(57)【要約】  【課題】 相対強度雑音が低く、低コストの多波長光源を提供する。  【解決手段】 基板１１０と、基板１１０の第１の端部に積層され、閾値電流以下の駆動電流により波長と間隔が波長分割多重チャネルと同一の複数のピークで構成された多波長光を生成するためのレーザー１２０と、その第１面がレーザーの第２面に対向されるように基板１１０の第２の端部上に積層された半導体光増幅手段１３０と、を含み、半導体光増幅手段１３０は、レーザー１２０から受信された多波長光を利得飽和状態で増幅させることによりチャネルの相対強度雑音を減少させる。  【選択図】  図１
2005079588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の第１の端部に積層され、閾値電流以下の駆動電流により波長と間隔が波長分割多重チャネルと同一の複数のピークで構成された多波長光を生成するためのレーザーと、
その第１面が前記レーザーの第２面に対向されるように前記基板の第２の端部上に積層された半導体光増幅手段と、を含み、
前記半導体光増幅手段は、前記レーザーから受信された前記多波長光を利得飽和状態で増幅させることにより前記チャネルの相対強度雑音を減少させること
を特徴とする多波長光源。
【請求項２】
前記レーザーとしてファブリー・ペローレーザーを含み、
前記レーザーの第１面を含む前記多波長光源の第１の端面にコーティングされた高反射層と、
前記レーザーの第２面と、前記半導体光増幅手段の第１面と、前記多波長光源の第２の端面にコーティングされた無反射層と、をさらに含み、
前記多波長光源の第２の端面は、前記半導体光増幅手段の第２面を含み、前記レーザーの第２面と前記半導体光増幅手段の第１面は相互対向される請求項１記載の多波長光源。
【請求項３】
前記多波長光のスペクトルと前記半導体光増幅手段で増幅可能なスペクトルを一致させるために、前記半導体光増幅手段のバンドギャップを前記レーザーのバンドギャップより低く形成する請求項１記載の多波長光源。
【請求項４】
前記レーザーの第２面に対向される前記半導体光増幅手段の第１面は、既決定された角度に傾斜形成される請求項１記載の多波長光源。
【請求項５】
閾値電流以下の駆動電流により駆動されることにより相異なる波長を有する複数のピークで構成された多波長光を生成するためのファブリー・ペローレーザーと、
前記ファブリー・ペローレーザーと連結されることにより前記ファブリー・ペローレーザーから出力された前記多波長光を増幅させるための半導体光増幅手段と、を含み、
前記半導体光増幅手段は、前記多波長光を利得飽和状態で増幅させることにより前記チャネルの相対強度雑音を減少させること
を特徴とする多波長光源。
【請求項６】
前記多波長光のスペクトルと前記半導体光増幅手段により増幅された利得を一致させるために、前記半導体光増幅手段のバンドギャップを前記レーザーのバンドギャップより低く形成する請求項５記載の多波長光源。
【請求項７】
中央基地局と、前記中央基地局と光ファイバーにより連結された地域基地局と、前記地域基地局と連結された複数の加入者装置とを含む波長分割多重システムであって、
前記中央基地局は、
閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより相異なる波長を有する複数の下向きチャネルを含む多波長光を生成するレーザーと、前記多波長光を利得飽和された状態で増幅させて出力するための半導体光増幅器と、を含む光源部と、
前記多波長光を相異なる波長を有する複数の下向きチャネルに逆多重化させて出力するための逆多重化器と、
前記地域基地局から受信された上向き光信号を相異なる波長を有する複数の上向きチャネルに逆多重化させ、前記下向きチャネルを下向き光信号に多重化させて前記地域基地局に出力する第１の多重化/逆多重化器と、
前記第１の多重化/逆多重化器で逆多重化された上向きチャネルのそれぞれを検出する複数の光検出器と、
を含むことを特徴とする波長分割多重システム。
【請求項８】
前記光源部の前記レーザーは、ファブリー・ペローレーザーを含む請求項７記載の波長分割多重システム。
【請求項９】
前記中央基地局は、
前記逆多重化器で逆多重化された前記下向きチャネルのそれぞれを変調させるための複数の変調器と、
