(57)【要約】【課題】光通信システムにおいて、外部変調器を用いない多波長光源を提供する。【解決手段】  第１ポート２２２に入力された多重化光信号を相異なる波長の複数の光に逆多重化させ、該逆多重化光を複数の第２ポート２２１の各々に出力する逆多重化器２２０と、逆多重化器の第２ポートに一対一で連結された複数の第３ポート２１２からの逆多重化光を多重化させて、第１ポート２２２と連結された第４ポート２１１に出力する多重化器２１０と、それぞれ相互連結された該当する第２ポート２２１及び第３ポート２１２との間に配置され、当該逆多重化光を増幅させて第３ポートに出力する複数の半導体光増幅器２３０と、それぞれ相互連結された該当する第３ポート２１２と半導体光増幅器２３０との間に配置され、半導体光増幅器で増幅された光の一部を分割して第３ポートに出力し、残りの光を外部へ出力する複数の光強度分割器２６０と、を含む。【選択図】  図２
2005033200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポートに入力された多重化された光信号を相異なる波長を持つ複数の光に逆多重化させ、当該逆多重化された光を複数の第２ポートのそれぞれに出力するための逆多重化器と、
前記逆多重化器の第２ポートに一対一対応するように連結された複数の第３ポートから入力された当該逆多重化された光を、多重化された光信号に多重化させ、当該多重化された光信号を前記第１ポートと連結された第４ポートに出力するための多重化器と、
それぞれ相互連結された該当する第２ポート及び第３ポートとの間に配置され、当該第２ポートから出力された逆多重化された光を増幅させ、増幅された前記光を当該第３ポートに出力するための複数の半導体光増幅器と、
それぞれ相互連結された該当する第３ポートと半導体光増幅器との間に配置され、当該半導体光増幅器で増幅された光の一部を分割して当該第３ポートに出力し、分割された残りの光はその外部へ出力するための複数の光強度分割器と、
を含むことを特徴とする多波長光源。
【請求項２】
前記逆多重化器の第１ポートと前記多重化器の第４ポートとの間に配置され、前記多重化器から出力された多重化された光信号の波長帯域の中で既に設定された波長帯域だけを前記逆多重化器に通過させるための光帯域透過フィルタをさらに含むこと
を特徴とする請求項１に記載の多波長光源。
【請求項３】
前記光帯域透過フィルタと前記多重化器との間に配置され、前記光帯域透過フィルタから前記多重化器へ反射される光信号を遮断するためのアイソレータをさらに含むこと
を特徴とする請求項２に記載の多波長光源。
【請求項４】
前記光帯域透過フィルタと前記多重化器との間に配置され、前記光帯域透過フィルタから前記多重化器へ反射される光信号を遮断するためのアイソレータをさらに含むこと
を特徴とする請求項２に記載の多波長光源。
【請求項５】
前記多重化器は、平面光導波路構造の光導波路列格子を含むことを特徴とする請求項１に記載の多波長光源。
【請求項６】
前記多重化器は、１×Ｎ光結合器を含むことを特徴とする請求項１に記載の多波長光源。
【請求項７】
前記逆多重化器は、平面光導波路構造の光導波路列格子を含むことを特徴とする請求項１に記載の多波長光源。
【請求項８】
多重化された光信号を相異なる波長を持つ複数の光に逆多重化させるための逆多重化器と、
逆多重化された前記光を多重化された光信号に多重化させるための多重化器と、
前記多重化器と前記逆多重化器との間に配置され、前記逆多重化器で逆多重化された前記光それぞれを増幅させ、前記多重化器に出力するための複数の半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器で増幅された前記光それぞれを少なくとも一つまたそれ以上に分割するための複数の光強度分割器と、
を含むことを特徴とする多波長光源。
【請求項９】
前記多重化器から出力された多重化された光信号の波長帯域のうち、既に設定された波長帯域だけを前記逆多重化器に通過させるための光帯域透過フィルタをさらに含むこと
を特徴とする請求項８に記載の多波長光源。
【請求項１０】
前記光帯域透過フィルタから前記多重化器へ反射される光信号を遮断するためのアイソレータをさらに含むこと
を特徴とする請求項８に記載の多波長光源。
【請求項１１】
前記多波長光源は、前記光帯域透過フィルタから前記多重化器へ反射される光信号を遮断するためのアイソレータをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の多波長光源。
【請求項１２】
前記多重化器は、平面光導波路構造の光導波路列格子を含むことを特徴とする請求項８に記載の多波長光源。
【請求項１３】
前記多重化器は、１×Ｎ光結合器を含むことを特徴とする請求項８に記載の多波長光源。
【請求項１４】
