JPH1079723A - 波長分割多重光伝送システム用の波長監視制御装置 - Google Patents
波長分割多重光伝送システム用の波長監視制御装置Info
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- JPH1079723A JPH1079723A JP9186204A JP18620497A JPH1079723A JP H1079723 A JPH1079723 A JP H1079723A JP 9186204 A JP9186204 A JP 9186204A JP 18620497 A JP18620497 A JP 18620497A JP H1079723 A JPH1079723 A JP H1079723A
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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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の波長監視制御装置、好ましくは小型の
半導体レーザパッケージ内に集積可能であるとともに、
ＷＤＭ光伝送システムに適用可能な波長監視制御装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ放出発散源１２から放出された非
コリメート光は、フィルタ素子１８を透過して、２つの
近接して離れた光検出器２０、２２上へ向けられる。波
長安定化のために、２つの光検出器２０、２２の異なる
出力が、レーザ放出発散源１２の波長を所望の目標波長
に安定化させるためのフィードバックループに使用され
る。ファブリー・ペロエタロンの波長透過率が入射ビー
ムの入射角度に依存することによって、放出発散源１２
から放出された種々の波長は、２つの光検出器２０、２
２に対して異なる透過損失に変換され、そのため波長変
化は異なるパワー変化として検出される。
半導体レーザパッケージ内に集積可能であるとともに、
ＷＤＭ光伝送システムに適用可能な波長監視制御装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ放出発散源１２から放出された非
コリメート光は、フィルタ素子１８を透過して、２つの
近接して離れた光検出器２０、２２上へ向けられる。波
長安定化のために、２つの光検出器２０、２２の異なる
出力が、レーザ放出発散源１２の波長を所望の目標波長
に安定化させるためのフィードバックループに使用され
る。ファブリー・ペロエタロンの波長透過率が入射ビー
ムの入射角度に依存することによって、放出発散源１２
から放出された種々の波長は、２つの光検出器２０、２
２に対して異なる透過損失に変換され、そのため波長変
化は異なるパワー変化として検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ源の波長を
安定化するための制御信号を供給する波長監視装置、お
よびそれを適用してなる波長分割多重光伝送システムに
関する。
安定化するための制御信号を供給する波長監視装置、お
よびそれを適用してなる波長分割多重光伝送システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバー通信システムは、低損失で
非常に大容量の情報を搬送する能力を有している。実際
に、光ファイバーの帯域幅は、異なる搬送波長を利用す
ることによって、たくさんの異なるチャネルを同時に伝
送するようにして利用され得る。そのような技術は、波
長分割多重（以下、ＷＤＭと略記する）と呼ばれる。帯
域が狭いＷＤＭシステムでは、ファイバー伝送容量を増
やすために、８、１６またはそれ以上の近接した互いに
異なる波長が間隔をあけて使用される。
非常に大容量の情報を搬送する能力を有している。実際
に、光ファイバーの帯域幅は、異なる搬送波長を利用す
ることによって、たくさんの異なるチャネルを同時に伝
送するようにして利用され得る。そのような技術は、波
長分割多重（以下、ＷＤＭと略記する）と呼ばれる。帯
域が狭いＷＤＭシステムでは、ファイバー伝送容量を増
やすために、８、１６またはそれ以上の近接した互いに
異なる波長が間隔をあけて使用される。
【０００３】個々のチャネルが占める波長帯域幅は、伝
送情報の帯域幅、および搬送周波数のドリフトや搬送周
波数の不確かさに適応するためのマージンや、非理想的
すなわち実際のフィルターが原因で生じるチャネル間で
のクロストーク（漏話）を極力低減するためのマージン
を含む要因の数に依存している。
送情報の帯域幅、および搬送周波数のドリフトや搬送周
波数の不確かさに適応するためのマージンや、非理想的
すなわち実際のフィルターが原因で生じるチャネル間で
のクロストーク（漏話）を極力低減するためのマージン
を含む要因の数に依存している。
【０００４】チャネル数を最大化するためには、波長間
隔の狭いたくさんの波長を用いる必要があり、そのため
には、発振波長が安定したレーザと適切な波長制御が必
要である。
隔の狭いたくさんの波長を用いる必要があり、そのため
には、発振波長が安定したレーザと適切な波長制御が必
要である。
【０００５】分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ等の幾
つかのレーザ源は、時間の経過とともに、狭帯域ＷＤＭ
に対する許容範囲を超える波長ドリフトを示す。そのデ
バイスの波長は、連続的な出力状態において劣化して変
化しがちである。遠隔通信システムでは、２５年のオー
ダーの寿命が期待されるため、その寿命に至るまで近接
したチャネル間のクロストークを最小限に抑制するため
に、レーザ送信機に波長制御手段を付加する必要があ
る。
つかのレーザ源は、時間の経過とともに、狭帯域ＷＤＭ
に対する許容範囲を超える波長ドリフトを示す。そのデ
バイスの波長は、連続的な出力状態において劣化して変
化しがちである。遠隔通信システムでは、２５年のオー
ダーの寿命が期待されるため、その寿命に至るまで近接
したチャネル間のクロストークを最小限に抑制するため
に、レーザ送信機に波長制御手段を付加する必要があ
る。
【０００６】単一波長による光通信システムは、工業的
に広く使用されている。理想的には、システム設計者
は、既存のシステムの設計変更を最小限に止めるととも
に、ＷＤＭシステムの開発において既存のパッケージを
流用しようとする。
に広く使用されている。理想的には、システム設計者
は、既存のシステムの設計変更を最小限に止めるととも
に、ＷＤＭシステムの開発において既存のパッケージを
流用しようとする。
【０００７】典型的に、公知のレーザ波長監視安定化シ
ステムは、レーザ源の標準パッケージ（送信機）に外付
けするユニットとなっている。半導体レーザの波長の監
視および制御を行うために商業的に利用可能なシステム
は、結晶格子に基づく装置である。例えば、Ａｃｃｕｗ
ａｖｅにより作製され、かつその製造に関する文献に記
載された公知のシステムでは、波長固定ユニットが用い
られている。その波長固定ユニットは、２つのブラッグ
格子が形成され、当該装置に結合されたレーザ源から出
射されたコリメート光により照射されるようにされたニ
オブ酸リチウム結晶と、２つの光検出器を有している。
ステムは、レーザ源の標準パッケージ（送信機）に外付
けするユニットとなっている。半導体レーザの波長の監
視および制御を行うために商業的に利用可能なシステム