前記各変調器と前記第１の多重化/逆多重化器の間に配置されることにより前記変調器から受信された下向きチャネルを前記第１の多重化/逆多重化器に出力し、前記第１の多重化/逆多重化器から受信された上向きチャネルを該当光検出器に出力するためのそれぞれの波長選択結合器と、をさらに含む請求項７記載の波長分割多重システム。
【請求項１０】
前記地域基地局は、
前記各加入者装置から受信された相異なる波長を有する複数の上向きチャネルを上向き光信号に多重化させて前記中央基地局に出力し、前記中央基地局から受信された前記下向き光信号を複数の下向きチャネルに逆多重化させて該当加入者装置に出力する第２の多重化/逆多重化器を含む請求項７記載の波長分割多重システム。
【請求項１１】
前記各加入者装置は、
該当下向きチャネルを検出する光検出器と、
前記上向きチャネルを前記地域基地局に出力する光源と、
前記下向きチャネルを前記光検出器に出力し、前記光源で生成された上向きチャネルを前記地域基地局に出力する波長選択結合器と、を含む請求項７記載の波長分割多重システム。
【請求項１２】
下向き光信号を生成する中央基地局と、前記下向き光信号を相異なる波長を有する複数の下向きチャネルに逆多重化させる地域基地局と、前記地域基地局と連結された複数の加入者装置と、を含む波長分割多重システムであって、
前記中央基地局は、
非干渉性光のそれぞれにより相異なる波長を有する波長ロックされた下向きチャネルを生成する複数の光源と、
複数の上向きチャネルのそれぞれを検出する複数の光検出器と、
閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより前記各光源を波長ロックさせるための相異なる波長を有する複数の非干渉性光を含む下向き光を生成する第１のレーザーと、前記下向き光を利得飽和された状態で増幅させて出力する第１の半導体光増幅器と、前記地域基地局から受信された上向き光信号を反射させ、前記第１の半導体光増幅器で増幅された下向き光は通過させる第１のアイソレーターとを含む下向き広帯域光源と、
閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより前記各加入者装置を波長ロックさせるための複数の非干渉性光を含む上向き光を生成する第２のレーザーと、前記上向き光を利得飽和された状態で増幅させて出力する第２の半導体光増幅器と、前記下向き光信号を反射させ、前記上向き光を通過させる第２のアイソレーターとを含む上向き広帯域光源と、
前記下向き光を複数の非干渉性光に逆多重化させて該当光源に出力し、前記光源で生成された下向きチャネルを下向き光信号に多重化させて出力し、上向き光信号を相異なる波長を有する上向きチャネルに逆多重化させて該当光検出器に出力する第１の多重化/逆多重化器と、
を含むことを特徴とする波長分割多重システム。
【請求項１３】
前記中央基地局は、
前記第１の多重化/逆多重化器から受信された非干渉性光を該当光源に出力し、前記上向きチャネルを該当光検出器に出力し、前記光源で生成された下向きチャネルを前記第１の多重化/逆多重化器に出力するそれぞれの波長選択結合器と、
前記下向き光及び上向き光信号を第１の前記多重化/逆多重化器に出力し、前記上向き光及び下向き光信号を前記地域基地局に出力する光結合器と、
を含む請求項１２記載の波長分割多重システム。
【請求項１４】
前記地域基地局は、
前記光結合器から受信された前記下向き光信号を相異なる波長を有する下向きチャネルに逆多重化させて該当加入者装置に出力し、前記加入者装置のそれぞれで生成された相異なる波長を有する複数の上向きチャネルを上向き光信号に多重化させて前記中央基地局に出力し、前記中央基地局から受信された前記上向き光を相異なる波長を有する非干渉性光に逆多重化させて前記加入者装置のそれぞれに出力する第２の多重化/逆多重化器を含む請求項１２記載の波長分割多重システム。
【請求項１５】
前記各加入者装置は、
該当非干渉性光により波長ロックされた上向きチャネルを生成する光源と、
該当下向きチャネルを検出する光検出器と、
前記地域基地局から受信された前記下向きチャネルを前記光検出器に出力し、前記非干渉性光を前記光源に出力し、前記光源で生成された波長ロックされた上向きチャネルを前記地域基地局に出力する波長選択結合器と、を含む請求項１２記載の波長分割多重システム。