前記逆多重化器は、平面光導波路構造の光導波路列格子を含むことを特徴とする請求項８に記載の多波長光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重システム(Wavelength Division Multiplexing system)に関し、特に、相異なる波長を持つ複数の光を出力するための多波長光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の波長分割多重(wavelength division multiplexing：ＷＤＭ)システムでは、光通信波長帯域に可能な限り多数の光を転送するためにきわめて小さい波長間隔を持つように逆多重化された多数の光(チャネル)を多重化された光信号に多重化させる。一般に、上述した波長分割多重システムは、一本の光ファイバに相異なる波長を持つ複数の光を同時に転送するものとして知られており、前記光を発振させるための光源として複数のレーザダイオード(laser diode)のような一つ以上の半導体レーザが使用される。
【０００３】
しかしながら、前記半導体レーザは、温度変化に対して非常に敏感であり、これにより、周辺温度変化にしたがって発振波長が変化してしまう問題点がある。すなわち、逆多重化された各光はその波長が相互隣接しているため、小さい誤りだけでも相互干渉を引き起こすという問題があるのである。例えば、前記半導体レーザなどの光源が周囲温度の上昇またはその他の原因によって正確な波長帯の光を送信できない場合、前記光が光ファイバを介した転送中に生じる分散・損失などによって、前記光を受信する受信部で前記光信号を完全に区分できないこともある。さらに、前記光源は、初期においては正確な波長制御を行い得るであろうが、長期に亘る安定性まで確保することは、通常は困難である。
【０００４】
従来の波長分割多重システムに適用される他の例に、相異なる波長の光を出力する複数の光源と、これら各光を多重化または逆多重化させられる多重化器と逆多重化器とを含む多波長光源がある。上述した多波長光源に使われる光源としては半導体レーザなどがある。
【０００５】
上述した多波長光源の例には、オカザキ（Okazaki）等によってなされた下記特許文献１の発明(OPTICAL CROSS CONNECT UNIT，OPTICAL ADD-DROP MULTIPLEXER，LIGHT SOURCE UNIT，AND ADDING UNIT)があり、該特許文献では、相異なる波長を持つ複数の光が必要に応じて少数の光源から所定の波長を持つ光を多数に変調処理させる装置を開示しており、複数の光源と、これらの各光源から出力された相異なる波長を持つ複数の光を逆多重化させるための光合分波部と、前記複数の光をそれぞれの波長別に分割させるための複数の光フィルタとを含む。特に、上述したOkazaki等により発明された多波長光源及び光クロスコネクタ装置は、前記多波長光源から出力された複数の光に所望の波長を持たせるべく電気信号に変調させた後に、再び既に設定された波長の光に変調させる多数の変調部をさらに含むことによって、少数の光から相異なる波長を持つ複数の光を変調する。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の多波長光源は、既に設定された波長を持つ複数の光を生成させるべく光信号を電気信号に変調させるための外部変調手段などをさらに含み、装置全体の体積（volume）及び生産コストが上昇するなどの問題を抱えていた。
【特許文献１】米国特許番号第６,５４５,７８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題点を解決するべく、本発明の目的は、外部変調器を使用しないことによって生産コストの節減が図られる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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る多波長光源は、第１ポートに入力された多重化された光信号を相異なる波長を持つ複数の光に逆多重化させ、当該逆多重化された光を複数の第２ポートのそれぞれに出力するための逆多重化器と、前記逆多重化器の第２ポートに一対一対応するように連結された複数の第３ポートから入力された当該逆多重化された光を、多重化された光信号に多重化させ、当該多重化された光信号を前記第１ポートと連結された第４ポートに出力するための多重化器と、それぞれ相互連結された該当する第２ポート及び第３ポートとの間に配置され、当該第２ポートから出力された逆多重化された光を増幅させ、増幅された前記光を該当第３ポートに出力するための複数の半導体光増幅器と、それぞれ相互連結された該当する第３ポートと半導体光増幅器との間に配置され、当該半導体光増幅器で増幅された光の一部を分割して当該第３ポートに出力し、分割された残りの光はその外部へ出力するための複数の光強度分割器と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体光増幅器を含むことによって、光信号を電気信号に、電気信号を再び光信号に変調させるための外部変調器を省いても多波長光源の構成が可能となる。