JP2000347049A

JP2000347049A - 光源モジュールおよび光源ユニット

Info

Publication number: JP2000347049A
Application number: JP16092799A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nishimura; 正幸西村; Hiroo Kanamori; 弘雄金森
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】安定して高レベルの光を出力することができ
る小型で製造容易な光源モジュール等を提供する。【解決手段】半導体レーザ光源１１の反射面１１ａと
チャープトグレーティング２２６とから構成される光共
振器により、光合波回路２１５により波長選択された波
長λ₁のレーザ光が発振出力される。同様に、半導体レ
ーザ光源１２の反射面１２ａとチャープトグレーティン
グ２２６とから構成される光共振器により波長λ₂のレ
ーザ光が発振出力される。半導体レーザ光源１３の反射
面１３ａとチャープトグレーティング２２６とから構成
される光共振器により波長λ₃のレーザ光が発振出力さ
れる。半導体レーザ光源１４の反射面１４ａとチャープ
トグレーティング２２６とから構成される光共振器によ
り波長λ₄のレーザ光が発振出力される。波長λ₁〜λ₄
の光は合波されて出力端２０６から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ増幅器
における励起光源として好適に用いられる光源モジュー
ルおよび光源ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多波長の信号光を多重化して光伝送する
波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexin
g）伝送では、信号光の光増幅を行う中継器の間隔の長
距離化と、多重化される信号光の波数（チャネル数）の
増加とが望まれている。このような観点から、信号光の
光増幅を行う光増幅器は高利得化と広帯域化とが要求さ
れている。そして、光増幅器の高利得化を図る為に、光
増幅器における励起光源の高出力化が検討されている。

【０００３】例えば、文献「K. Tanaka, et al., "Low
loss integrated Mach-Zehnder-interferometer-type e
ight-wavelength multiplexer for 1480nm band pumpin
g",OFC'99, Technical Digest, TuH5 (1999)」には、光
ファイバ増幅器において、増幅用光ファイバ（希土類元
素（例えばＥｒ元素）添加光ファイバ）に高レベルの励
起光を励起光源より供給することにより、その増幅用光
ファイバにおける信号光の光増幅の利得を高くする技術
が記載されている。この文献に記載されている励起光源
として用いられる光源モジュールは、複数組の半導体レ
ーザ光源および光ファイバグレーティング素子ならびに
光合波器を備えている。各組の半導体レーザ光源および
光ファイバグレーティング素子は、互いに発振中心波長
が僅かずつ異なる狭帯域の光共振器を構成している。光
合波器は、各光共振器から出力された各波長の光を合波
して、その合波された光を励起光として出力する。この
ようにすることにより、この光源モジュールからは高レ
ベルの励起光が出力される。なお、光増幅器の増幅用光
ファイバに供給される励起光は、それほどスペクトル特
性やスペクトル幅が重要ではない。例えば、増幅用光フ
ァイバがＥｒ元素添加光ファイバである場合には、励起
光は波長１．４５μｍ〜１．５０μｍ程度の範囲で有効
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献に記載された光源モジュールは、各半導体レーザ毎に
光ファイバグレーティング素子が接続されていることか
ら、部品点数が多く、全体のサイズが大きい。また、光
源モジュールにより高いレベルの光を出力させる為には
光ファイバグレーティング素子の反射特性と光合波器の
合波特性とを一致させることが重要であるが、これは実
際に製造する際には困難である。仮に光ファイバグレー
ティング素子の反射特性と光合波器の合波特性とを一致
させることができたとしても、これらの特性は温度依存
性を有しており、また、光ファイバグレーティング素子
および光合波器は互いに別個に構成されていることか
ら、周囲温度が変化すると、光ファイバグレーティング
素子の反射中心波長と光合波器の透過中心波長とが互い
に異なるものになり、その結果、この光源モジュールか
ら出力される光のパワーが小さくなる。特に、各光共振
器における発振中心波長のスペクトル幅が狭い場合に、
出力光のパワーの変動が大きい。光源モジュールから出
力される光のパワーを一定に維持するには、光ファイバ
グレーティング素子および光合波器それぞれに対して温
度制御または温度補償する手段が必要となるが、この温
度制御手段または温度補償手段をも含めると光源モジュ
ールのサイズは更に大きくなる。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、安定して高レベルの光を出力すること
ができる小型で製造容易な光源モジュール、および、こ
の光源モジュールより更に高いレベルの光を安定して出
力することができる光源ユニット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】本発明に係る光源モジュ
ールは、(1) 複数の入力ポートそれぞれに入力した互い
に波長が異なる光を合波する光合波回路と、(2) 光合波
回路により合波される光の各波長を含む波長帯域におい
て、その合波された光の一部を反射させ、残部を出力ポ
ートへ透過させる反射手段と、(3) 反射面および出射面
を有し、該出射面と上記複数の入力ポートそれぞれとの
間で光を入出力し、該反射面と反射手段とが光共振器を
構成している複数の発光素子とを備えることを特徴とす
る。

