JPH0878787A - 波長可変光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光通信、光情報処理、光計測の分野におい
て、離散的な波長間隔で、発振波長を容易に安定に変化
できる光源装置を得ることを目的とする。 【構成】 予め設定された複数波長で透過し他の波長で
は遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタと、これら
透過波長の内の１つの波長を選択的に透過させる特性を
持つ単一波長透過フィルタと、複数波長透過フィルタと
上記単一波長透過フィルタとを含み、また光増幅器を含
んだリング状の光路でリング共振器を形成し、単一波長
透過フィルタの選択波長で光源を生成するようにした。
または、光路を分岐して分岐したそれぞれに上記単一波
長透過フィルタを含むようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光情報処理、
光計測などの分野における光源装置に関するものであ
り、更に詳しくは、離散的な波長間隔で波長可変の単一
および複数の波長の光を得る光源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信、光情報処理、光計測などの分野
において、波長が多重化された光信号を作り出すことが
必要である。例えば、光通信の分野においては、情報毎
に違った光波長を持つ信号を一本の光ファイバに多重
し、それぞれの波長毎に通信する波長多重通信がある。
この場合、任意の波長を切り換えて、または複数の波長
の光を送信できる光源装置が必要である。このためには
送信チャネル切り替えるため波長可変制御が必要であ
り、かつ送信側と受信側の波長を一致させるため光源の
波長を精度良く制御する必要があった。また、それぞれ
の通信チャンネルの間隔を均等にする必要があった。

【０００３】図１９は従来の光源装置における周波数間
隔を制御する装置である。図１９において、６１ａ〜６
１ｃはそれぞれ単一波長可変光源装置、６２は合波器、
６３は分岐器、６４は走査型ファブリペロエタロン、６
５は制御信号発生手段、６６ａ〜６６ｃは制御信号線、
１７は光ファイバである。

【０００４】次に従来例の動作を図１９に従って説明す
る。図１９は、複数の光源の波長間隔を一定にする波長
間隔制御装置を示している。それぞれ単一の波長を出力
する単一波長可変光源装置６１ａ〜６１ｃからの光信号
出力が複数あり、それぞれは光ファイバ１７によって合
波器６２と接続される。合波器６２は複数の単一波長光
源装置６１ａ〜６１ｃからの出力を合流し、１本の光フ
ァイバに複数の光波長を通す。合波された光ファイバか
らの出力の一部を分岐器６３で分岐して走査型ファブリ
ペロエタロン６４に導く。走査型ファブリペロエタロン
６４は、ファブリペロエタロンフィルタの透過中心波長
を時間的に変化させたものである。波長多重信号を走査
型ファブリペロエタロン６４に入力し、制御信号発生手
段６５にて、光の波長信号を電気信号に変化させること
により、走査型ファブリペロエタロンの透過中心波長を
走査する毎に、波長多重信号のそれぞれの波長の情報が
出力の電圧の時間軸の変化に変換され、それぞれの波長
間隔を一致させるための波長ずれの誤差信号を出力す
る。制御信号発生手段６５からの信号は制御信号線６６
ａ〜６６ｃによって、それぞれの単一波長可変光源装置
６１ａ〜６１ｃに入力し、それぞれの発振波長間隔が均
等となるように制御し、発振波長間隔が一定になるよう
制御するものであった。

【０００５】このため、所望の光波長の光を得るために
は、単一波長可変光源装置６１ａ〜６１ｃ中にある、光
波長に対して単一に透過特性を持つ手段１４を精度よく
変化させる必要があった。更にまた、複数の光波長が異
なる波長多重信号を得る場合は、複数の光源装置の波長
を離散的波長間隔で必要とし、その場合、それぞれの光
源の波長間隔をそろえるための波長間隔制御装置が必要
であった。

【０００６】図２０の単一波長で波長可変の光源装置６
１の例として、例えば特開平５−１７５５７７号に示さ
れたようなものがあった。図２０は従来の光源装置を示
す説明図である。図２０において１１１は希土類添加光
ファイバ、１１３は励起レーザダイオード、１１２は励
起レーザダイオードの出力とリング共振器を合流させる
合波器、１２は光アイソレータ、１４は光波長に対して
単一の透過特性を持つ波長選択フィルタ、１５はリング
に帰還する光パワーと出力する光パワーを分岐するカッ
プラ、１６は光ファイバループ中の偏波状態を調整する
偏波コントローラ、１７はそれぞれをリング状に結合す
る光ファイバである。

