JP3386299B2 - Wavelength stabilizer - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は長距離光ファイバ通
信や光加入者通信・光CATVなどの光アクセス系にお
いて、波長多重ネットワークを構築するための波長多重
用光源の発振波長を安定化するために利用される波長安
定化装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to stabilize the oscillation wavelength of a wavelength multiplexing light source for constructing a wavelength multiplexing network in an optical access system such as long-distance optical fiber communication, optical subscriber communication and optical CATV. The present invention relates to a wavelength stabilization device used in.
【0002】[0002]
【従来の技術】波長多重方式は、敷設された光ファイバ
のインフラに手を加えることなくネットワークの規模を
柔軟に拡張できる大きな利点を有することから、長距離
系やアクセス系の光ネットワークを構築する上で、重要
な技術である。ところで、1.5μm帯において2nm
の波長間隔で16波長の波長多重通信を行う場合、通常
の分布帰還形半導体レーザの発振波長は温度変化に対し
て0.1nm/℃の変化があるため、仮に30℃の温度
変化があれば、発振波長は3nmも変動する。これは波
長間隔2nmを越える変動であり、このような波長変動
があっては波長多重通信系を構築することは出来ない。2. Description of the Related Art The wavelength division multiplexing system has a great advantage that the scale of the network can be flexibly expanded without modifying the installed optical fiber infrastructure. Therefore, a long distance system or an access system is constructed. Above is an important technology. By the way, 2 nm in the 1.5 μm band
When wavelength division multiplex communication of 16 wavelengths is performed at a wavelength interval of, since the oscillation wavelength of a normal distributed feedback semiconductor laser changes by 0.1 nm / ° C with respect to temperature change, if there is a temperature change of 30 ° C. The oscillation wavelength fluctuates by 3 nm. This is a variation in which the wavelength interval exceeds 2 nm, and a wavelength division multiplexing communication system cannot be constructed with such a wavelength variation.
【0003】半導体レーザの発振波長を安定化する一つ
の方法として、回折格子分光器を用いる方法が報告され
ている(1955年電子情報通信学会通信ソサイエティ
大会、B−699、1995年 9月、宮地正英、小楠
正大、大島茂、「高密度波長多重伝送における波長安定
化方式」)。図8に回折格子分光器の構成を示す。アレ
ー導波路の中央の光導波路501を伝搬してきた波長多
重信号光λ1 〜λ4 は導波路端面から空気中に出射され
る。出射ビーム505は広がり焦点距離fの凸レンズ5
03に入射する。凸レンズ503は導波路501の端面
から距離fのところに置かれており、出射ビーム505
は平行ビーム506になり回折格子504を照射する。
ここで波長に応じて回折され、回折光507はレンズ5
03を経て収束ビーム508となり、アレー導波路の導
波路端面上に収束する。波長により収束点が異なるた
め、アレー導波路の各導波路509〜512から異なる
波長の信号光が得られる。各導波路の波長に対する透過
損失を描いたものが図9である。例えば、導波路511
の透過損失の曲線が図9のAで与えられるものとする。
レーザ光を低周波f0 の微小な正弦波電流で直接強度変
調し、光導波路からの出力を受光素子で検出し、f0 成
分を同期検波する。もし、A曲線のa点に対応する波長
であれば同期検波出力は最大になり、b点に対応する波
長であれば、それより出力は小さい。同期検波出力が最
大になるようにレーザの波長を制御する。図8に示す回
折格子分光器の温度特性は0.0005nm/℃であ
り、50℃の温度変化に対しても±0.01nmであ
る。As one method for stabilizing the oscillation wavelength of a semiconductor laser, a method using a diffraction grating spectrometer has been reported (1955, IEICE Communications Society Conference, B-699, September 1995, Miyaji). Masahide, Masanori Kogusu, Shigeru Oshima, "Wavelength Stabilization Method in High-Density Wavelength Multiplexing Transmission"). FIG. 8 shows the configuration of the diffraction grating spectrometer. The wavelength-multiplexed signal lights λ 1 to λ 4 propagating through the optical waveguide 501 at the center of the arrayed waveguide are emitted into the air from the end faces of the waveguide. The outgoing beam 505 is a convex lens 5 with a divergent focal length f.
It is incident on 03. The convex lens 503 is placed at a distance f from the end face of the waveguide 501, and the outgoing beam 505
Becomes a parallel beam 506 and illuminates the diffraction grating 504.
Here, the diffracted light 507 is diffracted according to the wavelength and the diffracted light 507 is reflected by the lens 5.
After passing through 03, it becomes a convergent beam 508 and is converged on the waveguide end face of the arrayed waveguide. Since the convergence point differs depending on the wavelength, signal lights of different wavelengths can be obtained from the waveguides 509 to 512 of the arrayed waveguide. FIG. 9 shows the transmission loss with respect to the wavelength of each waveguide. For example, the waveguide 511
Let us assume that the transmission loss curve of is given in FIG.
The laser light is directly intensity-modulated with a minute sinusoidal current of low frequency f 0 , the output from the optical waveguide is detected by the light receiving element, and the f 0 component is synchronously detected. If the wavelength corresponds to the point a of the A curve, the synchronous detection output becomes maximum, and if the wavelength corresponds to the point b, the output is smaller than that. The laser wavelength is controlled so that the coherent detection output becomes maximum. The temperature characteristic of the diffraction grating spectroscope shown in FIG. 8 is 0.0005 nm / ° C., and is ± 0.01 nm even with a temperature change of 50 ° C.
【0004】図8の回折格子分光器は温度特性が優れて
いることから、いわば波長の基準器として用いることが
できる。図9の特性を利用する限りにおいては、155
1nm,1552nm,1553nmと言うように1n
m間隔の飛び飛びの波長の値でしか波長安定化は出来な
い。実際には、波長基準器は1台の波長基準器で多くの
波長多重用光源を制御する利用形態を取る。光源の波長
はシステム要求条件からよりきめ細かく多様に設定され
る。また、ネットワークのノードに置かれている波長ル
ータやフィルタの波長特性が環境によって変化した時、
それに応じて光源の波長を最初の設定値から新たな設定
値に変える必要が生じる。Since the diffraction grating spectroscope of FIG. 8 has excellent temperature characteristics, it can be used as a so-called wavelength standard. As long as the characteristics of FIG. 9 are used, 155
1n as 1nm, 1552nm, 1553nm
Wavelength stabilization can be performed only at discrete wavelength values at m intervals. In practice, the wavelength reference device has a form of use in which many wavelength multiplexing light sources are controlled by one wavelength reference device. The wavelength of the light source is set more finely and variously according to the system requirements. Also, when the wavelength characteristics of wavelength routers and filters placed in network nodes change depending on the environment,
Accordingly, it is necessary to change the wavelength of the light source from the initial set value to the new set value.
【0005】図8の回折格子分光器でより細かい波長間
隔で波長制御する1つの方法はレンズ503の焦点距離
を大きくすることである。報告(電子情報通信学会 信
学技報OCS95−37、1995年7月、小楠正大、
宮地正英、大島茂、「高安定化光合分波器」)によれ
ば、格子数600本/mmの反射形ブレーズ回折格子を
用い、導波路のモードフィールド半径を5μmとして、
焦点距離fが62mmレンズを用いることによって、図
9に示されている一つの導波路の透過損失の半値幅を
0.2nmにすることができる(図9の場合はfが25
mmで半値幅は0.5nmである)。このことはレンズ
の焦点にある導波路端面上では1nmの波長変化が約5
0μmの位置変化に対応する。導波路端面の位置に光軸
に垂直にスクリーンを置いた時、モードフィールドの直
径10μmの収束ビームが波長の増加とともに回折され
て図10の矢印の方向に移動するとする。収束ビームが
10μm×10μmの領域521にスポット527のよ
うに照射すれば1551.0nmの波長であり、順次、
領域522,523,524,525,526は155
1.2nm,1551.4nm,1551.6nm,1
551.8nm,1552.0nmの波長に対応する。One method of controlling the wavelength with a finer wavelength interval in the diffraction grating spectroscope of FIG. 8 is to increase the focal length of the lens 503. Report (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, IEICE Technical Report OCS95-37, July 1995, Masahiro Kogusu,
According to Masahide Miyaji, Shigeru Oshima, “Highly-stabilized optical multiplexer / demultiplexer”), a reflective blazed diffraction grating with a grating number of 600 / mm is used, and the mode field radius of the waveguide is 5 μm.
By using a lens having a focal length f of 62 mm, the half-value width of the transmission loss of one waveguide shown in FIG. 9 can be set to 0.2 nm (in the case of FIG. 9, f is 25).
The half width at 0.5 mm is 0.5 nm). This means that the wavelength change of 1 nm is about 5 on the end face of the waveguide at the focal point of the lens.
It corresponds to a position change of 0 μm. When a screen is placed at the end face of the waveguide perpendicularly to the optical axis, it is assumed that a convergent beam with a diameter of 10 μm in the mode field is diffracted with an increase in wavelength and moves in the direction of the arrow in FIG. If the converged beam irradiates the area 521 of 10 μm × 10 μm like the spot 527, the wavelength is 1551.0 nm.