は、結晶格子に基づく装置である。例えば、Ａｃｃｕｗ
ａｖｅにより作製され、かつその製造に関する文献に記
載された公知のシステムでは、波長固定ユニットが用い
られている。その波長固定ユニットは、２つのブラッグ
格子が形成され、当該装置に結合されたレーザ源から出
射されたコリメート光により照射されるようにされたニ
オブ酸リチウム結晶と、２つの光検出器を有している。
【０００８】各ブラッグ格子は、入力ビームに対してブ
ラッグ波長および角度がわずかに異なっている。その格
子で反射された出力は、２つの検出器に向かい、その異
なる出力を用いて、レーザに対するフィードバック制御
が行われる。制御ループを用いたことにより、１０ｐｍ
よりも優れた波長安定性が得られる可能性がある。しか
しながら、その波長固定ユニットは送信機から分離され
たユニットを使用しているため、レーザまたは光源に外
部で接続する必要がある。さらに、その波長固定ユニッ
トは、格子パラメータにより特性が決まるので、特定の
波長用に設計される。つまり、波長が異なれば、異なる
ユニットが必要となる。
ラッグ波長および角度がわずかに異なっている。その格
子で反射された出力は、２つの検出器に向かい、その異
なる出力を用いて、レーザに対するフィードバック制御
が行われる。制御ループを用いたことにより、１０ｐｍ
よりも優れた波長安定性が得られる可能性がある。しか
しながら、その波長固定ユニットは送信機から分離され
たユニットを使用しているため、レーザまたは光源に外
部で接続する必要がある。さらに、その波長固定ユニッ
トは、格子パラメータにより特性が決まるので、特定の
波長用に設計される。つまり、波長が異なれば、異なる
ユニットが必要となる。
【０００９】公知の波長監視制御装置の別のタイプは、
ファイバー格子に基づくものである。例えば、１９９６
年３月４日付けでＥｐｗｏｒｔｈらにより出願された英
国特許出願第９６／００４７８号は、半導体レーザの、
反射防止コートのされた表面に端面接合された光ファイ
バー内のブラッグ反射部によって、外部反射が起こるよ
うにされた外部共振器型レーザに関する提案である。
ファイバー格子に基づくものである。例えば、１９９６
年３月４日付けでＥｐｗｏｒｔｈらにより出願された英
国特許出願第９６／００４７８号は、半導体レーザの、
反射防止コートのされた表面に端面接合された光ファイ
バー内のブラッグ反射部によって、外部反射が起こるよ
うにされた外部共振器型レーザに関する提案である。
【００１０】格子は、レーザから十分に離れて配置され
るので、縦モードが極めて近接した間隔となり、モード
分配雑音を無視し得るほどの多くのモードよりなるマル
チモードでレーザが動作するようになる。１９９５年９
月２６日付けでＥｐｗｏｒｔｈらにより出願された英国
特許出願第９５／１９６１４．３号は、均一化およびレ
ーザの発振周波数の安定化に対してチャーピングされた
ファイバー格子を用いる提案である。
るので、縦モードが極めて近接した間隔となり、モード
分配雑音を無視し得るほどの多くのモードよりなるマル
チモードでレーザが動作するようになる。１９９５年９
月２６日付けでＥｐｗｏｒｔｈらにより出願された英国
特許出願第９５／１９６１４．３号は、均一化およびレ
ーザの発振周波数の安定化に対してチャーピングされた
ファイバー格子を用いる提案である。
【００１１】ファイバー格子装置の作製は、複雑であ
る。上述した結晶格子と同様に、ファイバー格子は、送
信機の特定の波長に一致するように作製される。それゆ
え、装置は、特定の波長用となる。
る。上述した結晶格子と同様に、ファイバー格子は、送
信機の特定の波長に一致するように作製される。それゆ
え、装置は、特定の波長用となる。
【００１２】別の半導体レーザの安定化システムが、Ｍ
ａｌｙｏｎによる、一対の同等のフォトダイオードおよ
び２つのビームスプリッタを用いた米国特許第４３０９
６７１号に説明されている。第１のビームスプリッタお
よび第１のフォトダイオードは出力パワーを監視し、第
２のビームスプリッタ、周波数依存フィルタおよび第２
のフォトダイオードは波長変化を監視するのに使用され
る。同等のフォトダイオードの出力は、増幅器を介して
差動増幅器へ送られ、その差動増幅器の出力が、レーザ
の動作を制御する増幅器へ負帰還されて供給される。
ａｌｙｏｎによる、一対の同等のフォトダイオードおよ
び２つのビームスプリッタを用いた米国特許第４３０９
６７１号に説明されている。第１のビームスプリッタお
よび第１のフォトダイオードは出力パワーを監視し、第
２のビームスプリッタ、周波数依存フィルタおよび第２
のフォトダイオードは波長変化を監視するのに使用され
る。同等のフォトダイオードの出力は、増幅器を介して
差動増幅器へ送られ、その差動増幅器の出力が、レーザ
の動作を制御する増幅器へ負帰還されて供給される。
【００１３】他の公知のシステムは、ファブリー・ペロ
エタロンのようなフィルタ素子に基づいている。例え
ば、Ｂｅｃｋｅｒらによる米国特許第５３３１６５１号
は、レーザ出力の粗調整を行うための格子とともに、微
調整を行うためにファブリー・ペロエタロンを使用する
ことを提案している。
エタロンのようなフィルタ素子に基づいている。例え
ば、Ｂｅｃｋｅｒらによる米国特許第５３３１６５１号
は、レーザ出力の粗調整を行うための格子とともに、微
調整を行うためにファブリー・ペロエタロンを使用する
ことを提案している。
【００１４】Ｅｄａらによる米国特許第５４３８５７９
号に説明されたシステムでは、半導体レーザの一ピーク
に固定するのに使用される信号を生成する単一の光検出
器とともに、ファブリー・ペロエタロンが使用されてお
り、コリメートビームを必要としている。Ｈｉｌｌら
は、米国特許第４８３９６１４号において、ファブリー
・ペロエタロンのようなフィルタ素子および対応する数
の検出器を用いて、参照光に対して、複数の光源から放
出された光の周波数を参照するシステムについて説明し
ている。
号に説明されたシステムでは、半導体レーザの一ピーク
に固定するのに使用される信号を生成する単一の光検出
器とともに、ファブリー・ペロエタロンが使用されてお
り、コリメートビームを必要としている。Ｈｉｌｌら
は、米国特許第４８３９６１４号において、ファブリー
・ペロエタロンのようなフィルタ素子および対応する数
の検出器を用いて、参照光に対して、複数の光源から放
出された光の周波数を参照するシステムについて説明し
ている。
【００１５】レーザの発振波長の安定化に対する別のシ
ステムが、種々の波長のレーザの出力を分光処理すると
ともに、画像処理装置を用いて空間的な分布を測定し、
しかる後、その分布を固定波長の参照光源の分布に対し
て比較するようにした、Ｎａｋａｔａｎｉらによる米国
特許第４９１４６６２号に説明されている。ここで用い
られる画像処理装置は複雑であり、安価で小型の装置に
は向かない。
ステムが、種々の波長のレーザの出力を分光処理すると
ともに、画像処理装置を用いて空間的な分布を測定し、
しかる後、その分布を固定波長の参照光源の分布に対し
て比較するようにした、Ｎａｋａｔａｎｉらによる米国
特許第４９１４６６２号に説明されている。ここで用い
られる画像処理装置は複雑であり、安価で小型の装置に
は向かない。
【００１６】特願平４−１５７７８０号は、半導体レー
ザ用の周波数安定化装置に関する発明であり、その発明
は、外部の変調手段を用いておらず、そしてレーザ源が
付随する傾斜したファブリー・ペロエタロンと、送信信
号と反射信号をそれぞれ検出する２つの光検出器を用い
