可変にすることができる。なお、パルス幅制御器３１はこれに限定するものではなく、光変調器駆動用電力を所望の大きさに可変できればよく、増幅器等でも実現できる。
【００４３】
また、図６の光変調器１３が偏波依存性損失を有すると、入射光の偏波方向により挿入損失がばらつき、さらに、ランダム偏波方向で入射すると、発生するパルス毎に強度のばらつきが発生する。この抑制には、光パルス発生部１の全体を単一偏波方向で動作する偏波保持機能を有するデバイスで構成することが効果的である。さらに、本発明の高速波長可変光源を偏波依存性損失等の偏波特性を有するデバイス（図示しない）と併せて使用する場合には、動作の安定性を向上する手段として、上記の波長変換部４を単一偏波方向で動作する偏波保持特性を有するデバイスで構成することが効果的である。
【００４４】
図８に、光変調器駆動用電力を制御することでパルス幅を変化させた実施結果の一例を示す。図８の（ａ）、（ｂ）は元の光変調器駆動用電力のパルス幅とスペクトル幅を示し、図８の（ｃ）、（ｄ）はパルス幅制御器３１で制御した後の光変調器駆動用電力のパルス幅とスペクトル幅を示す。
【００４５】
パルス幅制御器３１により、光変調器駆動用電力を５ｄＢ小さくすることで、光パルス発生部１で発生するパルスのパルス幅が、図８の（ａ）と（ｃ）に示すように、１ｐｓから２ｐｓ程度まで変化し、そのスペクトル幅は、図８の（ｂ）と（ｄ）に示すように、０．９ｎｍから０．５ｎｍに減少した。これは前述したパルス幅の拡がりが、波長分散によるチャープ（パルスが有する周波数成分における伝播等で発生した郡遅延時間の差によるパルス形状の変化）ではないために、フーリエ変換の関係で決まるパルス幅とスペクトル幅の積（時間・帯域幅積）を一定に保つ性質に起因している。このパルス幅の変化により、波長変換部４からの出力パルスはピーク波長のシフト量が５ｎｍから０．３ｎｍ程度に変化した。この結果は、図４に示すパルス幅と波長シフト量の関係に一致するが、光非線形媒質９として１０ｋｍの光ファイバを使用し、かつその光ファイバには、より非線形性が向上するように、高Δ構造により有効コア断面積と呼ばれるファイバ断面における導波光の単位面積あたりの光強度が高いファイバ特性のものであって、通信波長において異常分散となるファイバを使用した。
【００４６】
上記の高Δ構造とは、光ファイバのコアとクラッドの比屈折率差（Δ：デルタ）を高くした構造を指す。ファイバをシングルモードで動作させるためには、シングルモード条件と呼ばれる次式を満足する必要がある。
ｋ・n1・a・√（2Δ）＜2.405    （ステップ型の均一コアファイバの場合）
ここで、ｋ：波数ベクトル、n1：コアの屈折率、a：コア径
【００４７】
従って、デルタを高くするとコア径は小さくしなければならず、それにより、コアへの光の閉じ込めが高くなる（即ち、非線形性が大きくなる）。
【００４８】
なお、波長変換部４で使用する非線形媒質９は、通信用の光ファイバに限定するものではなく、石英系以外の材料で作成されたファイバや、ホーリーファイバと呼ばれるファイバ断面において複数個のホールを有しているファイバや、タングステン酸鉛の結晶（ＰｂＷＯ４）等の、低しきい値パワーで誘導ラマン散乱を誘起できる高非線形性の媒質であれば、特に限定はしない。
【００４９】
（第２の実施形態）
図９の（ａ）および（ｂ）には、本発明の他の実施形態の高速波長可変光源の概略構成を示す。この高速波長可変光源は、前述した図１の（ａ）および（ｂ）の構成に、光パルス発生部１への戻り光を阻止する戻り光阻止部１６を加えた構成のものである。
【００５０】
本発明の波長可変光源を構成する光パルス発生部１において、光共振器構造を採用する場合には、光コネクタ端面等で発生する戻り光が光パルス発生部１の光出力を不安定にする。さらに、本発明では、波長変換部４において、光非線形現象であるラマンソリトン波を誘起するときに、他の光非線形現象として、誘導ブリユアン散乱が誘起され、波長変換部４から強い戻り光が発生する場合があり、光パルス発生部１が安定に動作しないケースがある。この抑制には、図９に示すように、光パルス発生部１の出力側に、戻り光阻止部１６を備えることが効果的である。具体的には、端面が斜めにカットされていてそれにより戻り光が導波モードに再結合することを抑制する光コネクタ（図示しない）、または戻り光の透過率が低くなるようなアイソレータ（図示しない）を、戻り光阻止部１６として光パルス発生部１の出力側に挿入することが効果的である。
【００５１】
（第３の実施形態）
図１０は本発明のさらに他の実施形態の高速波長可変光源の概略構成を示す。パルス発生部１は、パルス幅可変光源２１に内蔵した光変調器（図示しない）に入力する光変調器駆動用電力源１４からの光変調器駆動用電力の振幅を可変にすることで、その光変調器における変調指数を高速に制御し、それによって発生する光パルスのパルス幅を高速に制御する。
