JPH10190106A - レーザ周波数制御システム、レーザ周波数制御方法、信号処理システム、および信号処理方法 - Google Patents
レーザ周波数制御システム、レーザ周波数制御方法、信号処理システム、および信号処理方法Info
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- JPH10190106A JPH10190106A JP9311469A JP31146997A JPH10190106A JP H10190106 A JPH10190106 A JP H10190106A JP 9311469 A JP9311469 A JP 9311469A JP 31146997 A JP31146997 A JP 31146997A JP H10190106 A JPH10190106 A JP H10190106A
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- 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
- H04B10/572—Wavelength control
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディザ変調の結果出力される不要なＡＭに起
因する、ディザ振幅中のエラーを減少させたり、除去す
る。 【解決手段】 光伝送システムでレーザ１の周波数を制
御するレーザ周波数制御システムは、レーザに周波数変
調を施す手段３４、レーザの下流にあり周波数変調に起
因する信号中の振幅変調を決定する手段３５、周波数変
調とほぼ位相が直交する振幅変調部分を識別する手段３
６、識別した直交部分に基づいてレーザの周波数を制御
する手段３７より構成される。レーザの下流に位置する
光素子は、ＦＭをＡＭに変換する応答を有し、レーザか
らの応答、周波数出力は、送信信号の変調周波数中にあ
る不要なＡＭによるエラーなしに、相互にロックでき
る。
因する、ディザ振幅中のエラーを減少させたり、除去す
る。 【解決手段】 光伝送システムでレーザ１の周波数を制
御するレーザ周波数制御システムは、レーザに周波数変
調を施す手段３４、レーザの下流にあり周波数変調に起
因する信号中の振幅変調を決定する手段３５、周波数変
調とほぼ位相が直交する振幅変調部分を識別する手段３
６、識別した直交部分に基づいてレーザの周波数を制御
する手段３７より構成される。レーザの下流に位置する
光素子は、ＦＭをＡＭに変換する応答を有し、レーザか
らの応答、周波数出力は、送信信号の変調周波数中にあ
る不要なＡＭによるエラーなしに、相互にロックでき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに
おけるレーザ周波数制御システム、光コンポーネントの
周波数応答を制御するレーザ周波数制御システム、レー
ザ周波数を制御するレーザ周波数制御方法、光コンポー
ネントの周波数応答を制御するレーザ周波数制御方法、
光伝送システムにおける信号処理システム、および光伝
送システムにおける信号処理方法に関するものである。
おけるレーザ周波数制御システム、光コンポーネントの
周波数応答を制御するレーザ周波数制御システム、レー
ザ周波数を制御するレーザ周波数制御方法、光コンポー
ネントの周波数応答を制御するレーザ周波数制御方法、
光伝送システムにおける信号処理システム、および光伝
送システムにおける信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５，３４７，３９２号から
は、空洞にディザをかけ、その空洞が切り替えられると
きの出力強度の変動を監視することによって、可調共振
空洞変調器の応答をロックすることを知ることができ
る。このロック処理は、さらにディザを行うことなく、
ランダムデータ列のみを用いても可能である。
は、空洞にディザをかけ、その空洞が切り替えられると
きの出力強度の変動を監視することによって、可調共振
空洞変調器の応答をロックすることを知ることができ
る。このロック処理は、さらにディザを行うことなく、
ランダムデータ列のみを用いても可能である。
【０００３】低周波のディザ信号を送信光信号に重畳し
て、例えば、ノイズの監視、あるいは誘導ブリユアン散
乱（ＳＢＳ）の抑制といった、様々な目的に用いること
はよく知られている。米国特許第５，３７３，３８５号
（ダーシーおよびウッドワードによる）は、低周波ディ
ザによる光搬送波の周波数変調を開示している。この周
波数変調は、光伝送システムにおける誘導ブリユアン散
乱を低減させるよう機能し、マルチパス妨害が引き起こ
すノイズを減少させることができる。
て、例えば、ノイズの監視、あるいは誘導ブリユアン散
乱（ＳＢＳ）の抑制といった、様々な目的に用いること
はよく知られている。米国特許第５，３７３，３８５号
（ダーシーおよびウッドワードによる）は、低周波ディ
ザによる光搬送波の周波数変調を開示している。この周
波数変調は、光伝送システムにおける誘導ブリユアン散
乱を低減させるよう機能し、マルチパス妨害が引き起こ
すノイズを減少させることができる。
【０００４】原理的には、ディザ信号を用いて、受動的
な周波数基準となるような特定狭帯域光素子、あるいは
色分散補償器を、送信信号の動作波長にロックすること
が必要な場合、そのディザ信号を光素子に印加して、周
波数に対する応答を変化させたり、または、例えば、レ
ーザ源を直接変調することによって、光素子の上流にデ
ィザ信号を印加することができる。
な周波数基準となるような特定狭帯域光素子、あるいは
色分散補償器を、送信信号の動作波長にロックすること
が必要な場合、そのディザ信号を光素子に印加して、周
波数に対する応答を変化させたり、または、例えば、レ
ーザ源を直接変調することによって、光素子の上流にデ
ィザ信号を印加することができる。
【０００５】この周波数ディザの行われた信号が狭帯域
デバイスを通過するときに、小変調電流がレーザに印加
されて、光振幅を変調する場合（また、周波数変調をも
生じさせる場合）、周波数に対する応答勾配が、結果的
にＦＭからＡＭへの復調となる。レーザ出力周波数と狭
帯域デバイスの応答曲線との間の相対アライメントが変
化すると、勾配が有限なところで、ＦＭからＡＭへの復
調が起こる。勾配が急であればあるほど、ＦＭが大きく
復調される。
デバイスを通過するときに、小変調電流がレーザに印加
されて、光振幅を変調する場合（また、周波数変調をも
生じさせる場合）、周波数に対する応答勾配が、結果的
にＦＭからＡＭへの復調となる。レーザ出力周波数と狭
帯域デバイスの応答曲線との間の相対アライメントが変
化すると、勾配が有限なところで、ＦＭからＡＭへの復
調が起こる。勾配が急であればあるほど、ＦＭが大きく
復調される。
【０００６】通常、正弦波ディザ変調を用いて、単に同
期させて復調信号を検出し、また、ゼロ基本波の状態に
ロックすることにより、システムを狭帯域素子の中心に
ロックさせることができる。これは、印加されたディザ
変調信号と同相の監視信号の部分を、同期させて検出す
ることによって行われる。
期させて復調信号を検出し、また、ゼロ基本波の状態に
ロックすることにより、システムを狭帯域素子の中心に
ロックさせることができる。これは、印加されたディザ
変調信号と同相の監視信号の部分を、同期させて検出す
ることによって行われる。
【０００７】そこで、ディザ変調信号と同相の、検出さ
れたエラー信号を０方向にもっていくように、レーザの
出力周波数、または、狭帯域素子の応答を調整すること
ができる。エラーを０方向にもっていくことによって、
狭帯域素子の応答曲線のピークにロックすることが可能
となる。
れたエラー信号を０方向にもっていくように、レーザの
出力周波数、または、狭帯域素子の応答を調整すること