【０００７】特に、この光合波回路は、マッハツェンダ
干渉計型回路またはアレイ導波路回折格子型回路である
のが好適である。また、この反射手段は、光合波回路と
出力ポートとの間または出力ポートに設けられた反射部
材、または、光合波回路と出力ポートとの間に設けられ
たチャープトグレーティングであるのが好適である。ま
た、光合波回路と反射手段とが平面導波路上に集積化さ
れているのが小型化の点で更に好適である。

【０００８】この光源モジュールによれば、反射手段と
各発光素子（例えば半導体レーザ光源）の反射面とから
構成される各光共振器においてレーザ発振が起こり所定
波長の光が得られる。各光共振器により得られた各波長
の光は、光合波回路により合波され、その合波された光
は出力ポートから出力される。各光共振器における発振
中心波長は、光共振器内に設けられ波長選択機能を有す
る光合波回路の透過中心波長と一致するので、常に高レ
ベルの光出力が得られ、製造が容易である。また、反射
手段を１つのみ設ければよいので、部品点数が少なく、
小型化および低コスト化が可能である。光合波回路がマ
ッハツェンダ干渉計型回路またはアレイ導波路回折格子
型回路である場合には、この光合波回路は波長選択機能
を有するので好適である。また、マッハツェンダ干渉計
型回路は低損失である点で好適であり、アレイ導波路回
折格子型回路はより多くの波数の光を合波することがで
きる点で好適である。

【０００９】本発明に係る光源ユニットは、(1) ２式の
偏波保持型の上記の光源モジュールと、(2) ２式の光源
モジュールそれぞれの出力ポートから出力された光を入
力し、これらの光を偏波合成して出力する偏波合成器と
を備えることを特徴とする。この光源ユニットによれ
ば、２式の光源モジュールそれぞれの出力ポートから出
力された光は、多波長の光が合波されたものであって一
定方位に偏波しており、その偏波状態が維持されたまま
偏波合成器に入力し、そして、偏波合成器により偏波合
成されて出力される。この光源ユニットは、単一の光源
モジュールが出力する光のパワーより更に高いパワーの
光を出力することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００１１】（第１の実施形態）先ず、本発明に係る光
源モジュールの第１の実施形態について説明する。図１
は、第１の実施形態に係る光源モジュールの構成図であ
る。本実施形態に係る光源モジュール１は、４つの半導
体レーザ光源１１〜１４と、４入力１出力の光合波回路
２１５と、チャープトグレーティング素子２２６とを備
えて構成される。

【００１２】半導体レーザ光源１１は、反射面１１ａお
よび出射面１１ｂを有しており、出射面１１ｂを介して
光の入出力が可能である。半導体レーザ光源１２は、反
射面１２ａおよび出射面１２ｂを有しており、出射面１
２ｂを介して光の入出力が可能である。半導体レーザ光
源１３は、反射面１３ａおよび出射面１３ｂを有してお
り、出射面１３ｂを介して光の入出力が可能である。ま
た、半導体レーザ光源１４は、反射面１４ａおよび出射
面１４ｂを有しており、出射面１４ｂを介して光の入出
力が可能である。なお、これら半導体レーザ光源１１〜
１４は、同じ波長帯域で発光するものであってもよい。

【００１３】入力ポート２０１〜２０４と出力ポート２
０６との間に、光合波回路２１５およびチャープトグレ
ーティング素子２２６が備えられている。入力ポート２
０１は、半導体レーザ光源１１の出射面１１ｂと光ファ
イバを介して接続されている。同様に、入力ポート２０
２は、半導体レーザ光源１２の出射面１２ｂと光ファイ
バを介して接続されている。入力ポート２０３は、半導
体レーザ光源１３の出射面１３ｂと光ファイバを介して
接続されている。また、入力ポート２０４は、半導体レ
ーザ光源１４の出射面１４ｂと光ファイバを介して接続
されている。