【００５２】
パルス幅が各々制御された光パルス列は、波長変換部４に入力し、パルス幅に応じた波長へと高速に変換する。本例の波長変換部４は、光増幅器（ＥＤＦＡ；エルビウムドープ光ファイバー増幅器）４１と、２．５Ｋｍの高非線形性光ファイバ４２と、光フィルタ４３を有する。なお、波長変換部４の構成はこれに限定するものではなく、光パルスの強度を増幅できるものであればＥＤＦＡ４１の代わりに半導体光増幅器（図示しない）を用いることができ、非線形媒質としては光ファイバ４２の代わりにタングステン酸鉛（ＰｂＷＯ４）等の高非線形性の結晶や結晶導波路（図示しない）を使用することができる。
【００５３】
光フィルタ４３は、周期的な光周波数の透過特性を有し、その透過率の最大となる周波数間隔が、パルス幅可変光源１４で発生する光パルス列の繰返し周波数の整数倍である、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）や干渉計型のフィルターが好適である。
【００５４】
（他の実施形態）
以上述べた本発明の実施形態は、具体例を例示しただけでのものであり、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、その変形、置き換え等の全ての事例は本発明の実施形態に含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来技術では実現できなかった高速な波長可変動作ができる波長可変光源を実現することができる。また、本発明の波長可変光源は、操作性に優れ、波長可変動作のために光軸調整が不要であり、ユーザーに専門的な知識を必要としない利点を有する。これにより、本発明によれば、光ルーティングや光信号処理といった従来技術では、実現できなかった高機能なシステムを実現することが可能となる。
【００５６】
また、本発明では、光非線形現象の中でも特に安定に動作するソリトン波を用いて、波長可変動作を行うため、本発明の波長可変光源は非常に安定である利点を有する。これにより、本発明によれば、極めて実用性が高く、広範囲に渡り応用範囲が広がると期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における高速波長可変光源の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の（ｂ）の光パルス圧縮部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図１の波長変換部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】図３の光非線形媒質に１ｋｍの光ファイバを用いたときの、波長変換部における光パルスのパルス幅と波長シフト量の関係を示す特性図である。
【図５】（ａ）は図３の光周波数フィルターの一例としてのアレイ導波路格子を示す概略平面図であり、（ｂ）はその光周波数フィルターの周期的な周波数の透過特性を模式的に示す波形図である。
【図６】図１の光パルス発生部の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図６のパルス幅制御器により光変調器駆動用電力が高速に可変減衰することを模式的に示す概念図である。
【図８】図６の光パルス発生部で発生する光パルスのパルス幅が可変であることを示す、パルス幅とスペクトル波形の波形図である。
【図９】安定動作のため戻り光阻止部を備えた本発明の他の実施形態における高速波長可変光源の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態における高速波長可変光源の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光パルス発生部
２  光源
３  パルス幅制御部
４  光周波数制御部
５  光パルス圧縮部
６  光増幅器
７  光ファイバ
８  光振幅制御部
９  光非線形媒質
１０  光周波数フィルター
１１  アレイ導波路格子
１２  光共振器
１３  光変調器
１４  光変調器駆動用電力源
１５  単一縦モード半導体レーザ
１６  戻り光阻止部
２１  パルス幅可変光源
３１  パルス幅制御器
４１  光増幅器（ＥＤＦＡ）
４２  高非線形性光ファイバ
４３  光フィルタ
【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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