ができる。エラーを０方向にもっていくことによって、
狭帯域素子の応答曲線のピークにロックすることが可能
となる。
【０００８】図１は、公知の光伝送システムの概略ブロ
ック図である。図１において、レーザ１は、光出力を生
成し、それが外部変調器２へ送られ、続いて狭帯域フィ
ルタ３へと供給される。このレーザ出力の制御は、その
温度およびレーザ電流を制御することによってなされ
る。レーザ温度および／またはバイアス電流は、フィー
ドバック・ループにより制御される。
ック図である。図１において、レーザ１は、光出力を生
成し、それが外部変調器２へ送られ、続いて狭帯域フィ
ルタ３へと供給される。このレーザ出力の制御は、その
温度およびレーザ電流を制御することによってなされ
る。レーザ温度および／またはバイアス電流は、フィー
ドバック・ループにより制御される。
【０００９】このフィードバック・ループには、低域通
過フィルタ機能を有する光電変換器４、狭帯域フィルタ
３の監視出力とレーザに施されたディザ変調を示す信号
とを比較する位相感知比較器５がある。ディザ発生器６
は、レーザ電流を変調してレーザを直接変調するのに適
したディザを生成する。
過フィルタ機能を有する光電変換器４、狭帯域フィルタ
３の監視出力とレーザに施されたディザ変調を示す信号
とを比較する位相感知比較器５がある。ディザ発生器６
は、レーザ電流を変調してレーザを直接変調するのに適
したディザを生成する。
【００１０】位相感知比較器５は、狭帯域フィルタ３か
ら出力される監視信号の部分（ディザ発生器６の出力と
同相）を検出するよう動作する。狭帯域フィルタ３の出
力端に現れる、ディザの振幅を示すエラー信号は、温度
補償発生器７ａにフィード・バックされる。この温度補
償発生器７ａは、レーザ温度および／またはバイアス電
流を制御し、それによって、レーザの出力周波数を制御
する。
ら出力される監視信号の部分（ディザ発生器６の出力と
同相）を検出するよう動作する。狭帯域フィルタ３の出
力端に現れる、ディザの振幅を示すエラー信号は、温度
補償発生器７ａにフィード・バックされる。この温度補
償発生器７ａは、レーザ温度および／またはバイアス電
流を制御し、それによって、レーザの出力周波数を制御
する。
【００１１】位相感知比較器５の出力端におけるエラー
信号は、レーザの動作周波数における、フィルタ３の応
答勾配を示す。温度補償発生器７ａは、レーザ温度およ
び／またはバイアス電流を調節し、それによってレーザ
出力の周波数も調整するよう動作して、レーザの出力周
波数をフィルタの曲線勾配が０になる点、すなわち、応
答曲線のピークに移動して、エラー信号を０に減少させ
る。
信号は、レーザの動作周波数における、フィルタ３の応
答勾配を示す。温度補償発生器７ａは、レーザ温度およ
び／またはバイアス電流を調節し、それによってレーザ
出力の周波数も調整するよう動作して、レーザの出力周
波数をフィルタの曲線勾配が０になる点、すなわち、応
答曲線のピークに移動して、エラー信号を０に減少させ
る。
【００１２】レーザ周波数を安定させる方法の一例とし
て、注入電流を直接変調し、出力に５０ＭＨｚの周波数
変調を起こして、それを、ファブリ・ペロー・エタロン
を介して出力するものがある。そして、この注入電流
は、周波数エラー信号に基づいて制御され、レーザ周波
数がエタロンの共鳴振動数にロックされる。これは、リ
ー（Ｌｅｅ）らによる、「直接変調レーザの周波数安定
化」（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．６１（９），
１９９０年９月、２４７８〜２４８０頁）に開示されて
いる。
て、注入電流を直接変調し、出力に５０ＭＨｚの周波数
変調を起こして、それを、ファブリ・ペロー・エタロン
を介して出力するものがある。そして、この注入電流
は、周波数エラー信号に基づいて制御され、レーザ周波
数がエタロンの共鳴振動数にロックされる。これは、リ
ー（Ｌｅｅ）らによる、「直接変調レーザの周波数安定
化」（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．６１（９），
１９９０年９月、２４７８〜２４８０頁）に開示されて
いる。
【００１３】図２は、図１に類似した構成を示してお
り、そこでは、エラー信号が、可調フィルタ２３のピー
ク周波数を制御する応答制御手段８へ送られ、レーザの
出力周波数と一直線上にピーク周波数が保持されるよう
になる。
り、そこでは、エラー信号が、可調フィルタ２３のピー
ク周波数を制御する応答制御手段８へ送られ、レーザの
出力周波数と一直線上にピーク周波数が保持されるよう
になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記のレーザ周波数制
御システムや、ディザ発生源の下流に位置するディザの
振幅の検出に依存するノイズ監視システム、または他の
監視システムにおける精度不良の原因の一つに、このデ
ィザと同じ周波数で他に振幅変調源が発生しうるという
ことがある。特に、半導体レーザの多くは、直接変調さ
れるときに、ＦＭだけではなくＡＭをも発生する。
御システムや、ディザ発生源の下流に位置するディザの
振幅の検出に依存するノイズ監視システム、または他の
監視システムにおける精度不良の原因の一つに、このデ
ィザと同じ周波数で他に振幅変調源が発生しうるという
ことがある。特に、半導体レーザの多くは、直接変調さ
れるときに、ＦＭだけではなくＡＭをも発生する。
【００１５】これによって、上述のレーザ周波数制御シ
ステムには、「整合残存エラーがある」ことを意味する
エラーが生じる。これは、レーザ生成によるＡＭを打ち
消すような復調ＦＭに対する応答中に、十分な勾配を有
する点では、エラーが０となるためである。勾配が最も
急なところで、発生したＡＭが最大復調ＦＭより大きけ
れば、レーザ周波数制御システムはロック処理を行なわ
ない。
ステムには、「整合残存エラーがある」ことを意味する
エラーが生じる。これは、レーザ生成によるＡＭを打ち
消すような復調ＦＭに対する応答中に、十分な勾配を有
する点では、エラーが０となるためである。勾配が最も
急なところで、発生したＡＭが最大復調ＦＭより大きけ
れば、レーザ周波数制御システムはロック処理を行なわ
ない。
【００１６】また、ディザを、制御用ではなく監視用と
して用いる場合、レーザによって発生されたＡＭは、監
視結果に定常的なエラーを引き起こすという問題があ
る。
して用いる場合、レーザによって発生されたＡＭは、監
視結果に定常的なエラーを引き起こすという問題があ
る。
【００１７】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、上記従来の方法および
システムを改良することである。
ので、その目的とするところは、上記従来の方法および
システムを改良することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、以下の構成を備える。本発明の第１の態
様によれば、光伝送システムにおけるレーザの周波数を
制御するレーザ周波数制御システムであって、このレー
ザの光出力は光素子を通過し、この光素子の出力振幅
は、入力周波数および入力振幅に依存し、当該レーザ周
波数制御システムは、上記レーザに変調を施して、この
レーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせる手
段と、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出する検
出手段と、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相
が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定する
