JPH01189976A - 複数レーザ装置発振周波数間隔安定化装置 - Google Patents

複数レーザ装置発振周波数間隔安定化装置

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JPH01189976A
JPH01189976A JP63016191A JP1619188A JPH01189976A JP H01189976 A JPH01189976 A JP H01189976A JP 63016191 A JP63016191 A JP 63016191A JP 1619188 A JP1619188 A JP 1619188A JP H01189976 A JPH01189976 A JP H01189976A
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JP
Japan
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oscillation frequency
laser
optical
laser device
lasers
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JP63016191A
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Makoto Shibuya
真 渋谷
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NEC Corp
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    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、周波数多重光通信の送信側に用いられ、複数
のレーザ装置間の発振周波数間隔を、基準となる1台の
光学共振器を用いて一定に保つ複数レーザ装置発振周波
数間隔安定化装置に関する。
(従来の技術) 光通信システムにおいてはその伝送路である光ファイバ
の広帯域性を利用するために波長多重光通信が行なわれ
ている。しかし現状の波長多重光通信では、直接検波を
用いているので、そあ波長間隔は光受信部において各波
長の信号を分離するために用いられる光分波器の分解能
によって制限される、そのため通常は波長間隔を10n
11以上に設定しており、必ずしも光ファイバの広帯域
性を十分には利用していない、これに対し光受信部にお
いて光ヘテロダイン検波を行なうと、各信号の分離を電
気領域で行なうことが可能になり電気領域においてわず
かに周波数が異なるような光多重伝送が可能になる(大
越“光ヘテロダインもしくは光ホモダイン型用波数多重
光ファイバ通信の可能性と問題点の検討”電子通信学会
光量ニレ研資料OQ E 78−129. (1979
) ) 。
しかし単一の局部発振光源で複数の信号光を電気領域の
周波数に変換するには、各信号間の周波数間隔を一定に
保っておかなければ、電気領域で信号相互が重なったり
、帯域外に信号がはずれるという現象がおこり、各信号
を劣化なく分離することができない、しかし、光源とし
て半導体レーザを用いる場合にはその発振周波数が温度
、注入電流の変化に対応して大きく変化し、スガスレー
ザ等の場合にはその共振器間隔の変動などにともなって
発振周波数が変動する。従って電気領域で周波数多重さ
れるほどの稠密な多重を、復調時に劣化がないように行
なうことは難しいという問題点があった。従って上記の
ような周波数多重光通信を行なうには、送信側の複数の
レーザ装置間の発振周波数間隔をなんらかの制御によっ
て安定化することが必要となる。
従来は、複数のレーザ装置の周波数間隔を安定化させる
方式としては、1つのレーザ装置の発振周波数をファプ
リーベロー共振器に対して安定化し、このレーザ装置の
発振周波数に対し、他のレーザ装置の発振周波数を互い
の周波数間隔が別のファプリーペロー共振器のフリース
ベクトルレンジにより与えられる周波数間隔基準と一致
するように安定化するという方法(鳥羽ら、昭和61年
度電子通信学会通信部門全国大会予稿集、分冊2゜2−
20ページ)、あるいは1つのレーザ装置の周波数を安
定化し、他のいくつかのレーザ装置出射光と合波し、さ
らにこの光と周波数を一定周期の鋸歯状に掃引している
参照用レーザ装置出射光を合波し、ビード信号として得
られるパルス列を構成する各パルスの出現時刻が上記安
定化レーザ装置に対応するパルスの出現時刻に対して一
定時間差を保っているかをモニタすることにより各レー