【００１４】光合波回路２１５は、マッハツェンダ干渉
計型のファイバカプラ２１５₁〜２１５₃を含んで構成さ
れる。ファイバカプラ２１５₁は、入力ポート２０１に
入力した波長λ₁の光と、入力ポート２０２に入力した
波長λ₂の光とを合波して、ファイバカプラ２１５₃へ出
力する。ファイバカプラ２１５₂は、入力ポート２０３
に入力した波長λ₃の光と、入力ポート２０４に入力し
た波長λ₄の光とを合波して、ファイバカプラ２１５₃へ
出力する。また、ファイバカプラ２１５₃は、ファイバ
カプラ２１５₁から到達した波長λ₁およびλ₂の光と、
ファイバカプラ２１５₂から到達した波長λ₃およびλ₄
の光とを合波して、出力ポート２５６へ出力する。すな
わち、この光合波回路２１５は、入力ポート２０１〜２
０４に入力した波長λ₁〜λ₄の光を合波して、その合波
した光を出力ポート２５６に出力する。

【００１５】また、この光合波回路２１５は、出力ポー
ト２５６に光が入力すると、その光を分波して、波長λ
₁の光を入力ポート２０１に出力し、波長λ₂の光を入力
ポート２０２に出力し、波長λ₃の光を入力ポート２０
３に出力し、波長λ₄の光を入力ポート２０４に出力す
る。このように互いに異なる波長λ₁〜λ₄の光を合分波
する光合波回路２１５は、合分波に伴う損失を小さくす
ることができる。

【００１６】チャープトグレーティング素子２２６は、
例えば位相格子マスクを介して光ファイバに紫外光を照
射することにより屈折率変調が誘起されて形成されたも
のであり、その屈折率変調の格子間隔が連続的に変化し
ており、その屈折率変調の格子間隔に応じた波長の光の
一部（例えば５％〜２０％）を反射させる。チャープト
グレーティング２２６の反射波長帯域は、光合波回路２
１５により合分波可能な波長を含む。したがって、チャ
ープトグレーティング２２６は、光合波回路２１５の出
力ポート２５６から出力された光のうちの一部を反射さ
せ、残部を出力ポート２０６へ向けて透過させる。

【００１７】本実施形態に係る光源モジュール１は、以
下のように動作する。半導体レーザ光源１１の反射面１
１ａとチャープトグレーティング２２６とは、両者間に
波長選択機能を有する光合波回路２１５を挟んで光共振
器を構成しており、この光共振器により波長λ₁のレー
ザ光を発振する。半導体レーザ光源１２の反射面１２ａ
とチャープトグレーティング２２６とは、両者間に波長
選択機能を有する光合波回路２１５を挟んで光共振器を
構成しており、この光共振器により波長λ₂のレーザ光
を発振する。半導体レーザ光源１３の反射面１３ａとチ
ャープトグレーティング２２６とは、両者間に波長選択
機能を有する光合波回路２１５を挟んで光共振器を構成
しており、この光共振器により波長λ₃のレーザ光を発
振する。また、半導体レーザ光源１４の反射面１４ａと
チャープトグレーティング２２６とは、両者間に波長選
択機能を有する光合波回路２１５を挟んで光共振器を構
成しており、この光共振器により波長λ₄のレーザ光を
発振する。そして、チャープトグレーティング２２６が
各光共振器に共通のものであるので、チャープトグレー
ティング２２６から出力ポート２０６へ向けて出力され
る光は、波長λ₁〜λ₄の光が合波されたものである。

【００１８】本実施形態に係る光源モジュール１では、
各光共振器により発振出力される波長λ₁〜λ₄それぞれ
の光は、マッハツェンダ干渉計型のファイバカプラ２１
５₁〜２１５₃を含んで構成される光合波回路２１５によ
り合分波可能な波長のものである。また、各光共振器に
より共有されるチャープトグレーティング素子２２６か
ら各波長の光が合波されて出力される。したがって、本
実施形態に係る光源モジュール１は、高効率に合波して
高出力光を出力することができ、また、製造が容易であ
る。