【請求項１６】
レーザーを駆動電流以下で駆動させることにより相異なる波長を有する複数のチャネルで構成された多波長光を生成するための過程と、
前記多波長光の相対雑音強度を減少させるために前記多波長光を利得飽和状態の半導体光増幅手段で増幅させるための過程と、を含み、
前記半導体光増幅手段は前記多波長光を利得飽和状態で増幅させることにより前記チャネルの相対強度雑音を減少させること
を特徴とする多波長光の増幅方法。
【請求項１７】
前記多波長光を生成するためのレーザーは、ファブリー・ペローレーザーを含む請求項１６記載の多波長光の増幅方法。
【請求項１８】
基板を提供するための過程と、
前記基板の第１の端部に駆動電流以下で駆動されることにより相異なる波長を有する複数のチャネルで構成された多波長光を生成するためのレーザーを整列させる過程と、
前記多波長光を利得飽和状態で増幅させるための半導体光増幅手段の傾斜された第１面を前記レーザーの第２面に対向されるように前記基板上の第２の端部に整列させる過程と、
前記多波長光を利得飽和状態で駆動される前記半導体光増幅手段で増幅させることにより前記多波長光の複数のチャネルの相対雑音強度を減少させること
を特徴とする多波長光源の製造方法。
【請求項１９】
前記レーザーとしてファブリー・ペローレーザーを含み、
前記レーザーの第１面を含む前記多波長光源の第１の端面に高反射層をコーティングする過程と、
前記レーザーの第２面と、前記半導体光増幅手段の第１面と、前記多波長光源の第２の端面に無反射層コーティングする過程と、をさらに含む請求項１８記載の多波長光源の製造方法。
【請求項２０】
前記半導体光増幅手段の第１面は、前記レーザーの第１面に対して既設定された角度に傾斜対向される請求項１９記載の多波長光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に関し、特に相異なる波長を有する複数のチャネルを含む多波長光を生成するための多波長光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重方式の光通信システムは、相異なる波長を有する複数のチャネルを一つの光信号に多重化させて、送信側から伝送媒体を介して該光信号を送信し、受信側で受信された多重化された光信号をそれぞれのチャネルに逆多重化させて検出する光通信システムである。この波長分割多重方法は、他の通信方法に比べてより効果的に通信容量を拡充することが可能であり、データを、その伝送データ形式にかかわらず送信することができる。
【０００３】
上述した波長分割多重方式の光通信システムは、それぞれの加入者（装置）にデータを伝送するために、相異なる波長を有する複数の下向きチャネルを下向き光信号に多重化させ、各加入者装置から受信された上向きチャネルを検出するための中央基地局と、加入者装置のそれぞれと中央基地局とを中継するため、各加入者装置と中央基地局との間に配置された地域基地局と、を含む。
【０００４】
上述した波長分割多重方式の光源には、複数の単一波長の光源または非干渉性の多波長光源などを使用することができる。上述した単一波長光源には分布帰還レーザーまたはファブリー・ペローレーザーなどを使用することができ、非干渉性の多波長光源にはエルビウム添加光ファイバー増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier)または発光ダイオード(Light Emitting Diode:ＬＥＤ)などを使用することができる。
【０００５】
ここで、単一波長光源は、レーザー共振による干渉性のモード固定されたチャネルのみを生成することによって、長距離伝送が有利になり、チャネルのパワー損失及びノイズ発生が最小化される。
【０００６】
しかしながら、単一波長光源を含む波長分割多重システムでは、生成しようとするチャネル数に一対一対応される多数の単一波長光源を使用しなければならない、という問題がある。即ち、波長分割多重システムの規模（size）及び生産コストが増大される問題がある。
【０００７】
また、上述した単一波長光源の問題を解決するために提案された発光ダイオードなどのような多波長光源は、非干渉性光を生成するので、上述した単波長光源などに比べて伝送距離に制限がある。