決定手段と、上記直交する部分に基づいて上記レーザの
周波数を制御する制御手段とを備えるレーザ周波数制御
システムが提供される。
め、本発明は、以下の構成を備える。本発明の第１の態
様によれば、光伝送システムにおけるレーザの周波数を
制御するレーザ周波数制御システムであって、このレー
ザの光出力は光素子を通過し、この光素子の出力振幅
は、入力周波数および入力振幅に依存し、当該レーザ周
波数制御システムは、上記レーザに変調を施して、この
レーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせる手
段と、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出する検
出手段と、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相
が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定する
決定手段と、上記直交する部分に基づいて上記レーザの
周波数を制御する制御手段とを備えるレーザ周波数制御
システムが提供される。
【００１９】また、本発明において、レーザ振幅変調
は、レーザ電流を直接変調することによって行われる。
素子は狭帯域フィルタが好ましい。
は、レーザ電流を直接変調することによって行われる。
素子は狭帯域フィルタが好ましい。
【００２０】本発明の他の態様によれば、光伝送システ
ムにおいてレーザ下流の光素子の周波数応答を制御する
レーザ周波数制御システムであって、この光素子の出力
振幅は、入力周波数および入力振幅に依存し、当該レー
ザ周波数制御システムは、上記レーザに変調を施して、
このレーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせ
る手段と、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出す
る検出手段と、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ
位相が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定
する決定手段と、上記直交する部分に基づいて上記光素
子の周波数応答を制御する制御手段とを備えるレーザ周
波数制御システムが提供される。
ムにおいてレーザ下流の光素子の周波数応答を制御する
レーザ周波数制御システムであって、この光素子の出力
振幅は、入力周波数および入力振幅に依存し、当該レー
ザ周波数制御システムは、上記レーザに変調を施して、
このレーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせ
る手段と、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出す
る検出手段と、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ
位相が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定
する決定手段と、上記直交する部分に基づいて上記光素
子の周波数応答を制御する制御手段とを備えるレーザ周
波数制御システムが提供される。
【００２１】また、本発明の他の態様によれば、光伝送
システムにおいてレーザの周波数を制御する制御方法で
あって、このレーザの光出力は光素子を通過し、この光
素子の出力振幅は、入力周波数および入力振幅に依存
し、当該制御方法は、上記レーザに変調を施して、この
レーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせるス
テップと、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出す
るステップと、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ
位相が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定
するステップと、上記直交する部分に基づいて上記レー
ザの周波数を制御するステップとを備える制御方法が提
供される。
システムにおいてレーザの周波数を制御する制御方法で
あって、このレーザの光出力は光素子を通過し、この光
素子の出力振幅は、入力周波数および入力振幅に依存
し、当該制御方法は、上記レーザに変調を施して、この
レーザの光出力に周波数変調と振幅変調を生じさせるス
テップと、上記光素子の出力に現れる振幅変調を検出す
るステップと、上記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ
位相が直交する、上記検出された振幅変調の部分を決定
するステップと、上記直交する部分に基づいて上記レー
ザの周波数を制御するステップとを備える制御方法が提
供される。
【００２２】さらに、本発明の他の態様によれば、光伝
送システムにおいてレーザ下流の光素子の周波数応答を
制御する制御方法であって、この光素子の出力振幅は、
入力周波数および入力振幅に依存し、当該制御方法は、
上記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせるステップと、上記光素子
の出力に現れる振幅変調を検出するステップと、上記レ
ーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交する、上記
検出された振幅変調の部分を決定するステップと、上記
決定された部分に基づいて上記光素子の周波数応答を制
御するステップとを備える制御方法が提供される。
送システムにおいてレーザ下流の光素子の周波数応答を
制御する制御方法であって、この光素子の出力振幅は、
入力周波数および入力振幅に依存し、当該制御方法は、
上記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせるステップと、上記光素子
の出力に現れる振幅変調を検出するステップと、上記レ
ーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交する、上記
検出された振幅変調の部分を決定するステップと、上記
決定された部分に基づいて上記光素子の周波数応答を制
御するステップとを備える制御方法が提供される。
【００２３】本発明のさらなる態様によれば、光伝送シ
ステムにおいてレーザの下流の信号を処理し、そのレー
ザの出力に施された周波数変調の効果を判定する信号処
理システムにおいて、上記信号中に存在し、上記施され
た周波数変調に属する振幅変調を決定する手段と、上記
施された周波数変調にほぼ位相が直交する上記振幅変調
の部分を決定する手段とを備える信号処理システムが提
供される。
ステムにおいてレーザの下流の信号を処理し、そのレー
ザの出力に施された周波数変調の効果を判定する信号処
理システムにおいて、上記信号中に存在し、上記施され
た周波数変調に属する振幅変調を決定する手段と、上記
施された周波数変調にほぼ位相が直交する上記振幅変調
の部分を決定する手段とを備える信号処理システムが提
供される。
【００２４】また、本発明の他の態様によれば、光伝送
システムにおいてレーザの下流の信号を処理し、そのレ
ーザの出力に施された周波数変調の効果を判定する信号
処理方法において、上記信号中に存在し、上記施された
周波数変調に属する振幅変調を決定するステップと、上
記施された周波数変調にほぼ位相が直交する上記振幅変
調の部分を決定するステップとを備える信号処理方法が
提供される。
システムにおいてレーザの下流の信号を処理し、そのレ
ーザの出力に施された周波数変調の効果を判定する信号
処理方法において、上記信号中に存在し、上記施された