ザ装置の発振周波数間隔を安定化する方式(シュトレー
ベルらによるアイ・オー・オー・シー−イー・シー・オ
ー・シー’85(100C−ECOC’ 85)テクニ
カルダイジェスト第3巻(1985年)61ページ)が
知られている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、上記第一の方式においては、周波数間隔の基準
を与えるファプリーベロー共振器のミラー間隔を掃引し
て使用する必要があり、単なるエタロン板を使用する場
合に比べ装置が大型化する。また第二の方式においては
、周波数間隔の基準を参照用レーザ装置の周波数変化に
対する各パルスの出現時刻間隔に求めているから、各レ
ーザ装置の周波数間隔が確定されうるとは言い難い。
本発明は、上記従来の第1の方式にみられるようにファ
プリーペロー共振器の共振器長を掃引して使用する故に
装置全体が大型化するという問題点がなく、かつ上記従
来の第2の方式にみられるように安定化した発振周波数
間隔が厳密に規定されていないという問題点がない、複
数のレーザ装置間の発振周波数間隔安定化装置を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 前述の課題を解決し上記目的を達成するために本発明が
提供する複数レーザ装置発振周波数間隔安定化装置は、
発振周波数間隔安定化の対象となる複数のレーザ装置の
出射光を合波する第1の光合波器と、前記複数の発振周
波数間隔安定化対象レーザ装置の発振周波数を含む範囲
で発振周波数を掃引する参照用レーザ装置と、該参照用
レーザ装πの出射光を入射する光学共振器と、該光学共
振器の出射光と前記第1の光合波器の出射光とを合波す
る第2の光合波器と、該第2の光合波器の出力光を受光
して前記光学共振器を通過した前記参照用レーザ装置出
射光と前記複数の発振周波数間隔安定化対象レーザ装置
出射光のビードを検出する光検出器と、前記複数の発振
周波間隔安定化対象レーザ装置の発振周波数を前記光学
共振器の互いに異なった複数の共振周波数にそれぞれ安
定化させる制御信号を前記光検出器の出力に基づき生成
し、該発振周波数間隔安定化対象レーザ装置に供給する
レーザ周波数制御手段とを含んでなることを特徴とする
(作用) 本発明では上記のような構成をとることにより、光学共
振器を通過した参照用レーザ装置の出射光は、単に周波
数が挿引されているだけではなく、光学共振器の共振周
波数でその強度が最大になるように変調される。この参
照用レーザ光と、制御対象たるレーザ装置の出射光との
ビードをとり、このビードが最大になるように制御をか
けることにより制御対象たるレーザ装置の発振周波数を
光学共振器の共振周波数に安定化できる。または参照用
レーザ光強度が最大になる時刻と、ビード強度が最大に
なる時刻とが一致するように制御をかけることにより制
御対象たるレーザ装置の発振周波数を光学共振器の共振
周波数に安定化できる。
そして、上記の制御を参照用レーザ周波数の挿引に同期
をとりながら複数のレーザ装置に個別にがけることによ
り、複数のレーザ装置の発振周波数を一台の光学共振器
の異なる共振周波数に安定化できる。この場合、光学共
振器の共振周波数間隔は安定であるから以上の制御によ
り複数のレーザ装置間の発振周波数間隔が安定化される
(実施例) 以下に実施例を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。この第1の実施例では3台のレーザ装置1,2
.3の発振周波数間隔が安定化できる。3台のレーザ装
置1,2.3は1.55回帯位相制御領域付分布反射型
レーザと、レーザ温度安定化装置と、反射戻り光防止用
光アイソレータとを内蔵したモジュールであり、変調器
7.8.9によってレーザ注入電流に印加される変調信
号に従ってその発振周波数にはビットレート400Hb
/s、最大周波数閤移量IGH工のFSK変調が加えら
れる。
参照用レーザ装置11は、1.55−帯位相制御領域付
分布ブラッグ反射型レーザと、レーザ温度安定化装置と
、反射戻り光防止用光アイソレータとを内蔵したモジュ
ールである。この参照用レーザ装置11の発振周波数は
、鋸歯状波発生器10によって印加される繰返し周波数
/KHアの信号に従い、時間に対し鋸歯状に最大周波数
偏移130GHzで連続掃引される。なお位相制御領域
付分布ブラッグ反射型レーザの構造、特性についてはた
とえばエレクトロニクス・レターズ第23巻第8号40
3ページ所載の材用らによる論文に詳しい。
参照用レーザ装置11の出射光は、光共振器12を通過
し、光分波器14において分波される。光共振器12と