ている。それら２つの検出器の出力の差分より、発振周
波数を制御する信号が得られる。調整のために傾斜角が
可変になっているエタロンの傾きを変えることによっ
て、共振器の長さが変わる。
ザ用の周波数安定化装置に関する発明であり、その発明
は、外部の変調手段を用いておらず、そしてレーザ源が
付随する傾斜したファブリー・ペロエタロンと、送信信
号と反射信号をそれぞれ検出する２つの光検出器を用い
ている。それら２つの検出器の出力の差分より、発振周
波数を制御する信号が得られる。調整のために傾斜角が
可変になっているエタロンの傾きを変えることによっ
て、共振器の長さが変わる。
【００１７】このシステムを最小限の大きさで実施する
には、比較的大きな傾斜角でファブリー・ペロエタロン
を用いる必要があるが、そうすると中心波長および帯域
幅の点で安定性が低くなってしまう。他方、ファブリー
・ペロエタロンの傾斜角を小さくすると、特願平４−１
５７７８０号の明細書に添付された図面の図１Ｂに示さ
れているように、他の構成要素を付加する必要があり、
大きくなってしまう。また、異なる応答および経時劣化
の特性を有する独立した検出器が用いられる。
には、比較的大きな傾斜角でファブリー・ペロエタロン
を用いる必要があるが、そうすると中心波長および帯域
幅の点で安定性が低くなってしまう。他方、ファブリー
・ペロエタロンの傾斜角を小さくすると、特願平４−１
５７７８０号の明細書に添付された図面の図１Ｂに示さ
れているように、他の構成要素を付加する必要があり、
大きくなってしまう。また、異なる応答および経時劣化
の特性を有する独立した検出器が用いられる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、種々の
既存の波長安定化システムは、結晶格子、ファイバー格
子またはエタロンに基づく装置を用いている。格子を用
いた装置は、波長の制御性が十分でなく、かつ多くのシ
ステムは、レーザ源のパッケージに対して比較的大きな
外部制御ユニットを用いており、電力消費と大きさの両
方の点で問題がある。一方、エタロンを用いたシステム
は、波長制御性がよいが、公知の形態はいずれも十分に
小さくはないため、設計変更することなく周知の標準パ
ッケージに取り付けることはできない。
既存の波長安定化システムは、結晶格子、ファイバー格
子またはエタロンに基づく装置を用いている。格子を用
いた装置は、波長の制御性が十分でなく、かつ多くのシ
ステムは、レーザ源のパッケージに対して比較的大きな
外部制御ユニットを用いており、電力消費と大きさの両
方の点で問題がある。一方、エタロンを用いたシステム
は、波長制御性がよいが、公知の形態はいずれも十分に
小さくはないため、設計変更することなく周知の標準パ
ッケージに取り付けることはできない。
【００１９】本発明は、小型の波長監視制御装置、好ま
しくは小型の半導体レーザパッケージ内に集積可能であ
るとともに、ＷＤＭ光伝送システムに適用可能な波長監
視制御装置を提供することを目的とする。
しくは小型の半導体レーザパッケージ内に集積可能であ
るとともに、ＷＤＭ光伝送システムに適用可能な波長監
視制御装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の１つによれば、
発散するレーザ光の放出源を備えた光システムに対する
波長監視制御装置であって、互いに所定距離だけ離れ、
かつ前記放出源から所定距離の所に配設された第１およ
び第２の光検出器と、前記放出源と前記検出器との間に
配設され、かつフィルタの波長透過率の角依存性を提供
するために前記放出源の光軸に対して角度θで傾斜され
たファブリー・ペロ構造の透過帯域幅の狭い波長選択透
過フィルタ素子と、前記放出源の波長変化に対応して、
同放出源の制御手段に、前記第１および第２の光検出器
に基づいて生成された差信号をフィードバックするため
の制御ループとを具備する波長監視制御装置が提供され
る。
発散するレーザ光の放出源を備えた光システムに対する
波長監視制御装置であって、互いに所定距離だけ離れ、
かつ前記放出源から所定距離の所に配設された第１およ
び第２の光検出器と、前記放出源と前記検出器との間に
配設され、かつフィルタの波長透過率の角依存性を提供
するために前記放出源の光軸に対して角度θで傾斜され
たファブリー・ペロ構造の透過帯域幅の狭い波長選択透
過フィルタ素子と、前記放出源の波長変化に対応して、
同放出源の制御手段に、前記第１および第２の光検出器
に基づいて生成された差信号をフィードバックするため
の制御ループとを具備する波長監視制御装置が提供され
る。
【００２１】従って、簡素で小型のレーザ放出源用波長
監視制御装置が提供される。光検出器は、傾斜された透
過帯域幅の狭いフィルタを介して、わずかに発散するビ
ームでもって照射される。従って、レーザ放出源の種々
の波長は、２つの光検出器において、異なる光電流の変
化に変換される。入力ビームの波長は、相対的な応答に
より監視される。２つの検出器の異なる出力信号は、放
出源の波長を所望の目標波長に安定化させるためのフィ
ードバックループに使用される。つまり、レーザ（送信
機）へ送り戻される信号を介して、例えば活性領域の温
度変化すなわち電流変化によって、波長のドリフトを正
すようになっている。
監視制御装置が提供される。光検出器は、傾斜された透
過帯域幅の狭いフィルタを介して、わずかに発散するビ
ームでもって照射される。従って、レーザ放出源の種々
の波長は、２つの光検出器において、異なる光電流の変
化に変換される。入力ビームの波長は、相対的な応答に
より監視される。２つの検出器の異なる出力信号は、放
出源の波長を所望の目標波長に安定化させるためのフィ
ードバックループに使用される。つまり、レーザ（送信
機）へ送り戻される信号を介して、例えば活性領域の温
度変化すなわち電流変化によって、波長のドリフトを正
すようになっている。
【００２２】この装置は、波長の安定化用の制御信号を
供給するために、正確な光学的な波長監視を行うことを
可能とし、例えばＷＤＭ光通信システムに使用される際
に、レーザの波長を、クロストークを低減するのに必要
な限られた範囲内に維持することができる。また、差信
号により、出力パワーの変動が抑制されるという利点が
ある。
供給するために、正確な光学的な波長監視を行うことを
可能とし、例えばＷＤＭ光通信システムに使用される際
に、レーザの波長を、クロストークを低減するのに必要
な限られた範囲内に維持することができる。また、差信
号により、出力パワーの変動が抑制されるという利点が
ある。
【００２３】透過帯域幅の狭い波長選択透過フィルタ素
子は、ファブリー・ペロ構造であることが要求される。
好ましくは、光検出器は、同等の対をなすフォトダイオ
ードであるとよい。ファブリー・ペロエタロンの波長透
過率が入射ビームの入射角度に依存することによって、
放出源から放出された種々の波長は、透過損失に変換さ
れ、そして波長変化はパワー変化として検出される。従
って、このデバイスは、検出器が光エネルギーを、光源
を制御するためのフィードバックループに供給される電
流に変換する光波長弁別器として機能する。波長を安定
化するために、２つの光検出器の異なる出力が、レーザ
源の波長を所望の目標波長に安定化させるためのフィー
ドバックループに使用される。
子は、ファブリー・ペロ構造であることが要求される。
好ましくは、光検出器は、同等の対をなすフォトダイオ
ードであるとよい。ファブリー・ペロエタロンの波長透
過率が入射ビームの入射角度に依存することによって、