周波数変調に属する振幅変調を決定するステップと、上
記施された周波数変調にほぼ位相が直交する上記振幅変
調の部分を決定するステップとを備える信号処理方法が
提供される。
【００２５】
実施の形態１．本発明をより良く理解できるように、ま
た、本発明が、どのようにして実施されるのかについ
て、例を用いて説明するため、以下、図面を用いて発明
の実施の形態を説明する。
た、本発明が、どのようにして実施されるのかについ
て、例を用いて説明するため、以下、図面を用いて発明
の実施の形態を説明する。
【００２６】図３を用いて、本発明に係る改善された構
成を説明する。本発明は、（印加された変調電流、およ
び、その結果としての振幅変調に対して）ＦＭ変調の位
相が、変調周波数とともに変動するという事実を利用し
ている。半導体レーザは、一般的に直流から高周波ま
で、印加された電流変調と光出力の強度（振幅変調）と
の間に、無視できる位相差を呈する。
成を説明する。本発明は、（印加された変調電流、およ
び、その結果としての振幅変調に対して）ＦＭ変調の位
相が、変調周波数とともに変動するという事実を利用し
ている。半導体レーザは、一般的に直流から高周波ま
で、印加された電流変調と光出力の強度（振幅変調）と
の間に、無視できる位相差を呈する。
【００２７】これによって、半導体レーザを、かなりの
高データ速度による直接変調に用いたり、直流までのス
ペクトル成分を有するデータ・パターンで用いることが
できるようになる。反対に、周波数変調特性は、情報帯
域幅に渡って変化する。中〜高周波数（例えば、１０Ｍ
Ｈｚ〜１ＧＨｚ）では、レーザ周波数が駆動電流ととも
に増加する。これは、ホール密度の増加による屈折率の
減少が主に影響するからである。直接変調されたレーザ
では、通常、このキャリヤ効果ＦＭが、主なチャープ・
メカニズムとなる。
高データ速度による直接変調に用いたり、直流までのス
ペクトル成分を有するデータ・パターンで用いることが
できるようになる。反対に、周波数変調特性は、情報帯
域幅に渡って変化する。中〜高周波数（例えば、１０Ｍ
Ｈｚ〜１ＧＨｚ）では、レーザ周波数が駆動電流ととも
に増加する。これは、ホール密度の増加による屈折率の
減少が主に影響するからである。直接変調されたレーザ
では、通常、このキャリヤ効果ＦＭが、主なチャープ・
メカニズムとなる。
【００２８】直流および低周波数では、レーザの熱膨張
によって生じるもう１つのＦＭメカニズムの影響を受け
て、周波数が駆動電流とともに減少する。高周波数で
は、熱慣性のせいで、この影響がなくなり、位相が同相
へと変化する。従って、低周波数では、これら２つの影
響が逆相になっている。
によって生じるもう１つのＦＭメカニズムの影響を受け
て、周波数が駆動電流とともに減少する。高周波数で
は、熱慣性のせいで、この影響がなくなり、位相が同相
へと変化する。従って、低周波数では、これら２つの影
響が逆相になっている。
【００２９】状態図の下半分では、４つの異なった周波
数に対する熱効果が示されている。曲線は、周波数が変
化するにつれて、ベクトルの先端がたどる経路を示して
いる。低周波数では、位相は、キャリヤ効果成分の位相
からほぼ１８０゜離れ、高周波数では、位相が、キャリ
ヤ効果成分の位相から９０゜離れる。図から分かるよう
に、熱効果の大きさは、周波数が増加するにつれて小さ
くなる。
数に対する熱効果が示されている。曲線は、周波数が変
化するにつれて、ベクトルの先端がたどる経路を示して
いる。低周波数では、位相は、キャリヤ効果成分の位相
からほぼ１８０゜離れ、高周波数では、位相が、キャリ
ヤ効果成分の位相から９０゜離れる。図から分かるよう
に、熱効果の大きさは、周波数が増加するにつれて小さ
くなる。
【００３０】全ＦＭ出力は、これら２つの成分のベクト
ル和である。このことが、２つの周波数に対して示され
ている。広い周波数範囲に渡って、周波数変調に直交す
る、かなりのベクトル和の成分が存在する。図３では、
ベクトル和がどの程度右側に伸びているかが、直交成分
の強度を示すことになる。
ル和である。このことが、２つの周波数に対して示され
ている。広い周波数範囲に渡って、周波数変調に直交す
る、かなりのベクトル和の成分が存在する。図３では、
ベクトル和がどの程度右側に伸びているかが、直交成分
の強度を示すことになる。
【００３１】変調周波数は、ベクトル和の直交成分の大
きさが最大となるように選ぶのがよい。通常、キャリヤ
密度の変動およびレーザ素子中の熱特性によって異なる
が、数１０から数１００ｋＨｚにおいて最大値が得られ
る。これらは、使用する特定の装置構成によって変わ
る。さらに、直交信号の大きさは、レーザのＦＭ／ＡＭ
係数が違えば変わる。
きさが最大となるように選ぶのがよい。通常、キャリヤ
密度の変動およびレーザ素子中の熱特性によって異なる
が、数１０から数１００ｋＨｚにおいて最大値が得られ
る。これらは、使用する特定の装置構成によって変わ
る。さらに、直交信号の大きさは、レーザのＦＭ／ＡＭ
係数が違えば変わる。
【００３２】それでも、これらが影響して、制御ループ
においてオフセット・エラーが生じることはない。それ
は、このループが単に０エラーに安定するためである。
施した変調に対して、直交する部分のみを検出し、使用
することによって、不必要なＡＭによって生じるオフセ
ット・エラーを減少させたり、あるいは除去することが
できる。
においてオフセット・エラーが生じることはない。それ
は、このループが単に０エラーに安定するためである。
施した変調に対して、直交する部分のみを検出し、使用
することによって、不必要なＡＭによって生じるオフセ
ット・エラーを減少させたり、あるいは除去することが
できる。
【００３３】実施の形態２．図４は、本発明の他の実施
の形態に係るレーザ周波数制御システムを概略的に示す
図である。このレーザ周波数制御システムは、レーザ１
の周波数を制御するのに用いられる。このレーザ１は光
信号を出力し、出力された光信号は、素子３２を通過す
る。素子３２は、狭帯域フィルタ、あるいは、それに相
当するもので、例えば、狭帯域周波数応答や狭帯域吸収
ガス・セルを有するファイバ・グレーティング分散補償
器である。この素子の応答の勾配が急であればあるほ
ど、また、そのピークが急峻であればあるほど、レーザ
の周波数制御を精度良く行うことができる。
の形態に係るレーザ周波数制御システムを概略的に示す
図である。このレーザ周波数制御システムは、レーザ１
の周波数を制御するのに用いられる。このレーザ１は光
信号を出力し、出力された光信号は、素子３２を通過す
る。素子３２は、狭帯域フィルタ、あるいは、それに相
当するもので、例えば、狭帯域周波数応答や狭帯域吸収
ガス・セルを有するファイバ・グレーティング分散補償
器である。この素子の応答の勾配が急であればあるほ
ど、また、そのピークが急峻であればあるほど、レーザ
の周波数制御を精度良く行うことができる。
【００３４】レーザ周波数制御システム３３は、振幅変
調決定手段３５、施した周波数変調に直交する部分を識
別する識別手段３６、この直交部分に基づいてレーザの
出力周波数を制御する制御手段３７を含んでいる。好ま
しくは、この制御手段３７は、直交成分を０方向にもっ
ていくよう構成して、レーザ周波数を、素子３２の周波
数応答のピークにロックするようにする。この直交成分
を、強いて０でない特定の値にすることによって、既知
の勾配の１点にロックするように構成することもでき
る。これは、頭頂部が平坦な応答を有するフィルタの片
側にロックするのに有用である。
調決定手段３５、施した周波数変調に直交する部分を識
別する識別手段３６、この直交部分に基づいてレーザの
出力周波数を制御する制御手段３７を含んでいる。好ま
しくは、この制御手段３７は、直交成分を０方向にもっ
ていくよう構成して、レーザ周波数を、素子３２の周波
数応答のピークにロックするようにする。この直交成分