【０００７】次にこの従来の単一波長の光源装置の動作
を図２０に従って説明する。ファイバアンプを励起する
励起用レーザダイオード１１３の出力が１１２の合波器
によって、光ファイバループ１７と合波され、希土類添
加ファイバ１１１に入力されると、１１１は１１２の出
力によってポンピングされ光増幅手段として動作する。
このとき、光アイソレータ１２は、合波器１１２からの
出力が光ファイバリングの光の方向と逆の向き光が戻ら
ないようにしている。図２０における光ファイバループ
によつてリング状にフィードバックされ、ファイバリン
グの損失よりも利得が大きくなった場合にレーザ発振す
る。光波長に対して単一に透過特性を持つ手段１４によ
って透過ロスが最少となる波長で発振する。ここで、光
波長に対して単一に透過特性を持つ手段１４の透過中心
波長を変化することによって、１１１の利得波長範囲の
中から選択的に発振する波長を決定するものであった。
しかし、この連続的に変化させてしかも予めプリセット
した所望の周波数に透過波長を合わせる制御は容易では
なく、複雑な外部制御装置が必要であった。

【０００８】上記の従来例では、複数の光源装置が存在
した場合に、それぞれの波長間隔を均等にするには、複
数の波長可変光源からの出力波長を合波した後、それぞ
れの発振波長を特定の間隔にする制御として上記で説明
した波長間隔制御装置を備えていなければならなかっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光源は上記のよ
うに構成されているので、異なる波長の光源を複数個必
要とする場合は、複数の単一波長光源を用意し、その光
源それぞれの各発振波長を制御する必要があり、更に発
振波長間隔をも均一に制御する２段にわたる精密制御を
行なう複雑な波長間隔制御装置が必要であるという課題
があった。また、ある範囲波長から選択して単一波長を
得る光源装置では、その選択制御が複雑であるという課
題があった。

【００１０】この発明は、このような課題を解消するた
めになされたもので、複雑な波長間隔制御装置を必要と
せず、定められた波長中から１つを選択するのみで離散
的な波長間隔の光が得られ、かつ波長選択範囲の広い光
源装置を得ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る波長可変
光源装置は、予め設定された複数波長で透過し他の波長
では遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタと、これ
ら透過波長の内の１つの波長を選択的に透過させる特性
を持つ単一波長透過フィルタと、複数波長透過フィルタ
と上記単一波長透過フィルタとを含み、また光増幅器を
含んだリング状の光路でリング共振器を形成し、単一波
長透過フィルタの選択波長で光源を生成するようにし
た。

【００１２】また、予め設定された複数波長で透過し他
の波長では遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタ
と、これら透過波長の内の１つの波長を選択的に透過さ
せる特性を持つ単一波長透過フィルタを複数個と、複数
波長透過フィルタと、光路を分岐して分岐したそれぞれ
に上記単一波長透過フィルタを含み、更に光増幅器を含
んだリング状の光路でリング共振器を形成し、複数の上
記単一波長透過フィルタの選択波長で光源を生成するよ
うにした。

【００１３】また基本構成に更に、リング内に光変調器
を含み、光源出力を光変調出力とした。

【００１４】また更に、光増幅器は、希土類イオン添加
の光ファイバを用いた光増幅器とした。

【００１５】または、光増幅器は、半導体レーザ増幅器
とした。

【００１６】また更に、半導体レーザ増幅器は、駆動電
流変調器を備え、その半導体レーザ増幅器の駆動電流を
変調するようにした。

【００１７】本発明に係る波長可変光源装置は、予め設
定された複数波長で透過し他の波長では遮断する特性を
持つ複数波長透過フィルタと、これら透過波長の内の１
つの波長を選択的に反射させ一部透過させる特性を持つ
単一波長反射器と、複数波長透過フィルタと上記単一波
長反射器とを含み、また光増幅器と反射器を含んだ直線
の光路でファブリペロー共振器を形成し、単一波長反射
器の選択波長で光源を生成するようにした。

【００１８】また更に、直線光路内に光変調器を含み、
光源出力を光変調出力とした。

【００１９】また光増幅器は、希土類イオン添加の光フ
ァイバを用いた光増幅器とした。

【００２０】また光増幅器は、半導体レーザ増幅器とし
た。

【００２１】また半導体レーザ増幅器は、駆動電流変調
器を備え、その半導体レーザ増幅器の駆動電流を変調す
るようにした。

【００２２】

【作用】この発明による波長可変光源装置は、共振波長
は複数波長透過フィルタの透過波長で決まっており、そ
の内から選択的に選ばれた単一波長透過フィルタの選択
波長でリング共振器が共振して光源が生成される。

【００２３】この発明による波長可変光源装置は、共振
波長は複数波長透過フィルタの透過波長で決まってお
り、その内から選択的に選ばれた複数個の単一波長透過
フィルタの選択波長でリング共振器が形成され、複数の
波長の光源が生成される。

