JPH09199807A - レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法 - Google Patents

レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法

Info

Publication number
JPH09199807A
JPH09199807A JP8234769A JP23476996A JPH09199807A JP H09199807 A JPH09199807 A JP H09199807A JP 8234769 A JP8234769 A JP 8234769A JP 23476996 A JP23476996 A JP 23476996A JP H09199807 A JPH09199807 A JP H09199807A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
light
oscillation
laser
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8234769A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Handa
祐一 半田
Atsushi Nitta
淳 新田
Masao Majima
正男 真島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP8234769A priority Critical patent/JPH09199807A/ja
Priority to US08/705,297 priority patent/US5862165A/en
Priority to EP96113952A priority patent/EP0762575B1/en
Priority to DE69632291T priority patent/DE69632291T2/de
Publication of JPH09199807A publication Critical patent/JPH09199807A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/532—Polarisation modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/14—Semiconductor lasers with special structural design for lasing in a specific polarisation mode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
    • H01S5/06236—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the polarisation, e.g. TM/TE polarisation switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】１つのレーザを用いて波長の切換えを行ない得
る構成である。 【解決手段】波長可変光源は、発振状態を発振波長の変
更を伴う２つの発振状態間で切換え可能なレーザ１と、
レーザ１の２つの発振状態のうちの１つの発振状態にお
ける出力光を選択する光選択素子１０００とを備える。
光選択素子１０００はレーザ１の２つの発振状態の出力
光のうちどちらの発振状態の出力光を選択するかを切換
え可能である。それぞれの発振状態における発振波長を
変更できるレーザを用いることで、両方の発振状態にお
ける波長可変域を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信など
に用いられる波長可変光源及び波長制御方法等に関する
ものである
【０００２】
【従来の技術】従来、波長切換え装置として、特開平５
−１９０９５８号に記載されているように、複数の光源
を用いて、光スイッチで、そのうちの１つの光源からの
光出力を取り出すことにより波長切換えを行なうように
構成されるものが知られていた。
【０００３】図２０に、従来例を説明する為の図を示し
た。１０１、１０２は光源、１０３は何れか一方の光源
１０１又は１０２からの光を選択して出力する光スイッ
チ、１０４は光スイッチ１０３からの光を信号に従って
変調する変調器、１０５、１０６は波長安定化装置、１
０７は波長安定化装置１０５、１０６及び光スイッチ１
０３を制御する制御装置である。光源１０１、１０２は
波長安定化装置１０５、１０６で波長を設定し且つ安定
化を行なう。この様な構成で、一方の光源１０１又は１
０２を光スイッチ１０３で選択し、使用している間に、
もう一方の光源１０２又は１０１の波長設定及び安定化
を行なうことができた。
【０００４】また、波長多重伝送に用いられる光源とし
て、高密度に多重化できるように、発振スペクトルが安
定し、しかも変調時のスペクトルの拡がり（線幅）が小
さな所謂分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）が知
られている。これらのＤＦＢ−ＬＤにおいては、共振器
構造を多電極にし、ゲイン・位相を制御し、送信波長を
可変とすることができる。この波長可変特性を活用する
ことにより、従来、固定的であった波長多重のチャネル
を自由に選択でき、よりフレキシブルな光伝送が実現で
きる。そのため、高速の映像信号を相互にやり取りする
光ＬＡＮのための波長多重伝送に有効となるものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来例では、１波長に１個の光源を必要としてお
り、２波長の切換えには２個の光源を用いる必要があ
る。
【０００６】また、上記第２の従来例では、波長可変幅
が１ｎｍ程度に限られること、ＤＦＢ−ＬＤの直接変調
ではファブリーペロー型レーザに比べて変調時のスペク
トル拡がりが０．２〜０．３ｎｍ程度あることから、実
質的な波長多重数は３〜４波に制限されるなどの問題を
有していた。ＤＦＢーＬＤ以外には、グレーティング周
期を不均一にし波長可変幅を広帯域化するという試みも
報告されているが、素子が大型化し、構造が複雑になる
などの課題を有していた。また、変調時のスペクトル拡
がりを抑える構成としては、連続発振させるＤＦＢーＬ
Ｄに変調器を集積した光集積デバイスの試作例もいくつ
か報告があるが、高度の集積プロセスを必要とし、歩留
りが悪くなるという欠点を有していた。
【０００７】よって、本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑み、１つのレーザを用いて波長の切換えを行うこと
ができる新規な構成を提供することを目的とする。ま
た、かかる構成を用いて、波長可変範囲を広げた光源を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明においては、上記目
的を達成するために以下の如く光源を構成する。波長可
変光源であって、発振状態を発振波長の変更を伴う２つ
の発振状態間で切換え可能なレーザ、該レーザの２つの
発振状態のうちの１つの発振状態における出力光を選択
する光選択素子を有し、ここで、この光選択素子は前記
レーザの２つの発振状態の出力光のうちどちらの発振状
態の出力光を選択するかを切換え可能である。
【０００９】この構成によりレーザ１つで少なくとも２
つの波長を切換えて用いることができる。前記レーザに
おける前記２つの発振状態としては２つの異なる偏波モ
ードをとりうる。具体的には２つの直交する偏波モード
であるＴＥモード及びＴＭモードを用いることができ
る。
【００１０】前記レーザにおける前記２つの発振状態と
して２つの異なる偏波モードを用いるときには、前記光
選択素子としては、前記レーザの出力光のうちの１つの
偏波モードの出力光を選択する偏光子を有する構成をと
りうる。その時に選択するレーザの出力光を切換える手
段として、前記偏光子を回転させる回転機構を有する構
成をとりうる。また該選択の機能が、偏波依存型の通常
のアイソレータ（偏光子＋ファラデー回転子＋検光子の
構成）によっても実現でき、選択する出力光の切換えは
該アイソレータの回転によって実現できる。
【００１１】また、前記レーザにおける前記２つの発振
状態として２つの異なる偏波モードを用いるときに、前