を、強いて０でない特定の値にすることによって、既知
の勾配の１点にロックするように構成することもでき
る。これは、頭頂部が平坦な応答を有するフィルタの片
側にロックするのに有用である。
【００３５】図４には、周波数変調適用手段３４も示さ
れている。この周波数変調適用手段３４は、識別手段３
６にも供給を行って、この識別手段３６がレーザ変調に
直交する部分を得るようにしている。
れている。この周波数変調適用手段３４は、識別手段３
６にも供給を行って、この識別手段３６がレーザ変調に
直交する部分を得るようにしている。
【００３６】レーザ変調は、レーザの光出力より決定す
ることができる。しかし、それには、光電変換が必要で
あるが、この変換がハードウエアのコストを高くする。
これは、図８において、素子３２がレーザと共存してい
ない場合に必要となる。印加された変調信号とレーザ出
力との間に、ほとんど位相推移がなければ（通常、顕著
な直交成分がある最適周波数範囲において、このように
なる）、レーザに印加された変調信号を用いてレーザ変
調を示す方が、より便利である。
ることができる。しかし、それには、光電変換が必要で
あるが、この変換がハードウエアのコストを高くする。
これは、図８において、素子３２がレーザと共存してい
ない場合に必要となる。印加された変調信号とレーザ出
力との間に、ほとんど位相推移がなければ（通常、顕著
な直交成分がある最適周波数範囲において、このように
なる）、レーザに印加された変調信号を用いてレーザ変
調を示す方が、より便利である。
【００３７】実施の形態３ 図５は、図４の構成について、その一例を示す。図５に
おいて、光素子はフィルタ３として示されている。光路
中には、外部変調器２もある。ディザ発生器６は、レー
ザ電流を変調し、それによって、レーザ出力が振幅およ
び周波数変調されるようにしている。レーザ出力の周波
数はまた、温度制御手段７でオフセット状態に調節され
る。
おいて、光素子はフィルタ３として示されている。光路
中には、外部変調器２もある。ディザ発生器６は、レー
ザ電流を変調し、それによって、レーザ出力が振幅およ
び周波数変調されるようにしている。レーザ出力の周波
数はまた、温度制御手段７でオフセット状態に調節され
る。
【００３８】この温度制御手段７は、位相感知比較器５
の出力に低域通過フィルタをかけて得られたエラー信号
を受信する。このエラー信号は、レーザ電流に施された
変調に直交するフィルタ３の出力上の、振幅変調の量に
比例する直流値を有している。温度制御手段７は、レー
ザ１の周波数を調節して、エラーを０方向に減らした
り、所定値に減少させるよう動作する。施した変調に直
交する部分を検出するには、その変調の位相を、位相推
移（−Π／２位相推移）手段９を用いて推移させる。こ
の位相推移手段９からの出力は、位相感知比較器５に印
加される。
の出力に低域通過フィルタをかけて得られたエラー信号
を受信する。このエラー信号は、レーザ電流に施された
変調に直交するフィルタ３の出力上の、振幅変調の量に
比例する直流値を有している。温度制御手段７は、レー
ザ１の周波数を調節して、エラーを０方向に減らした
り、所定値に減少させるよう動作する。施した変調に直
交する部分を検出するには、その変調の位相を、位相推
移（−Π／２位相推移）手段９を用いて推移させる。こ
の位相推移手段９からの出力は、位相感知比較器５に印
加される。
【００３９】位相推移手段９は、位相ロックループによ
って実現できる。位相ロックループは、同期検出を行
い、その結果を積分する。積分された結果は、出力を０
にするようフィード・バックされる。単一の周波数や、
十分に狭い帯域に対して、出力は入力に直交する。この
積分機能によって、位相ロックループは、狭い範囲の周
波数の平均直交値を示す出力を生成することができる。
って実現できる。位相ロックループは、同期検出を行
い、その結果を積分する。積分された結果は、出力を０
にするようフィード・バックされる。単一の周波数や、
十分に狭い帯域に対して、出力は入力に直交する。この
積分機能によって、位相ロックループは、狭い範囲の周
波数の平均直交値を示す出力を生成することができる。
【００４０】このような狭い範囲の周波数では、わずか
に異なる位相推移を経た、異なるスペクトル成分による
エラーが生じる。しかしながら、位相ロック処理は、そ
のようなエラーの総計を強制的に０にすることができ、
その結果、平均直交出力を生成する。
に異なる位相推移を経た、異なるスペクトル成分による
エラーが生じる。しかしながら、位相ロック処理は、そ
のようなエラーの総計を強制的に０にすることができ、
その結果、平均直交出力を生成する。
【００４１】上述のように、レーザ出力における周波数
変調は、フィルタ３の応答に勾配があるため、いくらか
振幅変調を起こす。この振幅変調の量は、光電変換手段
４によって検出される。光電変換手段（通常は、ＰＩＮ
ダイオード）４は、関連する電気増幅段とともに、顕著
な低域通過のフィルタ効果を有する。
変調は、フィルタ３の応答に勾配があるため、いくらか
振幅変調を起こす。この振幅変調の量は、光電変換手段
４によって検出される。光電変換手段（通常は、ＰＩＮ
ダイオード）４は、関連する電気増幅段とともに、顕著
な低域通過のフィルタ効果を有する。
【００４２】実施の形態４．ディザ発生器６によって施
された変調は、制御ループをもっと簡単かつ安価に構成
できるようにするため、比較的低周波数でなければなら
ない。様々な異なる目的にディザを適用することができ
るので、そのディザに含まれる周波数範囲がある。従っ
て、図６に示すように、ディザが位相推移手段９に入力
される前段階に、狭帯域フィルタ１０を設けるようにし
ても良い。
された変調は、制御ループをもっと簡単かつ安価に構成
できるようにするため、比較的低周波数でなければなら
ない。様々な異なる目的にディザを適用することができ
るので、そのディザに含まれる周波数範囲がある。従っ
て、図６に示すように、ディザが位相推移手段９に入力
される前段階に、狭帯域フィルタ１０を設けるようにし
ても良い。
【００４３】選択された周波数範囲は、施された変調に
ついて良好な直交ＦＭ成分が得られるような範囲でなけ
ばならない。これは、１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの
範囲にあることになる。この範囲から狭帯域のみが選択
された場合、直交条件をより正確に設定できることか
ら、位相感知比較器５の動作が増強される。
ついて良好な直交ＦＭ成分が得られるような範囲でなけ
ばならない。これは、１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの
範囲にあることになる。この範囲から狭帯域のみが選択
された場合、直交条件をより正確に設定できることか
ら、位相感知比較器５の動作が増強される。
【００４４】実施の形態５．図７に別の例を示す。図７
において、ディザ発生器６からの直交出力は、直接、位
相感知比較器５に供給される。これにより、位相ロック
・ループといった位相推移手段、および、その前段に位
置するフィルタが不要となる。このディザ発生器６は、
正弦波あるいは方形波ディザを生成する発振器でもよ
い。この場合、高速発振器を分割することによって、簡
単に直交信号を生成することができる。
において、ディザ発生器６からの直交出力は、直接、位
相感知比較器５に供給される。これにより、位相ロック
・ループといった位相推移手段、および、その前段に位
置するフィルタが不要となる。このディザ発生器６は、
正弦波あるいは方形波ディザを生成する発振器でもよ
い。この場合、高速発振器を分割することによって、簡
単に直交信号を生成することができる。
【００４５】一方、ディザ発生器６は、より複雑なデー
タ・パターンを生成するものでもよい。例えば、ミラー