【００２４】また更に、光源は光変調され、高速光パル
ス列からなる光源が形成される。

【００２５】また更に、光源は光ファイバ増幅器で増幅
される。

【００２６】また更に、光源は半導体レーザ増幅器で増
幅され、広い波長にわたり光源が生成される。

【００２７】また更に、光源は半導体レーザ増幅器で増
幅され、同時に光変調されてより強力な光源が形成され
る。

【００２８】この発明による波長可変光源装置は、共振
波長は複数波長透過フィルタの透過波長で決まってお
り、その内から選択的に選ばれた単一波長反射器の選択
波長でファブリペロー共振器が共振して光源が生成され
る。

【００２９】また更に、光源は光変調され、高速光パル
ス列からなる光源が形成される。

【００３０】また更に、光源は光ファイバ増幅器で増幅
される。

【００３１】また更に、光源は半導体レーザ増幅器で増
幅され、広い波長にわたり光源が生成される。

【００３２】また更に、光源は半導体レーザ増幅器で増
幅され、同時に光変調されて高速光パルス列からなる光
源が形成される。

【００３３】

【実施例】

実施例１．予め複数波長を設定しておき、この設定波長
のうちから任意の波長の光源を選択するよう光源装置を
構成しておけば選択制御、または選択された波長での増
幅制御のみ行えばよく、光源装置が簡単になる。本実施
例では、こうした構成の波長可変型の光源装置を説明す
る。図１はこの発明による光源装置の一実施例の全体構
成図である。図１においては、１１は光利得を有する手
段（光増幅器）、１２は光を単一方向にのみ周回させる
光アイソレータ、１３は光波長に対して周期的に透過特
性を持つ手段（周期波長透過フィルタ）、１４は光波長
に対して単一の透過特性を持つ手段（単一波長透過フィ
ルタ）、１５は光分岐させる手段、１６はファイバリン
グでの偏波をコントロールする手段、１７はそれぞれの
部品間をリング状に接続する光ファイバである。図２
は、図１の実施例に使用される、光増幅器の一例であ
る。図２において、１１１は光ファイバの一部に希土類
を添加した光ファイバ、１１２は、励起用レーザダイオ
ードの出力とリング共振器を結合する合波器、１１３
は、希土類添加光ファイバを励起するレーザダイオー
ド、１１４は、励起用レーザダイオードを動作させるた
めの駆動電流源、１１５ａ、１１５ｂは光アイソレー
タ、１１６、１１６ａ、１１６ｂはそれそれの光部品を
接続する光ファイバである。

【００３４】上記構成の光源装置の動作を図１と図２を
参照しながら説明する。まず、図２の光増幅器について
説明する。励起レーザダイオード１１３は、電流源１１
４によっての駆動電流を供給され、発振する。励起レー
ザダイオード１１３の出力と、入力側光ファイバ１１５
ａから入力された増幅される光信号とは、合波器１１２
によって合波し、希土類添加ファイバ１１１に入力され
る。励起レーザダイオード１１３の光波長成分によって
希土類添加ファイバ１１１の光準位がポンピングされ、
ある波長帯域の入力光に対してのみ誘導放出を起こすよ
うになり、光増幅を起こす。１１５ａと１１５ｂの光ア
イソレータは、光を単一方向のみ通過させるもので、励
起レーザダイオードと希土類添加ファイバから発生する
光が入力側に戻らないよう、出力側の光が希土類添加フ
ァイバに入り込まないような動作を行っている。図２の
構成では、光アイソレータの方向に対して、順方向に励
起レーザダイオードを入力する順方向励起の構成となっ
ているが、合波器１１２を希土類添加ファイバ１１１の
右に配置し、光アイソレータの方向と逆方向に励起レー
ザダイオード入力する逆方向励起の構成でもかまわな
い。更に、順方向励起と逆方向励起を併用する構成をと
り、励起パワーを高めることも可能である。

【００３５】希土類添加ファイバ１１１は、具体的には
光ファイバにエルビウムを一部添加したものを使用する
ことが出来る。この場合の光増幅の動作波長帯は1.55μ
ｍ付近である。このような、エルビウムドープファイバ
に励起する励起レーザダイオード１１３として1.49μｍ
付近の半導体レーザ、あるいは0.98μｍ付近の半導体レ
ーザが適している。また、エルビウム以外のネオディミ
ウムやプラセオディミウムといった希土類元素を光ファ
イバの一部に添加したものを使用すると1.3 μｍ帯での
光増幅動作が可能となる。