Areas 522, 523, 524, 525 and 526 are 155
1.2 nm, 1551.4 nm, 1551.6 nm, 1
It corresponds to wavelengths of 551.8 nm and 1552.0 nm.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図10をアレー導波路
構造にするには、図11のようにコア528のまわりに
クラッド529を形成し、かつ導波路相互間の光の結合
を防ぐために、導波路間のクラッドに空気層530を設
ける必要があるため、アレー導波路の導波路ピッチは2
0μm程度にしかならない。このことは、光合分波器の
出力側にアレー導波路を用いたために0.4nm間隔の
波長でしか基準波長が選択できないことになる。レンズ
の焦点距離を61mmの2倍の122mmにしてレンズ
から122mmの位置にアレー導波路を配置すれば分解
能が2倍に改善され、図11のアレー導波路で0.2n
m間隔の基準波長が設定可能になる。しかし、その分デ
バイスが大きくなり、温度や機械的変動の影響を受けや
すくなり、その対策のためにさらに装置が大きくなって
コストの上昇を招くとともに取扱いが不便になる。In order to form the arrayed waveguide structure of FIG. 10, a clad 529 is formed around the core 528 as shown in FIG. 11 and the coupling of light between the waveguides is prevented. Since it is necessary to provide the air layer 530 in the clad between the waveguides, the waveguide pitch of the array waveguide is 2
Only about 0 μm. This means that the reference wavelength can be selected only at wavelengths at 0.4 nm intervals because the array waveguide is used on the output side of the optical multiplexer / demultiplexer. If the focal length of the lens is 122 mm, which is twice 61 mm, and the array waveguide is arranged at a position 122 mm from the lens, the resolution is doubled.
It becomes possible to set reference wavelengths at m intervals. However, the device becomes larger by that amount, and it becomes more susceptible to temperature and mechanical fluctuations, and as a countermeasure, the device becomes larger and the cost rises and handling becomes inconvenient.
【0007】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、より細かな波長間隔で発振
波長を制御することができ、また、ノードの合分波器の
特性のようなネットワークの伝送路の波長特性が環境の
条件変化に従って変化した場合にも対応すべくその波長
間隔の精度で基準波長が任意に設定可能で、さらに1台
の装置で多数の半導体レーザの発振波長を制御すること
ができる小型で経済的な波長安定化装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to control the oscillation wavelength at a finer wavelength interval, and to improve the characteristics of the multiplexer / demultiplexer of the node. Even if the wavelength characteristic of the transmission line of such a network changes in accordance with changes in environmental conditions, the reference wavelength can be arbitrarily set with the accuracy of the wavelength interval, and a single device can oscillate many semiconductor lasers. An object of the present invention is to provide a compact and economical wavelength stabilizer capable of controlling wavelength.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、相異なる発振波長を有する第1から第n
(ただし、nはn≧2の整数)のn個の被制御半導体レ
ーザと、該n個の被制御半導体レーザのそれぞれの出力
光の各一部を一つの光合波器で合波した合波出力光を一
つの光導波路に導く手段と、該一つの光導波路から前記
合波出力光を空気中に放射し凸レンズを介して反射形回
折格子分光器に照射する手段と、該反射形回折格子分光
器からの回折光を該凸レンズにより複数の受光素子より
成る受光素子アレー上に収束する手段と、二つのスイッ
チを用いて、該受光素子アレー上の相隣る二つの受光素
子を前記二つのスイッチがそれぞれ選択する状態で該二
つのスイッチにより前記受光素子アレー上の複数の受光
素子を順次走査して前記第1から第nの半導体レーザに
それぞれ対応する複数の収束ビームスポットによる各波
長対応出力を検出する手段と、前記n個の被制御半導体
レーザのうちの一つの半導体レーザに対応する一つの収
束ビームスポットの前記受光素子アレー上の照射位置と
当該一つの収束ビームスポットの該受光素子アレー上の
予め定めた基準位置との位置ずれ量に比例する量を前記
波長対応出力による波長情報と予め定めた各基準波長情
報との対比により得られる誤差信号として検知する手段
と、該誤差信号を前記一つの半導体レーザに帰還して該
基準位置に当該一つの収束ビームスポットが入射するよ
うに該一つの半導体レーザの発振波長を自動制御する手
段と、前記受光素子アレーの出力の走査に従って前記n
個の被制御半導体レーザについて順次前記制御が繰り返
されるようにする手段とを備え、前記第1から第nのn
個の半導体レーザの発振波長がそれぞれ所望の値に設定
できるように構成されている。In order to achieve this object, the present invention provides a first to an n-th oscillator having different oscillation wavelengths.
(Where, n is an integer of n ≧ 2) was combined by n and the controlled semiconductor laser, an optical multiplexer each portion of each of the output light of the n-number of the controlled semiconductor laser focus One wave output light
Means for directing the One of the optical waveguide, wherein from the one optical waveguide
A means for radiating the combined output light into the air and irradiating it to a reflection type diffraction grating spectroscope through a convex lens, and a light receiving element array composed of a plurality of light receiving elements by the convex lens for diffracted light from the reflection type diffraction grating spectroscope. A means to converge on top and two switches
With Ji, Ru the neighbors on the light receiving element array two light receiving element
When the two switches are selected by the two switches,
Multiple light reception on the light receiving element array by one switch
Waves formed by a plurality of converging beam spots respectively corresponding to the first to nth semiconductor lasers by sequentially scanning the element
A means for detecting a long-corresponding output, an irradiation position on the light-receiving element array of one convergent beam spot corresponding to one semiconductor laser of the n controlled semiconductor lasers, and an irradiation position of the one convergent beam spot. said amount proportional to the displacement amount between the predetermined reference position on the light receiving element array
Wavelength information by wavelength corresponding output and each predetermined reference wavelength information
Means for detecting as an error signal obtained by comparison with the information, and the oscillation of the one semiconductor laser so that the one converged beam spot is incident on the reference position by returning the error signal to the one semiconductor laser. Means for automatically controlling the wavelength, and n according to the scanning of the output of the light receiving element array.
Means for causing the control to be sequentially repeated for each of the controlled semiconductor lasers, the first to n-th n-th
The oscillation wavelength of each semiconductor laser can be set to a desired value.
【0009】又、各群が相異なる発振波長を有する第1
から第n(ただし、nはn≧2の整数)のn個の被制御
半導体レーザよりなる第1群から第m群(m=≧2の整
数)の被制御半導体レーザと、前記第1群から第m群の
被制御半導体レーザのそれぞれの出力光の各一部を群毎
に一つの合波器に合波して各群の合波出力とするための
m個の光合波器と、該m個の光合波器のうちの第i(1
≦i≦m)番の光合波器の合波出力を選択して一つの光
導波路に導く手段と、該一つの光導波路からの合波出力
光を空気中に放射し凸レンズを介して反射形回折格子分
光器に照射する手段と、該反射形回折格子分光器からの
回折光を該凸レンズにより複数の受光素子より成る受光
素子アレー上に収束する手段と、二つのスイッチを用い
て、該受光素子アレー上の相隣る二つの受光素子を前記
二つのスイッチがそれぞれ選択する状態で該二つのスイ
ッチにより前記受光素子アレー上の複数の受光素子を順
次走査して前記第1から第nの半導体レーザにそれぞれ
対応する複数の収束ビームスポットによる各波長対応出
力を検出する手段と、各群の前記n個の被制御半導体レ
ーザのうちの一つの半導体レーザに対応する一つの収束
ビームスポットの前記受光素子アレー上の照射位置と当
該一つの収束ビームスポットの該受光素子アレー上の予
め定めた基準位置との位置ずれ量に比例する量を前記波
長対応出力による波長情報と予め定めた各基準波長情報
との対比により得られる誤差信号として検知する手段
と、該誤差信号を前記一つの半導体レーザに帰還して該
基準位置に当該一つの収束ビームスポットが入射するよ
うに該一つの半導体レーザの発振波長を自動制御する手
段と、前記受光素子アレーの出力を走査に従って前記第
nの半導体レーザまで前記制御が繰り返す手段と、第1
群から第m群の半導体レーザの前記制御を繰り返して行
われるようにする手段とを備え、前記第1群から第m群
の半導体レーザの発振波長がそれぞれ所望の値に設定で
きるように構成されている。Further, the first group has different oscillation wavelengths.
To n-th (where n is an integer of n ≧ 2) n controlled semiconductor lasers of the first group to the m-th group (m = ≧ 2) of controlled semiconductor lasers, and the first group To m optical multiplexers for multiplexing a part of each output light of the controlled semiconductor lasers of the m-th group into one multiplexer for each group to obtain a combined output of each group , The i-th (1
≤ i ≤ m) means for selecting the combined output of the optical multiplexer and guiding it to one optical waveguide, and radiating the combined output light from the one optical waveguide into the air and reflecting it through a convex lens. A means for irradiating the diffraction grating spectroscope, a means for converging the diffracted light from the reflection type diffraction grating spectroscope on the light receiving element array composed of a plurality of light receiving elements by the convex lens, and two switches are used.
The two adjacent photodetectors on the photodetector array.
With the two switches selected, the two switches
Switch is used to connect multiple light receiving elements on the light receiving element array.