記光選択素子は前記２つの偏波モードの内の１つの偏波
モードを選択する手段を有しており、この波長可変光源
は、該選択する手段が選択した、もしくは選択する出力
光の偏波状態を所定の状態にするための偏波制御手段と
を有する構成をとりうる。この時、前記選択する手段が
選択した後に偏波状態を所定の状態にする場合には、選
択する偏波モードの切換えに伴う、選択された出力光の
偏波状態を所定の状態にすることになる。一方、選択す
る手段が選択する前に偏波状態を所定の状態にする場合
は、該偏波制御手段が選択する偏波モードを切換える手
段を兼ねることができる。具体的には、ファラデーロー
テータ等の素子と一定の方向に固定された偏光子を配列
する構成であり、選択する出力光の切換えは、磁界を用
いてファラデー回転角を制御することによって行う。
【００１２】また、前記光選択素子は前記２つの発振状
態の出力光をそれぞれ取り出す取り出し手段と、それぞ
れ取り出した２つの発振状態の出力光のいずれか一方の
選択するための光スイッチとを有する構成をとりうる。
この構成においては、光スイッチを用いることにより高
速な切換えが実現できる。
【００１３】また、前記光選択素子は波長フィルタを有
する構成をとりうる。この構成は上記の如くレーザとし
て偏波モードを切替可能なレーザを用いるときにも適用
可能である。ちなみに偏波モードを切替可能なレーザと
しては、特開平７−１６２０８８号公報に示されたもの
を用いることができる。一般に偏波モードを切換えるこ
とにより同時に発振波長も切り替わる。また、偏波モー
ドの変更を伴わない発振状態の変更可能なレーザを用い
るときにはこの波長フィルタを用いる構成が好適であ
る。そのようなレーザとしてはＤＦＢ−ＬＤを用いたＦ
ＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎ
ｇ）変調可能なレーザがある。
【００１４】また、前記レーザとして前記２つの発振状
態における発振波長をそれぞれ変化させることができる
ものを用いることができる。このとき２つの発振状態そ
れぞれの発振波長は異なっているため、選択する出力光
の切換えによりそれぞれの波長可変範囲の波長を用いる
ことができ、全体として広い波長可変領域を得ることが
できる。このとき、前記２つの発振状態のそれぞれにお
ける波長可変範囲は、該２つの発振状態間での発振波長
差と同程度とすると好適である。
【００１５】また、前記レーザは発振状態を前記２つの
発振状態間で切り換えることにより変調される様にする
こともできる。この時には、同時にではないが常に２つ
の発振状態による出力光が出力されているため好適であ
る。この様な変調方式としては、上記述べた偏波モード
を切換える偏波変調や、発振波長を切換えるＦＳＫ変調
がある。この時、偏波変調を採用すると、ブラッグ波長
の偏波分散により２つの発振状態間の発振波長差を比較
的大きく取り易いため好適である。
【００１６】また、レーザを上記の如く２つの発振状態
間で切換えて変調する場合は、選択する出力光によって
互いに位相が異なることによる。そのため、光源が、前
記レーザに前記変調のための変調信号を供給する駆動回
路を有しており、該駆動回路は前記光選択素子が選択す
る発振状態の出力光に応じて前記変調信号の位相を制御
するようにすれば好適である。更に具体的には、前記光
選択素子が前記２つの発振状態の出力光のうちの一方の
出力光を選択しているときの前記変調信号の位相と、前
記光選択素子が前記２つの発振状態の出力光のうちの他
方の出力光を選択しているときの前記変調信号の位相と
は互いに逆相であるように制御すればよい。
【００１７】また、レーザを上記の如く２つの発振状態
間で切換えて変調する場合で、どちらの出力光を選択す
るかによって変調信号の位相を制御しないときでも、前
記２つの発振状態それぞれの出力光の１パルスに相当す
る時間内での光量は互いに異なるようにして、受信側で
該光量により送信側がどちらの出力光を選択しているか
を判別することができる。１パルスのみの光量を検出す
るのが困難である場合は１パルスより長い時間で検出し
て平均光量により判別すること、もしくは１パルスより
長い一定時間内の総光量により判別することが可能であ
る。また、その場合は該判別を行うためのプリアンブル
信号を送信側が送ると好適である。
【００１８】前記２つの発振状態それぞれの出力光の１
パルスに相当する時間内での光量を互いに異なるように
するためには、前記２つの発振状態のそれぞれの出力光
のパルス幅が異なる様にすればよい。これは２つの発振
状態それぞれの出力光のパワーが概略同程度であるとき
に有効である。２つの発振状態それぞれの出力光のパワ
ーが大きく異なるときは、それ自体により受信側で判別
することも可能であるし、そのパワー差を考慮してパル
ス幅を決定してもよい。
【００１９】また、前記レーザとしては半導体レーザが
好適に用いられる。一般に半導体レーザは多電極化し、
少なくとも１つの電極に注入するキャリアを変調するこ
とにより偏波変調や光周波数変調が可能となり、またバ
イアス電流を制御（特には複数の電極に注入するバイア
ス電流の比を制御）することにより出力光の波長を可変
にできる。また、前記レーザとして回折格子等の分布反
射構造を有するものを用いることにより、スペクトルの
広がりを押さえることができ、好適である。光周波数変
調や偏波変調では特に変調時のスペクトルの広がりも少
ないため、それとあいまって非常に好適である。分布反
射構造を有するものとして具体的にはレーザの活性領域
近傍に分布反射構造を設けた分布帰還型半導体レーザ
や、活性領域と別個に（直列に）分布反射構造を設けた
分布反射型半導体レーザを好適に用いることができる。
【００２０】また、本出願においては、上記の如き波長
可変光源による波長制御方法や、上記の如き波長可変光
源を用いた光通信システムや、該光通信システムにおけ
る光通信方法も提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の概念を最も良く表
わす図面である。図１において、１は半導体レーザ（後
述する様に、励起状態により出力光の偏光がＴＥであっ
たりＴＭであったりする性能を持っていて、その際、波
長も変化する偏波変調レーザであればどの様なものでも
よい）、１０００はモード選択手段、４は半導体レーザ
１を駆動する為の第１駆動回路、５はモード選択手段１
０００を駆動する為の第２駆動回路、６は外部からの信
号７、８に従って第１駆動回路４及び第２駆動回路５を
制御する制御回路、７は波長選択信号、８は信号、９は
第１駆動回路４への第１制御信号、１０は第２駆動回路
５への第２制御信号、１１は半導体レーザ１の電極等へ
の第１駆動信号、１２はモード選択手段１０００への第
２駆動信号、１３は半導体レーザ１の光出力、１６は何
れかの偏光状態と波長の光信号である。
【００２２】実施例１ 次に、第１の実施例について説明する。本実施例で用い
たモード選択手段１０００は偏光モード選択手段であ
り、半導体レーザ１の出力光の２つの偏光の光のうち一
方を選択して光信号１６とするものである。具体的構成
としては、偏光分離手段と光スイッチを用いて構成する
ことができる。
【００２３】図２は、このモード選択手段の具体的構成
を用いて示したものである。図１と同一部材には同一番
号が付けてある。図２で、２は偏光分離手段（例えば、
偏光ビームスプリッタ）、３は光スイッチ（プリズムや
ミラー或は光ファイバ自身等を可動する機械的方式のも
の、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果、磁気光学効
果、熱光学効果などを利用したもの等、公知のものが用
いられる）、１２はプリズムなどを機械的に動かしたり
する為や、位相変調型光スイッチや方向性結合器型光ス
イッチなどの電極へ印加する為の第２駆動信号、１４は
一方の偏光状態で所定の波長の偏光分離光出力（１）、
１５は他方の偏光状態で他の所定の波長の偏光分離光出
力（２）、１７はミラーである。
【００２４】次に半導体レーザ１について説明する。半
導体レーザ１は上で簡単に述べたが、励起状態に依存し
て出力光の偏光が所謂ＴＥモードとＴＭモードの間で切
換わる特性を持っている。この様な半導体レーザとして
は、例えば、特開平２−１５９７８１号に記載されてい
るレーザがある。特開平２−１５９７８１号に示されて
いる半導体レーザは、λ／４位相シフト付き分布帰還型
半導体レーザの構造を持っていて、且つ電流を注入する
電極が、λ／４位相シフトを含む活性領域とそれ以外の