【００３６】図３（ａ）は、本実施例で重要な構成要素
である周期波長透過フィルタの透過特性の例を示す図で
ある。図１において、光増幅器１１によって生じた自然
放出光は、光アイソレータ１２を通って図３（ａ）にそ
の透過特性を示している、光波長に対して周期的な透過
特性を持つ周期波長透過フィルタ１３に入る。図３
（ａ）の透過特性を持つため、その出力は、透過可能な
波長が離散的となる。即ち、図３（ａ）に示した透過波
長λ１、λ２、・・・λｎのどれかの波長で発振するこ
とになる。この出力が単一波長透過フィルタ１４によっ
て、図３（ｂ）に示すように、λ１、λ２、・・・λｎ
のうちの一つのみ透過させるようにし、発振波長を限定
する。この光出力がある分岐比を持つ光カップラ１５へ
と続き一部の光がリング共振器から出力されるように
し、残りの一部が偏波コントローラ１６に入力し偏波状
態が調整され、再び光増幅器１１に入力される。これら
の光部品間は光ファイバ１７でリング状に結ばれてお
り、リング共振器を形成している。この時の波長可変機
構は、周期波長透過フィルタ１３と単一波長透過フィル
タ１４によって決定される離散的な発振波長において、
単一波長透過フィルタの中心周波数を変化させることに
より、その波長のみ発振するようになり、これを順次選
択することで離散的な波長可変特性が実現される。ま
た、リング共振器を構成する各部の配置位置は、本実施
例に限定されるものではない。

【００３７】図３（ａ）のような光波長に対して周期波
長透過フィルタ１３として、具体的にはファイバファブ
リペロ光フィルタがある。ファブリペロ光フィルタは、
シングルモードファイバの入力端と出力端を研磨し、そ
こをコーテイングすることによって形成された２個のミ
ラーを有する。このミラーは空気ギャップによって分離
され、この空気ギャップの長さを変化させることによ
り、フィルタの透過中心波長を変化させることが出来る
ものである。このギャップ長を予め設定しておけば、任
意の離散的な波長で透過特性を持たせることができる。
また、ミラーの間には液晶を用いたものも使用可能であ
る。また、石英系の導波路からできた、マッハツエンダ
干渉計による周期的な透過特性も同様に用いることが出
来る。

【００３８】単一波長透過フィルタ１４として、具体的
には誘電体多層膜フィルタをバンドパスフィルタとして
作り付けたものがある。この場合の透過波長可変機構
は、誘電体多層膜に入射する光の角度を変化させること
によって実現できる。また、超音波と光の相互作用によ
って光波長を選択的にＴＥとＴＭの変換を行うことが出
来る原理を用いた、音響光学フィルタを光波長に対して
単一の透過特性を持つ手段を実現することも出来る。こ
の場合の透過波長可変機構は、超音波の周波数を変える
ことにより透過中心波長が変化できる。

【００３９】実施例２．本実施例では複数の波長の光を
同時に生成する光源装置を説明する。図４はこの発明に
よる光源装置の他の実施例の全体構成図である。図にお
いて、１４ａと１４ｂはそれぞれ別の波長を選択する単
一波長透過フィルタ、２１は光分岐器、２２ａと２２ｂ
は光減衰器である。その他の光増幅器１１、アイソレー
タ１２、周期波長透過フィルタ１３、光分岐１５、偏波
制御器１６は実施例１と同様である。

【００４０】前記実施例は一つの光源装置によって、単
一の波長が１っ出力される構成であったが、図４に示す
ように光波長に対して周期的透過特性を持つ光フィルタ
の出力を光分岐器２１によって２っに光路を分岐し、そ
れぞれ分岐先の次に光波長に対して単一の透過特性を持
つ手段１４ａ、１４ｂを有し、その後に光減衰器２２
ａ、２２ｂ、更に光カップラ１５によって合流しファイ
バリングに接続する構成となる。光分岐器で二つに分け
た後、発振させたい波長を光波長に対して単一の透過特
性を持つ手段で選択し、その後の光減衰器によって２っ
に分岐されたリングのそれぞれの利得を均一として、複
数波長発振を可能にする構成である。本構成は従来の図
１９に対応する構成であり、複数の波長の光源を得るた
めの光増幅器の数を減らして構成を簡単なものにする効
果も併せ持つ。

【００４１】上記実施例の変形例として、図５の構成が
ある。図４の光波長に対して周期的に透過特性を持つ手
段（周期波長透過フィルタ）１３と光分岐器２１を併せ
て、マッハツェンダ干渉計３１を用いて実現する。