放出源から放出された種々の波長は、透過損失に変換さ
れ、そして波長変化はパワー変化として検出される。従
って、このデバイスは、検出器が光エネルギーを、光源
を制御するためのフィードバックループに供給される電
流に変換する光波長弁別器として機能する。波長を安定
化するために、２つの光検出器の異なる出力が、レーザ
源の波長を所望の目標波長に安定化させるためのフィー
ドバックループに使用される。
【００２４】利点として、所定波長の調整を行うため
に、フィルタの傾斜角は調整可能になっている。波長選
択フィルタ素子がファブリー・ペロエタロンであり、そ
の透過特性が入射ビームに対するエタロンの角度に依存
するので、この装置は、エタロンの角度を調整すること
によって、波長の調整を行うようになっている。また、
複数の波長に対して、例えば４ｎｍ間隔の、エタロンの
複数の透過ピークを用いることができる。すなわち、フ
ァブリー・ペロフィルタを特徴づける複数の透過ピーク
の波長間隔によって決まる複数の所定波長に対して、同
時に安定化する点が達成される。
に、フィルタの傾斜角は調整可能になっている。波長選
択フィルタ素子がファブリー・ペロエタロンであり、そ
の透過特性が入射ビームに対するエタロンの角度に依存
するので、この装置は、エタロンの角度を調整すること
によって、波長の調整を行うようになっている。また、
複数の波長に対して、例えば４ｎｍ間隔の、エタロンの
複数の透過ピークを用いることができる。すなわち、フ
ァブリー・ペロフィルタを特徴づける複数の透過ピーク
の波長間隔によって決まる複数の所定波長に対して、同
時に安定化する点が達成される。
【００２５】この装置は、波長を安定化するためのファ
イバー格子システムの作製と比較して、その作製が容易
である。この方法は、ジッタのない弁別方法を提供する
とともに、周波数変調および復調のステップを不要とす
る。
イバー格子システムの作製と比較して、その作製が容易
である。この方法は、ジッタのない弁別方法を提供する
とともに、周波数変調および復調のステップを不要とす
る。
【００２６】都合のよいことには、光検出器は、同等の
対をなすフォトダイオードである。２つの光検出器のそ
れぞれの利得が独立して調整可能である場合には、それ
ら２つの光検出器に対して等しくない利得を設定するこ
とにより、所定波長が選択され得る。
対をなすフォトダイオードである。２つの光検出器のそ
れぞれの利得が独立して調整可能である場合には、それ
ら２つの光検出器に対して等しくない利得を設定するこ
とにより、所定波長が選択され得る。
【００２７】加えて、レーザ放出源の発散を制御するた
めに、放出源と透過フィルタ素子との間にレンズが設け
られている。ビームの発散は、性能およびパワーの検出
を最適化するために、制御される。スポットサイズがよ
り大きければ、より効率よくパワーが伝達するために、
より理想的なフィルタ形状となり、好ましい。
めに、放出源と透過フィルタ素子との間にレンズが設け
られている。ビームの発散は、性能およびパワーの検出
を最適化するために、制御される。スポットサイズがよ
り大きければ、より効率よくパワーが伝達するために、
より理想的なフィルタ形状となり、好ましい。
【００２８】レーザ放出源は、半導体レーザの出力端面
であってもよいし、あるいは、劈開もしくは端面が傾斜
されたシングルモードファイバーであってもよい。
であってもよいし、あるいは、劈開もしくは端面が傾斜
されたシングルモードファイバーであってもよい。
【００２９】都合のよいことには、レーザ放出源が、パ
ッケージ内に収納された半導体レーザでできている場合
には、波長監視装置は前記パッケージと同一のパッケー
ジ内に収納されていて、集積化された装置となってい
る。この装置を外部の関連装置として用いることも可能
であるが、偏光依存性を回避するために、理想的には、
偏光状態を保持するファイバーまたはカプラーが必要と
なる。
ッケージ内に収納された半導体レーザでできている場合
には、波長監視装置は前記パッケージと同一のパッケー
ジ内に収納されていて、集積化された装置となってい
る。この装置を外部の関連装置として用いることも可能
であるが、偏光依存性を回避するために、理想的には、
偏光状態を保持するファイバーまたはカプラーが必要と
なる。
【００３０】従って、本発明の他の１つによれば、レー
ザ放出源の波長を安定化するための波長監視制御装置で
あって、パッケージと、そのパッケージ内に集積されて
なる、所定の直径および隔離距離を有し、かつ発散する
前記レーザ放出源から所定距離の所で同一平面上に配設
された第１および第２の光検出器と、前記放出源と前記
検出器対との間に、前記放出源の光軸に対して角度θで
傾斜して配設され、それによってフィルタの透過強度が
波長に依存して前記レーザ放出源の所望の波長に集中す
るファブリー・ペロ構造の透過帯域幅の狭い波長選択透
過フィルタと、レーザ放出源の波長を制御するフィード
バックループを介して信号を供給するために、前記第１
および第２の光検出器に基づいて、前記波長選択フィル
タによって透過された波長の変化に依存する差信号を生
成する手段とを具備する波長監視制御装置が提供され
る。
ザ放出源の波長を安定化するための波長監視制御装置で
あって、パッケージと、そのパッケージ内に集積されて
なる、所定の直径および隔離距離を有し、かつ発散する
前記レーザ放出源から所定距離の所で同一平面上に配設
された第１および第２の光検出器と、前記放出源と前記
検出器対との間に、前記放出源の光軸に対して角度θで
傾斜して配設され、それによってフィルタの透過強度が
波長に依存して前記レーザ放出源の所望の波長に集中す
るファブリー・ペロ構造の透過帯域幅の狭い波長選択透
過フィルタと、レーザ放出源の波長を制御するフィード
バックループを介して信号を供給するために、前記第１
および第２の光検出器に基づいて、前記波長選択フィル
タによって透過された波長の変化に依存する差信号を生
成する手段とを具備する波長監視制御装置が提供され
る。
【００３１】監視装置が簡素で小型であるため、既存の
送信機モジュール、すなわち標準レーザパッケージ内の
レーザ源と一緒に、この装置が共通のパッケージ内に収
納されるという重大な利点がある。このことは、既存の
送信機モジュールを、単一波長の伝送システムに対して
使用されるように、ＷＤＭ用の付加的な構成要素とし
て、新たなスペースを必要とせず、かつ既存システムの
設計変更を最小限に抑えつつ、使用するために適用する
のに極めて有効である。
送信機モジュール、すなわち標準レーザパッケージ内の
レーザ源と一緒に、この装置が共通のパッケージ内に収
納されるという重大な利点がある。このことは、既存の
送信機モジュールを、単一波長の伝送システムに対して
使用されるように、ＷＤＭ用の付加的な構成要素とし
て、新たなスペースを必要とせず、かつ既存システムの
設計変更を最小限に抑えつつ、使用するために適用する
のに極めて有効である。
【００３２】ＷＤＭシステムに対して要求される寿命を
満たすために、この装置の長期間の信頼性が期待され
る。
満たすために、この装置の長期間の信頼性が期待され
る。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る波長分割多
重光伝送システム用の波長監視制御装置に係る実施の形
態を図面を参照して詳細に説明する。
重光伝送システム用の波長監視制御装置に係る実施の形
態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】図１には、本発明の第１実施形態による波