【００１９】温度が変動すると、光合波回路２１５の透
過中心波長は変動し、また、各光共振器の発振中心波長
も変動する。しかし、本実施形態では、波長選択機能を
有する光合波回路２１５が各共振器の中に存在してお
り、チャープトグレーティング素子２２６が波長λ₁〜
λ₄を含む波長帯域において光の一部を反射させ残部を
透過させるものであることから、光合波回路２１５の透
過中心波長と各光共振器の発振中心波長とは常に一致し
ている。したがって、特段の温度制御を行うことなく、
光合波回路２１５は良好な合波状態を維持することがで
き、光源モジュール１は安定して高レベルの光を出力す
ることができる。

【００２０】また、本実施形態に係る光源モジュール１
は、反射手段として１つのチャープトグレーティング２
２６が設けられているだけであるので、部品点数が削減
され、小型化および低コスト化が可能である。

【００２１】（第２の実施形態）次に、本発明に係る光
源モジュールの第２の実施形態について説明する。図２
は、第２の実施形態に係る光源モジュールの構成図であ
る。本実施形態に係る光源モジュール２は、４つの半導
体レーザ光源１１〜１４と４入力１出力の光合波器２０
Ｂとを備えて構成される。半導体レーザ光源１１〜１４
は、第１の実施形態の場合と同様のものである。

【００２２】光合波器２０Ｂは、入力ポート２０１〜２
０４と出力ポート２０６との間に、入力側チャネル導波
路２１１〜２１４、光合波回路２１５および出力側チャ
ネル導波路２１６が設けられており、出力ポート２０６
に反射膜２２７が設けられている。この光合波器２０Ｂ
は、入力ポート２０１〜２０４、出力ポート２０６、入
力側チャネル導波路２１１〜２１４、光合波回路２１
５、出力側チャネル導波路２１６および反射膜２２７が
平面導波路上に集積化されている。

【００２３】光合波器２０Ｂの入力ポート２０１は、半
導体レーザ光源１１の出射面１１ｂと、光ファイバを介
して又は直接に接続されている。入力側チャネル導波路
２１１は、入力ポート２０１と光合波回路２１５の第１
の入力端２５１との間に設けられている。同様に、入力
ポート２０２は、半導体レーザ光源１２の出射面１２ｂ
と、光ファイバを介して又は直接に接続されている。入
力側チャネル導波路２１２は、入力ポート２０２と光合
波回路２１５の第２の入力端２５２との間に設けられて
いる。入力ポート２０３は、半導体レーザ光源１３の出
射面１３ｂと、光ファイバを介して又は直接に接続され
ている。入力側チャネル導波路２１３は、入力ポート２
０３と光合波回路２１５の第３の入力端２５３との間に
設けられている。また、入力ポート２０４は、半導体レ
ーザ光源１４の出射面１４ｂと、光ファイバを介して又
は直接に接続されている。入力側チャネル導波路２１４
は、入力ポート２０４と光合波回路２１５の第４の入力
端２５４との間に設けられている。

【００２４】光合波回路２１５は、マッハツェンダ干渉
計型回路またはアレイ導波路回折格子型回路が好適に用
いられ、入力端２５１〜２５４に入力した波長λ₁〜λ₄
の光を合波して、その合波した光を出力端２５６に出力
する。マッハツェンダ干渉計型回路は、低損失で光合波
機能を実現することができる点で好適である。また、ア
レイ導波路回折格子型回路は、多数の波長の光を合波す
ることができる点で好適である。なお、波長λ₁〜λ₄は
互いに異なる。出力側チャネル導波路２１６は、光合波
回路２１５の出力端２５６から出力された光を出力ポー
ト２０６へ導波させる。この出力ポート２０６から出力
された光は光ファイバ３０へ導入される。

【００２５】また、光合波回路２１５は、逆に出力端２
５６に光が入力すると、その光を分波して、波長λ₁の
光を第１の入力端２５１に出力し、波長λ₂の光を第２
の入力端２５２に出力し、波長λ₃の光を第３の入力端
２５３に出力し、また、波長λ₄の光を第４の入力端２
５４に出力する。