【００４２】図６はマッハツェンダ干渉計３１の概念図
を示している。また図７はその特性を説明する図であ
る。図６において、３１１は光入力ポート、３１２、３
１３はそれぞれ光出力ポートであり、３１４は光ファイ
バ、３１５は光カップラである。マッハツェンダ干渉計
の動作原理について簡単に説明する。光入力ポート３１
１から入力した光は、光カップラ３１５によって二つに
分岐され、二つの間で光路長の差がある光ファイバへと
それぞれ接続され、光カプラ３１５によって再びそれぞ
れが合流される。この時、二手に分けられた光ファイバ
３１４同士の光路長の差によって、図７のような光波長
に対して周期的な透過特性が光出力ポート３１２、３１
３に現れることになる。本実施例では、この光出力ポー
ト３１２、３１３をそれぞれ、１４ａ、１４ｂに接続さ
せている。

【００４３】実施例３．光源のリング共振器中に、変調
器を挿入することによって、モード同期発振をおこし、
高速な光パルス列が得られる。図８はこの発明による光
源装置の他の実施例の全体構成図である。図において、
４１は光強度変調器、４２は正弦波信号発振器で、４１
と４２で光の損失を所定の周波数で変調する手段を構成
している。その他の光増幅器１１、光アイソレータ１
２、周期波長透過フィルタ１３、単一波長透過フィルタ
１４、光分岐１５、偏波制御器１６は上記実施例の要素
と同じである。

【００４４】本実施例は、実施例１における構成に更
に、リング共振器内に光強度変調器４１と正弦波信号発
生器４２からなる光の損失を所定の周波数で変調する光
変調手段を設けたものであり、波長可変モード同期レー
ザに応用したものである。

【００４５】本構成の動作を説明する。リング共振器で
は、fr=c/L（c：光速、L：リング共振器の長さ）で与え
られる発振波長間隔を持つ多数の縦モードが存在する。
ここでリング共振器内の光強度変調器４１と正弦波信号
発生器４２によって周波数fm=fr の光変調を加えると、
波長間隔frのすべての縦モードの位相が揃うモード同期
発振状態となり、繰り返し周期1/frの光パルス列が得ら
れる。リング共振器内の光強度変調器４１は、例えば高
速の光強度変調器としてリチウムナイオベイトを用いた
電気光学効果による強度変調器を用いることができる。
また、後に述べる半導体レーザ型光増幅器の駆動電流を
高速で変調させることによっても実現できる。

【００４６】実施例４．実施例２と実施例３を組み合せ
ることもできる。図９はこの発明による光源装置の他の
実施例の全体構成図である。図において、光増幅器１
１、光アイソレータ１２、周期波長透過フィルター１
３、単一波長透過フィルタ１４ａ、１４ｂ、光分岐１
５、２１、偏波制御器１６、光減衰器２２ａ、２２ｂ、
光変調器４１、正弦波信号発信器４２は上記実施例と同
様の構成要素である。

【００４７】本実施例は、実施例２において、実施例３
に示したリング共振器内に光の損失を所定の周波数で変
調する光変調手段を設けたものであり、複数の波長を得
ることが出来る波長可変モード同期レーザに応用したも
のある。

【００４８】実施例５．また、光増幅器１１として図１
０に示したような構成もある。図において、１１６ａ、
１１６ｂは、それぞれ光入力、光出力の光ファイバ、１
１５ａと１１５ｂは光を一方向にのみ通過させる光アイ
ソレータ、１１８ａ、１１８ｂはそれぞれ光ファイバと
半導体レーザ光増幅器を結合するためのレンズ結合部、
１１４は半導体レーザ型光増幅器を動作させるための電
流源、１１７は半導体レーザ型光増幅器である。

【００４９】半導体型レーザ光増幅器１１７は、半導体
レーザの端面に反射防止膜コート処理を施した物などを
用いることが出来る。本構成のものは、構成に精密さが
要求されるが、帯域が広くて波長の選択幅を拡げること
ができる。本光増幅器は実施例１ないし実施例４のいず
れにも通用できる。

【００５０】実施例６．光変調のための要素を更に減ら
した構成を説明する。図１１はこの発明による光源装置
の一実施例の全体構成図である。図において、１２〜１
７の各構成要素、正弦波信号発信器４２、半導体レーザ
型増幅器１１７は、他の実施例の対応要素と同等のもの
である。

【００５１】本実施例は、実施例４において光利得手段
に半導体レーザ型アンプを用い、半導体レーザ型アンプ
の駆動電流を高速に変調することにより、光強度変調器
４１と光利得を有する手段１１を兼ねた構成にするもの
である。