Means for detecting the output corresponding to each wavelength by a plurality of converging beam spots respectively corresponding to the first to nth semiconductor lasers by the next scanning, and the n controlled semiconductor lasers of each group . Proportional to the amount of positional deviation between the irradiation position of one convergent beam spot on the light receiving element array corresponding to one of the semiconductor lasers and a predetermined reference position of the one converged beam spot on the light receiving element array. Quantity the wave
Wavelength information based on long-corresponding output and predetermined reference wavelength information
Means for detecting as an error signal obtained by comparing the error signal with the oscillation wavelength of the one semiconductor laser so that the one converged beam spot is incident on the reference position by returning the error signal to the one semiconductor laser. Automatically controlling the output of the light-receiving element array, the means for repeating the control up to the n-th semiconductor laser in accordance with scanning,
Means for repeating the control of the semiconductor lasers of the group m to the group m, and the oscillation wavelengths of the semiconductor lasers of the groups 1 to m can be set to desired values. ing.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明による波長安定化装置は、
相異なる発振波長が小から大に、もしくは大から小の順
序にある第1から第n(ただし、nはn≧2の整数)の
n個の半導体レーザのそれぞれの出力光の一部を光合波
器で合波して光導波路に導き、光導波路から出力光を空
気中に放射し凸レンズを介して反射形回折格子分光器に
照射し、反射形回折格子分光器からの回折光をその凸レ
ンズにより複数の受光素子より成る受光素子アレー上に
収束し、受光素子アレーの出力を走査して第1の半導体
レーザの発振波長を検出し、第1の半導体レーザの所望
の発振波長が受光される第1の基準受光素子との位置ず
れ量に比例する量を第1の半導体レーザに帰還して第1
の基準受光素子に回折光が入射するように発振波長を制
御し、受光素子アレーの出力を走査して第nの半導体レ
ーザまで、順次、同様の制御を繰り返し、第1から第n
の基準受光素子を受光素子アレーの中の任意の受光素子
に設定することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The wavelength stabilizing device according to the present invention comprises:
A part of the output light of each of the n semiconductor lasers of the first to n-th (where n is an integer of n ≧ 2) whose different oscillation wavelengths are in the order of small to large or large to small is optically combined. The light is combined with a wave guide and guided to an optical waveguide, and the output light is emitted from the optical waveguide into the air and radiated to a reflective diffraction grating spectroscope through a convex lens, and the diffracted light from the reflective diffraction grating spectroscope is projected onto the convex lens. Converges on a light receiving element array composed of a plurality of light receiving elements, scans the output of the light receiving element array to detect the oscillation wavelength of the first semiconductor laser, and receives the desired oscillation wavelength of the first semiconductor laser. An amount proportional to the amount of positional deviation from the first reference light receiving element is fed back to the first semiconductor laser and
The oscillation wavelength is controlled so that the diffracted light is incident on the reference light-receiving element, the output of the light-receiving element array is scanned, and the same control is sequentially repeated until the nth semiconductor laser.
The reference light receiving element can be set to any light receiving element in the light receiving element array.
【0011】さらに、第1群から第m群(mはm≧2の
整数)の多数の半導体レーザを制御するため、相異なる
発振波長のnp 個の半導体レーザで構成される第p群
(pは1≦p≦mの整数)の半導体レーザについて、発
振波長が小から大に、もしくは大から小の順序にある第
1から第np 半導体レーザのそれぞれの出力光の各一部
を対応する各光合波器で合波して第p光導波路に導き第
1群から第m群の各群毎に第1から第m光導波路を形成
して、第1から第m光導波路の内、第p光導波路を選択
して該第p光導波路からの出力光を空気中に放射し凸レ
ンズを介して反射形回折格子分光器に照射し、該反射形
回折格子分光器からの回折光をその凸レンズにより複数
の受光素子より成る受光素子アレー上に収束し、受光素
子アレーの出力を走査して第1の半導体レーザの発振波
長を検出し、第1の半導体レーザの所望の発振波長が受
光される第1の基準受光素子との位置ずれ量に比例する
量を第1の半導体レーザに帰還して第1の基準受光素子
に回折光が入射するように発振波長を制御し、受光素子
アレーの出力を走査して第nの半導体レーザまで同様の
制御を繰り返し、さらに第p+1光導波路から第m光導
波路を順次選択し第p+1群から第m群の半導体レーザ
の制御を繰り返し、第1群から第m群の各基準受光素子
を前記受光素子アレーの中の任意の受光素子に設定する
ことができる。Further, in order to control a large number of semiconductor lasers of the first group to the m-th group (m is an integer of m ≧ 2), the p-th group (n-th group consisting of n p semiconductor lasers having different oscillation wavelengths) p is a semiconductor laser integer) of 1 ≦ p ≦ m, corresponding to each of the part of the output light of the n p semiconductor laser from the first in a large oscillation wavelength from the small or the large to the small of the order Which are combined by each optical multiplexer and guided to the p-th optical waveguide to form first to m-th optical waveguides for each of the first to m-th optical groups, and among the first to m-th optical waveguides, The p-th optical waveguide is selected, and the output light from the p-th optical waveguide is radiated into the air to irradiate the reflection type diffraction grating spectroscope through a convex lens, and the diffracted light from the reflection type diffraction grating spectroscope Convex lens converges on a light receiving element array consisting of multiple light receiving elements and scans the output of the light receiving element array Then, the oscillation wavelength of the first semiconductor laser is detected, and the first semiconductor laser is provided with an amount proportional to the amount of displacement of the desired oscillation wavelength of the first semiconductor laser from the first reference light receiving element that receives the light. The oscillation wavelength is controlled so that the diffracted light enters the first reference light receiving element by returning, the output of the light receiving element array is scanned, and the same control is repeated up to the nth semiconductor laser. The mth optical waveguides are sequentially selected and the control of the semiconductor lasers of the p + 1th group to the mth group is repeated to set each reference light receiving element of the first group to the mth group to any light receiving element in the light receiving element array. be able to.
【0012】波長多重方式を用いた光アクセスネットワ
ークの一つとして光ファイバが途中のノードから樹枝状
に分岐するバッシブダブルスターの方式がある。例えば
図7に描かれているように局側でλ11からλ14の4波を
波長多重して光ファイバ602に送出し途中のノードで
ある分波器605でそれぞれの波長を607から610
の4本の光ファイバに分岐して各加入者に届ける方式で
ある。光ファイバ602〜604を束ねて光ケーブルと
なり管路などに収容される。図7でファイバ602に送
出する4波λ11〜λ14を出射する4個の半導体レーザ6
11〜614をまとめて第1群の半導体レーザと呼び、
以下同様にファイバ603,604に送出すべき波長で
発振している半導体レーザのグループをそれぞれ第2
群,第3群の半導体レーザと言う。本発明の波長安定化
装置を用い、まず第1群の4個の半導体レーザの発振波
長を制御し、次に第2群の半導体レーザを、さらに第3
群の半導体レーザを制御し、以下このサイクルを繰り返
して全体の半導体レーザの発振波長を1台の波長安定化
装置で一括制御する。実際のネットワークでは各群あた
りの半導体レーザの個数4や群の数3はさらに個数を増
加し得ることは言うまでもない。As one of the optical access networks using the wavelength division multiplexing method, there is a passive double star method in which an optical fiber branches in a dendritic manner from a node on the way. For example, as illustrated in FIG. 7, four wavelengths of λ 11 to λ 14 are wavelength-multiplexed on the station side and transmitted to the optical fiber 602, and the wavelengths of the wavelengths 607 to 610 are changed by the demultiplexer 605 which is a node on the way.
It is a method of branching into four optical fibers and delivering to each subscriber. The optical fibers 602 to 604 are bundled to form an optical cable, which is accommodated in a conduit or the like. In FIG. 7, four semiconductor lasers 6 for emitting four waves λ 11 to λ 14 to be sent to the fiber 602 are emitted.
11 to 614 are collectively referred to as a first group of semiconductor lasers,
Similarly, the second group of semiconductor lasers oscillating at the wavelengths to be transmitted to the fibers 603 and 604 is similarly set to the second group.
Group 3 and group 3 semiconductor lasers. Using the wavelength stabilization device of the present invention, first, the oscillation wavelengths of the four semiconductor lasers of the first group are controlled, and then the semiconductor lasers of the second group are further controlled.
The semiconductor lasers of the group are controlled, and this cycle is repeated thereafter to collectively control the oscillation wavelengths of all the semiconductor lasers by one wavelength stabilizing device. It goes without saying that in an actual network, the number of semiconductor lasers 4 per group and the number 3 of groups can be further increased.
【0013】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細
に説明する。
(実施例1)図1は本発明の請求項1に対応する一実施
例の装置のブロック図であって、1,2,3は制御すべ
き第1,第2,第n半導体レーザ、4,5,6は半導体
レーザ1,2,3からの送信用出力光、7,8,9はそ
れぞれの発振波長を制御するために用いる半導体レーザ
1,2,3からの制御用出力光、10は制御用出力光
7,8,9を合波するための光合波器、11は光合波器
10からの出力光を導波する光導波路、12は焦点距離
fの凸レンズ、13は回折格子、51は光導波路11か
らの出射ビーム、52は出射ビーム51が凸レンズ12
によって変換された平行ビーム、53は回折格子13に
よって回折された回折光、54は回折光53の収束ビー
ム、16は受光素子アレー、17,18,19は受光素
子アレーの個々の受光素子、23は第1スイッチ回路、
20,21,22は受光素子17,18,19からの出
力、56は第1スイッチ回路23の第1スイッチ、57
は第2スイッチ、24は第1スイッチからの出力、25
は第2スイッチからの出力、26は第1A/Dコンバー
タ、27は第2A/Dコンバータ、28は第1A/Dコ
ンバータ26からの出力、29は第2A/Dコンバータ
27からの出力、30は波長検出回路、31は波長検出
回路30からの出力、32は波長比較回路、33は基準
波長情報記憶部、34は基準波長情報記憶部33からの
出力、36は波長制御回路、35は波長制御回路36へ
の入力となる波長比較回路32からの出力、37は波長
制御回路36からの制御信号、38は第2スイッチ回
路、58はスイッチ、39は第1半導体レーザへの制御
信号、40は第2半導体レーザへの制御信号、41は第
n半導体レーザへの制御信号、42は制御回路、43は
制御回路42からの第1スイッチ回路23への制御信
号、44は波長検出回路30への制御信号、45は基準
波長情報記憶部33への制御信号、46は第2スイッチ
回路38への制御信号、47は制御回路42への入力と
なる波長比較回路32からの出力である。また、61は
制御信号39に応じて動作する電源回路、64はその出
力、62は制御信号40に応じて動作する電源回路、6
5はその出力、63は制御信号41に応じて動作する電
源回路、66はその出力である。一点鎖線で囲まれた分
光部200が図2に拡大して描かれている。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of an apparatus of an embodiment corresponding to claim 1 of the present invention, in which 1, 2, 3 are first, second and nth semiconductor lasers to be controlled, 4 , 5, 6 are transmission output lights from the semiconductor lasers 1, 2, 3 and 7, 8, 9 are control output lights from the semiconductor lasers 1, 2, 3 used to control the respective oscillation wavelengths. Is an optical multiplexer for multiplexing the control output lights 7, 8 and 9, 11 is an optical waveguide for guiding the output light from the optical multiplexer 10, 12 is a convex lens with a focal length f, 13 is a diffraction grating, Reference numeral 51 denotes an outgoing beam from the optical waveguide 11, 52 denotes an outgoing beam 51 which is a convex lens 12.