【００２６】図３および図４それぞれは、光合波回路２
１５の回路例を説明する図である。図３に示す光合波回
路２１５は、マッハツェンダ干渉計型回路であって、第
１の入力端２５１に入力した波長λ₁の光を導波させる
チャネル導波路２３１、第２の入力端２５２に入力した
波長λ₂の光を導波させるチャネル導波路２３２、第３
の入力端２５３に入力した波長λ₃の光を導波させるチ
ャネル導波路２３３、および、第４の入力端２５４に入
力した波長λ₄の光を導波させるチャネル導波路２３４
を備える。チャネル導波路２３１およびチャネル導波路
２３２は、マッハツェンダ干渉計２３５を構成してお
り、マッハツェンダ干渉計２３５は、チャネル導波路２
３１を導波する波長λ₁の光とチャネル導波路２３２を
導波する波長λ₂の光とを合波する。チャネル導波路２
３３およびチャネル導波路２３４は、マッハツェンダ干
渉計２３６を構成しており、マッハツェンダ干渉計２３
６は、チャネル導波路２３３を導波する波長λ₃の光
と、チャネル導波路２３４を導波する波長λ₄の光とを
合波する。また、チャネル導波路２３２およびチャネル
導波路２３４は、マッハツェンダ干渉計２３７を構成し
ており、マッハツェンダ干渉計２３７は、チャネル導波
路２３２を導波する波長λ₁およびλ₂の光と、チャネル
導波路２３３を導波する波長λ₃およびλ₄の光とを合波
して、その合波した光を出力端２５６へ出力する。

【００２７】図４に示す光合波回路２１５は、アレイ導
波路回折格子型回路であって、第１の入力端２５１に入
力した波長λ₁の光を導波させるチャネル導波路２４
１、第２の入力端２５２に入力した波長λ₂の光を導波
させるチャネル導波路２４２、第３の入力端２５３に入
力した波長λ₃の光を導波させるチャネル導波路２４
３、第４の入力端２５４に入力した波長λ₄の光を導波
させるチャネル導波路２４４、チャネル導波路２４１〜
２４４に接続された第１のスラブ導波路２４５、第１の
スラブ導波路２４５に接続され互いに光路長が異なる複
数のチャネル導波路からなるアレイ導波路部２４６、ア
レイ導波路部２４６に接続された第２のスラブ導波路２
４７、および、第２のスラブ導波路２４７に接続された
チャネル導波路２４８を備える。このアレイ導波路回折
格子型回路は、チャネル導波路２４１〜２４４に入力し
た波長λ₁〜λ₄の光を、第１のスラブ導波路２４５、ア
レイ導波路部２４６および第２のスラブ導波路２４７を
順次に導波させた後にチャネル導波路２４８に入力させ
るまでの間に合波して、その合波した光を出力端２５６
へ出力する。

【００２８】反射膜２２７は、光合波回路２１５の出力
端２５６から出力され出力側チャネル導波路２１６を経
て出力ポート２０６に到達した光のうちの一部（例えば
５％〜２０％）を反射させ、残部を光ファイバ３０へ向
けて透過させる。反射膜２２７の反射波長帯域は、光合
波回路２１５により合分波可能な波長を含む。

【００２９】すなわち、本実施形態では、半導体レーザ
光源１１の反射面１１ａと反射膜２２７とは、両者間に
波長選択機能を有する光合波回路２１５を挟んで、波長
λ₁のレーザ光を発振する光共振器を構成している。半
導体レーザ光源１２の反射面１２ａと反射膜２２７と
は、両者間に波長選択機能を有する光合波回路２１５を
挟んで、波長λ₂のレーザ光を発振する光共振器を構成
している。半導体レーザ光源１３の反射面１３ａと反射
膜２２７とは、両者間に波長選択機能を有する光合波回
路２１５を挟んで、波長λ₃のレーザ光を発振する光共
振器を構成している。また、半導体レーザ光源１４の反
射面１４ａと反射膜２２７とは、両者間に波長選択機能
を有する光合波回路２１５を挟んで、波長λ₄のレーザ
光を発振する光共振器を構成している。そして、反射膜
２２７が各光共振器に共通のものであるので、反射膜２
２７から光ファイバ３０へ向けて出力される光は、波長
λ₁〜λ₄の光が合波されたものである。