符号化された２進パターンが変調に適しており、この場
合、適当な周波数範囲に渡るスペクトルを有する、この
データ・パターンに直交する信号を生成できたり、ある
いは、データ・パターンの１つの主スペクトル線に直交
する、デューティが５０％の正弦波または方形波信号を
生成することができる。短波長パターンを使用する場合
には、直交信号を取り出すことができるような、十分な
主スペクトル線がなければならない。
タ・パターンを生成するものでもよい。例えば、ミラー
符号化された２進パターンが変調に適しており、この場
合、適当な周波数範囲に渡るスペクトルを有する、この
データ・パターンに直交する信号を生成できたり、ある
いは、データ・パターンの１つの主スペクトル線に直交
する、デューティが５０％の正弦波または方形波信号を
生成することができる。短波長パターンを使用する場合
には、直交信号を取り出すことができるような、十分な
主スペクトル線がなければならない。
【００４６】実施の形態６．図８は、本発明に係る別の
実施の形態を概略的に示す。図８に示す実施の形態は、
以下の点で、図４の実施の形態と異なる。すなわち、制
御手段６７が、レーザ１の出力周波数の代わりに、素子
３２の周波数応答を調節するようになっている。この実
施の形態でも、周波数変調適用手段３４によって、レー
ザ１にディザが施される。
実施の形態を概略的に示す。図８に示す実施の形態は、
以下の点で、図４の実施の形態と異なる。すなわち、制
御手段６７が、レーザ１の出力周波数の代わりに、素子
３２の周波数応答を調節するようになっている。この実
施の形態でも、周波数変調適用手段３４によって、レー
ザ１にディザが施される。
【００４７】同様に、制御手段６７もまた、施したレー
ザ変調に直交する、決定した振幅変調の部分に応じて動
作できる。この制御手段６７は、素子３２の周波数応答
を調節して、直交成分を０方向に減少させるよう動作す
る。これにより、素子の周波数応答を、レーザ１の出力
周波数にロックすることが可能となる。上記すべての場
合において、レーザ出力の周波数変動は非常に少なく、
通常は、数ＧＨｚとなる。
ザ変調に直交する、決定した振幅変調の部分に応じて動
作できる。この制御手段６７は、素子３２の周波数応答
を調節して、直交成分を０方向に減少させるよう動作す
る。これにより、素子の周波数応答を、レーザ１の出力
周波数にロックすることが可能となる。上記すべての場
合において、レーザ出力の周波数変動は非常に少なく、
通常は、数ＧＨｚとなる。
【００４８】実施の形態７．図９において、応答制御手
段８は、図８における制御手段６７の機能を行う。この
応答制御手段８は、可調フィルタ２３を駆動して、位相
感知比較器５から出力される直交成分、またはエラー信
号を０方向に減らす。実際には、このような制御手段
は、ディジタル・マイクロプロセッサで実現できる。同
様に、温度補償発生器７ａ（図１参照）も、適当な制御
アルゴリズムを実行する蓄積プログラムを有するディジ
タル・マイクロプロセッサで実現できる。
段８は、図８における制御手段６７の機能を行う。この
応答制御手段８は、可調フィルタ２３を駆動して、位相
感知比較器５から出力される直交成分、またはエラー信
号を０方向に減らす。実際には、このような制御手段
は、ディジタル・マイクロプロセッサで実現できる。同
様に、温度補償発生器７ａ（図１参照）も、適当な制御
アルゴリズムを実行する蓄積プログラムを有するディジ
タル・マイクロプロセッサで実現できる。
【００４９】位相感知比較器５は、従来のアナログ回
路、または、原理的にはマイクロプロセッサやディジタ
ル信号プロセッサで、ディジタル形式で実現できる。
路、または、原理的にはマイクロプロセッサやディジタ
ル信号プロセッサで、ディジタル形式で実現できる。
【００５０】光素子、または、レーザの下流における信
号中の振幅変調を決定する手段は、レーザ周波数制御シ
ステムやレーザの近くに配置する必要はない。従って、
レーザから離れた位置にあるフィルタを、レーザの周波
数制御に用いることができる。さらに、レーザから離れ
たところに位置する可調フィルタを、離れた位置にある
レーザに施したディザを用いて、上記のレーザ周波数制
御システムに基づいて制御するようにしてもよい。この
場合、離れたフィルタへの入力をタップ出しすることに
よって、遠隔におけるレーザ振幅変調を示す信号を取り
出すのが好ましい。この信号は、図５との関連で説明し
たように、位相推移の後、直交検出器に入力される。
号中の振幅変調を決定する手段は、レーザ周波数制御シ
ステムやレーザの近くに配置する必要はない。従って、
レーザから離れた位置にあるフィルタを、レーザの周波
数制御に用いることができる。さらに、レーザから離れ
たところに位置する可調フィルタを、離れた位置にある
レーザに施したディザを用いて、上記のレーザ周波数制
御システムに基づいて制御するようにしてもよい。この
場合、離れたフィルタへの入力をタップ出しすることに
よって、遠隔におけるレーザ振幅変調を示す信号を取り
出すのが好ましい。この信号は、図５との関連で説明し
たように、位相推移の後、直交検出器に入力される。
【００５１】なお、その他の変形例については、請求の
範囲を逸脱しない限りにおいて可能である。本発明は、
特にレーザ周波数制御システムに適用できるが、他の用
途については、ディザ信号を他の目的に用いたり、レー
ザ１や光路中にある他の素子がもたらす不要なＡＭをフ
ィルタで除くのが好ましい場合に可能である。
範囲を逸脱しない限りにおいて可能である。本発明は、
特にレーザ周波数制御システムに適用できるが、他の用
途については、ディザ信号を他の目的に用いたり、レー
ザ１や光路中にある他の素子がもたらす不要なＡＭをフ
ィルタで除くのが好ましい場合に可能である。
【００５２】さらに、当業者に明らかなように、上記の
好適な特性は、相互に組み合わせたり、本発明の他の態
様と組み合わせてもよい。
好適な特性は、相互に組み合わせたり、本発明の他の態
様と組み合わせてもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、レーザ
変調によって振幅および周波数変調が生じるが、ＦＭ変
調の位相は、変調周波数によって変化するのに対して、
生成されたＡＭは、周波数に対して無視できる位相差を
示す、という事実に基づいてなされたものである。すな
わち、広範囲な周波数に渡って、ディザ変調の結果出力
される「不要な」ＡＭ部分に直交する、レーザ出力とし
てのＦＭ変調成分が存在し、この範囲の周波数でレーザ
を変調することで、また、この直交する成分だけを検出
することによって、不要なＡＭに起因する、検出したデ
ィザ振幅中のエラーを減少させたり、除去することがで
きる。
変調によって振幅および周波数変調が生じるが、ＦＭ変
調の位相は、変調周波数によって変化するのに対して、
生成されたＡＭは、周波数に対して無視できる位相差を
示す、という事実に基づいてなされたものである。すな
わち、広範囲な周波数に渡って、ディザ変調の結果出力
される「不要な」ＡＭ部分に直交する、レーザ出力とし
てのＦＭ変調成分が存在し、この範囲の周波数でレーザ
を変調することで、また、この直交する成分だけを検出
することによって、不要なＡＭに起因する、検出したデ
ィザ振幅中のエラーを減少させたり、除去することがで
きる。
【００５４】例えば、レーザが生成する不要なＡＭ量
は、デバイスにより、また、時間により変化するため、
それが、検出されたディザ振幅から除去されない限り、
補償することは困難であるから、上記エラーを減少させ
ることや除去することは、特に、不要なＡＭ量が変わる
ときに有用である。
は、デバイスにより、また、時間により変化するため、
それが、検出されたディザ振幅から除去されない限り、
補償することは困難であるから、上記エラーを減少させ
ることや除去することは、特に、不要なＡＭ量が変わる