【０００８】
従って、上述した多波長光源と単波長光源の短所を補完するために、ファブリー・ペローレーザーで相異なる波長を有するチャネルを含む多波長光を生成及び増幅させる方法などが提案されている。
【０００９】
しかしながら、上述したファブリー・ペローレーザーから出力された多波長光では各チャネルのパワー揺らぎ(Fluctuation)現象が発生し、これは相対強度雑音(Relative Intensity Noise)を増加させる要因となる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、相対強度雑音(Relative Intensity Noise)が低く、安価の製造費用の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】
【００１１】
上述の問題点を解決するために、本発明に係る多波長光源は、基板と、前記基板の第１の端部に積層され、閾値電流以下の駆動電流により波長と間隔が波長分割多重チャネルと同一の複数のピークで構成された多波長光を生成するためのレーザーと、その第１面が前記レーザーの第２面に対向されるように前記基板の第２の端部上に積層された半導体光増幅手段と、を含み、前記半導体光増幅手段は、前記レーザーから受信された前記多波長光を利得飽和状態で増幅させることにより前記チャネルの相対強度雑音を減少させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多波長光源は、ファブリー・ペローレーザーでレーザー共振以前に発生された相異なる複数のチャネルを有する多波長光を利得飽和された状態の半導体光増幅器で増幅させることにより、前記各チャネルのパワー揺らぎ現象を減少させ、それによって相対強度雑音(Relative Intensity Noise:ＲＩＮ)も減少される利点がある。また、上述した半導体光増幅器とファブリー・ペローレーザーの集積が容易であるので、より小型化された多波長光源の製造が容易となり、生産コストが節減されるなどの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、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。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に従うファブリー・ペローレーザーと半導体光増幅器が単一基板上に集積された多波長光源を示す斜視図である。図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に従う多波長光源１００は、基板１１０と、閾値電流以下の駆動電流により駆動されるファブリー・ペローレーザー１２０と、半導体光増幅器１３０とを含む。多波長光源１００は、ファブリー・ペローレーザー１２０の一面を含む端面に高反射層１０１がコーティングされる。また、多波長光源１００は、半導体光増幅器１３０に対向されるファブリー・ペローレーザー１２０の一面（第２面）１２０ａと、半導体光増幅器１３０のファブリー・ペローレーザー１２０に対向される一面（第１面）１３０ａと、半導体光増幅器１３０の一面を含む端面１０２と、のそれぞれに、無反射層がコーティングされる。
【００１５】
ファブリー・ペローレーザー１２０は、基板１１０上に積層され、閾値電流以下の駆動電流により駆動されることによって、波長と間隔が波長分割多重チャネルと同一の複数のピーク（peaks）を含む多波長光を生成する。
【００１６】
半導体光増幅器１３０は、その一端（第１面１３０ａ）がファブリー・ペローレーザー１２０の一端（第２面１２０ａ）に対向するように基板１１０上に積層されることにより、ファブリー・ペローレーザー１２０から受信した多波長光を増幅させる。
【００１７】
図２は図１に示された多波長光源の平面図を示す。図２を参照すると、半導体光増幅器１３０の第１面１３０ａは、ファブリー・ペローレーザー１２０の第２面１２０ａに対して既決定された角度に傾斜を有するように形成されることにより、ファブリー・ペローレーザー１２０から出力された多波長光が半導体光増幅器１３０でファブリー・ペローレーザー１２０に再反射されることを防止する。また、半導体光増幅器１３０は、ファブリー・ペローレーザー１２０よりバンドギャップが低く形成されることにより、ファブリー・ペローレーザー１２０から出力された多波長光のスペクトルを、半導体光増幅器１３０で増幅可能な利得スペクトルに一致させることができる。
