(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の光を入力する入力ポートと、
波長λ２の信号光を入力する入力ポートと、
複数の半導体光増幅器と
少なくとも各前記半導体光増幅器で生成された波長の光の一部をそれぞれ出力する複数の出力ポートと
を有する多波長光発生器であって、
第１番目の前記半導体光増幅器は前記λ１の光の一部と前記λ２の光の一部を入力して４光波混合によりλ３の波長の光を生成し、
第２番目の前記半導体光増幅器は前記λ２の光の一部と前記第１番目の前記半導体光増幅器で生成された前記λ３の光の一部を入力して４光波混合によりλ４の波長の光を生成し、ｉが３以上の整数である場合に、
第ｉ番目の前記半導体光増幅器は第（ｉ−２）番目の前記半導体光増幅器で生成されたλｉの光の一部と第（ｉ−１）番目の前記半導体光増幅器で生成されたλ（ｉ＋１）の光の一部を入力して４光波混合によりλ（ｉ＋２）の波長の光を生成することを特徴とする多波長光発生器。
【請求項２】
請求項１に記載の多波長光発生器において、
前記ｉ番目（ｉは１を含む整数）の半導体光増幅器で４光波混合により生成されたλ（ｉ＋２）の波長の光を分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光の強度を増幅する半導体光増幅器と、
前記光の強度を増幅する半導体光増幅器から出力した前記λ（ｉ＋２）の波長の光を分波する第２の光分波器と、
λ（ｉ＋１）の波長の光と前記光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光とを合波して４光波混合を行う（ｉ＋１）番目の半導体光増幅器へ供給する光合波器と
を更に有することを特徴とする多波長光発生器。
【請求項３】
請求項２に記載の多波長光発生器において、
前記第２の光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光の一部は、λ（ｉ＋３）の波長の光を入力する次段の光合波器にも入力され、該次段の光合波器は前記λ（ｉ＋２）の波長の光と前記λ（ｉ＋３）の波長の光を合波して（ｉ＋２）番目の４光波混合を行う半導体光増幅器へ供給することを特徴とする多波長光発生器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の多波長光発生器において、
第２の入力ポートから入力されたλ１からΔλ分、長波である波長λ２を有する光を分波する光分波器と、
第１の入力ポートから入力された波長λ１を有する光と前記光分波器で分波された前記波長λ２の光とを合波して第１番目の４光波混合を行う半導体光増幅器へ供給する光合波器と
を更に有することを特徴とする多波長光発生器。
【請求項５】
請求項４に記載の多波長光発生器において、
前記第１の入力ポートから入力された波長λ１を有する光を分波する光分波器と、
分波された波長λ１を有する光を出力する第１の出力ポートと、
前記第２の入力ポートから入力された波長λ２を有する光を分波する光分波器と、
分波された波長λ２を有する光を出力する第２の出力ポートと
を更に有することを特徴とする多波長光発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重光伝送システムにおいて用いられ、その波長間隔が一定であることを特徴とする複数の半導体光増幅器を集積した多波長光発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムにおいて、最近では伝送容量を増やすシステムの方法の１つとして、光の特徴を生かした、波長多重通信の開発が盛んに行われている。波長多重通信用の光源の場合、伝送容量はその波長間隔によって制限され、波長間隔が狭いほど多数の波長を利用でき、伝送容量も多くなる。光伝送システムの光源として、半導体レーザが多く用いられるが、これまで提案されてきた波長多重通信用光源としては、半導体レーザを多数集積するものがある。
【０００３】
半導体レーザは電流注入によってレーザ発振するが、その発振波長はレーザの共振器中の屈折率に依存する。従って、多波長光源用に半導体レーザを集積する場合、波長間隔を狭く、多数の波長を利用しようとする場合、その波長の揺らぎができるだけ小さくなるように、その絶対波長を個々にモニタし、調整する必要がある。また、長期間使用した場合、その発振波長は半導体レーザの劣化と共に変化する可能性があり、システムでは必ず、その波長のフィードバックをかける機能を有する集積デバイスが必要とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザの波長をモニタするには、発振波長のモニタに光スペクトルアナライザなどの高額の装置が必要であり、波長を多重化していく場合、多重化した素子の数分だけ、発信波長のモニタが必要となり、価格が高くなることと、構造が複雑になることとが問題とされてきた。