【００３０】本実施形態に係る光源モジュール２では、
各光共振器により発振出力される波長λ₁〜λ₄それぞれ
の光は、マッハツェンダ干渉計型回路またはアレイ導波
路回折格子型回路により構成される光合波回路２１５に
より合分波可能な波長のものである。また、各光共振器
により共有される反射膜２２７から各波長の光が合波さ
れて出力される。したがって、本実施形態に係る光源モ
ジュール２は、高効率に合波して高出力光を出力するこ
とができ、また、製造が容易である。

【００３１】温度が変動すると、光合波回路２１５の透
過中心波長は変動し、また、各光共振器の発振中心波長
も変動する。しかし、本実施形態では、波長選択機能を
有する光合波回路２１５が各共振器の中に存在してお
り、反射膜２２７が波長λ₁〜λ₄を含む波長帯域におい
て光の一部を反射させ残部を透過させるものであること
から、光合波回路２１５の透過中心波長と各光共振器の
発振中心波長とは常に一致している。したがって、特段
の温度制御を行うことなく、光合波回路２１５は良好な
合波状態を維持することができ、光源モジュール２は安
定して高レベルの光を出力することができる。

【００３２】また、本実施形態に係る光源モジュール２
は、反射膜２２７が光合波回路２１５とともに平面導波
路上に集積化されているので、部品点数が削減され、小
型化および低コスト化が可能である。また、特に本実施
形態では、反射手段として１つの反射膜２２７が設けら
れるだけであるので、構成が簡易なものとなる。

【００３３】（第３の実施形態）次に、本発明に係る光
源モジュールの第３の実施形態について説明する。図５
は、第３の実施形態に係る光源モジュールの構成図であ
る。本実施形態に係る光源モジュール３は、４つの半導
体レーザ光源１１〜１４と４入力１出力の光合波器２０
Ｃとを備えて構成される。半導体レーザ光源１１〜１４
は、第１の実施形態の場合と同様のものである。

【００３４】光合波器２０Ｃは、入力ポート２０１〜２
０４と出力ポート２０６との間に、入力側チャネル導波
路２１１〜２１４、光合波回路２１５および出力側チャ
ネル導波路２１６が設けられており、出力側チャネル導
波路２１６上にチャープトグレーティング２２６が設け
られている。この光合波器２０Ｃは、入力ポート２０１
〜２０４、出力ポート２０６、入力側チャネル導波路２
１１〜２１４、光合波回路２１５、および、チャープト
グレーティング２２６が形成された出力側チャネル導波
路２１６が平面導波路上に集積化されている。

【００３５】チャープトグレーティング２２６は、例え
ば位相格子マスクを介して出力側チャネル導波路２１６
に紫外光を照射することにより屈折率変調が誘起されて
形成されたものであり、その屈折率変調の格子間隔が連
続的に変化しており、その屈折率変調の格子間隔に応じ
た波長の光の一部（例えば５％〜２０％）を反射させ
る。チャープトグレーティング２２６の反射波長帯域
は、光合波回路２１５により合分波可能な波長を含む。
したがって、チャープトグレーティング２２６は、光合
波回路２１５の出力端２５６から出力され出力側チャネ
ル導波路２１６を導波する光のうちの一部を出力端２５
６に向けて反射させ、残部を出力ポート２０６へ向けて
透過させる。

【００３６】また、光合波回路２１５は、入力端２５１
〜２５４に入力した波長λ₁〜λ₄の光を合波して出力端
２５６に出力するものであるが、逆に出力端２５６に光
が入力すると、その光を分波して、波長λ₁の光を第１
の入力端２５１に出力し、波長λ₂の光を第２の入力端
２５２に出力し、波長λ₃の光を第３の入力端２５３に
出力し、また、波長λ₄の光を第４の入力端２５４に出
力する。

【００３７】すなわち、本実施形態では、半導体レーザ
光源１１の反射面１１ａとチャープトグレーティング２
２６とは、両者間に波長選択機能を有する光合波回路２
１５を挟んで、波長λ₁のレーザ光を発振する光共振器
を構成している。半導体レーザ光源１２の反射面１２ａ
とチャープトグレーティング２２６とは、両者間に波長
選択機能を有する光合波回路２１５を挟んで、波長λ₂
のレーザ光を発振する光共振器を構成している。半導体
レーザ光源１３の反射面１３ａとチャープトグレーティ
ング２２６とは、両者間に波長選択機能を有する光合波
回路２１５を挟んで、波長λ₃のレーザ光を発振する光
共振器を構成している。また、半導体レーザ光源１４の
反射面１４ａとチャープトグレーティング２２６とは、
両者間に波長選択機能を有する光合波回路２１５を挟ん
で、波長λ₄のレーザ光を発振する光共振器を構成して
いる。そして、チャープトグレーティング２２６が各光
共振器に共通のものであるので、チャープトグレーティ
ング２２６から出力ポート２０６へ向けて出力される光
は、波長λ₁〜λ₄の光が合波されたものである。