活性領域へ独立に電流を注入できるように形成されてい
る。各電極（各領域）に適度に電流を注入してレーザ発
振している状態で、λ／４位相シフトを含む活性領域へ
注入している電流を僅かに変化させることにより、出力
光の偏光モードを切換えることができる。この様な動作
の半導体レーザでは偏光モードが切換わると同時に波長
も切換わる。即ちＴＥモードでは或る波長λTEで発振
し、ＴＭモードでは他の波長λTMで発振する（λTE≠λ
TM）。
【００２５】また、光スイッチ３は２つの入力から１つ
を選択するものであり、本実施例の場合、偏光分離光出
力（１）１４と偏光分離光出力（２）１５を２つの入力
として、そのうち一方を選択し光信号１６にするもので
ある。光スイッチ３における選択動作は、第２駆動信号
１２によって機械的、電気的等に制御される。
【００２６】更に、偏光分離手段２は、半導体レーザ１
の出力可能な２つの偏光モードの光を分離するもので、
本実施例では、半導体レーザ１のＴＥモード（波長
λTE）の光出力１３を偏光分離光出力（１）１４に、Ｔ
Ｍモード（波長λTM）の光出力１３を偏光分離光出力
（２）１５にするように動作する。
【００２７】図３は、半導体レーザ１を駆動した時の光
出力の説明をする為の図である。図３（ａ）は半導体レ
ーザ１を駆動する為の信号（例えば、上述した様にλ／
４位相シフトを含む活性領域へ注入される電流）であ
る。図３（ｂ）及び（ｃ）は半導体レーザ１の光出力１
３の偏光モード別の光出力を示している。本実施例の場
合、図３（ａ）の駆動信号に対して、ＴＥモードの光出
力は図３（ｂ）のように同相（同じ信号）で、またＴＭ
モードの光出力は図３（ｃ）のように逆相（逆転した信
号）で出力される。
【００２８】図４には、ＴＥモード及びＴＭモードの光
出力波形を同じにする為の駆動信号を説明する為の図を
示した。
【００２９】図４（ａ）及び（ｂ）には、ＴＥ及びＴＭ
モード用の駆動信号を示した。図４（ｃ）には、半導体
レーザ１を図４（ａ）及び（ｂ）の信号で駆動して得ら
れた光出力１３を偏光分離手段２によってＴＥモード及
びＴＭモードの光に分離し、光スイッチ３により図４
（ａ）或は（ｂ）に対応した偏光モードを選択した場合
に得られた光信号１６を示した。図４（ａ）及び（ｂ）
に示した様に、ＴＥモード用の駆動信号とＴＭモード用
の駆動信号は互いに相補的である。この様な信号（図４
（ａ）及び（ｂ））で駆動しても、図３で説明した本実
施例で用いた半導体レーザ１の特性により、光信号１６
としては図４（ｃ）に示した信号が得られる（図４
（ａ）の信号で駆動した場合は光スイッチ３で光出力１
３のＴＥモード成分だけを選択して光信号１６とし、図
４（ｂ）の信号で駆動した場合は光スイッチ３で光出力
１３のＴＭモード成分を選択して光信号１６とする）。
【００３０】次に本実施例の動作について説明する。波
長選択信号７及び信号８が制御回路６へ入力される。制
御回路６は波長選択信号７に応じて、信号８に応じて生
成される第１制御信号９の形態を設定する（図４（ａ）
又は（ｂ）の形態）。同時に第２駆動回路５へ第２制御
信号１０を送り、第２駆動回路５から第２駆動信号１２
を光スイッチ３へ送り、波長選択信号７で指示された波
長（偏光モードで言えばＴＥ或はＴＭ）の光出力１３が
光信号１６になるようにする。この状態で制御回路６
は、波長選択信号７に応じた信号８の形態で第１駆動回
路４が第１駆動信号１１を用いて半導体レーザ１を駆動
すべく、第１制御信号９を送出する。以上の動作の結
果、波長選択信号７で選択された波長の光が、信号８に
応じた光信号１６となって光スイッチ３から送出され
る。
【００３１】上記の様に動作させる事により光信号１６
は信号８に対応した強度変調信号となっている。この様
に、１つの偏波変調半導体レーザを用いるのみで、出力
信号の光出力波形を変化させることなく、波長選択信号
に応じて出力信号の波長を迅速に切り換えることが出来
る。
【００３２】実施例２ 図５に本発明の第２の実施例を示した。図５は、図２の
Ａ−Ａ′線から下（半導体レーザ１、光スイッチ３な
ど）を他の構成部材で構成した例である。図２と同一要
素には同一番号をつけてある。ここで新たな部材は、１
８で示した光バンドパスフィルタである。光バンドパス
フィルタ１８は、外部よりその透過波長が変化させられ
るものであれば良く、例えばマッハツェンダ型のものや
ファブリペロー型のもの又ＤＦＢ型のもの、機械的に透
過波長の異なるフィルタを切換えるものなどが使用出来
る。
【００３３】本実施例と第１の実施例の差異について説
明する。第１の実施例では光出力１３（２つの波長が時
間的に混在している）から１つの波長を選択するのに、
偏光特性の差を用いていた（即ち、ＴＥ偏波を選択する
事により波長λTEの光を光信号にしたり、ＴＭ偏波を選
択する事により波長λTMの光を光信号にしたりした）。
本実施例では偏光特性に注目して光出力１３を分離する
のではなく、光信号にしたい波長（縦モード）を光バン
ドフィルタ１８を用いて直接選択するようにしたもので
ある。その他の点は第１の実施例と同じである。
【００３４】実施例３ 図６に本発明の第３の実施例を説明する為の図を示し
た。本実施例では、図２或は図５に示した構成を用いる
第１、第２の実施例との差異は、半導体レーザ１の駆動
方法にある。第１、第２の実施例では光信号１６は基本
的には信号８と同じであった（図４参照）。本実施例で
は送信に使用する波長によって半導体レーザ１へ送出す
る駆動信号を変えない駆動法を用いる。
【００３５】図６（ａ）に半導体レーザ１を駆動する信
号を示す。駆動信号１１は、信号８に対応した部分とそ
れに先立って同期をとる為に伝送される部分（プリアン
ブル）からなる。ここでプリアンブル情報は１０１０１
０・・・１０１０１１なるものを送出しているが、
“１”に対応する駆動信号のパルス幅（ｗ1）と“０”
に対応する駆動信号のパルス幅（ｗ0）とは異なってい
る。本実施例では、ｗ1：ｗ0＝７：１３としてある。こ
の場合、この比率は１：１でなければよい。図６（ａ）
の駆動信号で半導体レーザ１を駆動した時に得られる光
出力１３のＴＥ成分（波長λTE）及びＴＭ成分（波長λ
TM）を図６（ｂ）及び（ｃ）に示す。ＴＥ成分（図６
（ｂ））は駆動信号（図６（ａ））と同じ波形、ＴＭ成
分（図６（ｃ））は駆動信号（図６（ａ））が反転した
波形となる。
【００３６】この様な光信号（即ち（図６（ｂ）又は
（ｃ）のどちらか）を受信装置で受信する。受信時に
は、通常のように、プリアンブル情報より同期をとる手
順を行なうと同時に、プリアンブルの持つ平均的なパワ
ーを検出する事により（この実施例の場合、ＴＭ成分を
受信している時の方が、ＴＥ成分を受信している時より
も平均パワーは大きくなる）送信されて来る情報が図６
（ｂ）に示した信号か図６（ｃ）に示した信号（元の信
号が反転しているもの）かを判別することが出来る。こ
の判別結果を元に受信装置は光信号１６を電気信号に変
換する。
【００３７】図７には本実施例に用いた光受信装置の構
成を示す図を示した。図７は説明の為に系を簡略化して
示す。図７において、２０は光送信装置、２１は光受信
装置、２２は光バンドパスフィルタ、２３は光検出器、
２４は判定手段、２５は受信回路、２６は反転非反転手
段、２７は制御回路、２８は受信信号、２９は波長選択
信号、３０は光スターカプラである。光送信装置２０は
第１、第２の実施例で用いた構成のものとする。
【００３８】光受信装置２１の動作を説明する。端末装
置からの波長選択信号２９を受けて制御回路２７は光バ
ンドパスフィルタ２２の透過波長が所望の値になるよう
に設定する。この状態で入力された光信号１６は、光バ
ンドパスフィルタ２２を透過し光検出器２３で受信され
電気信号となる。光検出器２３からの電気信号は判定手
段２４と受信回路２５へ入力される。判定手段２４は、
プリアンブルの持つ平均値を基に、送信されてきた情報
を判別し、その結果を制御回路２７へ送る。判定結果を
得た制御回路２７は、反転非反転手段２６へ反転或は非
反転のどちらか一方の動作になるように信号を送る。光
検出器２３からの電気信号を受けた受信回路２５は、制
御回路２７の制御下でタイミングを合わせ振幅を調整し
波形整形して、反転非反転手段２６へ信号を送り、反転
非反転手段２６は、制御回路２７により設定された動作
で、信号へ操作を加え受信信号２８とする。
【００３９】図７のブロックで示した判定手段２４等の
各手段は、上記の機能を持つ様に公知の技術を用いて適
当に構成される。
【００４０】実施例４ 次に、本発明の第４の実施例を説明する。図８は本発明