長監視装置１０の一部が示されている。その波長監視装
置は、レーザ放出発散源１２、すなわち図に示すよう
に、ＤＦＢレーザの半導体レーザ端面１４またはシング
ルモードファイバー（ＳＭＦ）の出力端面を備えてい
る。光学レンズ１６は、レーザ源の出力光の発散を制御
するためのものであり、そのレンズを介して、レーザ源
の出力光は、狭い帯域を通過させる波長選択透過フィル
タ素子１８へ向けさせられる。
長監視装置１０の一部が示されている。その波長監視装
置は、レーザ放出発散源１２、すなわち図に示すよう
に、ＤＦＢレーザの半導体レーザ端面１４またはシング
ルモードファイバー（ＳＭＦ）の出力端面を備えてい
る。光学レンズ１６は、レーザ源の出力光の発散を制御
するためのものであり、そのレンズを介して、レーザ源
の出力光は、狭い帯域を通過させる波長選択透過フィル
タ素子１８へ向けさせられる。
【００３５】そのフィルタ素子は、好ましくは、対向す
る一対の高反射層の間にスペーサ層が挟まれてなる構造
のファブリー・ペロ（以下、ＦＰと略記する）共振器で
あるとよい。その共振器は、例えば、ガラス基板上に絶
縁性の鏡／スペーサ／鏡の構造が堆積されてなる多層膜
の単一共振器フィルタタイプとして構成されている。あ
るいは、ガラス製のスペーサ板の両面に鏡が堆積されて
なるソリッドエタロンタイプが使用される。
る一対の高反射層の間にスペーサ層が挟まれてなる構造
のファブリー・ペロ（以下、ＦＰと略記する）共振器で
あるとよい。その共振器は、例えば、ガラス基板上に絶
縁性の鏡／スペーサ／鏡の構造が堆積されてなる多層膜
の単一共振器フィルタタイプとして構成されている。あ
るいは、ガラス製のスペーサ板の両面に鏡が堆積されて
なるソリッドエタロンタイプが使用される。
【００３６】フィルタ素子１８を透過した発散光は、特
定の直径を有し、かつ所定距離だけ離されて同一平面上
に配置されてなる同様構成の第１光検出器（Ｐ1 ）２０
および第２光検出器（Ｐ2 ）２２へ向けられる。それら
光検出器（Ｐ1 ，Ｐ2 ）２０，２２は、図１に概略的に
示すように、ＦＰエタロンから所定距離だけ離された共
通支持体２４に固定されている。
定の直径を有し、かつ所定距離だけ離されて同一平面上
に配置されてなる同様構成の第１光検出器（Ｐ1 ）２０
および第２光検出器（Ｐ2 ）２２へ向けられる。それら
光検出器（Ｐ1 ，Ｐ2 ）２０，２２は、図１に概略的に
示すように、ＦＰエタロンから所定距離だけ離された共
通支持体２４に固定されている。
【００３７】光源の波長は、ＦＰフィルタを透過するビ
ーム量を決めるので、各検出器２０，２２で受光される
信号は、光源から放出される光の波長に依存している。
従って、ファブリー・ペロエタロンの波長透過率の依存
性によって、光源から放出された種々の波長の光の透過
強度が変わり、波長の変化は２つの光検出器によりパワ
ー変化として検出される。２つの光検出器から出力され
た信号は、差動増幅器２６において、レーザ源の出力波
長を制御するためのフィードバックループ２８へ供給さ
れる差信号を生成するのに用いられる。
ーム量を決めるので、各検出器２０，２２で受光される
信号は、光源から放出される光の波長に依存している。
従って、ファブリー・ペロエタロンの波長透過率の依存
性によって、光源から放出された種々の波長の光の透過
強度が変わり、波長の変化は２つの光検出器によりパワ
ー変化として検出される。２つの光検出器から出力され
た信号は、差動増幅器２６において、レーザ源の出力波
長を制御するためのフィードバックループ２８へ供給さ
れる差信号を生成するのに用いられる。
【００３８】両光検出器によって検出された伝送強度が
所定の選択波長で同じであるようにされていることによ
って、その所定の波長すなわち固定波長で差信号がゼロ
なるようにセットされる。固定波長は、等価安定状態
（with equivalent stability)でもって、光検出器
Ｐ1 ，Ｐ2 に対する等しくない利得を用いて異なる値に
対してセットされ得る。レーザ源の波長が変化した場
合、２つの光検出器により生成された差信号、すなわち
エラー信号は、波長に依存し、光源の波長監視に用いら
れる。それゆえ、このデバイスは、光検出器が光エネル
ギーを、レーザ源を制御するためのフィードバックルー
プに供給される電流に変換する光波長弁別器として機能
する。
所定の選択波長で同じであるようにされていることによ
って、その所定の波長すなわち固定波長で差信号がゼロ
なるようにセットされる。固定波長は、等価安定状態
（with equivalent stability)でもって、光検出器
Ｐ1 ，Ｐ2 に対する等しくない利得を用いて異なる値に
対してセットされ得る。レーザ源の波長が変化した場
合、２つの光検出器により生成された差信号、すなわち
エラー信号は、波長に依存し、光源の波長監視に用いら
れる。それゆえ、このデバイスは、光検出器が光エネル
ギーを、レーザ源を制御するためのフィードバックルー
プに供給される電流に変換する光波長弁別器として機能
する。
【００３９】図２および図３には、透過曲線および２つ
の検出器により生成される差信号の概略がそれぞれ示さ
れている。図２は、２つの検出器の伝送強度の曲線を表
しており、Ｔは光源から検出器までの伝送強度であり、
Ｔ1 およびＴ2 は、波長λ1およびλ2 の時に最大伝送
強度Ｔ1M，Ｔ2Mとなる個々の検出器Ｐ1 およびＰ2 に対
する伝送曲線を表している。図３は、２つの検出器の各
伝送強度に基づく差信号を表している。所望の固定波長
にて、固定点λR における差信号の傾きＳR は、次式の
ように表される。
の検出器により生成される差信号の概略がそれぞれ示さ
れている。図２は、２つの検出器の伝送強度の曲線を表
しており、Ｔは光源から検出器までの伝送強度であり、
Ｔ1 およびＴ2 は、波長λ1およびλ2 の時に最大伝送
強度Ｔ1M，Ｔ2Mとなる個々の検出器Ｐ1 およびＰ2 に対
する伝送曲線を表している。図３は、２つの検出器の各
伝送強度に基づく差信号を表している。所望の固定波長
にて、固定点λR における差信号の傾きＳR は、次式の
ように表される。
【００４０】ＳR ＝Δ（Ｔ1 −Ｔ2 ）／Δλ
【００４１】そして、例えば２つの光検出器の等しくな
い利得を用いて制御を行う場合に、λ1 とλ2 との間の
線形に近似される領域が制御の有効範囲となる。
い利得を用いて制御を行う場合に、λ1 とλ2 との間の
線形に近似される領域が制御の有効範囲となる。
【００４２】図４には、シングルモードファイバー等の
発散光放出源、レンズ、フィルタおよび対をなす光検出
器を有する装置に対する座標および幾つかの関係のある
形状のパラメータが示されている。図５には、ＤＦＢレ
ーザの波長安定化に対して設定された装置および試験装
置の一例の概略が、制御ループを含めて示されている。
発散光放出源、レンズ、フィルタおよび対をなす光検出
器を有する装置に対する座標および幾つかの関係のある
形状のパラメータが示されている。図５には、ＤＦＢレ
ーザの波長安定化に対して設定された装置および試験装
置の一例の概略が、制御ループを含めて示されている。
【００４３】図５において、波長安定化装置は、レンズ
１１６、ＦＰエタロン１１８および一対のＰＩＮダイオ
ード１２０，１２２を備えており、ＤＦＢレーザ源１１
２とともに、標準の１４ピンパッケージ等の単一のパッ
ケージ１２８内に収納されている。同等のダイオード対
１２０，１２２は、同一平面上に位置し、共通支持体１