The collimated beam 53 is diffracted by the diffraction grating 13, 54 is a convergent beam of the diffracted light 53, 16 is a light receiving element array, 17 is an individual light receiving element of the light receiving element array, and 23 is a light receiving element array. Is the first switch circuit,
20, 21 and 22 are outputs from the light receiving elements 17, 18 and 19, 56 is a first switch of the first switch circuit 23, 57
Is the second switch, 24 is the output from the first switch, and 25
Is an output from the second switch, 26 is a first A / D converter, 27 is a second A / D converter, 28 is an output from the first A / D converter 26, 29 is an output from the second A / D converter 27, and 30 is A wavelength detection circuit, 31 is an output from the wavelength detection circuit 30, 32 is a wavelength comparison circuit, 33 is a reference wavelength information storage unit, 34 is an output from the reference wavelength information storage unit 33, 36 is a wavelength control circuit, and 35 is wavelength control. An output from the wavelength comparison circuit 32 which is an input to the circuit 36, 37 is a control signal from the wavelength control circuit 36, 38 is a second switch circuit, 58 is a switch, 39 is a control signal to the first semiconductor laser, and 40 is Control signal to the second semiconductor laser, 41 is a control signal to the nth semiconductor laser, 42 is a control circuit, 43 is a control signal from the control circuit 42 to the first switch circuit 23, and 44 is a wavelength detection time. 30 is a control signal, 45 is a control signal to the reference wavelength information storage unit 33, 46 is a control signal to the second switch circuit 38, and 47 is an output from the wavelength comparison circuit 32 which is an input to the control circuit 42. . Further, 61 is a power supply circuit which operates according to the control signal 39, 64 is its output, 62 is a power supply circuit which operates according to the control signal 40, 6
5 is its output, 63 is a power supply circuit which operates according to the control signal 41, and 66 is its output. The spectroscopic unit 200 surrounded by the alternate long and short dash line is shown enlarged in FIG.
【0014】半導体レーザの二つの端面からそれぞれ出
力光が得られる。一方の端面からの出力光を送信用に他
方の端面からの出力光を波長安定化のための制御に用い
る。制御すべき第1半導体レーザ1,第2半導体レーザ
2,第n半導体レーザ3の送信用出力光は4,5,6で
あり、他端からの出力光7,8,9は制御用である。第
1半導体レーザ1から第n半導体レーザ3の発振波長は
小から大に、もしくは大から小の順序になっている。制
御用出力光7,8,9をスター・カップラなどの光合波
器10で合波し、相異なるn個の波長より成る制御用出
力光を光導波路11に導く。図2に示されているよう
に、焦点距離fの凸レンズ12が光導波路11の出射端
面56から光軸55上距離fにあり、発散している出射
ビーム51は凸レンズ12によって平行ビーム52に変
換される。回折格子13は格子の溝の形状が鋸歯状のい
わゆるブレーズ格子であって、平行ビーム52が回折格
子13の法線14に対して入射角θで入射し、波長λの
光が図2のように回折角θdで回折されれば、回折次数
をmとしてOutput light is obtained from each of the two end faces of the semiconductor laser. Output light from one end face is used for transmission and output light from the other end face is used for control for wavelength stabilization. The output light for transmission of the first semiconductor laser 1, the second semiconductor laser 2, and the nth semiconductor laser 3 to be controlled is 4, 5, and 6, and the output light 7, 8, 9 from the other end is for control. . The oscillation wavelengths of the first semiconductor laser 1 to the nth semiconductor laser 3 are in order from small to large, or from large to small. The control output lights 7, 8 and 9 are multiplexed by an optical multiplexer 10 such as a star coupler, and the control output light having n different wavelengths is guided to the optical waveguide 11. As shown in FIG. 2, the convex lens 12 having the focal length f is located at the distance f on the optical axis 55 from the exit end face 56 of the optical waveguide 11, and the diverging outgoing beam 51 is converted into a parallel beam 52 by the convex lens 12. To be done. The diffraction grating 13 is a so-called blazed grating in which the groove of the grating has a sawtooth shape, and the parallel beam 52 is incident on the normal line 14 of the diffraction grating 13 at an incident angle θ, and the light of wavelength λ is as shown in FIG. If it is diffracted at a diffraction angle θ d , the diffraction order is m
【数1】
mλ=d(sin θ+sin θd ) (1)
が成り立つ。ただし、dは回折格子のピッチである。
(1)式から角分散dθd/dλを求めると、次式を得
る。## EQU1 ## mλ = d (sin θ + sin θ d ) (1) holds. However, d is the pitch of the diffraction grating.
When the angular dispersion dθ d / dλ is obtained from the equation (1), the following equation is obtained.
【数2】 dθd /dλ=m/dcos θd (2)[Number 2] dθ d / dλ = m / dcos θ d (2)
【0015】回折格子13はリトロー形配置になってお
り、θ≒θd であり、波長がdλだけ変化した時の受光
素子アレー16上での位置の変化dxはThe diffraction grating 13 is arranged in a Littrow configuration, θ≈θ d , and the position change dx on the light receiving element array 16 when the wavelength changes by dλ is
【数3】 dx=fdθd (3) で与えられるから、式(2),(3)よりEquation 3] Since given by dx = fdθ d (3), equation (2) and (3)
【数4】
dx/dλ=fm/dcos θd (4)
を得る。回折格子13の格子密度を570本/mmとす
ればd=1.75μmであり、λ=1.55μm、m=
2とし、θ≒θd を用いれば、式(1)からθd =6
2.3°が得られる。今、1nmの波長変化dλに対し
て50μmの位置変化dxを得ようとすれば、式(4)
から凸レンズ12の焦点距離fの値として35.5mm
が求まる。光導波路11のモードフィールド半径ωを5
μmとすれば、平行ビームの半径Wは[Number 4] get dx / dλ = fm / dcos θ d (4). If the grating density of the diffraction grating 13 is 570 lines / mm, then d = 1.75 μm, λ = 1.55 μm, m =
2 and using θ≈θ d , from equation (1), θ d = 6
2.3 ° is obtained. Now, if an attempt is made to obtain a position change dx of 50 μm for a wavelength change dλ of 1 nm, equation (4)
To 35.5 mm as the value of the focal length f of the convex lens 12
Is required. The mode field radius ω of the optical waveguide 11 is set to 5
.mu.m, the parallel beam radius W is
【数5】
W=λf/πω (5)
から、W=3.5mmが得られる。格子の総本数NとW
との間にはFrom W = λf / πω (5), W = 3.5 mm is obtained. Total number of lattices N and W
Between
【数6】
dNcos θ=2W (6)
の関係があるから、これよりN=8.62×103が求
まる。分解能はSince there is a relationship of dNcos θ = 2W (6), N = 8.62 × 103 is obtained from this. Resolution is
【数7】 λ/δλ=mN (7) で与えられるから、δλ=0.09nmとなる。[Equation 7] λ / δλ = mN (7) Therefore, δλ = 0.09 nm.
【0016】図3に受光素子アレー16の各受光素子、
その出力、出力端子、およびスイッチとの関係を示し
た。ここでは、受光素子の受光面のピッチは10μmで
あり、受光面の幅は8μmに設定されている。受光素子
201の中央にモードフィールド半径5μmの収束ビー
ム54が照射されているとき、その波長は1554.0
nmであるるとすれば、dx/dλ=50μm/nmで
あるから受光素子202,203,204,205を順
次照射すれば、波長間隔△λ=0.2nmであり、波長
は順に1554.2nm,1554.4nm,155
4.6nm,1554.nmとなる。実際には収束ビー
ム54のスポット230が二つの受光素子203と20
4にまたがって照射することがある。このような場合も
含めて波長検出方法を述べる。受光素子アレー16はM
個の受光素子より成り、例えば受光素子17からの出力
20は第1スイッチ回路23内の端子217から取り出
せるようになっている。第1スイッチ回路23には第1
スイッチ56と第2スイッチ57があり、第1スイッチ
は第1端子217から第(M−1)端子225までを、
第2スイッチ57は第2端子218から第M端子までを
△tの時間間隔で同時に選択して行き、相隣る受光素子
の出力が第1スイッチ56,第2スイッチ57からそれ
ぞれ出力24,25として第1A/Dコンバータ26,
第2A/Dコンバータ27へ導かれる。このような機能
を持ったスイッチとしてCMOSスイッチが挙げられ
る。k△t時間後に第1スイッチ56は端子222に、
第2スイッチ端子223に接していたものとする。(k
−1)△tの時点では両スイッチには出力が現われなか
ったが、k△tの時点では第2スイッチ57から出力が
得られる。制御回路42はこれによって(k+1)△t
の時点で第1スイッチ56を端子223に、第2スイッ
チ57を端子224に移し、この状態で波長を検出す
る。FIG. 3 shows each light receiving element of the light receiving element array 16,
The relationship between the output, the output terminal, and the switch is shown. Here, the pitch of the light receiving surface of the light receiving element is 10 μm, and the width of the light receiving surface is set to 8 μm. When the center of the light receiving element 201 is irradiated with the convergent beam 54 having a mode field radius of 5 μm, its wavelength is 1554.0.