ときに有用である。
【００５５】また、本発明によれば、レーザの振幅変調
と決定された振幅変調との比較を行う位相感知比較手段
を備えることで、レーザ変調に起因する、検出された変
調部分を他の部分と切り離すことができる。
と決定された振幅変調との比較を行う位相感知比較手段
を備えることで、レーザ変調に起因する、検出された変
調部分を他の部分と切り離すことができる。
【００５６】本発明によれば、位相感知比較手段への入
力の前に、レーザの振幅変調または検出された振幅変調
を示す信号を、他の変調に対して位相推移させる手段を
備えることで、レーザ変調とほぼ位相が直交する部分を
得ることができる。
力の前に、レーザの振幅変調または検出された振幅変調
を示す信号を、他の変調に対して位相推移させる手段を
備えることで、レーザ変調とほぼ位相が直交する部分を
得ることができる。
【００５７】本発明によれば、位相感知比較手段への入
力用に直交信号を出力して、位相推移を行うよう動作す
るディザ発振器を備えることで、位相推移手段が不要と
なり、構成を簡単にすることができる。
力用に直交信号を出力して、位相推移を行うよう動作す
るディザ発振器を備えることで、位相推移手段が不要と
なり、構成を簡単にすることができる。
【００５８】また、本発明によれば、選択された周波数
帯を抽出し、この選択した周波数帯を、検出された振幅
変調の部分より区別する手段を備えることが、特にレー
ザ変調が広範囲の周波数に渡る場合、有用である。そし
て、位相感知比較手段は、それが、周波数の制限された
範囲で動作する場合、より良い結果を生む。周波数を選
択するフィルタは、この位相感知比較手段へのいずれか
の入力側に設置するか、双方の入力側に設置できる。
帯を抽出し、この選択した周波数帯を、検出された振幅
変調の部分より区別する手段を備えることが、特にレー
ザ変調が広範囲の周波数に渡る場合、有用である。そし
て、位相感知比較手段は、それが、周波数の制限された
範囲で動作する場合、より良い結果を生む。周波数を選
択するフィルタは、この位相感知比較手段へのいずれか
の入力側に設置するか、双方の入力側に設置できる。
【００５９】本発明によれば、通過した部分を監視する
代わりに、素子によって除去された入力信号の部分を決
定する手段を備えることによって、制御ループに対する
帯域幅を改善することができ、特に、その素子が、信号
電力の内、通過するより除去する量が多くなるよう構成
された狭帯域フィルタの場合、帯域幅を良好に改善でき
る。また、この素子が３ポート・フィルタの場合、除去
された信号を直接、測定することができる。
代わりに、素子によって除去された入力信号の部分を決
定する手段を備えることによって、制御ループに対する
帯域幅を改善することができ、特に、その素子が、信号
電力の内、通過するより除去する量が多くなるよう構成
された狭帯域フィルタの場合、帯域幅を良好に改善でき
る。また、この素子が３ポート・フィルタの場合、除去
された信号を直接、測定することができる。
【００６０】本発明によれば、レーザ振幅と位相の直交
した検出部分を最大にするようレーザ振幅を決定するこ
とで、制御ループ内のノイズを最小にする効果が得ら
れ、従って、レーザ変調の検出精度も向上する。
した検出部分を最大にするようレーザ振幅を決定するこ
とで、制御ループ内のノイズを最小にする効果が得ら
れ、従って、レーザ変調の検出精度も向上する。
【００６１】さらに、本発明によれば、制御手段が、レ
ーザの周波数と光素子の周波数応答との一定の関係を維
持するよう動作することで、ある素子を他の素子に対し
てロックするという顕著な効果が得られる。
ーザの周波数と光素子の周波数応答との一定の関係を維
持するよう動作することで、ある素子を他の素子に対し
てロックするという顕著な効果が得られる。
【図１】 レーザの周波数制御を行う、従来の光伝送シ
ステムを概略的に示す図である。
ステムを概略的に示す図である。
【図２】 可調フィルタの応答が制御される、同様な光
伝送システムを示す図である。
伝送システムを示す図である。
【図３】 レーザによって出力された周波数変調のベク
トル和がどのように周波数とともに変化するかを示す位
相図である。
トル和がどのように周波数とともに変化するかを示す位
相図である。
【図４】 レーザ周波数制御システムがレーザの周波数
を制御する、本発明の実施の形態を示す図である。
を制御する、本発明の実施の形態を示す図である。
【図５】 図４の実施の形態をより詳細に示す図であ
る。
る。
【図６】 図４の実施の形態について、別の例を概略的
に示す図である。
に示す図である。
【図７】 図４の実施の形態について、さらに別の例を
概略的に示す図である。
概略的に示す図である。
【図８】 可調素子の制御を示す、本発明のもう１つの
実施の形態を概略的に示す図である。
実施の形態を概略的に示す図である。
【図９】 図８の実施の形態について可能な例を概略的
に示す図である。
に示す図である。
１…レーザ、２…外部変調器、３…フィルタ、４…光電
変換器および低域通過フィルタ、５…位相感知比較器、
６…ディザ発生器、７…温度制御手段、７ａ…温度補償
発生器、８…応答制御手段、９…位相推移手段、１０…
狭帯域フィルタ、２３…可調フィルタ、３２…素子、３
３…レーザ周波数制御システム、３４…周波数変調適用
手段、３５…振幅変調決定手段、３６…識別手段、３
７，６７…制御手段
変換器および低域通過フィルタ、５…位相感知比較器、
６…ディザ発生器、７…温度制御手段、７ａ…温度補償
発生器、８…応答制御手段、９…位相推移手段、１０…
狭帯域フィルタ、２３…可調フィルタ、３２…素子、３
３…レーザ周波数制御システム、３４…周波数変調適用
手段、３５…振幅変調決定手段、３６…識別手段、３
７，６７…制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エドワード・エプワース イギリス国，シーエム21 ０ビーディー, ハーツ，ソーブリッジワース，セイモア ミューズ 18 (72)発明者 ダンカン・ジョン・フォーベス イギリス国，シーエム23，５エルティー, ハーツ，ビショプス ストーツフォード, ファイヤウェイ 10
Claims (23)
- 【請求項１】 光伝送システムにおけるレーザの周波数
を制御するレーザ周波数制御システムであって、このレ
ーザの光出力は光素子を通過し、この光素子の出力振幅
は、入力周波数および入力振幅に依存し、当該レーザ周
波数制御システムは、 前記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせる手段と、 前記光素子の出力に現れる振幅変調を検出する検出手段
と、 前記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交す
る、前記検出された振幅変調の部分を決定する決定手段
と、 前記直交する部分に基づいて前記レーザの周波数を制御
する制御手段とを備えることを特徴とするレーザ周波数
制御システム。 - 【請求項２】 レーザ電流を直接変調して前記周波数変
調を行うことを特徴とする請求項１記載のレーザ周波数
制御システム。 - 【請求項３】 前記決定手段は、前記レーザの振幅変調
と前記決定された振幅変調との比較を行う位相感知比較
手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の
レーザ周波数制御システム。 - 【請求項４】 さらに、前記位相感知比較手段への入力
の前に、前記レーザの振幅変調または前記検出された振
幅変調を、他の変調に対して位相推移させる手段を備え
ることを特徴とする請求項３記載のレーザ周波数制御シ
ステム。 - 【請求項５】 前記周波数変調を施す手段は、ディザ発
振器を備え、この発振器は、前記位相感知比較手段への
入力用に直交信号を出力して、前記位相推移を行うよう