【００３８】本実施形態に係る光源モジュール３では、
各光共振器により発振出力される波長λ₁〜λ₄それぞれ
の光は、マッハツェンダ干渉計型回路またはアレイ導波
路回折格子型回路により構成される光合波回路２１５に
より合分波可能な波長のものである。また、各光共振器
により共有されるチャープトグレーティング２２６から
各波長の光が合波されて出力される。したがって、本実
施形態に係る光源モジュール３は、高効率に合波して高
出力光を出力することができ、また、製造が容易であ
る。

【００３９】温度が変動すると、光合波回路２１５の透
過中心波長は変動し、また、各光共振器の発振中心波長
も変動する。しかし、本実施形態では、波長選択機能を
有する光合波回路２１５が各共振器の中に存在してお
り、チャープトグレーティング２２６が波長λ₁〜λ₄を
含む波長帯域において光の一部を反射させ残部を透過さ
せるものであることから、光合波回路２１５の透過中心
波長と各光共振器の発振中心波長とは常に一致してい
る。したがって、特段の温度制御を行うことなく、光合
波回路２１５は良好な合波状態を維持することができ、
光源モジュール３は安定して高レベルの光を出力するこ
とができる。

【００４０】また、本実施形態に係る光源モジュール３
は、チャープトグレーティング２２６が光合波回路２１
５とともに平面導波路上に集積化されているので、部品
点数が削減され、小型化および低コスト化が可能であ
る。また、特に本実施形態では、反射手段として１つの
チャープトグレーティング２２６が設けられるだけであ
るので、構成が簡易なものとなる。

【００４１】なお、光合波器２０Ｃは、光合波回路２１
５とチャープトグレーティング２２６とを平面導波路上
に集積化したものであったが、図６に示すように、光合
波回路２１５を集積化した平面導波路とは別にチャープ
トグレーティング素子２２６を設けてもよい。

【００４２】（第４の実施形態）次に、本発明に係る光
源ユニットの実施形態について説明する。図７は、第４
の実施形態に係る光源ユニットの構成図である。本実施
形態に係る光源ユニット６は、光源モジュール４および
５、偏波保持光ファイバ３１および３２、ならびに偏波
合成器３３を備えて構成される。

【００４３】光源モジュール４および５それぞれは、上
述した光源モジュール１〜３の何れかであり、波長λ₁
〜λ₄の光を合波して出力ポート２０６から出力する。
特に本実施形態では、光源モジュール４の出力ポート２
０６から合波されて出力される波長λ₁〜λ₄それぞれの
光は一定方位に偏波したものとする。同様に、光源モジ
ュール５の出力ポート２０６から合波されて出力される
波長λ₁〜λ₄それぞれの光も一定方位に偏波したものと
する。

【００４４】偏波保持光ファイバ３１は、光源モジュー
ル４の出力ポート２０６から出力される一定方位に偏波
した波長λ₁〜λ₄の光を入力して、その偏波状態を維持
したまま偏波合成器３３まで導波させる。同様に、偏波
保持光ファイバ３２は、光源モジュール５の出力ポート
２０６から出力される一定方位に偏波した波長λ₁〜λ₄
の光を入力して、その偏波状態を維持したまま偏波合成
器３３まで導波させる。そして、偏波合成器３３は、偏
波保持光ファイバ３１および３２それぞれを経て到達し
た光を偏波合成して、その偏波合成された光を光ファイ
バ３４に出力する。

【００４５】本実施形態に係る光源ユニット６は、上述
した光源モジュール１〜３それぞれが奏する効果と同様
の効果を奏する他、以下のような効果をも奏する。すな
わち、本実施形態では、２式の光源モジュール４および
５それぞれから出力される光は、偏波合成器３３により
偏波合成されて出力されるので、光源ユニット６は、単
一の光源モジュールから出力される光のレベルよりも更
に高いレベルの光を出力することができる。