If it is nm, dx / dλ = 50 μm / nm. Therefore, if the light receiving elements 202, 203, 204, 205 are sequentially irradiated, the wavelength interval Δλ = 0.2 nm, and the wavelengths are 1554.2 nm in order. , 1554.4 nm, 155
4.6 nm, 1554. nm. In reality, the spot 230 of the convergent beam 54 has two light receiving elements 203 and 20.
Irradiation may extend over 4 times. The wavelength detection method will be described including such a case. The light receiving element array 16 is M
The output 20 from the light receiving element 17 can be taken out from the terminal 217 in the first switch circuit 23, for example. The first switch circuit 23 has a first
There is a switch 56 and a second switch 57, and the first switch connects the first terminal 217 to the (M-1) th terminal 225,
The second switch 57 simultaneously selects from the second terminal 218 to the Mth terminal at a time interval of Δt, and the outputs of the adjacent light receiving elements are the outputs 24 and 25 from the first switch 56 and the second switch 57, respectively. As the first A / D converter 26,
It is guided to the second A / D converter 27. A CMOS switch can be cited as a switch having such a function. After kΔt time, the first switch 56 is connected to the terminal 222,
It is assumed that it is in contact with the second switch terminal 223. (K
-1) At the time of Δt, no output appears in both switches, but at the time of kΔt, the output is obtained from the second switch 57. The control circuit 42 thereby obtains (k + 1) Δt.
At this point, the first switch 56 is moved to the terminal 223 and the second switch 57 is moved to the terminal 224, and the wavelength is detected in this state.
【0017】受光素子203から得られた出力をA、受
光素子204から得られた出力をBとする。これらの出
力を第1A/Dコンバータ26,第2A/Dコンバータ
27でディジタル化し、ディジタル化された信号Ad 2
8,Bd 29を波長検出回路30に導く。波長検出回路
30では制御回路42からの情報で受光素子203の波
長λ203 を知って信号Ad 28,Bd 29を用いて次の
演算を行って波長λxを検出する。The output obtained from the light receiving element 203 is A, and the output obtained from the light receiving element 204 is B. These outputs are digitized by the first A / D converter 26 and the second A / D converter 27, and the digitized signal A d 2
8, B d 29 is guided to the wavelength detection circuit 30. The wavelength detecting circuit 30 knows the wavelength λ 203 of the light receiving element 203 based on the information from the control circuit 42 and performs the following calculation using the signals A d 28 and B d 29 to detect the wavelength λ x .
【数8】
λx =B・△λ/(A+B)+λ203 (8)
ただし、△λは受光素子間の波長間隔。λx より正確に
求めようとすれば、受光素子間の分離幅(図3の場合は
2μm)に対する補正を行う。Λ x = B · Δλ / (A + B) + λ 203 (8) where Δλ is the wavelength interval between the light receiving elements. If it is desired to obtain more accurately from λ x, the separation width between the light receiving elements (2 μm in the case of FIG. 3) is corrected.
【0018】この出力31を波長比較回路32に送り、
基準波長情報記憶部33に予め登録されている基準波長
信号34との比較を行う。その差信号35に応じて波長
制御回路36から制御信号37を第2スイッチ回路38
に送る。第2スイッチ回路38は制御回路42からの信
号46で制御すべき半導体レーザ1の端子にスイッチ5
8を閉じており、制御信号37(制御信号39)は半導
体レーザ1の波長を制御する電流又は電圧を発生するた
めの電源回路61に送られ、その出力64を制御する。
この出力64が所定の半導体レーザ1に印加される。This output 31 is sent to the wavelength comparison circuit 32,
The reference wavelength information 34 is compared with the reference wavelength signal 34 registered in advance. In response to the difference signal 35, the wavelength control circuit 36 sends the control signal 37 to the second switch circuit 38.
Send to. The second switch circuit 38 connects the switch 5 to the terminal of the semiconductor laser 1 to be controlled by the signal 46 from the control circuit 42.
8 is closed, and the control signal 37 (control signal 39) is sent to the power supply circuit 61 for generating the current or voltage for controlling the wavelength of the semiconductor laser 1 and controls the output 64 thereof.
This output 64 is applied to a predetermined semiconductor laser 1.
【0019】半導体レーザが波長制御用の電流を注入す
るチューナブル・レーザであればその注入電流が電源回
路61で出力64として発生され、ペルチエ素子を用い
て温度で半導体レーザの波長を制御する場合にはペルチ
エ素子に流す電流がレーザ制御回路61で出力として発
生される。If the semiconductor laser is a tunable laser that injects a wavelength controlling current, the injected current is generated as an output 64 in the power supply circuit 61, and the wavelength of the semiconductor laser is controlled by the temperature using a Peltier element. In the laser control circuit 61, a current flowing through the Peltier element is generated as an output.
【0020】制御された結果の波長を波長検出回路30
で検出し波長比較回路32で基準波長情報記憶部33か
らの基準波長34と比較し、その波長差が所望の値にな
るまで制御を繰り返す。波長比較回路32からの出力3
5がある範囲内の値になれば波長制御回路36は電流回
路61がその時の出力64を保持し続けるよう制御信号
(コマンド)37を発するとともに、半導体レーザ1の
制御終了の信号59を制御回路42に送る。制御回路4
2は次の半導体レーザ2を制御するための信号46を第
2スイッチ回路38に送出するとともに第1スイッチ回
路23にも第1スイッチ56,第2スイッチ57の走査
を起動する制御信号43を送出する。以後、これを繰り
返す。第1半導体レーザ1から第n半導体レーザ発振波
長の制御を1サイクルとして、引き続きこのサイクルを
連続的にあるいはある時間間隔を空けて間欠的に行う。The wavelength resulting from the control is detected by the wavelength detection circuit 30.
Detected by the wavelength comparison circuit 32 and compared with the reference wavelength 34 from the reference wavelength information storage unit 33, and the control is repeated until the wavelength difference reaches a desired value. Output 3 from wavelength comparison circuit 32
When the value of 5 becomes a value within a certain range, the wavelength control circuit 36 issues a control signal (command) 37 so that the current circuit 61 keeps holding the output 64 at that time, and at the same time, outputs a control end signal 59 of the semiconductor laser 1 to the control circuit. Send to 42. Control circuit 4
2 sends a signal 46 for controlling the next semiconductor laser 2 to the second switch circuit 38, and also sends a control signal 43 for activating the scanning of the first switch 56 and the second switch 57 to the first switch circuit 23. To do. After that, this is repeated. The oscillation wavelength of the first semiconductor laser 1 to the n-th semiconductor laser is controlled as one cycle, and this cycle is continuously or intermittently performed with a certain time interval.
【0021】図4に受光素子アレー16の具体的な断面
斜視図を示す。受光素子としてPINフォトダイオード
を用いている。1.55μmの波長域を考える。MOC
VD等のエピタキシャル成長法を用い、n形InP基板
301上にn形InGaAs層302,n形InP層3
03を成長する。n形InP層303については、受光
面310および電極部分306をZn等の拡散によって
p形InPの領域304を形成する。その拡散フロント
はn形InGaAs層302まで達するようにする。受
光素子間の分離をするために、イオン・エッチング等で
素子間に細い溝を形成し、ポリミド305を埋め込む。
308はn形InP基板側の電極で、307,309は
電極へのリード線である。エルビウムドープ・ファイバ
レーザ増幅器(EDFA)の増幅帯域32nmを波長多
重を行う波長域とすれば受光素子アレー16の長さは
1.6mmになる。FIG. 4 is a specific sectional perspective view of the light receiving element array 16. A PIN photodiode is used as the light receiving element. Consider a wavelength range of 1.55 μm. MOC
An n-type InGaAs layer 302 and an n-type InP layer 3 are formed on the n-type InP substrate 301 by using an epitaxial growth method such as VD.
Grow 03. For the n-type InP layer 303, a p-type InP region 304 is formed on the light-receiving surface 310 and the electrode portion 306 by diffusing Zn or the like. The diffusion front reaches the n-type InGaAs layer 302. In order to separate the light receiving elements, thin grooves are formed between the elements by ion etching or the like, and a polyimide 305 is embedded.
308 is an electrode on the n-type InP substrate side, and 307 and 309 are lead wires to the electrode. If the amplification band of 32 nm of the erbium-doped fiber laser amplifier (EDFA) is used as the wavelength band for wavelength multiplexing, the length of the light receiving element array 16 is 1.6 mm.