２４上に互いに近接して載置されている。２つのダイオ
ードから出力された信号は、レーザの出力波長を制御す
るためのレーザコントローラにフィードバックされる差
信号を生成するために、差動増幅器１３０へ送られる。
１１６、ＦＰエタロン１１８および一対のＰＩＮダイオ
ード１２０，１２２を備えており、ＤＦＢレーザ源１１
２とともに、標準の１４ピンパッケージ等の単一のパッ
ケージ１２８内に収納されている。同等のダイオード対
１２０，１２２は、同一平面上に位置し、共通支持体１
２４上に互いに近接して載置されている。２つのダイオ
ードから出力された信号は、レーザの出力波長を制御す
るためのレーザコントローラにフィードバックされる差
信号を生成するために、差動増幅器１３０へ送られる。
【００４４】図５に示された他の構成要素は、最適な構
成のプロトタイプを設計するのに使用される試験装置を
含んでいる。好ましくは、レンズ１１６用の取付台１１
７およびＦＰエタロン１１８用の取付台１１９は、調整
可能となっている。ＦＰエタロンの傾斜角θx を変える
ことによって、以下に説明するように、目標とする波長
の調整を行うことができる。
成のプロトタイプを設計するのに使用される試験装置を
含んでいる。好ましくは、レンズ１１６用の取付台１１
７およびＦＰエタロン１１８用の取付台１１９は、調整
可能となっている。ＦＰエタロンの傾斜角θx を変える
ことによって、以下に説明するように、目標とする波長
の調整を行うことができる。
【００４５】図４に示すように、発散源１３は、一般
に、楕円状（レーザの場合）または円形状（シングルモ
ードファイバーの場合）のガウスパターンを有してい
る。
に、楕円状（レーザの場合）または円形状（シングルモ
ードファイバーの場合）のガウスパターンを有してい
る。
【００４６】ファブリー・ペロエタロンは、厚さｔ、屈
折率ｎ、エネルギー反射率Ｒ、内部透過率Ａ、ＦＰの設
計および要求される固定波長λR の選択により決まる、
ｘ軸に対する傾斜角θxFFP、並びに０°となるように適
宜選択される、ｙ軸に対する傾斜角θyFFPのパラメータ
を有している。２つの検出器は、適当に選択されてな
る、名目上のｙ軸のｙ01＝０およびｙ02＝０の位置にあ
る。
折率ｎ、エネルギー反射率Ｒ、内部透過率Ａ、ＦＰの設
計および要求される固定波長λR の選択により決まる、
ｘ軸に対する傾斜角θxFFP、並びに０°となるように適
宜選択される、ｙ軸に対する傾斜角θyFFPのパラメータ
を有している。２つの検出器は、適当に選択されてな
る、名目上のｙ軸のｙ01＝０およびｙ02＝０の位置にあ
る。
【００４７】他の寸法等のパラメータは、これらのパラ
メータおよび所望の仕様、すなわち必要とされる伝送曲
線にしたがって選択される。
メータおよび所望の仕様、すなわち必要とされる伝送曲
線にしたがって選択される。
【００４８】これらのパラメータは、レンズの焦点距離
ｆ、ｚ軸方向の位置Ｓ1 、ｘ軸に対するレンズの傾斜角
θxL、ｙ軸に対するレンズの傾斜角θyL、エタロンのｚ
軸上の位置ｚFP、並びに検出器が円形状の場合には、光
検出器の半径ｒ、それらのｚ軸上の位置ｚ0 、およびｘ
軸上の位置ｘ01，ｘ02を含んでいる。
ｆ、ｚ軸方向の位置Ｓ1 、ｘ軸に対するレンズの傾斜角
θxL、ｙ軸に対するレンズの傾斜角θyL、エタロンのｚ
軸上の位置ｚFP、並びに検出器が円形状の場合には、光
検出器の半径ｒ、それらのｚ軸上の位置ｚ0 、およびｘ
軸上の位置ｘ01，ｘ02を含んでいる。
【００４９】各検出器の直径はそれぞれｄ1 ，ｄ2 であ
り、その対をなす検出器は、同一平面上に位置し、かつ
それらの中心同士は距離Ｄだけ離されており、光源から
距離ｌのところに配置されている。ＦＰフィルタは、２
つの検出器の平面に対する法線からθの角度で傾斜して
いる。
り、その対をなす検出器は、同一平面上に位置し、かつ
それらの中心同士は距離Ｄだけ離されており、光源から
距離ｌのところに配置されている。ＦＰフィルタは、２
つの検出器の平面に対する法線からθの角度で傾斜して
いる。
【００５０】この装置の特性に影響を及ぼす要因には、
ＦＰエタロンのｘ軸およびｙ軸における傾斜角、ＦＰの
温度による屈折率の変化、検出器のｘ軸およびｙ軸との
ずれ量、レンズの位置および傾き、並びに検出器のｚ軸
方向の位置が含まれる。Ｔは、光源から検出器までの伝
送強度であり、検出器の大きさが制限されていることに
よる結合損失を含んでいる。
ＦＰエタロンのｘ軸およびｙ軸における傾斜角、ＦＰの
温度による屈折率の変化、検出器のｘ軸およびｙ軸との
ずれ量、レンズの位置および傾き、並びに検出器のｚ軸
方向の位置が含まれる。Ｔは、光源から検出器までの伝
送強度であり、検出器の大きさが制限されていることに
よる結合損失を含んでいる。
【００５１】所望の固定波長λR は、特定の目標値、例
えば１５５７．０ｎｍである。Ｔ1R／Ｔ1MおよびＴ2R／
Ｔ2Mの比は、１次近似に対して１／２となるように指定
される。また、固定点ＳR における傾きは、ループの利
得に影響を与えるため、重要である。一般には、急峻な
傾きが要求される。λ2 −λ1 は、Ｔ1 とＴ2 が比較さ
れ得る調整範囲を表している。Ｔ1MとＴ2Mにより、絶対
的なパワーの評価が可能であり、それゆえ、与えられた
検出器特性に対するＳ／Ｎ比の評価が可能となる。
えば１５５７．０ｎｍである。Ｔ1R／Ｔ1MおよびＴ2R／
Ｔ2Mの比は、１次近似に対して１／２となるように指定
される。また、固定点ＳR における傾きは、ループの利
得に影響を与えるため、重要である。一般には、急峻な
傾きが要求される。λ2 −λ1 は、Ｔ1 とＴ2 が比較さ
れ得る調整範囲を表している。Ｔ1MとＴ2Mにより、絶対
的なパワーの評価が可能であり、それゆえ、与えられた
検出器特性に対するＳ／Ｎ比の評価が可能となる。
【００５２】この装置は、フィルタ素子の傾斜角θ、例
えば図５に示す傾斜角θX を変えることによって、波長
調整を行うことができるようになっている。ここで、フ
ィルタ素子、すなわちエタロンは、角度調整を含む４つ
の自由度を有する可動性の取付台に固定されている。試
験装置においては、レンズも３方向に移動可能になって
いる。そのフィルタおよびレンズを含む構成要素は、一
旦、この装置が特定の目標波長に合わせられると、薄い
粘着層を用いて適切に固定される。
えば図５に示す傾斜角θX を変えることによって、波長
調整を行うことができるようになっている。ここで、フ
ィルタ素子、すなわちエタロンは、角度調整を含む４つ
の自由度を有する可動性の取付台に固定されている。試
験装置においては、レンズも３方向に移動可能になって
いる。そのフィルタおよびレンズを含む構成要素は、一
旦、この装置が特定の目標波長に合わせられると、薄い
粘着層を用いて適切に固定される。
【００５３】モジュール調整段階で波長調整を行えるこ
とは、周知の格子に基づく波長制御装置よりも優れた利
点を有する。
とは、周知の格子に基づく波長制御装置よりも優れた利
点を有する。
【００５４】さらに、ファブリー・ペロフィルタの透過
性は、規則的な波長間隔の一連の透過ピークにより特徴
づけられるため、例えば４ｎｍ間隔で同時に安定化する
点が複数の所定の波長に対して達成される。その複数の
所定の波長は、ファブリー・ペロフィルタの特徴を示す
複数の透過ピークの波長間隔によって決まる。
性は、規則的な波長間隔の一連の透過ピークにより特徴
づけられるため、例えば４ｎｍ間隔で同時に安定化する
点が複数の所定の波長に対して達成される。その複数の
所定の波長は、ファブリー・ペロフィルタの特徴を示す