【００５２】図１２は本実施例における、半導体レーザ
型光増幅器の構成を示したものである。電流源１１４、
光アイソレータ１１５ａ、１１５ｂ、光入力ファイバ１
１６ａ、光出力ファイバ１１６ｂ、半導体レーザ型光増
幅器１１７、レンズ結合部、１１８ａ、１１８ｂはそれ
ぞれ上記各実施例の対応要素と同等のものである。半導
体レーザ型光アンプの駆動電流を正弦波信号発生器４２
で変調してやることによって、利得の高速な変調がで
き、光の損失を所定の周波数で変調している。半導体型
レーザ光増幅器１１７は、半導体レーザの端面に反射防
止膜コート処理を施した物などを用いることが出来る。

【００５３】実施例７．上記実施例はいずれもリング型
共振器であるが、直線状に配置した他の型の構成につい
て説明する。図１３はこの発明による光源装置の一実施
例の全体構成図である。５１は光反射器、５２は光波長
に対しての反射特性が単一波長のみで、かつ反射波長を
可変できる単一光波長反射器である。その他の光増幅器
１１、光アイソレータ１２、周期波長透過フィルタ１
３、光ファイバ１７は他の実施例の対応要素と同等のも
のである。図１４は単一光波長反射器５２の特性とその
選択動作を説明する図である。

【００５４】光増幅器１１で生じた自然放出光は、光反
射器５１によって反射されて再び光増幅器１１に入力さ
れ、周期波長透過フィルタ１３で、一定の間隔を持った
波長の光のみ透過する。そして、図１４（ｂ）のような
透過特性を有する単一光波長反射器５２に入力される。
ここで単一光波長反射器５２の特性は選択されたある波
長のみ反射するので、周期波長フィルタ１３からの透過
特性と、単一光波長反射器５２の選択された反射波長と
一致した波長のみ反射され、光増幅１１に再び入力され
る。この繰り返しによって、単一光波長反射器５２によ
って反射された光波長成分のみ反射を繰り返し、レーザ
発振を起こす。その出力は光アイソレータ１２によって
一方向の光のみに限定され出力される。この時、単一光
波長反射器５２の反射波長だけが出力される。また、単
一光波長反射器５２の反射波長を図１４（ａ）のように
選択的に変化させることによって、波長可変型の光源装
置が得られる。そのとき、周期波長透過フィルタ１３で
予め設定した、例えば図１４（ｃ）の波長のみが発振で
き、実施例１に示したような離散的な波長間隔で発振す
るようになる。リング型共振器の単一波長透過フィルタ
の選択制御と同様に、単に選択するのみで、または選択
波長でのレーザ発振を制御するのみでよく、構成と制御
が簡単である。実施例１では、リングレーザの例を示し
たが、この実施例は光反射器５１と単一光波長反射器５
２の間でのファブリペロー型レーザに適用したものであ
る。

【００５５】図１５に本実施例に用いられる光増幅器１
１の具体例を示す。図１５において、１１１は、希土類
添加光ファイバ、１１２は、励起レーザの光出力と増幅
させたい光入力を合波する合波器、１１３は１１１の希
土類添加ファイバが光増幅を行うに必要な励起状態にす
るための励起レーザダイオード、１１４は励起レーザダ
イオードを発振させるための電流源である。

【００５６】１１１の希土類添加ファイバは、１１３の
励起レーザダイオードによって光準位がポンピングさ
れ、ある波長帯域の光入力に対してのみ誘導放出を起こ
し、光増幅を起こす。１１１の希土類添加ファイバは、
具体的には光ファイバにエルビウムを一部添加したもの
を使用することが出来る。この場合の動作波長帯は1.55
μｍ付近である。このような、エルビウムドープファイ
バに励起するのに適した１１３の励起レーザダイオード
の波長として1.49μｍ付近の半導体レーザ、あるいは0.
98μｍ付近の半導体レーザが適している。また、エルビ
ウム以外のネオディミウムやプラセオディミウムといっ
た希土類元素を光ファイバの一部に添加したものを使用
すると1.3 μｍ帯での動作が可能となる。

【００５７】実施例８．上記実施例に関して、光増幅器
１１には、図１６の様な両端に光ファイバを備えた半導
体レーザ型光増幅器モジュールも用いることが出来る。
図１６において、１１７は半導体レーザの両端面に反射
防止膜コート、斜め端面あるいは端面窓構造によって実
現される端面の反射率をほぼ零にした半導体レーザ型光
増幅器、１１４は半導体レーザ増幅器に電流を供給させ
る電流源、１１８ａと１１８ｂは半導体レーザ型増幅器
と光ファイバとのそれぞれ入力と出力を結合させるレン
ズ結合部、１１６ａと１１６ｂは、それぞれ入力と出力
の光ファイバである。