すなわち、本発明によれば、外部変調器が不要となるため、簡易な構成となり、生産コストの低減が図られ、かつ、体積が減少し装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる、といったメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の符号及び番号を共通使用する。なお、本発明を説明するにあたり、関連した公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするとされる場合はその詳細な説明を省略するものとする。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態による多波長光源の構成を示す図である。図１を参照すれば、本実施形態の多波長光源は、光導波路列格子構造の多重化器(Multiplexer)１１０及び逆多重化器(Demultiplexer)１２０と、逆多重化器１２０からの該当する逆多重化された光を増幅させるための複数の半導体光増幅器１５０と、該当する逆多重化された光の強度を分割するための複数の光強度分割器（Beam Splitter）１６０と、光帯域透過フィルタ(Optical Band Pass Filter)１３０と、アイソレータ(Isolator)１４０とを含む。前記逆多重化器１２０は、多重化された光信号を複数の光に逆多重化させ、多重化器１１０は、内部に入力された逆多重化された光λ１〜λｎを多重化させて出力する。
【００１２】
逆多重化器１２０は、多重化された光信号が入力される第１ポート１２１と、逆多重化された光を出力するための複数の第２ポート１２２とを備える。この逆多重化器１２０は、平面光導波路(ＰＬＣ：Planar Light wave Circuit)構造の光導波路列格子(ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating)などを使用することができる。逆多重化器１２０は、前記第１ポート１２１から入力された多重化された光信号λＮを相異なる波長を持つ複数の光λ１〜λｎに逆多重化させ、逆多重化されたそれぞれの光λ１〜λｎを、該当する第２ポート１２２を介して出力する。
【００１３】
多重化器１１０は、入力用の複数の第３ポート１１２と、出力用の第４ポート１１１とを備えている。ここで、多重化器１１０における第３ポート１１２のそれぞれは、逆多重化器１２０の第２ポート１２２との間に配置されたそれぞれの半導体光増幅器１５０を介して、逆多重化器１２０の第２ポート１２２と一対一対応するように連結される。この多重化器１１０は、第３ポートから入力された逆多重化された光λ１〜λｎを、多重化された光信号λＮに多重化させて、逆多重化器１２０の第１ポート１２１と連結された第４ポート１１１に出力する。多重化器１１０は、平面光導波路構造の光導波路列格子(ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating)などを使用することができる。
【００１４】
半導体光増幅器１５０は、それぞれ相互に連結された該当する第２ポート１２２及び第３ポート１１２との間に配置され、当該第２ポート１２２から受信した逆多重化された光を増幅させて出力する。すなわち、この半導体光増幅器１５０は、逆多重化された前記光を増幅させて出力すると同時に、前記多波長光源の初期動作に必要な自然放出光(Spontaneous Emission Light)を放出する。また、半導体光増幅器１５０は、別途の外部変調器を使用することなしに、光信号を電気信号に、電気信号を光信号に変調する。
【００１５】
光強度分割器(ＢＳ；Beam Splitter)１６０は、それぞれ相互連結された該当する第３ポート１１２と該当する半導体光増幅器１５０との間に配置され、該当半導体光増幅器１５０から増幅された光の一部を分割して当該第３ポート１１２に出力し、分割された残りの光はその外部に出力させる。
【００１６】
光帯域透過フィルタ(ＯＢＰＳ：Optical Band Pass Filter) １３０は、逆多重化器１２０の第１ポート１２１と多重化器１１０の第４ポート１１１との間に配置され、多重化器１１０から出力された多重化された光信号λＮの波長帯域のうち、既に設定された波長帯域だけを逆多重化器１２０の第１ポート１２１に出力する。
【００１７】
アイソレータ(Isolator)１４０は、光帯域透過フィルタ１３０と多重化器１１０の第４ポート１１１との間に配置され、光帯域透過フィルタ１３０から多重化器１１０の第４ポート１１１へ反射される光信号を遮断する。
【００１８】