による波長可変半導体レーザ装置の基本構成を示すもの
で、通常の強度変調出力を得る為に偏波変調ＤＦＢ−Ｌ
Ｄの出力部に２つの偏波の一方を選択する偏光子が設け
られている上述の従来例の出力部分に配置されていた偏
光子の替わりに出力の偏波を選択するための出力偏波切
換え素子が設けられているのが特徴である。
【００４１】図８において、９０１は偏波変調光出力９
０３を出す偏波変調可能なＤＦＢレーザであり、多電極
構成により、偏波変調を実現するとともに出力偏波波長
の制御を可能にしている。ＤＦＢレーザ９０１の詳細な
構造については、下の記載にある通りで、両偏波のモー
ド競合状態を確立している。９０２は強度変調光出力９
０４を出す出力偏波切換え素子であり、具体的には偏光
子とそれを光軸の回りで回転させる手段を具備し、ＤＦ
Ｂレーザ９０１からの互いに直交する偏波であるＴＥモ
ードとＴＭモードの片方のみを選択するものである。こ
れにより、強度変調光出力９０４の波長を以下で説明す
る様に可変にできる。
【００４２】以下、偏波変調と波長可変特性の動作につ
いて説明する。図９は、典型的な２電極ＤＦＢ−ＬＤの
偏波変調特性を示すグラフであり、２電極に加えるバイ
アス電流Ｉ1、Ｉ2とＴＥ／ＴＭ発振領域を示している。
２電極の構成は対称でなく、例えば図１０に示す様に、
片端をＡＲ（反射防止）コーティングしているＡＲ１１
１８側の電極１１１６ｂへのバイアスをＩ2、劈開面側
の電極１１１６ａへのバイアスをＩ1としている。ＡＲ
側では変調電流で高注入状態となるため、活性層１１１
２へのキャリアが高注入となり、短波側でのゲイン増大
が顕著となり、ＴＭモードが支配的となる。
【００４３】図９の２つの領域の境はＴＥ／ＴＭモード
が競合する領域であり、２つの電流バイアスＩ1、Ｉ2の
バランスを変えることによって両偏波間のスイッチング
が可能となる。例えば、２つの領域のはざまの適当な位
置（×印のポイント）にＤＣバイアスを印加し、片方の
電極（両方でも良い）に矩形波（振幅△ｉ2）を重畳す
ると、ＴＥ／ＴＭモードの変調が可能となる（図９にお
いて○印と●印のポイント）。変調電流振幅△ｉ2は数
ｍＡ以下で高い消光比の変調出力が得られる。２つの偏
波の発振出力波長差△λは１ｎｍ程度である。波長可変
を行なうには、図９におけるＤＣバイアス点（×印）を
２つの偏波領域の遷移部分に沿って移動させることによ
って行なうことができる。本デバイスでは、ＤＣバイア
スの増大によりＴＥ、ＴＭモードともに長波長にシフト
していく傾向が見られる。従って、図１１に示す様に、
Ｉ1＋Ｉ2について上記のようなバイアス移動を行ない変
調電流を重畳して変調することによって、２つの偏波に
対応して２つの可変波長範囲を得ることができる。これ
ら２つの波長可変領域を連結して利用することによって
出力の波長可変範囲を拡大できる。
【００４４】具体的には、図１２において、バイアス点
をＰ1からＰ2に移動させ、まず、ＴＭ偏光を選択するこ
とによって図１１のλAからλBまで可変とし、次にバイ
アス点をもう一度Ｐ1に戻し出力偏波切換え素子２の偏
光子を９０°回転させＴＥ偏光を選択し、再びバイアス
点をＰ2点まで移動させることによって図１１のλCから
λDまで可変とするものである。本発明の方式の採用に
より通常の単一固定偏波の出力波長範囲を、例えば、約
２倍に拡大することが可能となり、波長多重度の増大に
極めて有効であることがわかる。
【００４５】以下、図１０を用いて実際のＤＦＢ型半導
体レーザの構造と偏波変調特性について説明する。１１
１０はｎ−ＩｎＰ基板、１１１１はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
導波層、１１１２はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰから
なる量子井戸活性層、１１１３はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ導
波層、１１１４はｐ−ＩｎＰクラッド層、１１１５はｐ
+−ＩｎＧａＡｓキャップ層、１１１６ａ、１１１６ｂ
は上部電極、１１１７は下部電極、１１１８はＡＲコー
ティングとして堆積したＳｉＯx層、１１１９は回折格
子である。
【００４６】量子井戸活性層１１１２はＩｎＧａＡｓ井
戸層、ＩｎＧａＡｓＰバリア層からなり、図１３に示す
ようなゲインスペクトルを有している。長波側は最低次
レベルの重い正孔（ｈｈ）と電子の遷移によるゲインピ
ークが存在し、わずかに離れて短波側には次の量子準位
である軽い正孔（ｌｈ）と電子の遷移によるゲインピー
クが存在している。前者はＴＥモードにゲインを有し、
後者はＴＥおよびＴＭモードにゲインを有しており、同
図の様な偏波依存性のあるゲインスペクトルが表われ
る。偏波変調を可能にする為、ゲインの低いＴＭモード
の発振を助ける様に、ＴＭモードのゲインピークに合わ
せてブラッグ波長を選択し、回折格子１１１９のピッチ
を決定する。活性層導波路の伝搬定数差のために、ＴＥ
／ＴＭモードのブラッグ波長差Δλが生じる。電流注入
バランス（Ｉ1、Ｉ2）を変化させることにより、ゲイン
スペクトルが変化し、高注入の準位であるＴＭモードの
ゲインはＴＥモードに比べて大きく変化し、ＴＥ／ＴＭ
モード間の競合が起こり２つの偏波間でのスイッチング
が生じる。本発明で用いられる２つのＴＥ／ＴＭモード
間の発振波長差Δλは両モード間の伝搬定数差によって
決まるが、同一の量子井戸構造においては１〜２ｎｍ程
度であることが認められる。
【００４７】この発振波長差は、共振器方向に異なる周
期の回折格子を形成したり、異なる導波構造、異なる量
子井戸活性層を導入したり、また量子井戸構造に歪み超
格子を導入することなどにより、種々の設計を得ること
ができることは言うまでもない。
【００４８】本発明の特徴を生かす為の必要且つ十分な
両モード間の偏波変調発振波長差は、図１１の動作例か
らも明らかな如く、両方の偏波における波長可変範囲が
余り重ならない様に片方の偏波における波長可変範囲程
度でよいことがわかる。
【００４９】以上の様に、偏波変調レーザ（どの様な型
でもよい）と回転できる偏光子を用いることで光出力の
波長可変範囲を、一方の偏波のみを利用する場合に比べ
て、広げることができる。
【００５０】実施例５ 図１４は本発明による第５の実施例を示したものであ
る。１５２１は偏波変調光出力１５２３を出す偏波変調
可変波長レーザ、１５２２は強度変調光出力１５２４を
出す偏波切換え素子、１５２５は一定の偏波状態の光１
５２６を出力する偏波制御素子である。第４実施例と同
じく偏波切換え素子１５２２は偏光子とこれを所望の方
向に回転させる手段とで実現できる。
【００５１】本発明の波長可変半導体レーザ装置を送信
部として使う波長多重光伝送においては、送信部の送出
偏波状態が受信系に及ぼす影響を考える必要があり、受
信系での偏波依存による損失の増減、特性の変動を抑制
する為にできるだけ一定偏波で送出することが望まし
い。本実施例においては第４実施例の構成にさらに１５
２５の偏波制御素子を加え、偏波切換え素子１５２２で
偏波を切り換えを行なっても一定の出力偏波状態となる
ようにするものである。偏波制御素子１５２５の構成と
しては、λ／２板とλ／４板を組み合わせたもの、或は
ファイバコイルなどで構成できる。これらの偏波制御素
子１５２５は、２つの偏波入力に対しあらかじめ所定の
偏波となる２つの動作点で切り換えが行なわれるもので
ある。偏波切換え素子１５２２からＴＥモード光が来る
場合は、偏波制御素子１５２５は一方の動作点に設定さ
れ、ＴＭモード光が来る場合は、他方の動作点に設定さ
れる。こうして、光１５２６は一定の偏波状態をとる強
度変調光となると共に、その波長可変範囲が広げられ
る。
【００５２】実施例６ 図１５は本発明の第６の実施例を示す。本実施例におい
ては、最終出力部に一定方向の偏波を選ぶ偏光子１５３
５を配置した例である。１５３１の偏波変調可変波長レ
ーザから出力された２つの直交偏波１５３３は、１５３
２の偏波回転素子により、そのまま出力されるか９０°
回転させられた光１５３４となる。偏光子１５３５は一
定方向の偏波を選ぶ様に配置されているので、出力光１
５３６はレーザ１５３１のＴＥモードかＴＭモードかを
選択したものになっている。例えば、偏光子１５３５
が、偏波変調可変波長レーザ１５３１から出力された状
態のＴＥモードのみを透過させる状態に設定されている
とする。このとき、偏波回転素子１５３２が光をそのま
ま出力させる状態になっていれば、出力光１５３６はレ