【００４６】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、光源モジュ
ールに含まれる半導体レーザ光源の個数は、上記実施形
態では４であったが、更に多くてもよい。特に、光合波
回路２１５がアレイ導波路回折格子型回路である場合に
は、より多くの半導体レーザ光源を備えて、より多くの
波数の光を合波することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光源モジュールによれば、反射手段（チャープトグ
レーティング、反射部材）と各発光素子（半導体レーザ
光源）の反射面とから構成される各光共振器においてレ
ーザ発振が起こり所定波長の光が得られる。各光共振器
により得られた各波長の光は、光合波回路（マッハツェ
ンダ干渉計型回路、アレイ導波路回折格子型回路）によ
り合波され、その合波された光は出力ポートから出力さ
れる。各光共振器における発振中心波長は、光共振器内
に設けられ波長選択機能を有する光合波回路の透過中心
波長と一致するので、たとえ温度が変動したとしても、
常に安定して高レベルの光出力が得られ、製造が容易で
ある。また、反射手段を１つのみ設ければよいので、部
品点数が少なく、小型化および低コスト化が可能であ
る。

【００４８】本発明に係る光源ユニットによれば、２式
の光源モジュールそれぞれの出力ポートから出力された
光は、多波長の光が合波されたものであって一定方位に
偏波しており、その偏波状態が維持されたまま偏波合成
器に入力し、そして、偏波合成器により偏波合成されて
出力される。したがって、この光源ユニットは、単一の
光源モジュールから出力される光のレベルよりも更に高
いレベルの光を、温度変動に拘わらず安定して出力する
ことができる。

【００４９】以上のように、本発明に係る光源モジュー
ルおよび光源ユニットそれぞれは、温度変動に拘わらず
安定して高レベルの光を出力することができるので、例
えば、高利得が要求される光増幅器における励起光源と
して好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る光源モジュールの構成図
である。

【図２】第２の実施形態に係る光源モジュールの構成図
である。

【図３】光合波回路の回路例を説明する図である。

【図４】光合波回路の回路例を説明する図である。

【図５】第３の実施形態に係る光源モジュールの構成図
である。

【図６】第３の実施形態に係る光源モジュールの他の構
成を示す図である。

【図７】第４の実施形態に係る光源ユニットの構成図で
ある。

【符号の説明】

１〜５…光源モジュール、６…光源ユニット、１１〜１
４…半導体レーザ光源、２０Ａ〜２０Ｃ…光合波器、３
０…光ファイバ、３１，３２…偏波保持光ファイバ、３
３…偏波合成器、３４…光ファイバ、２０１〜２０４…
入力ポート、２０６…出力ポート、２１１〜２１４…入
力側チャネル導波路、２１５…光合波回路、２１６…出
力側チャネル導波路、２２６…チャープトグレーティン
グ、２２７…反射膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の入力ポートそれぞれに入力した互
いに波長が異なる光を合波する光合波回路と、前記光合波回路により合波される光の各波長を含む波長
帯域において、その合波された光の一部を反射させ、残
部を出力ポートへ透過させる反射手段と、反射面および出射面を有し、該出射面と前記複数の入力
ポートそれぞれとの間で光を入出力し、該反射面と前記
反射手段とが光共振器を構成している複数の発光素子と
を備えることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】前記光合波回路はマッハツェンダ干渉計
型回路であることを特徴とする請求項１記載の光源モジ
ュール。
【請求項３】前記光合波回路はアレイ導波路回折格子
型回路であることを特徴とする請求項１記載の光源モジ
ュール。
【請求項４】前記反射手段は前記光合波回路と前記出
力ポートとの間または前記出力ポートに設けられた反射
部材であることを特徴とする請求項１記載の光源モジュ
ール。
【請求項５】前記反射手段は前記光合波回路と前記出
力ポートとの間に設けられたチャープトグレーティング
であることを特徴とする請求項１記載の光源モジュー
ル。
【請求項６】前記光合波回路および前記反射手段が平
面導波路上に集積化されていることを特徴とする請求項
１記載の光源モジュール。
【請求項７】２式の偏波保持型の請求項１〜６の何れ
か１項に記載の光源モジュールと、２式の前記光源モジュールそれぞれの前記出力ポートか
ら出力された光を入力し、これらの光を偏波合成して出
力する偏波合成器とを備えることを特徴とする光源ユニ
ット。