本発明の第１の実施形態による多波長光源は、該当する半導体光増幅器１５０から放出された相異なる波長を持つ複数の自然放出光を多重化器１１０の第３ポート１１２に入力させ、多重化器１１０で光信号λＮに多重化させる。多重化器１１０で多重化された光信号は、アイソレータ１４０を通り光帯域透過フィルタ１３０でその波長帯域が選択的に透過された後に逆多重化器１２０の第１ポート１２１に入力され、逆多重化器１２０は多重化された光信号をそれぞれの波長を持つ複数の光λ１〜λｎに逆多重化させる。逆多重化器１２０で逆多重化された各光は、該当する半導体光増幅器１５０で増幅された後に、該当する光強度分割器１６０でその強度が分割される。そして、強度分割された一部の光は前記多重化器１１０の該当する第３ポート１１２に入力され、残りの一部の光は外部に出力される。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施形態による多波長光源の構成を示す図である。図２を参照すれば、第２の実施形態の多波長光源は、多重化器２１０と、逆多重化器２２０と、逆多重化器２２０からの該当する逆多重化された光を増幅させる複数の半導体光増幅器２３０と、該当する逆多重化された光の強度を分割する複数の光強度分割器２６０と、光帯域透過フィルタ(ＯＢＰＦ：Optical Band Pass Filter)２４０と、アイソレータ２５０とを含む。このような多波長光源は、多重化器２１１で多重化された光信号λＮを逆多重化器２２０で相異なる波長を持つ複数の光λ１〜λｎに逆多重化させ、逆多重化された光のそれぞれは、該当する半導体光増幅器２３０で増幅された後に光強度分割器２６０のそれぞれを介して外部へ出力される。ここで、多重化器２１０は光結合器などを含むことができ、逆多重化器２２０は光導波路列格子などを含むことができる。以下、第２の実施形態について詳細に説明するが、第１の実施形態と重複する部分についてはその説明を省略するものとする。
【００２０】
逆多重化器２２０は、 第１ポート２２２及び複数の第２ポート２２１を有するとともに、光導波路列格子(ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating)を具備し、第１ポート２２２に入力された多重化された光信号λＮを波長にしたがって複数の光λ１〜λｎに逆多重化させ、逆多重化されたそれぞれの光λ１〜λｎを、該当する第２ポート２２１を介してその外部へ出力する。
【００２１】
多重化器２１０は、逆多重化器２２０の第２ポート２２１に一対一対応するように連結された複数の第３ポート２１２を入力用に有しており、また、その出力端には、多重化された光信号λＮが出力される第４ポート２１１を有している。この多重化器２１０は、１×Ｎ構造の光結合器(Optical Coupler)などが使用可能である。かかる多重化器２１０は、該当する第３ポート２１２に入力された逆多重化された光を多重化された光信号に多重化させ、多重化された光信号を逆多重化器２２０の第１ポート２２２と連結された第４ポート２１１に出力する。
【００２２】
半導体光増幅器２３０は、それぞれ相互連結された該当する第２ポート２２１及び第３ポート２１２との間に位置するように複数個を使用し、該当する第２ポート２２１から出力された逆多重化された光を増幅させる。
【００２３】
光強度分割器(ＢＳ：Beam Splitter)２６０は、それぞれ相互連結された該当する第３ポート２１２と前記半導体光増幅器２３０との間に配置され、該当する半導体光増幅器２３０で増幅された光の一部を分割して該当する第３ポート２１２に出力し、分割された残りの光はその外部へ出力する。
【００２４】
光帯域透過フィルタ(ＯＢＰＳ：Optical Band Pass Filter)２４０は、逆多重化器２２０の第１ポート２２２と多重化器２１０の第４ポート２１１との間に位置する。また、アイソレータ(Isolator)２５０は、光帯域透過フィルタ２４０と多重化器２１０の第４ポート２１１との間に配置され、多重化された光信号の波長帯域の中で、既に設定された波長帯域だけを透過させ、前記光帯域透過フィルタから前記多重化器に進行する光を遮断する。
【００２５】
図３は、図１及び図２に示した光帯域透過フィルタの動作特性を示すグラフである。図３を参照すれば、上述した光帯域透過フィルタは、多重化された光信号λＮの波長帯域の中で既に設定された波長帯域λ１〜λｎだけを逆多重化器に透過させ、その残りの余分の波長帯域(例えば、≦λＮ−１、≧λＮ＋１)を遮断することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好ましい第１の実施形態による、光導波路列格子構造を持つ多重化及び逆多重化器を含む多波長光源の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による、光結合器を多重化器として、光導波路列格子を逆多重化器として含む多波長光源の構成を示す図である。
【図３】図１及び図２に示した光帯域フィルタの動作特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１１０，２１０  多重化器
１２１，２２２  第１ポート
１２２，２２１  第２ポート
１１２，２１２  第３ポート
１１１，２１１  第４ポート
１２０，２２０  逆多重化器
１３０，２４０  光帯域透過フィルタ
１４０，２５０  アイソレータ
１５０，２３０  半導体光増幅器
１６０，２６０  光強度分割器
【図１】
2005033200.tif 000003
【図２】
2005033200.tif 000004
【図３】
2005033200.tif 000005