ーザ１５３１のＴＥモードを選択した強度変調光になっ
ている。偏波回転素子１５３２が光を９０°回転させて
出力させる状態になっていれば、偏光子１５３５を透過
できるのはレーザ１５３１のＴＭモードのみであるの
で、出力光１５３６はレーザ１５３１のＴＭモードを選
択した強度変調光になっている。
【００５３】このような偏波回転素子１５３２として
は、λ／２波長板が最も簡便である。他の手段として
は、ファラデーローテータも利用可能である。
【００５４】本実施例においても、出力光１５３６は一
定の偏波状態をとる強度変調光となると共に、その波長
可変範囲が広げられる。
【００５５】実施例７ 本実施例では直接的に２つの出力を偏波分離し、それら
を切り換えることによって偏波切り換えを行なうもので
ある。図１６において、１７４１は偏波変調レーザ、１
７４２ａ，１７４２ｂは偏光子、１７４３ａ，１７４３
ｂは光ファイバ、１７４４は光路切り換えスイッチであ
る。光路切り換えスイッチ１７４４は片方のチャネルの
みを選択して出力光１７４５とするものである。本実施
例においては、偏光子１７４２ａ，１７４２ｂは、偏波
変調レーザ１７４１の両端の出力について、それぞれ異
なる偏波モードを選択するように配置されている。図１
６は模式的なブロック図であり、結合のためのレンズ等
は省略してある。
【００５６】図１７は本実施例のバリエーションであ
り、偏波変調レーザ１８５１の出力部に偏波分離素子１
８５２を用い２つの偏波に分離し、１８５４の光路切り
換えスイッチで片方のモードのみを選択して出力光１８
５５とするものである。１８５３ａ，１８５３ｂは光フ
ァイバである。
【００５７】図１６及び図１７において、光路切り換え
スイッチ１７４４，１８５４は、簡便なものでは電磁石
を用いて可動プリズムや可動ファイバなどを動かす可動
型スイッチの他、高速化対応のものではＬｉＮｂＯ3の
方向性結合器を用いた２×２スイッチ（例えば、２つの
導波路に電圧を逆向きに印加して結合度を変えてスイッ
チングを行なう）などが用いられる。
【００５８】実施例８ 図１８は本発明の偏波変調波長可変半導体レーザ装置を
波長多重伝送に用いた例を示す。１９６１ー１〜１９６
１ーｎは偏波変調波長可変レーザ装置で、それぞれ異な
る波長を送出するｎチャネルの波長に設定されている。
１９６２は光ファイバ、１９６３−１〜１９６３−ｎは
波長多重化された光信号を分波、検出する受信器を示
し、各チャネルを個別に選択受信することが可能とな
る。分波器あるいは波長フィルタとしてはエタロン型フ
ィルタ等のデバイスを用いることで所望の選択幅が得ら
れ、クロストークの少ない波長多重伝送を実現してい
る。
【００５９】図１９は本発明の実施例に用いた波長多重
チャネルの例を示し、短波側ではλ1，λ2，・・・・，
λiまではＴＭモード出力を利用し、０．１ｎｍごとに
１０チャネル、長波側ではλi+1，・・・・，λnまでは
ＴＥモードを利用し、やはり、０．１ｎｍごとに１０チ
ャネルであり、合計で２０チャネルの波長多重化を実現
している。各チャネルではλ1，λ2，・・・・，λ20の
強度変調信号が送られる。波長可変範囲はデバイスごと
に多少のバラツキはあるが、おおむねλ＝１．５５０μ
ｍを中心とした範囲で設定することができた。
【００６０】本実施例においては波長多重ネットワーク
の形態としてスター型のものを示したが、これはあくま
で波長多重方式の説明するものであって、バス型、リン
グ型等のネットワークに採用できることは言うまでもな
い。
【００６１】
【発明の効果】以上説明した様に、本出願に関わる波長
可変光源によれば、駆動手段により２つの波長を安定に
出力する１つの偏波変調半導体レーザとモード（偏光、
縦モード（波長）など）選択手段とを用いる事で比較的
簡単な構成で容易に波長切換えを実現出来る。また、偏
波変調レーザに替えて光周波数変調（ＦＳＫ変調）レー
ザを用いることもできる。
【００６２】また、以上説明したように、本発明によれ
ば、偏波変調レーザを用いて強度変調信号を送信する光
伝送系において、これまで固定されていた出力偏波では
利用出来なかったもう一方の偏波も、選択切り換えで活
用することによって、波長可変範囲が両偏波モードの可
変範囲で利用でき、波長多重度の増大等が図れるという
効果がある。
【００６３】また、第４の実施例以降では選択する出力
光の変更に伴う位相の変化に関しては特に述ベていない
が、第１乃至第３の実施例と同様に供給する変調信号の
位相を制御したり、受信側で、送信側がどちらの出力光
を選択しているか判別できるように、送信側から識別信
号を送るなどの構成をとりうる。又、位相の逆転が復調
に影響しないような変調方式及び／もしくは復調方式を
採用することもできる。又、信号を送信しているときに
は選択する出力光を変更しない設定で、信号再生のたび
に再生タイミングを抽出する場合にはそのような構成は
必要ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波長可変光源の概念の構成を示すブロ
ック図である。
【図２】本発明を実施した第１の実施例の構成を示すブ
ロック図である。
【図３】図２中の半導体レーザ１の動作ないし特性を説
明する図である。
【図４】図２中の半導体レーザ１の動作ないし駆動方法
を説明する図である。
【図５】本発明を実施した第２の実施例の構成を示す図
である。
【図６】本発明を実施した第３の実施例を説明する為の
図である。
【図７】本発明を実施した第３の実施例の構成のブロッ
ク図である。
【図８】本発明の第４の実施例の基本的構成を示す図で
ある。
【図９】本発明に用いられる偏波変調半導体レーザの電
流バイアスと発振特性を表わすグラフである。
【図１０】本発明に用いられる偏波変調半導体レーザの
構造図である。
【図１１】ＴＥ／ＴＭモードの可変波長範囲の分布具合
を示すグラフである。
【図１２】ＴＥ／ＴＭモードの切り換えと波長可変動作
におけるバイアス点のシフトの方法を示すグラフであ
る。
【図１３】本発明に用いられる偏波変調半導体レーザの
各偏波モードのゲインスペクトルとブラッグ波長の関係
を示すグラフである。
【図１４】定偏波出力を可能にするため出力部に偏光制
御素子を付加した本発明の第５の実施例を示す構成図で
ある。
【図１５】定偏波出力を可能にするため偏波回転子と固
定偏光子で偏波切り換えを構成した本発明の第６の実施
例を示す構成図である。
【図１６】２つの偏波を選択分離し光スイッチで偏波選
択をする構成を持つ本発明の第７の実施例を示す構成図
である。
【図１７】図１６の実施例の変形例を示す構成図であ
る。
【図１８】本発明のデバイスを波長多重伝送系に用いた
第８の実施例を示すブロック図である。
【図１９】第８の実施例における波長多重チャネルの配
置の説明図である。
【図２０】従来例を説明する為のブロック図である。
【符号の説明】
１、９０１、１５２１、１５３１、１７４１、１８５１
偏波変調半導体レーザ ２ モード選択手段である偏光ビームスプリッタ ３、１７４４、１８５４ 光スイッチ ４ 半導体レーザ１用の第１駆動回路 ５ 光スイッチ３用の第２駆動回路 ６ 制御回路 ７ 波長選択信号 ８ 送信すべき信号 ９ 第１駆動回路４用の第１制御信号 １０ 第２駆動回路５用の第２制御信号 １１ 半導体レーザ１用の第１駆動信号 １２ 光スイッチ３用の第２駆動信号 １３ 半導体レーザ１の光出力 １４ 偏光分離光出力（１） １５ 偏光分離光出力（２） １６ 光信号 １７ ミラー １８ モード選択手段である光バンドパスフィルタ ２０ 光送信装置 ２１ 光受信装置 ２２ 光バンドパスフィルタ ２３ 光検出器 ２４ 判定手段 ２５ 受信回路 ２６ 反転非反転手段 ２７ 制御回路 ２８ 受信信号 ２９ 波長選択信号 ３０ 光スターカップラ ９０２、１５２２ 出力偏波切換え素子 １０００ モード選択手段 １５２５ 偏光制御素子 １５３２ 偏光回転素子 １５３５、１７４２ａ、１７４２ｂ 偏光子 １７４３ａ、１７４３ｂ、１８５３ａ、１８５３ｂ、１
９６２ 光ファイバ １８５２ 偏光分離素子 １９６１−１〜１９６１−ｎ 偏波変調半導体レー
ザ装置 １９６３−１〜１９６３−ｎ 波長分波受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/152 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｌ 10/142 10/04 10/06