【0022】(実施例2)図5は本発明の請求項2に対
応する一実施例の装置構造を示すブロック図である。制
御すべき半導体レーザが第1群141から第m群143
にわたって存在する。各群の半導体レーザの発振波長は
いずれも同じ帯域(例えば、EDFAの増幅帯域)にあ
るものとする。101,102,103は第1群の第
1,第2,第n1 半導体レーザ、104,105,10
6はそれらの送信用出力光、107,108,109は
それらの制御用出力光、110は制御用出力光107,
108,109を合波するための光合波器、131は光
合波器110からの出力光を導波する第1光導波路、1
11,112,113は第p群(pは1≦p≦mの整
数)の第1,第2,第np 半導体レーザ、114,11
5,116はそれらの送信用出力光、117,118,
119はそれらの制御用出力光、120は制御用出力光
117,118,119を合波するための光合波器、1
32は光合波器120からの出力光を導波する第p光導
波路、121,122,123は第m群の第1,第2,
第nm 半導体レーザ、124,125,126はそれら
の送信用出力光、127,128,129はそれらの制
御用出力光、130は制御用出力光127,128,1
29を合波するための光合波器、133は光合波器13
0からの出力光を導波する第m光導波路である。第1光
導波路131から第m光導波路133のm本の光導波路
は光スイッチ150に入り、制御回路42からの信号4
8によりその中の光導波路が選択される。(Embodiment 2) FIG. 5 is a block diagram showing a device structure of an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention. The semiconductor lasers to be controlled are the first group 141 to the m-th group 143.
Exists across. It is assumed that the oscillation wavelengths of the semiconductor lasers in each group are in the same band (for example, the amplification band of the EDFA). Reference numerals 101, 102 and 103 denote first , second and n 1th semiconductor lasers 104, 105 and 10 of the first group.
6 is output light for transmission, 107, 108 and 109 are output light for control, and 110 is output light for control 107,
An optical multiplexer for multiplexing 108 and 109, 131 is a first optical waveguide for guiding the output light from the optical multiplexer 110, 1
First, second, third n p semiconductor laser 11,112,113 Chapter p group (p is an integer of 1 ≦ p ≦ m), 114,11
5, 116 are output light for transmission, 117, 118,
Reference numeral 119 denotes the control output light, 120 denotes an optical multiplexer for multiplexing the control output light 117, 118, 119, 1
32 is a p-th optical waveguide that guides the output light from the optical multiplexer 120, and 121, 122 and 123 are the first, second and third members of the m-th group.
The n m semiconductor laser, 124, 125, 126 and their transmission output light 127, 128, 129 and their control output light, 130 control the output light 127,128,1
An optical multiplexer for multiplexing 29, 133 is an optical multiplexer 13
It is the m-th optical waveguide that guides the output light from 0. The m optical waveguides from the first optical waveguide 131 to the mth optical waveguide 133 enter the optical switch 150 and receive the signal 4 from the control circuit 42.
8 selects the optical waveguide therein.
【0023】図6に光スイッチの一例を示す。LiNb
O3 基板に導波路とスイッチ部(電圧印加部)が形成さ
れている。第1入力ポート401,第2入力ポート40
2,第3入力ポート403,第4入力ポート404から
の入力信号は第1スイッチ405,第2スイッチ40
6,第3スイッチ407のON,OFFの組み合わせ
(表1参照)によって、出力ポート408に第1から第
4入力ポートの信号を選びだすことができる。FIG. 6 shows an example of the optical switch. LiNb
A waveguide and a switch section (voltage application section) are formed on the O 3 substrate. First input port 401, second input port 40
Input signals from the second input port 403, the third input port 403, and the fourth input port 404 are input to the first switch 405 and the second switch 40.
6, the signals of the first to fourth input ports can be selected for the output port 408 by the combination of ON and OFF of the third switch 407 (see Table 1).
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】すなわち、この光スイッチ150により群
を選ぶ。選択された群の半導体レーザの制御用光出力が
光導波路151に導かれる。焦点距離fの凸レンズ12
が光導波路11の出射端面15から距離fにあり、出射
端面56からの出射ビーム51は凸レンズ12によって
平行ビーム52に変換される。平行ビーム52が回折格
子13によって回折され、その回折ビーム53は凸レン
ズ12により収束ビーム54となりに光導波路151の
モードフィールド半径と同じ半径のスポット光になって
受光素子アレー16上を照射する。以下、請求項1に対
応する一実施例で説明したのと同じ制御が行われる。That is, a group is selected by the optical switch 150. The control optical output of the semiconductor laser of the selected group is guided to the optical waveguide 151. Convex lens 12 with focal length f
Is at a distance f from the exit end face 15 of the optical waveguide 11, and the exit beam 51 from the exit end face 56 is converted into a parallel beam 52 by the convex lens 12. The parallel beam 52 is diffracted by the diffraction grating 13, and the diffracted beam 53 becomes a convergent beam 54 by the convex lens 12, becomes a spot light having the same radius as the mode field radius of the optical waveguide 151, and irradiates the light receiving element array 16. Hereinafter, the same control as that described in the embodiment corresponding to claim 1 is performed.
【0026】第1スイッチ回路23の第1スイッチ56
と第2スイッチ57により、相隣る二つの受光素子の出
力を△tの時間間隔で同時に走査し、それらの出力2
4,25を第1A/Dコンバータ26,第2A/Dコン
バータ27に導き、出力をディジタル信号に変換する。
(k−1)△tの時点では両スイッチには出力が現われ
なかったが、k△tの時点では第2スイッチ57から出
力が得られた場合、制御回路42はこれによってさらに
(k+1)△tの時点まで両スイッチ56,57を走査
してそれぞれ隣の受光素子の出力端子に移し、この状態
で波長を検出する。ディジタル信号出力28,29を用
い、(8)式の演算を行い、波長を検出する。この出力
31を波長比較回路32に送り、基準波長情報記憶部3
3に予め登録されている基準波長信号34との比較を行
い、その差信号35に応じて波長制御回路36からそれ
に比例した制御信号37を第2スイッチ回路38に送
る。第2スイッチ回路38は制御回路42からの信号4
6で群を選択するスイッチ191と群の中の半導体レー
ザを選ぶスイッチ192,193,194の組み合わせ
により制御すべき半導体レーザのスイッチを閉じてお
り、これによって、例えば、制御信号181が電源回路
91に送られ、それに応じてそこで所定の半導体レーザ
121の波長を制御するための電流または電圧の出力9
4が発生させられる。これは半導体レーザ121がチュ
ーナブルレーザであれば注入電流であり、ペルチェ素子
を用いた波長制御半導体レーザであればペルチェ素子に
流す電流である。制御された結果の波長を波長検出回路
30で検出し波長比較回路32で基準波長情報記憶部3
3からの基準波長34と比較し、その波長差が所望の値
になるまで制御を繰り返す。波長比較回路32からの出
力35がある範囲内の値になれば波長制御回路36は電
源回路61がその時の出力64を保持し続けるよう制御
信号(コマンド)37を発するとともに、半導体レーザ
121の制御終了の信号59を制御回路42に送る。制
御回路42は次の半導体レーザ122を制御するための
信号46を第2スイッチ回路38に送出するとともに第
1スイッチ回路23にも第1スイッチ56、第2スイッ
チ57の走査を起動する制御信号43を送出する。以
後、これを繰り返す。第1半導体レーザから第n半導体
レーザの発振波長の制御を1サイクルとして、引き続き
このサイクルを連続的あるいは時間間隔を空けて間欠的
に行う。The first switch 56 of the first switch circuit 23
And the second switch 57, the outputs of two adjacent light receiving elements are simultaneously scanned at a time interval of Δt, and their outputs 2
4 and 25 are led to the 1st A / D converter 26 and the 2nd A / D converter 27, and an output is converted into a digital signal.
When no output appears at both switches at the time of (k-1) Δt, but an output is obtained from the second switch 57 at the time of kΔt, the control circuit 42 further causes the output by (k + 1) Δ. Both switches 56 and 57 are scanned and moved to the output terminals of the adjacent light receiving elements until time t, and the wavelength is detected in this state. Using the digital signal outputs 28 and 29, the equation (8) is calculated to detect the wavelength. This output 31 is sent to the wavelength comparison circuit 32, and the reference wavelength information storage unit 3
3 is compared with the reference wavelength signal 34 registered in advance, and the wavelength control circuit 36 sends a control signal 37 proportional thereto to the second switch circuit 38 in accordance with the difference signal 35. The second switch circuit 38 receives the signal 4 from the control circuit 42.
The switch of the semiconductor laser to be controlled is closed by the combination of the switch 191 for selecting the group in 6 and the switches 192, 193, 194 for selecting the semiconductor laser in the group, whereby, for example, the control signal 181 causes the power supply circuit 91 to change. Current or voltage output 9 for controlling the wavelength of a given semiconductor laser 121 accordingly.
4 is generated. This is an injection current if the semiconductor laser 121 is a tunable laser, and is a current passed through a Peltier element if the wavelength controlled semiconductor laser uses a Peltier element. The wavelength as a result of the control is detected by the wavelength detection circuit 30, and the reference wavelength information storage unit 3 is detected by the wavelength comparison circuit 32.
The reference wavelength 34 from 3 is compared, and the control is repeated until the wavelength difference reaches a desired value. When the output 35 from the wavelength comparison circuit 32 becomes a value within a certain range, the wavelength control circuit 36 issues a control signal (command) 37 so that the power supply circuit 61 keeps the output 64 at that time, and controls the semiconductor laser 121. An end signal 59 is sent to the control circuit 42. The control circuit 42 sends a signal 46 for controlling the next semiconductor laser 122 to the second switch circuit 38, and also controls the first switch circuit 23 to start scanning of the first switch 56 and the second switch 57. Is sent. After that, this is repeated. The control of the oscillation wavelength from the first semiconductor laser to the nth semiconductor laser is set as one cycle, and this cycle is continuously or intermittently performed at time intervals.