して、フリースペクトラムレンジ10GH工、フィネル
10のファプリーへロー共振器を用いた。参照用レーザ
装置11の周波数挿引範囲は30GHzなので、この周
波数挿引範囲内には、光学共振器12の3個の共振ピー
クが含まれている。
以下、この3つの共振ピークを共振周波数が低い順に共
振ピークA、共振ピークB、共振ピークCとよぶ。
3台のレーザ装置1,2.3の出射光は光合波器13で
合波され、さらに光分波器14で分波された参照用レー
ザ装置11の出射光の1つと光合波器15で合波された
後、光検出器16によって電気信号に変換される。この
光検出器16の出力は2つに分けられ、片方は遮断周波
数500MH,の低域通過フィルタ17を通過した後、
検波器18によって検波され、もう片方はカウンタ19
に入力される。
参照用レーザ装置11と3台のレーザ装置1,2゜3の
発振周波数差がほぼ±500 M Hzの範囲に入って
いる場合に検波器18の出力には両者のビード信号が現
われ、その強度は、制御対象たるレーザ装置1.2.3
のいずれかの発振周波数が光学共振器12の共振ピーク
の中心周波数に一致したとき最大Cニーなる。従って、
装置の立ち上げ時に検波器18及びカウンタ19の出力
をモニタしながらレーザ装Tt1.2.3の注入電流を
それぞれ変化させ。
レーザ装置1の発振周波数を前記共振ピークA付近にし
、レーザ装置2の発振周波数を前記共振ピークB付近に
し、レーザ装置3の発振周波数を前記共振ピークC付近
にした。あとは、制御装置20内においてカウンタ19
の出力によって参照用レーザ装置11の掃引と同期をと
りながら、レーザ装置1.2.3の発振周波数がそれぞ
れ前記共振ピークA、B、Cの中心周波数に一致するよ
うに、すなわち検波器18の出力が最大になるようにい
わゆる最大値制御を個別に行なった。
上記の最大値制御により、制御装置20からレーザ装f
l、2.3を個別に制御する制御信号をレーザ周波数制
御装置4,5.6に出力することによって、レーザ装置
1.2.3の発振周波数をそれぞれ前記共振ピークA、
B、Cに固定した。
以上の操作により、レーザ装置1.2.3の発振周波数
間隔を光学共振器12のフリースペクトラムレンジであ
る10G Hアに安定化することができた。この場合、
レーザ装置1の発振周波数くレーザ装置2の発振周波数
くレーザ装置3の発振周波数であるが、制御装置20の
初期設定、および装置の立ち上げ時の操作の手順の変更
によって、この順番は変更できる。
以上の第1の実施例では3台のレーザ装置1゜2.3の
発振周波数間隔を10GHzに安定化するものであった
が、参照用レーザ装置11の掃引範囲を拡大することに
よって3台以上のレーザ装置の発振周波数間隔を安定化
することが可能である。
さらに、光学共振器12のフリースペクトラムレンジを
変えることによって、レーザ装置間の発振周波数間隔を
変えることができる。また第1の実施例では複数のレー
ザ装置1,2.3のレーザ注入電流に変調をかけて出射
光をFSK変調したが、それ以外にPSK変調、ASK
変調等のいかなる変調(無変調を含む)をかけても第1
の実施例同様、最大値制御によって各レーザ装置間の発
振周波数間隔を安定化することが可能である。
第1の実施例の変形例として、第1の実施例の装置を2
組ならべ、そのうちの鋸歯状波発生装置10、参照用レ
ーザ装置11.光共振器12および光分波器14を共通
化した構成が可能である。すなわち1台の参照用レーザ
装置11を用いてその出射光を光分波器14で2分岐す
ることにより、3台のレーザ装置の組を2組対象にして
、発振周波数間隔の安定化を行なうことができる。さら
に光分波器14の分岐数を増すことによって1台の参照
用レーザ装置を用いて複数組のレーザ装置の組の発振周
波数間隔を安定化することも可能である。
第2図は本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。第1図の実施例においては、各レーザ装置の発
振周波数をそれぞれ光学共振器の異なった共振周波数に
安定化する際に最大値制御を用いたが、第2の実施例に
おいては以下に述べる制御を用いている。すなわち、制
御装置20内において、検波器18の出力が最大になる
時刻と、光検波器16の出力が最大になる時刻とを比較
する。
参照用レーザ11の発振周波数は時間に対して掃引して
いるので、前記両時刻の差はレーザ装置1゜2.3の発
振周波数と、光学共振器12の共振周波数との周波数差
を示すことになる。したがってカウンタ19によって、
参照用レーザ11の発振周波数の掃引と同期をとりなが
ら、制御装置20から、レーザ周波数制御装置4.5.