【００１８】
また、多波長光のスペクトルと、半導体光増幅器１３０で増幅された利得スペクトルとを一致させるために、半導体光増幅器１３０が前記ファブリー・ペローレーザーよりも低いバンドギャップを有するように設定することができる。半導体光増幅器１３０の第１面１３０ａと、ファブリー・ペローレーザー１２０の第２面１２０ａのそれぞれには、無反射層がコーティングされる。
【００１９】
ファブリー・ペローレーザー１２０は、その長さに応じて、出力されるチャネルのそれぞれのピーク波長とチャネル間の間隔が決定される。従って、上述した波長分割多重方式のシステムに図２に示された多波長光源が適用される場合には、ファブリー・ペローレーザー１２０の長さを調節することにより、上述した波長分割多重方式システムに必要なチャネル間の波長と間隔を調整することができる。
【００２０】
図３は図１に示された半導体光増幅器内部に入力される多波長光パワーと半導体光増幅器で増幅された多波長光パワーとの間の相関関係である利得曲線グラフを示し、図４は図１に示された半導体光増幅器に入力される多波長光のパワーを示す。また、図５は図１に示された半導体光増幅器で増幅させた多波長光のパワーを示す。図３乃至図５に示されたグラフを参照して、本発明の第１の実施形態である図１に示す多波長光源の動作特性を説明する。
【００２１】
図３に示すように、半導体光増幅器の利得曲線は、半導体光増幅器に入力された多波長光のパワーに応じて増幅される多波長光のパワー変化を示すグラフとして、線形領域と、利得飽和領域に区分することができる。
【００２２】
ここで、線形領域は、半導体光増幅器の内部に入力される多波長光のパワーが増加するにつれて、増幅される多波長光のパワーも漸進的に増加する領域である。一方、利得飽和領域は、入力される多波長光のパワーが漸進的に増加しても、当該多波長光の増幅されるパワーが増加しない領域である。
【００２３】
図４は図１に示された半導体光増幅器１３０に入力される多波長光（図３の３１０，３２０）のパワーを比較したグラフであり、この多波長光は上述のレーザー１２０から出力される。第１の多波長光３１０（図４のPin1）は、上記半導体光増幅器の利得飽和領域に相当するパワーを有し、第２の多波長光３２０（図４のPin2）よりもそのパワーが大きい。
【００２４】
さらに図３を参照すると、第２の多波長光３２０は第１の多波長光３１０よりも小さいパワーを有することにより、上記半導体光増幅器の（利得飽和領域ではなく）線形領域で増幅される。第１及び第２の多波長光３１０，３２０のそれぞれは、相異なる波長を有する複数のチャネルを含んでいる。また、図４のPin１，Pin2に示すように、各チャネルのパワーは、時間とともに変化する特性を有している。これが前述のパワー揺らぎ(Fluctuation)現象である。
【００２５】
図５は、図１に示された半導体光増幅器１３０で増幅された多波長光（図３の３１１，３２１）のパワーを比較したグラフであり、図４に示された第１及び第２の多波長光のパワーに応じて上記半導体光増幅器で増幅された多波長光のパワーを示す。上述したように、半導体光増幅器の線形領域は、増幅されるパワーが入力される多波長光のパワーに比例して増加する領域である。このため、半導体光増幅器に入力される第２の多波長光（Pin2）のパワー揺らぎ現象は減少しない。
【００２６】
一方、上述した第１の多波長光（Pin１）は、その入力パワーが変化しても出力パワーはほぼ一定の利得飽和領域に入力されることにより、その内部に含まれた多重チャネルの時間に応じたパワー揺らぎ現象も減少される、という利点がある。
【００２７】
即ち、図１に示されたファブリー・ペローレーザー１２０から出力される多波長光のパワーが、半導体光増幅器の利得飽和領域に含まれるパワーを有するようにすることにより、上述した多波長光のパワー揺らぎ現象を減少させるようになる。また、上述したパワー揺らぎ現象の減少は相対強度雑音を減少させるようになる利点がある。
【００２８】