複数の透過ピークの波長間隔によって決まる。
【００５５】従って、波長弁別手段として最小限の必須
構成要素は、透過する帯域幅が狭いフィルタ（エタロ
ン）と、近接して離れて配置された２つの検出器、好ま
しくは同等の対をなす光検出器と、その一対の光検出器
に基づく差信号に応答する制御ループである。ファブリ
ー・ペロエタロンは、波長選択フィルタ素子の適切な特
徴を提供するのに必要とされる。
構成要素は、透過する帯域幅が狭いフィルタ（エタロ
ン）と、近接して離れて配置された２つの検出器、好ま
しくは同等の対をなす光検出器と、その一対の光検出器
に基づく差信号に応答する制御ループである。ファブリ
ー・ペロエタロンは、波長選択フィルタ素子の適切な特
徴を提供するのに必要とされる。
【００５６】例えば、光源は、ＤＦＢレーザ等の半導体
レーザの前端面、またはシングルモードファイバーの劈
開もしくは傾斜された終端であってもよい。必要に応じ
て、放出源の発散は、図１に示すように、レンズにより
制御される。そのレンズは、ガラスもしくはプラスチッ
ク製の、何らかの適切な非球面レンズ、円筒レンズ、球
面レンズまたは分布屈折率レンズであってもよい。スポ
ットサイズがより大きければ、フィルタは所望形状によ
り近い形状になり、検出器へパワーをよりよく伝達す
る。または、もし放出源の発散がこれらの要求を十分に
満足する場合には、この装置では、レンズが不要とな
る。コリメート光は不要であり、構成要素の数および装
置の規模を低減する可能性を有する。
レーザの前端面、またはシングルモードファイバーの劈
開もしくは傾斜された終端であってもよい。必要に応じ
て、放出源の発散は、図１に示すように、レンズにより
制御される。そのレンズは、ガラスもしくはプラスチッ
ク製の、何らかの適切な非球面レンズ、円筒レンズ、球
面レンズまたは分布屈折率レンズであってもよい。スポ
ットサイズがより大きければ、フィルタは所望形状によ
り近い形状になり、検出器へパワーをよりよく伝達す
る。または、もし放出源の発散がこれらの要求を十分に
満足する場合には、この装置では、レンズが不要とな
る。コリメート光は不要であり、構成要素の数および装
置の規模を低減する可能性を有する。
【００５７】上述した装置においては、装置の構成が小
型で簡素であるため、レーザ源とともに標準のレーザ送
信機用パッケージ内に収納することが可能になってい
る。このことは、既存のシステムと集積化することに対
して特に優れている。同様な構成により得られる利点の
幾つかは、レーザ源に対する外部ユニットの場合にも得
られるかもしれないが、外部ユニットに対して結合する
場合には、偏光状態に依存性があるため、偏光状態を保
持するカプラーまたはファイバーが好ましい。
型で簡素であるため、レーザ源とともに標準のレーザ送
信機用パッケージ内に収納することが可能になってい
る。このことは、既存のシステムと集積化することに対
して特に優れている。同様な構成により得られる利点の
幾つかは、レーザ源に対する外部ユニットの場合にも得
られるかもしれないが、外部ユニットに対して結合する
場合には、偏光状態に依存性があるため、偏光状態を保
持するカプラーまたはファイバーが好ましい。
【００５８】従って、レーザ源から放出されて、近接し
て離れて配置された２つの光検出器へ向かう非コリメー
ト光を透過する、狭帯域幅の波長選択透過フィルタ素
子、例えばファブリー・ペロエタロンを備えてなる、レ
ーザ放出源に対する簡素で小型な波長監視制御装置が提
供される。波長を安定化するために、波長の変化に伴う
フィルタ素子の透過強度の変化により生成された、２つ
の光検出器の異なる出力が、レーザ源の波長を所望の目
標波長に安定化させるためのフィードバックループにお
いて使用される。
て離れて配置された２つの光検出器へ向かう非コリメー
ト光を透過する、狭帯域幅の波長選択透過フィルタ素
子、例えばファブリー・ペロエタロンを備えてなる、レ
ーザ放出源に対する簡素で小型な波長監視制御装置が提
供される。波長を安定化するために、波長の変化に伴う
フィルタ素子の透過強度の変化により生成された、２つ
の光検出器の異なる出力が、レーザ源の波長を所望の目
標波長に安定化させるためのフィードバックループにお
いて使用される。
【００５９】レーザ源に対するファブリー・ペロエタロ
ンの傾斜角を変えることによって、波長の調整を行うこ
とも可能である。このシステムは、小型であり、かつレ
ーザ放出源と同じパッケージ内に一緒に収納可能である
ため、結合、大きさおよびパワー消失といった従来の半
導体レーザ波長制御用の外部ユニットに共通した問題を
解決することができる。
ンの傾斜角を変えることによって、波長の調整を行うこ
とも可能である。このシステムは、小型であり、かつレ
ーザ放出源と同じパッケージ内に一緒に収納可能である
ため、結合、大きさおよびパワー消失といった従来の半
導体レーザ波長制御用の外部ユニットに共通した問題を
解決することができる。
【００６０】以上、特定の実施形態について詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載した範囲内で、種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載した範囲内で、種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明に係る波
長分割多重光伝送システム用の波長監視制御装置にあっ
ては、小型であり、かつレーザ放出源と同じパッケージ
内に一緒に収納可能であるため、結合、大きさ及びパワ
ー消失といった従来の半導体レーザ波長制御用の外部ユ
ニットに共通した問題を解決することができる。
長分割多重光伝送システム用の波長監視制御装置にあっ
ては、小型であり、かつレーザ放出源と同じパッケージ
内に一緒に収納可能であるため、結合、大きさ及びパワ
ー消失といった従来の半導体レーザ波長制御用の外部ユ
ニットに共通した問題を解決することができる。
【図１】本発明の第１実施形態による波長監視装置の要
部を示す概略図である。
部を示す概略図である。
【図２】２波長での信号に対するエタロンの透過曲線を
表す特性図である。
表す特性図である。
【図３】第１および第２の光検出器の出力信号の差信号
を表す特性図である。
を表す特性図である。
【図４】図１に示す波長監視装置と同様な構成の装置
を、その装置の座標および設計寸法とともに示す要部概
略図である。
を、その装置の座標および設計寸法とともに示す要部概
略図である。
【図５】本発明の第２実施形態による波長安定化装置に
対する試験システムの概略図である。
対する試験システムの概略図である。
１０ 波長監視装置 １２ レーザ放出発散源 １３ 発散源 １４ 半導体レーザ端面 １６ 光学レンズ １８ 波長選択透過フィルタ素子 ２０ 第１光検出器（Ｐ1 ） ２２ 第２光検出器（Ｐ2 ） ２４，１２４ 共通支持体 ２６，１３０ 差動増幅器 ２８ フィードバックループ １１２ ＤＦＢレーザ源 １１６ レンズ １１８ ＦＰエタロン １２０，１２２ ＰＩＮダイオード １２８ パッケージ １１７ レンズ取付台 １１９ ＦＰエタロン取付台
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/06 10/04 (72)発明者 ベルナール ヴィルヌーブ カナダ国，ジェイ９ジェイ ２アール８, ケベック、エイルメール，アルベール・カ ミュ 33 (72)発明者 ヒュング ビー．キム カナダ国，オンタリオ，カナタ，ホルゲー ト クレセント ２