【００５８】光ファイバ１１６ａから入力された光はレ
ンズ結合部１１８ａによって１１７の半導体レーザ型光
増幅器の活性層に導かれ、半導体レーザ型光増幅器によ
って光増幅を受け、半導体レーザ型光増幅器からの出力
はレンズ結合部１１８ａで出力の光ファイバ１１６ｂに
導かれる。

【００５９】図１４（ａ）のような特性を有する単一波
長光反射器５２は、具体的には光ファイバー中に波状の
周期的な屈折率変化をさせてグレーテイング反射器を作
り付けた、ファイバーグレーイングを使うことが出来
る。その時の反射波長可変は、熱変化や、張力変化によ
って得られる。

【００６０】実施例９．直線状配置のファブリペロー型
共振器にも光変調は適用できる。図１７はこの発明によ
る光源装置の他の実施例の全体構成図である。図におい
て、光増幅器１１、光アイソレータ１２、周期波長透過
フィルタ１３、光ファイバ１７、光強度変調器４１、正
弦波長信号発生器４２、光反射器５１および単一光波長
反射器５２はいずれも上記各実施例で述べた構成要素と
同様のものである。

【００６１】本実施例は、実施例７の構成に光増幅器１
１と単一波長光反射器５２の間に光強度変調器４１と正
弦波信号発生器４２を挿入した構成である。この構成
は、離散的な波長可変モード同期レーザに応用したもの
である。この時、縦モードの波長間隔がfrは=c/2L と半
分になる他は、実施例３と同様の動作となるので詳細説
明は省略する。

【００６２】実施例１０．図１８はこの発明による光源
装置の他の実施例の全体構成図である。図において、光
増幅器１１、光アイソレータ１２、周期波長透過フィル
タ１３、光ファイバ１７、正弦波信号発生器４２、光反
射器５１および単一波長反射器５２は上記各実施例の各
構成要素と同様のものである。

【００６３】本実施例は、実施例９において光利得手段
に半導体レーザ型アンプ１１７を用い、かつ半導体レー
ザ型アンプの駆動電流を正弦波信号発生器４２によって
高速に変調することにより、光強度変調器４１と光増幅
器１１を兼ねた構成とするものである。

【００６４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数波
長透過フィルタと単一波長透過フィルタと光増幅器で共
振器を構成したので、予め設定した周期波長の内から所
望の波長を選ぶだけでよく、制御が容易になる効果があ
る。

【００６５】以上のようにこの発明によれば、複数波長
透過フィルタと、光路を分離した複数の単一波長透過フ
ィルタと光増幅器で共振器を構成したので、予め設定し
た周期波長の内から所望の複数の波長を選ぶだけでよ
く、構成が簡単で制御が容易になる効果がある。

【００６６】また更に、変調器を用いたので、制御が容
易である上に、変調器を用いたので、高速の光パルス列
からなる光源が形成できる効果がある。

【００６７】また更に、光ファイバ増幅器を用いたの
で、組み立て精密度が要求されず、構成が簡単になる効
果がある。

【００６８】また更に、半導体レーザ増幅器を用いたの
で、増幅帯域が広くて光波長の選択幅を拡げられる効果
がある。

【００６９】また更に、半導体レーザ増幅器に変調器を
用いたので、構成が簡単になる効果がある。

【００７０】以上のようにこの発明によれば、複数波長
透過フィルタと単一波長反射器と光増幅器で共振器を構
成したので、予め設定した周期波長の内から所望の波長
を選ぶだけでよく、制御が容易になる効果がある。

【００７１】また更に、変調器を用いたので、制御が容
易である上に、高速の光パルス列からなる光源が形成で
きる効果がある。

【００７２】また更に、光ファイバを用いたので、組み
立て精密度が要求されず、構成が簡単になる効果があ
る。

【００７３】また更に、半導体レーザ増幅器を用いたの
で、増幅帯域が広くて光波長の選択幅を拡げられる効果
がある。

【００７４】また更に、半導体レーザ増幅器に変調器を
用いたので、構成が簡単になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１の光源装置の構成図であ
る。

【図２】 この発明の実施例１の光源装置の光増幅器の
例を示す図である。

【図３】 光に対する周期波長透過フィルタの特性説明
図とその選択動作を説明する図である。

【図４】 この発明の実施例２の光源装置の構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施例２の他の光源装置の構成図
である。