図６は、本発明の第２の実施形態に従う多波長光源を含む波長分割多重方式の通信システムを示す。上述した波長分割多重方式の通信システムは、多波長光を出力する中央基地局２００と、この中央基地局２００と光ファイバーにより連結された地域基地局２３０と、この地域基地局２３０と連結された複数の加入者装置２４０-１〜２４０-ｎと、を含む。
【００２９】
中央基地局２００は、多波長光を生成する光源部２１０と、逆多重化された上向きチャネルのそれぞれを検出する複数の光検出器２０３-１〜２０３-ｎと、逆多重化器２２０と、第１の多重化/逆多重化器２２１と、複数の変調器２０１-１〜２０１-ｎと、複数の波長選択結合器２０２-１〜２０２-ｎと、を含む。
【００３０】
光源部２１０は、閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより相異なる波長を有する複数の下向きチャネルを含む多波長光を生成するレーザー２１１と、該多波長光を利得飽和された状態で増幅させて出力する半導体光増幅器２１２と、を含むことにより、多波長光の下向きチャネルの相対強度雑音を減少させながら該多波長光を増幅させることができる。ここで、レーザー２１１にはファブリー・ペローレーザー(Fabry-Perot Laser)などを使用することができる。
【００３１】
逆多重化器２２０は、光源部２１０で生成された多波長光を、相異なる波長を有する複数の下向きチャネルに逆多重化させて、変調器２０１-１〜２０１-ｎのそれぞれに出力する。この逆多重化器２２０には光導波路列格子(Arrayed Waveguide Grating)などを使用することができる。
【００３２】
第１の多重化/逆多重化器(MUX/DEMUX)２２１は、地域基地局２３０から受信された上向き光信号を、相異なる波長を有する複数の上向きチャネルに逆多重化させて、光検出器２０３-１〜２０３-ｎのそれぞれに出力する。また、第１の多重化/逆多重化器２２１は、変調器２０１-１〜２０１-ｎで変調された下向きチャネルを、下向き光信号に多重化させて、地域基地局２３０に出力する。
【００３３】
光検出器２０３-１〜２０３-ｎは、第１の多重化/逆多重化器２２１により逆多重化された上向きチャネルのそれぞれを検出する。この光検出器２０３-１〜２０３-ｎは、フォトダイオードなどの受光型能動素子を含むことができる。
【００３４】
波長選択結合器２０２-１〜２０２-ｎは、それぞれの変調器２０１-１〜２０１-ｎで変調された下向きチャネルを第１の多重化/逆多重化器２２１に出力し、第１の多重化/逆多重化器２２１から受信された上向きチャネルのそれぞれを、該当（対応）する光検出器２０３-１〜２０３-ｎに出力する。
【００３５】
地域基地局２３０は、第２の多重化/逆多重化器２３１を有しており、これにより、加入者装置２４０-１〜２４０-ｎのそれぞれから受信された相異なる波長を有する複数の上向きチャネルを上向き光信号に多重化させて中央基地局２００に出力し、中央基地局２００から受信された前記下向き光信号を複数の下向きチャネルに逆多重化させて加入者装置２４０-１〜２４０-ｎに出力する。
【００３６】
加入者装置２４０-１〜２４０-ｎは、それぞれ、光検出器２４２と、光源２４３と、波長選択結合器２４１と、を含む。
【００３７】
波長選択結合器２４１は、地域基地局２３０から受信された下向きチャネルを光検出器２４２に出力し、光源２４３で生成された上向きチャネルを地域基地局２３０に出力する。
【００３８】
光検出器２４２は、地域基地局２３０から受信された該当（対応）する下向きチャネルを検出するものであり、フォトダイオード(Photo Diode)などを含むことができる。
【００３９】
光源２４３は、上向きチャネルを波長選択結合器２４１に出力し、半導体レーザー(Semiconductor Laser)などを含むことができる。
【００４０】
図７は本発明の第３の実施形態に従う波長分割多重システムの構成を示す。図７を参照すると、上述した波長分割多重システムは、下向き光信号を生成する中央基地局(Central Office)３００と、この下向き光信号を相異なる波長を有する複数の下向きチャネルに逆多重化させる地域基地局３４０と、地域基地局３４０と連結された複数の加入者装置３５０-１〜３５０-ｎと、を含む。
【００４１】