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】波長可変光源であって、 発振状態を発振波長の変更を伴う２つの発振状態間で切
    換え可能なレーザ、該レーザの２つの発振状態のうちの
    １つの発振状態における出力光を選択する光選択素子を
    有し、 該光選択素子は前記レーザの２つの発振状態の出力光の
    うちどちらの発振状態の出力光を選択するかを切換え可
    能であることを特徴とする波長可変光源。
  2. 【請求項２】前記レーザにおける前記２つの発振状態は
    ２つの異なる偏波モードであることを特徴とする請求項
    １記載の波長可変光源。
  3. 【請求項３】前記２つの異なる偏波モードは２つの直交
    する偏波モードであることを特徴とする請求項２記載の
    波長可変光源。
  4. 【請求項４】前記光選択素子は前記レーザの出力光のう
    ちの１つの偏波モードの出力光を選択する偏光子を有す
    ることを特徴とする請求項２記載の波長可変光源。
  5. 【請求項５】前記光選択素子は前記偏光子を回転させる
    回転機構を有することを特徴とする請求項４記載の波長
    可変光源。
  6. 【請求項６】前記光選択素子は前記２つの偏波モードの
    内の１つの偏波モードを選択する手段を有しており、こ
    の波長可変光源は、該選択する手段が選択した、もしく
    は選択する出力光の偏波状態を所定の状態にするための
    偏波制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の
    波長可変光源。
  7. 【請求項７】前記光選択素子は、前記２つの発振状態の
    出力光をそれぞれ取り出す取り出し手段と、それぞれ取
    り出した２つの発振状態の出力光のいずれか一方を選択
    するための光スイッチとを有することを特徴とする請求
    項１記載の波長可変光源。
  8. 【請求項８】前記光選択素子は波長フィルタを有するこ
    とを特徴とする請求項１記載の波長可変光源。
  9. 【請求項９】前記レーザは前記２つの発振状態における
    発振波長をそれぞれ変化させることができることを特徴
    とする請求項１記載の波長可変光源。
  10. 【請求項１０】前記２つの発振状態のそれぞれにおける
    波長可変範囲は、該２つの発振状態間での発振波長差と
    同程度であることを特徴とする請求項９記載の波長可変
    光源。
  11. 【請求項１１】前記レーザは発振状態を前記２つの発振
    状態間で切り換えることにより変調されることを特徴と
    する請求項１記載の波長可変光源。
  12. 【請求項１２】更に、前記レーザに前記変調のための変
    調信号を供給する駆動回路を有しており、該駆動回路は
    前記光選択素子が選択する発振状態の出力光に応じて前
    記変調信号の位相を制御することを特徴とする請求項１
    １記載の波長可変光源。
  13. 【請求項１３】前記光選択素子が前記２つの発振状態の
    出力光のうちの一方の出力光を選択しているときの前記
    変調信号の位相と、前記光選択素子が前記２つの発振状
    態の出力光のうちの他方の出力光を選択しているときの
    前記変調信号の位相とは互いに逆相であることを特徴と
    する請求項１２記載の波長可変光源。
  14. 【請求項１４】前記２つの発振状態のそれぞれの出力光
    の１パルスに相当する時間内での光量は互いに異なるこ
    とを特徴とする請求項１１記載の波長可変光源。
  15. 【請求項１５】前記２つの発振状態のそれぞれの出力光
    のパルス幅が異なることを特徴とする請求項１４記載の
    波長可変光源。
  16. 【請求項１６】前記レーザは半導体レーザであることを
    特徴とする請求項１記載の波長可変光源。
  17. 【請求項１７】前記レーザは分布反射構造を有すること
    を特徴とする請求項１記載の波長可変光源。
  18. 【請求項１８】前記レーザは分布帰還型（ＤＦＢ）半導
    体レーザであることを特徴とする請求項１７記載の波長
    可変光源。
  19. 【請求項１９】前記レーザは分布反射型（ＤＢＲ）半導
    体レーザであることを特徴とする請求項１７記載の波長
    可変光源。
  20. 【請求項２０】光源の出力光の波長を制御する波長制御
    方法であって、 前記光源が有するレーザの発振状態を、該レーザが発振
    可能な、それぞれにおける発振波長が異なる第１及び第
    ２の発振状態間で切換えて変調する工程と、 該レーザの出力光のうち前記第１の発振状態における出
    力光を選択して出力する工程と、 前記レーザの出力光のうち前記第２の発振状態における
    発振波長の光を前記光源から出力する際には、前記選択
    する出力光を前記第２の発振状態における出力光に切換
    える工程を有することを特徴とする波長制御方法。
  21. 【請求項２１】光源の出力光の波長を制御する波長制御
    方法であって、 前記光源が有するレーザを、該レーザが発振可能な、そ
    れぞれにおける発振波長が異なる第１及び第２の発振状
    態の内の前記第１の発振状態で発振させる工程と、 該レーザの出力光のうち前記第１の発振状態における出
    力光を選択して出力する工程と、 前記レーザの出力光のうち前記第２の発振状態における
    発振波長の光を前記光源から出力する際には、前記レー
    ザを前記第２の発振状態で発振させ、前記選択する出力
    光を前記第２の発振状態における出力光に切換える工程
    を有することを特徴とする波長制御方法。
  22. 【請求項２２】前記レーザにおける前記２つの発振状態
    は２つの異なる偏波モードであることを特徴とする請求
    項２０又は２１記載の波長制御方法。
  23. 【請求項２３】前記２つの異なる偏波モードは２つの直
    交する偏波モードであることを特徴とする請求項２２記
    載の波長制御方法。
  24. 【請求項２４】前記レーザの出力光の選択は、前記レー
    ザの出力光を偏光子に入射することにより１つの偏波モ
    ードの出力光を選択することによって行うことを特徴と
    する請求項２２記載の波長制御方法。
  25. 【請求項２５】前記選択するレーザの出力光の切換えは
    前記偏光子を回転させることによって行うことを特徴と
    する請求項２４記載の波長制御方法。
  26. 【請求項２６】前記レーザの出力光に選択を行う前、も
    しくは後に、該選択する、もしくは選択した出力光の偏
    波状態を所定の状態にすることを特徴とする請求項２２
    記載の波長制御方法。
  27. 【請求項２７】前記レーザの出力光の選択は前記２つの
    発振状態の出力光をそれぞれ取り出し、該取り出した２
    つの発振状態の出力光のいずれか一方を光スイッチによ
    り選択することによって行うことを特徴とする請求項２
    ０又は２１記載の波長制御方法。
  28. 【請求項２８】前記レーザの出力光の選択は波長フィル
    タによって行うことを特徴とする請求項２０又は２１記
    載の波長制御方法。
  29. 【請求項２９】更に、前記２つの発振状態における発振
    波長をそれぞれ変化させる工程を有することを特徴とす
    る請求項２０又は２１記載の波長制御方法。
  30. 【請求項３０】前記第１の発振状態における出力光を選
    択しているときに、該第１の発振状態における発振波長
    を順次変化させていき、該第１の発振状態における発振
    波長が前記第２の発振状態における発振波長可変範囲と
    重なる領域で、選択するレーザの出力光を前記第２の発
    振状態における出力光に切換えることを特徴とする請求
    項２９記載の波長制御方法。
  31. 【請求項３１】前記光源は、更に、前記レーザに前記変
    調のための変調信号を供給する駆動回路を有しており、
    該駆動回路は前記光選択素子が選択する発振状態の出力
    光に応じて前記変調信号の位相を制御することを特徴と
    する請求項２０記載の波長制御方法。
  32. 【請求項３２】前記２つの発振状態の出力光のうちの一
    方の出力光を選択しているときの前記変調信号の位相
    と、前記２つの発振状態の出力光のうちの他方の出力光
    を選択しているときの前記変調信号の位相とは互いに逆