【0027】一つの群の半導体レーザの制御が終われ
ば、制御回路42から信号48によって光スイッチ15
0を、信号46によって第2スイッチ38を制御して次
の群の半導体レーザの発振波長の制御を行う。第1群の
半導体レーザ101〜103から第m群の半導体レーザ
121〜123の発振波長の制御を1サイクルとして、
引き続きこのサイクルを連続的にあるいはある時間間隔
を空けて間欠的にを行う。When the control of one group of semiconductor lasers is completed, the optical switch 15 is sent by the signal 48 from the control circuit 42.
0, the second switch 38 is controlled by the signal 46 to control the oscillation wavelength of the semiconductor laser of the next group. Controlling the oscillation wavelength of the semiconductor lasers 101 to 103 of the first group to the semiconductor lasers 121 to 123 of the mth group is one cycle,
Then, this cycle is performed continuously or intermittently at certain time intervals.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
より細かな波長間隔で波長制御を行うことが可能にな
り、またネットワークのノードに置かれている合分波器
やフィルタの波長特性が環境によって変化した時、制御
すべき波長の基準波長はその波長間隔の精度でアダプテ
ィブに設定でき、さらに図7に示したように、同じ波長
領域にある各群の半導体レーザの波長制御を1台の装置
で制御できる小型で経済的な波長安定化装置を提供する
ことができ、これによって高密度で経済的な波長多重光
通信システムを可能にする。As described above, according to the present invention,
It becomes possible to perform wavelength control at finer wavelength intervals, and when the wavelength characteristics of multiplexers / demultiplexers and filters placed in network nodes change depending on the environment, the reference wavelength of the wavelength to be controlled is As shown in FIG. 7, a compact and economical wavelength stabilizer that can be adaptively set with the precision of the wavelength interval and that can control the wavelength of each group of semiconductor lasers in the same wavelength region with a single device. Can be provided, which enables a dense and economical WDM optical communication system.
【図1】本発明の請求項1に対応する1実施例の装置の
ブロック図である。1 is a block diagram of an apparatus of one embodiment corresponding to claim 1 of the present invention. FIG.
【図2】図1の一点鎖線で囲まれた分光部201の構造
機能を説明するための系統図である。2 is a system diagram for explaining the structural function of the spectroscopic unit 201 enclosed by the alternate long and short dash line in FIG.
【図3】本発明に用いる受光素子アレー16の各受光素
子,その出力,第1スイッチ回路23内の受光素子出力
端子と第1スイッチ56及び第2スイッチ57の関係を
説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between each light receiving element of the light receiving element array 16 used in the present invention, its output, the light receiving element output terminal in the first switch circuit 23, and the first switch 56 and the second switch 57. is there.
【図4】本発明に用いる受光素子アレーの構造例を示す
斜視断面図である。FIG. 4 is a perspective sectional view showing a structural example of a light-receiving element array used in the present invention.
【図5】本発明の請求項2に対応する1実施例の装置構
成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a device configuration of an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention.
【図6】図5の実施例に用いる光スイッチ150の平面
構成図である。6 is a plan configuration diagram of an optical switch 150 used in the embodiment of FIG.
【図7】本発明の他の実施例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
【図8】従来技術の波長安定化装置における回折格子分
光器とアレー導波路部分の構成を示す説明用略図であ
る。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration of a diffraction grating spectroscope and an array waveguide portion in a wavelength stabilization device of a conventional technique.
【図9】従来技術の波長安定化装置の各アレー導波路の
波長に対する透過損失特性図である。FIG. 9 is a transmission loss characteristic diagram with respect to a wavelength of each arrayed waveguide of the conventional wavelength stabilization device.
【図10】従来技術の波長安定化装置の導波路端面の位
置に光軸に垂直にスクリーンを置いた時、収束ビームの
位置と波長の関係を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the position and wavelength of a convergent beam when a screen is placed perpendicularly to the optical axis at the position of the end face of the waveguide of the wavelength stabilizer of the prior art.
【図11】従来技術の波長安定化装置のアレー導波路の
断面構造図である。FIG. 11 is a cross-sectional structure diagram of an arrayed waveguide of a wavelength stabilization device of the related art.
1 第1半導体レーザ
2 第2半導体レーザ
3 第n半導体レーザ
4 第1半導体レーザ1からの送信用出力光
5 第2半導体レーザ2からの送信用出力光
6 第n半導体レーザ3からの送信用出力光
7 第1半導体レーザ1からの制御用出力光
8 第2半導体レーザ2からの制御用出力光
9 第n半導体レーザ3からの制御用出力光
10 光合波器
11 光導波路
12 凸レンズ
13 回折格子
14 解析格子13の格子面の法線
15 光導波路11の出射端面
16 受光素子アレー
17,18,19 受光素子
20 受光素子17からの出力
21 受光素子18からの出力
22 受光素子19からの出力
23 第1スイッチ回路
24 第1スイッチ回路23の第1スイッチ56からの
出力
25 第1スイッチ回路23の第2スイッチ57からの
出力
26 第1A/Dコンバータ
27 第2A/Dコンバータ
28 第1A/Dコンバータからの出力
29 第2A/Dコンバータからの出力
30 波長検出回路
31 波長検出回路30からの出力
32 波長比較回路
33 基準波長情報記憶部
34 基準波長情報記憶部33からの出力
35 波長比較回路32からの出力
36 波長制御回路
37 波長制御回路36からの出力
38 第2スイッチ回路
39 第1半導体レーザ1への制御信号
40 第2半導体レーザ2への制御信号
41 第n半導体レーザ3への制御信号
42 制御回路
43 制御回路42から第1スイッチ回路23への制御
信号
44 制御回路42から波長検出回路30への制御信号
45 制御回路42から基準波長情報記憶部33への制
御信号
46 制御回路42から第2スイッチ回路38への制御
信号
47 制御回路42への入力となる波長比較回路32か
らの出力
48 制御回路42から光スイッチ150への制御信号
51 光導波路11からの出射ビーム
52 出射ビーム51が凸レンズ12によって変換され
た平行ビーム
53 平行ビーム52が回折格子13によって回折され
た回折ビーム
54 回折ビーム53が凸レンズ12によって変換され
た収束ビーム
55 光軸
56 第1スイッチ
57 第2スイッチ
58 第2スイッチ回路38のスイッチ
59 波長制御回路36から制御回路42を制御するた
めの信号
61〜63 電源回路
64〜66 電源回路61〜63からの出力
71〜73 電源回路
74〜76 電源回路71〜73からの出力
81〜83 電源回路
84〜86 電源回路81〜83からの出力
91〜93 電源回路
94〜96 電源回路91〜93からの出力
101 第1群の第1半導体レーザ
102 第1群の第2半導体レーザ
103 第1群の第n1 半導体レーザ
104 第1半導体レーザ101の送信用出力
105 第2半導体レーザ102の送信用出力
106 第n1 半導体レーザ103の送信用出力
107 第1半導体レーザ101の制御用出力
108 第2半導体レーザ102の制御用出力
109 第n1 半導体レーザ103の制御用出力
110 光合波器
111 第p群の第1半導体レーザ
112 第p群の第2半導体レーザ
113 第p群の第np 半導体レーザ
114 第1半導体レーザ111の送信用出力
115 第2半導体レーザ112の送信用出力
116 第np 半導体レーザ113の送信用出力
117 第1半導体レーザ111の制御用出力
118 第2半導体レーザ112の制御用出力
119 第np 半導体レーザ113の制御用出力
120 光合波器
121 第m群の第1半導体レーザ
122 第m群の第2半導体レーザ
123 第m群の第nm 半導体レーザ
124 第1半導体レーザ121の送信用出力
125 第2半導体レーザ122の送信用出力
126 第nm 半導体レーザ123の送信用出力
127 第1半導体レーザ121の制御用出力
128 第2半導体レーザ122の制御用出力
129 第nm 半導体レーザ123の制御用出力
130 光合波器
131 第1光導波路
132 第p光導波路
133 第m光導波路
141 第1群の半導体レーザ
142 第p群の半導体レーザ
143 第m群の半導体レーザ
150 光スイッチ
151 光導波路
161 第1群の第1半導体レーザ101への制御信号
162 第1群の第2半導体レーザ102への制御信号
163 第1群の第n1 半導体レーザ103への制御信
号
171 第p群の第1半導体レーザ111への制御信号
172 第p群の第2半導体レーザ112への制御信号
173 第p群の第np 半導体レーザ113への制御信
号
181 第m群の第1半導体レーザ121への制御信号
182 第m群の第2半導体レーザ122への制御信号
183 第m群の第nm 半導体レーザ123への制御信
号
191 第2スイッチ回路38内の群を選択するスイッ
チ
192,193,194 第2スイッチ回路38内にあ
って第1群,第p群,第m群の各群内の半導体レーザを
選択するためのスイッチ
200 分光部
201〜208 受光素子アレー16の受光素子
211〜214 受光素子201〜204からのそれぞ
れの出力
215 受光素子208からの出力
217,218 受光素子出力20,21をそれぞれ取
り出すための第1スイッチ回路内の出力端子
221〜226 受光素子出力211〜215,22を
それぞれ取り出すための第1スイッチ回路内の出力端子
230 収束ビーム54の受光素子アレー16上のスポ
ット
301 n形InP基板
302 n形InGaAs層
303 n形InP層
304 n形InP層303へZnを拡散して形成した
p形InP領域
305 ポリミド
306 電極
307 リード線
308 電極
309 リード線
310 受光面
401〜404 光スイッチの第1入力ポート〜第4入
力ポート
405〜407 光スイッチ内の第1スイッチ〜第3ス
イッチ
408 光スイッチの出力ポート
501 アレー導波路の1つの光導波路で回折格子への
入力導波路
503 凸レンズ
504 回折格子
505 導波路501からの出射ビーム
506 出射ビーム505が凸レンズによって変換され
た平行ビーム
507 平行ビーム506が回折格子504によって回
折された回折ビーム
508 回折ビーム507が凸レンズによって収束され
た収束ビーム
509〜512 アレー導波路のうち出力導波路
521 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1551.0nmに対応する領域
522 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1551.2nmに対応する領域
523 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1551.4nmに対応する領域
524 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1551.6nmに対応する領域
525 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1551.8nmに対応する領域
526 収束ビームがその中心を照射した場合、その波
長が1552.0nmに対応する領域
528 アレー導波路のコア
529 アレー導波路のクラッド
530 空気層
601 光ファイバケーブル
602〜604 光ファイバ
605 分波器