中央基地局３００は、波長ロックされたそれぞれの下向きチャネルを生成する複数の光源３１３-１〜３１３-ｎと、上向きチャネルのそれぞれを検出する複数の光検出器３１１-１〜３１１-ｎと、第１の多重化/逆多重化器３１２と、下向き広帯域光源３３０と、上向き広帯域光源３２０と、光結合器３１０と、波長選択結合器３１４-１〜３１４-ｎと、を含む。
【００４２】
光源３１３-１〜３１３-ｎのそれぞれは、該当（対応）する非干渉性光により相異なる波長を有する波長ロックされた下向きチャネルを生成する。
【００４３】
光検出器３１１-１〜３１１-ｎのそれぞれは、第１の多重化/逆多重化器３１２から受信された該当（対応）する上向きチャネルを検出する。
【００４４】
波長選択結合器３１４-１〜３１４-ｎのそれぞれは、第１の多重化/逆多重化器３１２から受信された非干渉性光を光源３１３-１〜３１３-ｎのそれぞれに出力し、第１の多重化/逆多重化器３１２から受信された上向きチャネルを光検出器３１１-１〜３１１-ｎに出力する。また、波長選択結合器３１４-１〜３１４-ｎのそれぞれは、光源３１３-１〜３１３-ｎで生成された下向きチャネルを第１の多重化/逆多重化器３１２に出力する。
【００４５】
下向き広帯域光源３３０は、下向き光を生成する第１のレーザー３３３と、第１の半導体光増幅器３３２と、第１のアイソレーター３３１と、を含むことにより、光源３１３-１〜３１３-ｎのそれぞれが波長ロックされた下向きチャネルを生成できるようにする。
【００４６】
第１のレーザー３３３は、ファブリー・ペローレーザーを使用することができ、閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより、光源３１３-１〜３１３-ｎを波長ロックさせるための相異なる波長を有する複数の非干渉性光を含む下向き光を生成する。
【００４７】
第１の半導体光増幅器３３２は、第１のレーザー３３３で生成された下向き光を利得飽和された状態で増幅させることにより、下向き光についての前述したパワー揺らぎ(Fluctuation)現象及びそれによる下向き光の相対強度雑音を減少させる利点がある。
【００４８】
第１のアイソレーター３３１は、光結合器３１０と連結されることにより、第１の半導体光増幅器３３２で増幅された下向き光を光結合器３１０に出力し、光結合器３１０から受信された前記上向き光信号を光結合器３１０に反射させる。
【００４９】
上向き広帯域光源３２０は、上向き光を生成する第２のレーザー３２３と、第２の半導体光増幅器３２２と、第２のアイソレーター３２１とを含み、加入者装置３５０-１〜３５０-ｎのそれぞれを波長ロックさせるための複数の非干渉性光を含む上向き光を出力する。
【００５０】
第２のレーザー３２３は、ファブリー・ペローレーザーを使用することができ、閾値電流以下の駆動電流に駆動されることにより、加入者装置３５０-１〜３５０-ｎを波長ロックさせるための相異なる波長を有する複数の非干渉性光を含む上向き光を生成する。
【００５１】
第２の半導体光増幅器３２２は、第２のレーザー３２３で生成された上向き光を利得飽和された状態で増幅させることにより、上向き光についての前述したパワー揺らぎ(Fluctuation)現象及びそれによる上向き光の相対強度雑音を減少させる。
【００５２】
第２のアイソレーター３２１は、光結合器３１０と連結されることにより、第２の半導体光増幅器３２２で増幅された上向き光を光結合器３１０に出力し、光結合器３１０から受信された前記下向き光信号を光結合器３１０に反射させる。
【００５３】
第１の多重化/逆多重化器３１２は、下向き広帯域光源３３０で生成された下向き光を、複数の非干渉性光に逆多重化させて、波長選択結合器３１４-１〜３１４-ｎのそれぞれに出力し、光源３１３-１〜３１３-ｎで生成された下向きチャネルを、下向き光信号に多重化させて、光結合器３１０に出力する。また、第１の多重化/逆多重化器３１２は、光結合器３１０から受信された上向き光信号を、相異なる波長を有する上向きチャネルに逆多重化させて、光検出器３１１-１〜３１１-ｎのそれぞれに出力する。
【００５４】
光結合器３１０は、上記の下向き光及び上向き光信号を第１の多重化/逆多重化器３１２に出力し、上記の上向き光及び下向き光信号を地域基地局３４０に出力する。
【００５５】