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、波長数が増えた場合でも、そのモニタを必要とせず、装置を簡略化し、価格を抑えた多波長光発生器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の多波長光発生器の発明は、波長λ１の光を入力する入力ポートと、波長λ２の信号光を入力する入力ポートと、複数の半導体光増幅器と少なくとも各前記半導体光増幅器で生成された波長の光の一部をそれぞれ出力する複数の出力ポートとを有する多波長光発生器であって、第１番目の前記半導体光増幅器は前記λ１の光の一部と前記λ２の光の一部を入力して４光波混合によりλ３の波長の光を生成し、第２番目の前記半導体光増幅器は前記λ２の光の一部と前記第１番目の前記半導体光増幅器で生成された前記λ３の光の一部を入力して４光波混合によりλ４の波長の光を生成し、ｉが３以上の整数である場合に、第ｉ番目の前記半導体光増幅器は第（ｉ−２）番目の前記半導体光増幅器で生成されたλｉの光の一部と第（ｉ−１）番目の前記半導体光増幅器で生成されたλ（ｉ＋１）の光の一部を入力して４光波混合によりλ（ｉ＋２）の波長の光を生成することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記ｉ番目（ｉは１を含む整数）の半導体光増幅器で４光波混合により生成されたλ（ｉ＋２）の波長の光を分波する第１の光分波器と、前記第１の光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光の強度を増幅する半導体光増幅器と、前記光の強度を増幅する半導体光増幅器から出力した前記λ（ｉ＋２）の波長の光を分波する第２の光分波器と、λ（ｉ＋１）の波長の光と前記光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光とを合波して４光波混合を行う（ｉ＋１）番目の半導体光増幅器へ供給する光合波器とを更に有することを特徴とすることができる。
【０００８】
また、前記第２の光分波器で分波された前記λ（ｉ＋２）の波長の光の一部は、λ（ｉ＋３）の波長の光を入力する次段の光合波器にも入力され、該次段の光合波器は前記λ（ｉ＋２）の波長の光と前記λ（ｉ＋３）の波長の光を合波して（ｉ＋２）番目の４光波混合を行う半導体光増幅器へ供給することを特徴とすることができる。
【０００９】
また、第２の入力ポートから入力されたλ１からΔλ分、長波である波長λ２を有する光を分波する光分波器と、第１の入力ポートから入力された波長λ１を有する光と前記光分波器で分波された前記波長λ２の光とを合波して第１番目の４光波混合を行う半導体光増幅器へ供給する光合波器とを更に有することを特徴とすることができる。
【００１０】
また、前記第１の入力ポートから入力された波長λ１を有する光を分波する光分波器と、分波された波長λ１を有する光を出力する第１の出力ポートと、前記第２の入力ポートから入力された波長λ２を有する光を分波する光分波器と、分波された波長λ２を有する光を出力する第２の出力ポートとを更に有することを特徴とすることができる。
【００１１】
（作用）
本発明は、上記のように、複数の半導体光増幅器を用いて、４光波混合を繰り返すことにより複数の波長間隔一定の光を生成するので、元の入射光の波長に対してのみ波長安定化するだけで、複数の波長を安定化することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の装置では、１つ目の半導体光増幅器に２つの異なる波長の光を入射させて、４光波混合により、入射光とある一定の波長差を有する光を他方の端面から出射する。この出射光を光分波器により２つの光に分割し、一方を出力ポートから出力させ、他方を２つ目の半導体光増幅器によって光強度を増加させた後、さらに、光分波器により２つの光に分割し、３つ目の半導体光増幅器に入力する。波長差分長波側の波長を足した分が、出射する。その出射光と別の２つ目の入力ポートからの光を半導体光増幅器に入射すると、やはり４光波混合によって、入力光からさらに一定波長差分、長波側の波長を有する光が出射する。その後、出射光を光分波器により、２つの光に分け、順次、次々に別の半導体光増幅器入力する。従って、本発明によれば、１つおきの半導体光増幅器から同じ波長間隔の波長を順次出射し、１つ目の半導体光増幅器に入射する２つの波長のみをモニタすることによって、波長間隔一定の多波長光源を得られる。
【００１３】
【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。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は本発明を適用した第１の実施形態における多波長光発生器の構成を示す概念図である。ここで、１−１、１−２は入力ポート、２−１〜２−１３は光分波器、３−１〜３−６は光合波器、４−１〜４−６は４光波混合を行う半導体光増幅器、５−１〜５−５は光強度を増幅するための半導体光増幅器、および６−１〜６−８は出力ポートである。
【００１５】
図１に示すように、入力ポート１−１から入力された波長λ１を有する入射光は、光分波器２−１において分波され、一方はそのまま出力ポート６−１に出力される。また、入力ポート１−２から入力されたλ１からΔλ分、長波である波長λ２を有する入射光は、光分波器２−２において分波され、一方は出力ポート６−２にそのまま出力される。波長λ２を有する他方の光はさらに、光分波器２−３によって分波される。
【００１６】