    相であることを特徴とする請求項３１記載の波長制御方
    法。
  33. 【請求項３３】前記２つの発振状態のそれぞれの出力光
    の１パルスに相当する時間内での光量は互いに異なるこ
    とを特徴とする請求項２０記載の波長制御方法。
  34. 【請求項３４】前記２つの発振状態のそれぞれの出力光
    のパルス幅が異なることを特徴とする請求項３３記載の
    波長制御方法。
  35. 【請求項３５】光通信システムであって、 光信号を送信する送信機であり、請求項１乃至１９の何
    れかに記載の波長可変光源を含む送信機と、 前記送信機が送信する光信号を受信する受信機を有する
    ことを特徴とする光通信システム。
  36. 【請求項３６】請求項３５記載の光通信システムにおい
    て通信を行う光通信方法であって、 前記波長可変光源の出力光を、送信すべき信号で変調す
    る工程と、 前記波長可変光源からの出力光の波長の切換えを前記光
    選択素子によって行う工程と、 前記受信機において前記変調された信号を受信する工程
    を有することを特徴とする光通信方法。
  37. 【請求項３７】前記波長可変光源の出力光の変調は、前
    記レーザの出力光を変調することによって行うことを特
    徴とする請求項３６記載の光通信方法。
  38. 【請求項３８】前記レーザの出力光の変調は、前記レー
    ザの発振状態を前記２つの発振状態間で切換えることに
    より行うことを特徴とする請求項３７記載の光通信方
    法。
  39. 【請求項３９】前記光選択素子が選択する出力光を切換
    える前後では、前記変調を行うために前記レーザに供給
    する変調信号の位相を互いに逆相にすることを特徴とす
    る請求項３８記載の光通信方法。
  40. 【請求項４０】前記送信機は、前記光選択素子がどちら
    の発振状態の出力光を選択するかを識別するための識別
    信号を送信することを特徴とする請求項３８記載の光通
    信方法。
  41. 【請求項４１】前記送信機は、前記２つの発振状態それ
    ぞれの出力光の１パルスに相当する時間内での光量を互
    いに異ならせることを特徴とする請求項３８記載の光通
    信方法。
  42. 【請求項４２】前記送信機は、前記光選択素子がどちら
    の発振状態の出力光を選択するかを識別するための識別
    信号を送信し、該識別信号は前記２つの発振状態それぞ
    れの出力光の１パルスに相当する時間内での光量を互い
    に異ならせた信号であることを特徴とする請求項４１記
    載の光通信方法。
  43. 【請求項４３】前記受信機は、受信する光信号の１パル
    スに相当する時間内での光量を検出することにより、受
    信する光信号が前記送信機のレーザのどちらの発振状態
    の出力光かを判別することを特徴とする請求項４１記載
    の光通信方法。
  44. 【請求項４４】前記受信機は、受信する光信号の１パル
    スに相当する時間よりも長い時間内に受信した光信号の
    平均光量を検出することにより、受信する光信号が前記
    送信機のレーザのどちらの発振状態の出力光かを判別す
    ることを特徴とする請求項４１記載の光通信方法。
JP8234769A 1995-08-30 1996-08-17 レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法 Withdrawn JPH09199807A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8234769A JPH09199807A (ja) 1995-08-30 1996-08-17 レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法
US08/705,297 US5862165A (en) 1995-08-30 1996-08-29 Variable wavelength light source using a laser, wavelength control method, optical communication system and optical communication method
EP96113952A EP0762575B1 (en) 1995-08-30 1996-08-30 Variable wavelength light source using a laser, wavelength control method, optical communication system and optical communication method
DE69632291T DE69632291T2 (de) 1995-08-30 1996-08-30 Lichtquelle mit variablen Wellenlänge unter Verwendung eines Lasers, Verfahren zur Wellenlängenregelung, optisches Kommunikationssystem und Verfahren zur optischen Kommunikation

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24543995 1995-08-30
JP7-245439 1995-11-17
JP7-324048 1995-11-17
JP32404895 1995-11-17
JP8234769A JPH09199807A (ja) 1995-08-30 1996-08-17 レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09199807A true JPH09199807A (ja) 1997-07-31

Family

ID=27332187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8234769A Withdrawn JPH09199807A (ja) 1995-08-30 1996-08-17 レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5862165A (ja)
EP (1) EP0762575B1 (ja)
JP (1) JPH09199807A (ja)
DE (1) DE69632291T2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6443975B1 (en) 1999-08-31 2002-09-03 Donald Danylyk Bioenergy instrument
JP3788232B2 (ja) * 2000-12-13 2006-06-21 日本電気株式会社 波長可変光送信器、その出力制御方法並及び光通信システム
US20020131125A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Myers Michael H. Replicated-spectrum photonic transceiving
US6407846B1 (en) 2001-03-16 2002-06-18 All Optical Networks, Inc. Photonic wavelength shifting method
US20020131100A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Myers Michael H. Method for photonic wavelength error detection
JP4576756B2 (ja) * 2001-06-19 2010-11-10 株式会社日立製作所 光信号切替え装置、および、その使用方法
US6804271B2 (en) * 2001-11-06 2004-10-12 Agilent Technologies, Inc. Light emission methods and light emission devices
US7391800B2 (en) * 2005-02-02 2008-06-24 Ricoh Company, Ltd. Vertical cavity surface-emitting semiconductor laser device, optical transmission module, optical transmission device, and optical switching method