Claims (19)
- 【請求項１】 発散するレーザ光の放出源を備えた光シ
ステムに対する波長監視制御装置であって、 該装置は、 互いに所定距離だけ離れ、かつ前記放出源から所定距離
の所に配設された第１および第２の光検出器と、 前記放出源と前記検出器との間に配設され、かつフィル
タの波長透過率の角依存性を提供するために前記放出源
の光軸に対して角度θで傾斜されたファブリー・ペロ構
造の透過帯域幅の狭い波長選択透過フィルタ素子と、 前記放出源の波長変化に対応して、同放出源の制御手段
に、前記第１および第２の光検出器に基づいて生成され
た差信号をフィードバックするための制御ループと、 を具備することを特徴とする波長監視制御装置。 - 【請求項２】 前記放出源と前記透過フィルタ素子との
間に、前記レーザ放出源の発散を制御するためのレンズ
を具備することを特徴とする請求項１に記載の波長監視
制御装置。 - 【請求項３】 前記レーザ放出源はパッケージ内に収納
された半導体レーザでできており、また前記波長監視装
置は前記パッケージと同一のパッケージ内に収納されて
いて、集積化された装置となっていることを特徴とする
請求項１に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項４】 前記レーザ放出源は、半導体レーザの出
力端面で構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の波長監視制御装置。 - 【請求項５】 前記レーザ光源は、劈開されたシングル
モードファイバーを含むことを特徴とする請求項１に記
載の波長監視制御装置。 - 【請求項６】 前記レーザ光源は、端面が傾斜されたシ
ングルモードファイバーを含むことを特徴とする請求項
１に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項７】 前記放出源に対するエタロンの傾斜角度
θは、波長制御を行うために調整可能になっていること
を特徴とする請求項１に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項８】 前記光検出器は、同等の対をなすフォト
ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の波
長監視制御装置。 - 【請求項９】 前記２つの光検出器のそれぞれの利得
は、独立して調整可能であり、それら２つの光検出器に
対して等しくない利得を設定することにより、所定波長
が選択可能になっていることを特徴とする請求項１に記
載の波長監視制御装置。 - 【請求項１０】 ファブリー・ペロフィルタを特徴づけ
る複数の透過ピークの波長間隔により決まる複数の所定
波長に対して、同時に安定化する点が達成され得るよう
になっていることを特徴とする請求項１に記載の波長監
視制御装置。 - 【請求項１１】 レーザ放出源の波長を安定化するため
の波長監視制御装置であって、 該装置は、 パッケージと、 所定の直径および隔離距離を有し、かつ発散する前記レ
ーザ放出源から所定距離の所で同一平面上に配設された
第１および第２の光検出器と、 前記放出源と前記検出器対との間に、前記放出源の光軸
に対して角度θで傾斜して配設され、それによってフィ
ルタの透過強度が波長に依存して前記レーザ放出源の所
望の波長に集中するファブリー・ペロ構造の透過帯域幅
の狭い波長選択透過フィルタと、 レーザ放出源の波長を制御するフィードバックループを
介して信号を供給するために、前記第１および第２の光
検出器に基づいて、前記波長選択フィルタによって透過
された波長の変化に依存する差信号を生成する手段と、 を具備し、 前記第１および第２の光検出器と前記波長選択透過フィ
ルタと前記差信号生成手段は、前記パッケージ内に集積
されていることを特徴とする波長監視制御装置。 - 【請求項１２】 前記フィルタは、ファブリー・ペロエ
タロンでできており、該エタロンの前記放出源に対する
傾斜角度θは、所定波長に調整するために、調整可能に
なっていることを特徴とする請求項１に記載の波長監視
制御装置。 - 【請求項１３】 前記レーザ放出源の発散を制御するた
めのレンズを具備することを特徴とする請求項１１に記
載の波長監視制御装置。 - 【請求項１４】 前記レーザ放出源は、半導体レーザの
出力端面で構成されていることを特徴とする請求項１１
に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項１５】 前記レーザ光源は、劈開されたシング
ルモードファイバーを含むことを特徴とする請求項１１
に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項１６】 前記レーザ光源は、端面が傾斜された
シングルモードファイバーを含むことを特徴とする請求
項１１に記載の波長監視制御装置。 - 【請求項１７】 前記光検出器は、同等の対をなすフォ
トダイオードであることを特徴とする請求項１１に記載
の波長監視制御装置。 - 【請求項１８】 前記２つの光検出器のそれぞれの利得
は、独立して調整可能であり、それら２つの光検出器に
対して等しくない利得を設定することにより、所定波長
が選択可能になっていることを特徴とする請求項１１に
記載の波長監視制御装置。 - 【請求項１９】 ファブリー・ペロフィルタを特徴づけ
る複数の透過ピークの波長間隔により決まる複数の所定
波長に対して、同時に安定化する点が達成され得るよう
になっていることを特徴とする請求項１１に記載の波長
監視制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/680284 | 1996-07-11 | ||
| US08/680,284 US5825792A (en) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | Wavelength monitoring and control assembly for WDM optical transmission systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079723A true JPH1079723A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3979703B2 JP3979703B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=24730476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18620497A Expired - Lifetime JP3979703B2 (ja) | 1996-07-11 | 1997-07-11 | 波長分割多重光伝送システム用の波長監視制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5825792A (ja) |
| EP (1) | EP0818859B1 (ja) |
| JP (1) | JP3979703B2 (ja) |
| CA (1) | CA2209558C (ja) |
| DE (1) | DE69711126T2 (ja) |
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