光合波器３−１には波長λ１を有する光と波長λ２を有する光が合波され、半導体光増幅器４−１に入力される。この場合、光強度は、波長λ２を有する光が大きく、半導体光増幅器４−１では、４光波混合によって、光スペクトル７−１に示されるように、波長λ２からΔλ分、長波である波長λ３を有する光を出射する。
【００１７】
半導体光増幅器４−１から出射された波長λ３を有する光は、光分波器２−９で分波され、一方は出力ポート６−３から出力され、他方は半導体光増幅器５−１に入力されて光強度を増幅され、先に分岐された波長λ２を有する光よりも強度が大きくなり、光合波器３−２で波長λ２を有する光と合波されて、半導体光増幅器４−２に入力される。再び、半導体光増幅器４−２で４光波混合によって、光スペクトル７−２に示されるように、波長λ３からΔλ分、長波である波長λ４を有する光が出射する。
【００１８】
以下、上記と同様にして、順次、出力ポート６−５〜６−８から、光スペクトル７−３〜７−６に示すような、波長λ５，λ６，λ７，λ８の光を出射することになる。
【００１９】
結果的に、λ１〜λ８の光はそれぞれ隣接の波長の光と同一のΔλ分の差を保つ、８波の光出力となり、これら８波の光出力が本多波長光発生器から出力されることとなる。
【００２０】
従って、本発明の第１の実施形態の多波長光発生器の光出力の波長をモニタするには、波長λ１と波長λ２の２つの入射光をモニタするだけでよく、８波の出力波長をモニタする必要はない。
【００２１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態における多波長光発生器を図２の概念図を参照して説明する。ここで、１−１、１−２は入力ポート、２−１〜２−１６は光分波器、３−１〜３−８は光合波器、４−１〜４−８は４光波混合を行う半導体光増幅器、５−１〜５−７は光強度を増幅するための半導体光増幅器、および６−１〜６−８は出力ポートである。
【００２２】
図２に示すように、入力ポート１から入力された波長λ１を有する入射光は、光合波器３−１に入力される。光合波器３−１には、入力ポート１−２から入力されたλ１からΔλ分、長波である波長λ２を有する入射光で、光分波器２−１において分波された一方の入射光も入力される。光合波器３−１では、波長λ１を有する光と波長λ２を有する光とが合波され、半導体光増幅器４−１に入力される。この場合、光強度は、波長λ２を有する光が大きく、半導体光増幅器４−１では、４光波混合によって、光スペクトル７−１に示されるように、波長λ２からΔλ分、長波である波長λ３を有する光を出射する。
【００２３】
半導体光増幅器４−１から出射された波長λ３を有する光は、光分波器２−９で分波され、一方は出力ポート６−１から出力され、他方は半導体光増幅器５−１に入力されて、光強度を増幅され、先に分岐された波長λ２を有する光よりも強度が大きくなり、光合波器３−２で波長λ２を有する光と合波されて、半導体光増幅器４−２に入力される。再び、半導体光増幅器４−２で４光波混合によって、光スペクトル７−２に示されるように、波長λ３からΔλ分、長波である波長λ４を有する光が出射する。
【００２４】
以下、順次、出力ポート６−３〜６−８から、光スペクトル７−３〜７−８に示すような、波長λ５，λ６，λ７，λ８，λ９，λ１０の光を出射することになる。
【００２５】
結果的に、λ３〜λ１０の光はそれぞれ隣接の波長の光に対し同一のΔλ分の差を保つこととなり、本多波長光発生器はこれら８波の光出力をだすこととなる。
【００２６】
従って、本実施例の装置の波長をモニタするには、波長λ１と波長λ２の２つの入射光をモニタするだけでよく、８波の出力波長をモニタする必要はない。
【００２７】
［その他の実施形態］
以上、本発明を上記の第１と第２の実施形態に基づき、波長数８波の場合を具体的に説明したが、本発明は、上記の第１と第２の実施形態に限定されるものではなく、例えば、波長数は８波よりも無限に多くすることが可能であり、その発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の半導体光増幅器を用い、４光波混合を繰り返すことにより一定の波長間隔を有する複数の波長を生成するようにしたので、出力光の発振波長を入射光の２波をモニタするだけで、複数の出力光の波長をモニタすることになり、元の入射光の波長に対してのみ波長安定化するだけで、複数の波長を安定化することができる。
【００２９】
従ってまた、本発明によれば、光モニタ用の素子数を低減し、構成簡便にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における多波長光発生器の構成を示す概念図である。
【図２】本発明を適用した第２の実施形態における多波長光発生器の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１−１、１−２  入力ポート
２−１〜２−１６  光分波器
３−１〜３−８  光合波器
４−１〜４−８  ４光波混合に用いられる半導体光増幅器
５−１〜５−７  光強度を増幅させるために用いられる半導体光増幅器
６−１〜６−８  出力ポート
７−１〜７−８  半導体光増幅器４で発生する４光波混合を示す光スペクトル
【図１】
0003796113.tif 000002
【図２】
0003796113.tif 000003