地域基地局３４０は、第２の多重化/逆多重化器３４１を含む。第２の多重化/逆多重化器３４１は、光結合器３１０から受信された前記下向き光信号を相異なる波長を有する下向きチャネルに逆多重化させて加入者装置３５０-１〜３５０-ｎのそれぞれに出力し、加入者装置３５０-１〜３５０-ｎのそれぞれで生成された相異なる波長を有する複数の上向きチャネルを上向き光信号に多重化させて中央基地局３００に出力する。また、第２の多重化/逆多重化器３４１は、中央基地局３００から受信された前記上向き光を相異なる波長を有する複数の非干渉性光に逆多重化させて加入者装置３５０-１〜３５０-ｎのそれぞれに出力する。
【００５６】
加入者装置３５０-１〜３５０-ｎのそれぞれは、光源３５３と、光検出器３５２と、波長選択結合器３５１とを含む。光源３５３は該当（対応）する非干渉性光により波長ロックされた上向きチャネルを生成し、光検出器３５２は該当（対応）する下向きチャネルを検出する。波長選択結合器３５１は、地域基地局３４０から受信された前記下向きチャネルを光検出器３５２に出力し、前記非干渉性光を光源３５３に出力する。また、波長選択結合器３５１は、光源３５３で生成された波長ロックされた上向きチャネルを地域基地局３４０に出力する。
【００５７】
光源３５３はファブリー・ペローレーザーなどを含むことができ、光検出器３５２はフォトダイオードなどを含むことができる。
【００５８】
即ち、本発明によれば、ファブリー・ペローレーザーなどのような単一波長を有するチャネルを出力する干渉性光を閾値電流以下の駆動電流で駆動させることによって、相異なる波長を有する複数のチャネルを含む多波長光を生成し、高い駆動電流に駆動された利得飽和状態の半導体光増幅器で増幅させることにより各チャネルの利得が一定に維持された多波長光を生成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に従うファブリー・ペローレーザーと半導体光増幅器が単一基板上に集積された多波長光源を示す斜視図である。
【図２】図１に示された多波長光源を示す平面図である。
【図３】図１に示された半導体光増幅器がその内部に入力される多波長光のパワーに応じて増幅させるパワーの変化を示す利得曲線のグラフである。
【図４】半導体光増幅器に入力される図３に示された多波長光のパワーを示すグラフである。
【図５】半導体光増幅器で増幅された図３に示された多波長光のパワーを示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に従う波長分割多重システムの構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に従う波長分割多重システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  多波長光源
１１０  基板
１２０  ファブリー・ペローレーザー
１２０ａ  レーザーの第２面
１３０  半導体光増幅器
１３０ａ  第１面
１０１  高反射層（多波長光源の第１の端面）
１０２  端面（無反射層）
２００，３００  中央基地局
２１０  光源部
２１１  レーザー
２１２  半導体光増幅器
２２０  逆多重化器
２０１-１〜２０１-ｎ  変調器
２０２-１〜２０２-ｎ  波長選択結合器
２０３-１〜２０３-ｎ  光検出器
２２１，３１２  （第１の）多重化/逆多重化器
３１１-１〜３１１-ｎ  光検出器
３１３-１〜３１３-ｎ  光源
３１４-１〜３１４-ｎ  波長選択結合器
３３０  下向き広帯域光源
３３１  第１のアイソレーター
３３２  第１の半導体光増幅器
３３３  第１のレーザー
３２０  上向き広帯域光源
３２１  第２のアイソレーター
３２２  第２の半導体光増幅器
３２３  第２のレーザー
２３０，３４０  地域基地局
２３１，３４１  （第２の）多重化/逆多重化器
２４０−１〜２４０−ｎ，３５０−１〜３５０−ｎ  加入者装置
２４１，３５１  波長選択結合器
２４２，３５２  光検出器
２４３，３５３  光源
【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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