動作することを特徴とする請求項４記載のレーザ周波数
制御システム。 - 【請求項６】 前記決定手段は、選択された周波数帯を
抽出し、この選択した周波数帯を前記検出された振幅変
調の部分より区別する手段を備えることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ周波数制御シス
テム。 - 【請求項７】 前記検出手段は、前記光素子によって排
除された入力信号の一部に基づいて動作することを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載のレーザ周波数
制御システム。 - 【請求項８】 前記検出手段は、レーザから離れた位置
にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
載のレーザ周波数制御システム。 - 【請求項９】 前記周波数変調の周波数は、直交部分が
最大となるよう決定されることを特徴とする請求項１乃
至８のいずれかに記載のレーザ周波数制御システム。 - 【請求項１０】 前記制御手段は、前記レーザの周波数
と前記光素子の周波数応答との一定の関係を維持するこ
とを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のレー
ザ周波数制御システム。 - 【請求項１１】 レーザと、このレーザの下流に位置す
る光素子と、このレーザの周波数を制御する請求項１記
載のレーザ周波数制御システムとを備えることを特徴と
する光伝送システム。 - 【請求項１２】 光伝送システムにおいてレーザ下流の
光素子の周波数応答を制御するレーザ周波数制御システ
ムであって、この光素子の出力振幅は、入力周波数およ
び入力振幅に依存し、当該レーザ周波数制御システム
は、 前記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせる手段と、 前記光素子の出力に現れる振幅変調を検出する検出手段
と、 前記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交す
る、前記検出された振幅変調の部分を決定する決定手段
と、 前記直交する部分に基づいて前記光素子の周波数応答を
制御する制御手段とを備えることを特徴とするレーザ周
波数制御システム。 - 【請求項１３】 前記制御手段は、前記光素子の周波数
応答の中心周波数を、前記レーザの中心周波数にロック
することを特徴とする請求項１２記載のレーザ周波数制
御システム。 - 【請求項１４】 前記光素子は、狭帯域フィルタ機能を
実行することを特徴とする請求項１２または１３記載の
レーザ周波数制御システム。 - 【請求項１５】 前記光素子は、分散補償特性を有する
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載
のレーザ周波数制御システム。 - 【請求項１６】 光伝送システムにおいてレーザの周波
数を制御する制御方法であって、このレーザの光出力は
光素子を通過し、この光素子の出力振幅は、入力周波数
および入力振幅に依存し、当該レーザ周波数制御方法
は、 前記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせるステップと、 前記光素子の出力に現れる振幅変調を検出するステップ
と、 前記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交す
る、前記検出された振幅変調の部分を決定するステップ
と、 前記直交する部分に基づいて前記レーザの周波数を制御
するステップとを備えることを特徴とするレーザ周波数
制御方法。 - 【請求項１７】 レーザを備える光伝送システムにおけ
る情報送信方法において、このレーザが、請求項１６記
載の制御方法で制御されることを特徴とする情報送信方
法。 - 【請求項１８】 光伝送システムにおいてレーザ下流の
光素子の周波数応答を制御する制御方法であって、この
光素子の出力振幅は、入力周波数および入力振幅に依存
し、当該レーザ周波数制御方法は、 前記レーザに変調を施して、このレーザの光出力に周波
数変調と振幅変調を生じさせるステップと、 前記光素子の出力に現れる振幅変調を検出するステップ
と、 前記レーザの光出力中の振幅変調にほぼ位相が直交す
る、前記検出された振幅変調の部分を決定するステップ
と、 前記決定された部分に基づいて前記光素子の周波数応答
を制御するステップとを備えることを特徴とするレーザ
周波数制御方法。 - 【請求項１９】 レーザと、このレーザの下流に位置す
る光素子とを備える光伝送システムにおける情報送信方
法において、この光素子は、請求項１８記載の制御方法
で制御されることを特徴とする情報送信方法。 - 【請求項２０】 請求項１６記載の制御方法でレーザを
制御することによって、光伝送システムにおいて、この
レーザの周波数と、このレーザの下流に位置する光素子
の周波数応答との一定の関係を維持することを特徴とす
るレーザ周波数維持方法。 - 【請求項２１】 請求項１８記載の制御方法で光素子を
制御することによって、光伝送システムにおいて、レー
ザの周波数と、このレーザの下流に位置する前記光素子
の周波数応答との一定の関係を維持することを特徴とす
るレーザ周波数維持方法。 - 【請求項２２】 光伝送システムにおいてレーザの下流
の信号を処理し、そのレーザの出力に施された周波数変
調の効果を判定する信号処理システムにおいて、 前記信号中に存在し、前記施された周波数変調に属する
振幅変調を決定する手段と、 前記施された周波数変調にほぼ位相が直交する前記振幅
変調の部分を決定する手段とを備えることを特徴とする
信号処理システム。 - 【請求項２３】 光伝送システムにおいてレーザの下流
の信号を処理し、そのレーザの出力に施された周波数変
調の効果を判定する信号処理方法において、前記信号中
に存在し、前記施された周波数変調に属する振幅変調を
決定するステップと、 前記施された周波数変調にほぼ位相が直交する前記振幅
変調の部分を決定するステップとを備えることを特徴と
する信号処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/741587 | 1996-10-31 | ||
| US08/741,587 US5777773A (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Optical frequency control system and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10190106A true JPH10190106A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3996683B2 JP3996683B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=24981334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31146997A Expired - Fee Related JP3996683B2 (ja) | 1996-10-31 | 1997-10-27 | レーザ周波数制御システム、レーザ周波数制御方法、信号処理システム、および信号処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5777773A (ja) |
| EP (1) | EP0840468A3 (ja) |
| JP (1) | JP3996683B2 (ja) |
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