【図６】 この発明の実施例２におけるマッハツエンダ
干渉計の説明図である。

【図７】 実施例２におけるマッハツエンダ干渉計の透
過特性図である。

【図８】 この発明の実施例３の光源装置の構成図であ
る。

【図９】 この発明の実施例４の光源装置の構成図であ
る。

【図１０】 この発明の実施例５の光増幅器の構成を示
す図である。

【図１１】 この発明の実施例６の光源装置の構成図で
ある。

【図１２】 この発明の実施例６の光源装置における半
導体レーザ型光増幅器と光変調器の構成を示した図であ
る。

【図１３】 この発明の実施例７の光源装置の構成図で
ある。

【図１４】 実施例７における単一光波長反射器の特性
と選択動作を説明する図である。

【図１５】 この発明の実施例７における光増幅器の構
成図である。

【図１６】 実施例８における光増幅器の構成図であ
る。

【図１７】 この発明の実施例９の光源装置の構成図で
ある。

【図１８】 この発明の実施例１０の光源装置の構成図
である。

【図１９】 従来の光源装置における周波数間隔制御装
置の動作を説明する構成図である。

【図２０】 従来の光源装置の中の単一波長で波長可変
の光源装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１１ 光利得を有する手段（光増幅器）、１２ 光アイ
ソレータ、１３ 光波長に対して周期的な透過特性を持
つ手段（周期波長透過フィルタ）、１４，１４ａ，１４
ｂ 光波長に対して単一に透過特性を持つ手段（単一波
長透過フィルタ）、１５ 光カップラ、１６ 偏波コン
トローラ、１７ 光ファイバ、１１１希土類添加光ファ
イバ、１１２ 合波器、１１３ 励起レーザダイオー
ド、１１４ 電流源、１１５ａ，１１５ｂ 光アイソレ
ータ、１１６ 光ファイバ、１１７ 半導体レーザ型光
増幅器、１１８ａ，１１８ｂ レンズ結合部、２１ 光
分岐器、２２ａ，２２ｂ 光減衰器、３１ マッハツェ
ンダ干渉計、３１１ マッハツエンダ干渉計の光入力ポ
ート、３１２，３１３ マッハツエンダ干渉計の光出力
ポート、３１４ 光ファイバ、３１５ 光カプラ、４１
光強度変調器、４２ 正弦波信号発生器、５１ 光反
射器、５２ 単一光波長反射器。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された複数波長で透過し他の波
   長では遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタと、 上記透過波長の内の１つの波長を選択的に透過させる特
   性を持つ単一波長透過フィルタと、 上記複数波長透過フィルタと上記単一波長透過フィルタ
   とを含み、また光増幅器を含んだリング状の光路でリン
   グ共振器を形成し、上記単一波長透過フィルタの選択波
   長で光源を生成する波長可変光源装置。
2. 【請求項２】 予め設定された複数波長で透過し他の波
   長では遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタと、 上記透過波長の内の１つの波長を選択的に透過させる特
   性を持つ単一波長透過フィルタを複数個と、 上記複数波長透過フィルタと、光路を分岐して分岐した
   それぞれに上記単一波長透過フィルタを含み、また更に
   光増幅器を含んだリング状の光路でリング共振器を形成
   し、複数の上記単一波長透過フィルタの選択波長で光源
   を生成する波長可変光源装置。
3. 【請求項３】 また更に、リング内に光変調器を含み、
   光源出力を光変調出力としたことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の波長可変光源装置。
4. 【請求項４】 また光増幅器は、希土類イオン添加の光
   ファイバを用いた光増幅器としたことを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の波長可変光源装置。
5. 【請求項５】 また光増幅器は、半導体レーザ増幅器で
   あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の波
   長可変光源装置。
6. 【請求項６】 また半導体レーザ増幅器は、駆動電流変
   調器を備え、その半導体レーザ増幅器の駆動電流を変調
   することを特徴とする請求項５記載の波長可変光源装
   置。
7. 【請求項７】 予め設定された複数波長で透過し他の波
   長では遮断する特性を持つ複数波長透過フィルタと、 上記透過波長の内の１つの波長を選択的に反射させ一部
   透過させる特性を持つ単一波長反射器と、 上記複数波長透過フィルタと上記単一波長反射器とを含
   み、また光増幅器と反射器を含んだ直線の光路でファブ
   リペロー共振器を形成し、上記単一波長反射器の選択波
   長で光源を生成する波長可変光源装置。
8. 【請求項８】 また更に、直線光路内に光変調器を含
   み、光源出力を光変調出力としたことを特徴とする請求
   項７記載の波長可変光源装置。
9. 【請求項９】 また光増幅器は、希土類イオン添加の光
   ファイバを用いた光増幅器としたことを特徴とする請求
   項７記載の波長可変光源装置。
10. 【請求項１０】 また光増幅器は、半導体レーザ増幅器
    であることを特徴とする請求項７記載の波長可変光源装
    置。
11. 【請求項１１】 また半導体レーザ増幅器は、駆動電流
    変調器を備え、その半導体レーザ増幅器の駆動電流を変
    調することを特徴とする請求項１０記載の波長可変光源
    装置。