6に両時刻の差が0になるよう制御信号を出力すること
で、レーザ装置1.2.3の発振周波数をそれぞれ光学
共振器の異なった共振周波数に安定化することができる
第2の実施例において、破線で囲った制御部以外は、第
1の実施例と同じ装置を用い、第1の実施例と同様の立
ち上げ時の手順を踏むことにより3台のレーザ装置1,
2.3の発振周波数間隔を10GHzで一定に保つこと
ができた。
(発明の効果) 以上に述べてきたように、本発明によって任意の個数の
レーザ装置間の発振周波数間隔を同時に安定化すること
ができる。しかもその発振周波数間隔は光学共振器によ
って厳密に規定されており、また、光学共振器はその共
振周波数を掃引する必要がないので装置全体を小型化す
ることができる。
また、制御対象たるレーザ装置にいかなる種類の変調が
かけられていても、発振周波数間隔を安定化することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
、第2図は本発明の第2の実施例の構成を示すブロック
図である。 1.2.3・・・制御対象のレーザ装置、4,5゜6・
・・レーザ周波数制御装置、7.8.9・・・変調器、
10・・・鋸歯状波発生装置、11・・・参照用レーザ
装置、12・・・光学共@器、13.15・・・光合波
器、14・・・光分波器、16・・・光検出器、17・
・・低域通過フィルタ、18・・・検波器、19・・・
カウンタ、20・・・レーザ発振周波数制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発振周波数間隔安定化の対象となる複数のレーザ装置の
    出射光を合波する第1の光合波器と、前記複数の発振周
    波数間隔安定化対象レーザ装置の発振周波数を含む範囲
    で発振周波数を掃引する参照用レーザ装置と、該参照用
    レーザ装置の出射光を入射する光学共振器と、該光学共
    振器の出射光と前記第1の光合波器の出射光とを合波す
    る第2の光合波器と、該第2の光合波器の出力光を受光
    して前記光学共振器を通過した前記参照用レーザ装置出
    射光と前記複数の発振周波数間隔安定化対象レーザ装置
    出射光のビードを検出する光検出器と、前記複数の発振
    周波間隔安定化対象レーザ装置の発振周波数を前記光学
    共振器の互いに異なった複数の共振周波数にそれぞれ安
    定化させる制御信号を前記光検出器の出力に基づき生成
    し、該発振周波数間隔安定化対象レーザ装置に供給する
    レーザ周波数制御手段とを含んでなることを特徴とする
    複数レーザ装置発振周波数間隔安定化装置。
JP63016191A 1988-01-26 1988-01-26 複数レーザ装置発振周波数間隔安定化装置 Pending JPH01189976A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7362925B2 (en) 2001-12-28 2008-04-22 Fujitsu Limited Control method and control apparatus of optical device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7362925B2 (en) 2001-12-28 2008-04-22 Fujitsu Limited Control method and control apparatus of optical device

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