TW201224624A (en) * 2010-12-06 2012-06-16 Ind Tech Res Inst Wavelength-tunable laser source apparatus, laser system and method for adjusting laser source wavelength
JP6927153B2 (ja) * 2018-05-30 2021-08-25 日本電信電話株式会社 半導体レーザ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698816A (en) * 1982-12-20 1987-10-06 General Electric Co. Optical transmission filter
US4575849A (en) * 1982-12-20 1986-03-11 General Electric Company Optical filter polarizer combination and laser apparatus incorporating this combination
US4750833A (en) * 1985-12-03 1988-06-14 Princeton Applied Research Corp. Fiber optic dispersion method and apparatus
JPS62144426A (ja) * 1985-12-19 1987-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光伝送装置
EP0361151A3 (de) * 1988-09-30 1991-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Erzeugen eines zwei voneinander verschiedene Polarisationszustände aufweisenden FSK-modulierten optischen Signals für ein optisches Übertragungssystem mit einem optischen Zweifilter-FSK-Überlagerungsempfänger
JPH02159781A (ja) * 1988-12-14 1990-06-19 Toshiba Corp 光通信装置
JP2546388B2 (ja) * 1989-08-31 1996-10-23 日本電気株式会社 半導体レーザ装置の発振周波数安定化装置
JP3079736B2 (ja) * 1992-01-07 2000-08-21 日本電気株式会社 波長切り換え方法
US5361268A (en) * 1993-05-18 1994-11-01 Electro Scientific Industries, Inc. Switchable two-wavelength frequency-converting laser system and power control therefor
JP3210159B2 (ja) * 1993-12-10 2001-09-17 キヤノン株式会社 半導体レーザ、光源装置、光通信システム及び光通信方法
JPH07240716A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Ando Electric Co Ltd 可変波長光源
JP3303515B2 (ja) * 1994-03-18 2002-07-22 キヤノン株式会社 光通信方式及びそれを用いた光通信システム

Also Published As

Publication number Publication date
US5862165A (en) 1999-01-19
DE69632291T2 (de) 2005-06-02
DE69632291D1 (de) 2004-06-03
EP0762575A2 (en) 1997-03-12
EP0762575A3 (en) 1997-11-19
EP0762575B1 (en) 2004-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5648978A (en) Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same
JP3387746B2 (ja) 屈曲チャンネルストライプの偏波変調可能な半導体レーザ
JP3323725B2 (ja) 偏波変調レーザ、その駆動方法及びそれを用いた光通信システム
JP3303515B2 (ja) 光通信方式及びそれを用いた光通信システム
US5757832A (en) Optical semiconductor device, driving method therefor and light source and opitcal communication system using the same
JPH11243256A (ja) 分布帰還形半導体レーザとその駆動方法
US6526075B2 (en) Method for driving a semiconductor light source device for transmitting a signal
EP0668642B1 (en) Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser
US6337868B1 (en) Distributed feedback semiconductor laser and a driving method therefor
EP0783725B1 (en) Optical and gate
JPH09199807A (ja) レーザを用いた波長可変光源及び波長制御方法及び光通信システム及び光通信方法
JPH11312846A (ja) 偏波依存性を持つ位相シフト領域を有する分布帰還型半導体レーザ、それを用いた光送信機及び光通信システム
JP3246703B2 (ja) 偏波変調可能な半導体レーザおよびこれを用いた光通信方式
JP3255325B2 (ja) 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ
JP3287443B2 (ja) 偏波変調可能な半導体レーザおよびこれを用いた光通信方式
US5809047A (en) Method for driving a wavelength changeable light source apparatus, such a wavelength changeable light source apparatus and an optical communication system using the same
JPH07307527A (ja) 光半導体装置、光通信用光源の駆動方法、それを用いた光通信方式、及び光通信システム
JP3387722B2 (ja) 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信システム
JPH07321416A (ja) 直接偏波変調光源制御方式ないし装置、集積半導体装置、その駆動法及びそれを用いた光通信システム
JPH07307705A (ja) 光通信方式
JPH08139401A (ja) 光伝送装置の変調方式及びこれを用いた光通信方式
JP3303653B2 (ja) 半導体レーザ装置、その駆動方法及びそれを用いた光通信システム
JPH10190150A (ja) アレイ型半導体光源装置、その駆動方法、およびそれを用いた波長分割多重光伝送システム
JPH1022571A (ja) Ｔｅモード損失選択制御偏波変調半導体レーザ
JPH09186409A (ja) 光源装置、その駆動方法及びそれを用いた光通信方式、光通信システム

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040812

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050311

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20050413