606〜609 光ファイバ1 1st semiconductor laser 2 2nd semiconductor laser 3 nth semiconductor laser 4 Output light for transmission from 1st semiconductor laser 5 Output light for transmission from 2nd semiconductor laser 6 Output for transmission from nth semiconductor laser 3 Light 7 Control output light from first semiconductor laser 1 Control output light from second semiconductor laser 2 Control output light from nth semiconductor laser 3 Optical multiplexer 11 Optical waveguide 12 Convex lens 13 Diffraction grating 14 Normal line 15 of the grating surface of the analysis grating 13 Output end face 16 of the optical waveguide 11 Light receiving element array 17, 18, 19 Light receiving element 20 Output 21 from the light receiving element 17 Output 22 from the light receiving element 18 Output 23 from the light receiving element 23 1 switch circuit 24 output from the first switch 56 of the first switch circuit 23 output 25 from the second switch 57 of the first switch circuit 23 26 first A / D converter 27 Second A / D converter 28 Output from first A / D converter 29 Output from second A / D converter 30 Wavelength detection circuit 31 Output from wavelength detection circuit 32 Wavelength comparison circuit 33 Reference wavelength information storage unit 34 Reference wavelength Output 35 from information storage unit 33 Output 36 from wavelength comparison circuit 32 Wavelength control circuit 37 Output from wavelength control circuit 38 Second switch circuit 39 Control signal 40 to first semiconductor laser 1 40 Second semiconductor laser 2 Control signal 41 Control signal 42 to the nth semiconductor laser 3 Control circuit 43 Control signal 44 from the control circuit 42 to the first switch circuit 23 Control signal 45 from the control circuit 42 to the wavelength detection circuit 30 Reference wavelength information from the control circuit 42 Control signal 46 to the storage unit 33 Control signal 47 from the control circuit 42 to the second switch circuit 38 Output from the wavelength comparison circuit 32 which becomes power 48 Control signal 51 from the control circuit 42 to the optical switch 150 Output beam 52 from the optical waveguide 11 Parallel beam 53 output beam 51 is converted by the convex lens 12 Parallel beam 52 Diffraction grating 13 Diffracted beam 54 diffracted by 13 Diffracted beam 53 is converted by convex lens 12 Converged beam 55 Optical axis 56 First switch 57 Second switch 58 Switch 59 of second switch circuit 38 Control circuit 42 from wavelength control circuit 36 Signals 61 to 63 Power supply circuits 64 to 66 Outputs 71 to 73 from power supply circuits 61 to 63 Power supply circuits 74 to 76 Outputs 81 to 83 from power supply circuits 71 to 73 Power supply circuits 84 to 86 Power supply circuits 81 to 83 Output 91-93 of the power supply circuit 94-96 output 101 from the power supply circuit 91-93 First group first semiconductor laser 102 First group second semiconductor laser 103 First group n 1st semiconductor laser 104 Transmission output 105 of first semiconductor laser 101 Transmission output 106 of second semiconductor laser 102 1 Transmission output 107 of the semiconductor laser 103 Control output 108 of the first semiconductor laser 101 Control output 109 of the second semiconductor laser 109 Control output 110 of the n 1 semiconductor laser 103 Optical multiplexer 111 First of the p-th group feed of the second semiconductor laser 113 first p group semiconductor laser 112 first p group of the n p semiconductor laser 114 transmits output 116 the n p semiconductor laser 113 of the transmitting output 115 second semiconductor laser 112 of the first semiconductor laser 111 Credit output 117 Control output 118 of the first semiconductor laser 111 Control output 119 of the second semiconductor laser 112 119th n p semiconductor laser Transmission output of the n m semiconductor laser 124 first semiconductor laser 121 of the second semiconductor laser 123 the m groups of the first semiconductor laser 122 the m groups of the control outputs 120 the optical multiplexer 121 first m group over THE 113 125 Transmission output 126 of the second semiconductor laser 122 Transmission output 127 of the nm semiconductor laser 123 127 Control output 128 of the first semiconductor laser 121 Control output 129 of the second semiconductor laser 122 Control of the nm semiconductor laser 123 Output 130 Optical Multiplexer 131 First Optical Waveguide 132 pth Optical Waveguide 133 mth Optical Waveguide 141 First Group Semiconductor Laser 142 pth Group Semiconductor Laser 143 mth Group Semiconductor Laser 150 Optical Switch 151 Optical Waveguide 161 First Control signal 162 to the first semiconductor laser 101 of the group First control signal 163 to the second semiconductor laser 102 of the group Control signal 171 to the n 1st semiconductor laser 103 of the group control signal 172 to the first semiconductor laser 111 of the pth group 172 control signal 173 to the second semiconductor laser 112 of the pth group nth p semiconductor laser of the pth group Control signal 181 to the control signal 181 to the first semiconductor laser 121 of the m-th group 182 control signal 183 to the second semiconductor laser 122 of the m-th group control signal 191 to the nm-th semiconductor laser 123 of the m- th group Switches 192, 193, 194 for selecting a group in the second switch circuit 38. A switch 200 for selecting a semiconductor laser in each of the first group, the p-th group, and the m-th group in the second switch circuit 38. Spectral units 201 to 208 Light receiving elements 211 to 214 of light receiving element array 16 Respective outputs 215 from light receiving elements 201 to 204 Outputs 217 and 218 from light receiving element 208 Light reception Output terminals 221 to 226 in the first switch circuit for taking out the element outputs 20 and 21, respectively. Output terminals 230 in the first switch circuit for taking out the light receiving element outputs 211 to 215 and 22, respectively. A light receiving element array of the convergent beam 54. 16 spots on 16 n-type InP substrate 302 n-type InGaAs layer 303 n-type InP layer 304 p-type InP region 305 formed by diffusing Zn into the n-type InP layer 303 Polyimide 306 Electrode 307 Lead wire 308 Electrode 309 Lead wire 310 Light-receiving surfaces 401 to 404 First input port of optical switch to fourth input port 405 to 407 First switch to third switch in optical switch 408 Output port of optical switch 501 Optical grating of one array waveguide to diffraction grating Input waveguide 503 convex lens 504 diffraction grating 505 waveguide Output beam 506 emitted from 501 Parallel beam 507 obtained by converting output beam 505 by a convex lens Parallel beam 506 Diffracted beam 508 Diffracted by diffraction grating 504 Diffused beam 507 Converged beam 509-512 When the output waveguide 521 irradiates the center of the convergent beam, the region 522 whose wavelength corresponds to 1551.0 nm, and when the converging beam irradiates its center, the region 523 whose wavelength corresponds to 1551.2 nm When the center is illuminated, a region 524 whose wavelength corresponds to 1551.4 nm irradiates the center, and when the region 525 whose wavelength corresponds to 1551.6 nm illuminates the center, Region corresponding to wavelength of 1551.8 nm 26 When the convergent beam irradiates the center, its wavelength corresponds to 1552.0 nm 528 Array waveguide core 529 Array waveguide cladding 530 Air layer 601 Optical fiber cables 602 to 604 Optical fiber 605 Demultiplexer 606 ~ 609 Optical fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 信介 東京都新宿区西新宿二丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 三村 栄紀 東京都新宿区西新宿二丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−154685(JP,A) 特開 平5−283784(JP,A) 特開 昭58−175884(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinsuke Tanaka 2-3-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside International Telegraph and Telephone Corporation (72) Eiki Mimura 2-3-3 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 2 International Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP 62-154685 (JP, A) JP 5-283784 (JP, A) JP 58-175884 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50
Claims (2)
(ただし、nはn≧2の整数)のn個の被制御半導体レ
ーザと、 該n個の被制御半導体レーザのそれぞれの出力光の各一
部を一つの光合波器で合波した合波出力光を一つの光導
波路に導く手段と、 該一つの光導波路から前記合波出力光を空気中に放射し
凸レンズを介して反射形回折格子分光器に照射する手段
と、 該反射形回折格子分光器からの回折光を該凸レンズによ
り複数の受光素子より成る受光素子アレー上に収束する
手段と、二つのスイッチを用いて、 該受光素子アレー上の相隣る
二つの受光素子を前記二つのスイッチがそれぞれ選択す
る状態で該二つのスイッチにより前記受光素子アレー上
の複数の受光素子を順次走査して前記第1から第nの半
導体レーザにそれぞれ対応する複数の収束ビームスポッ
トによる各波長対応出力を検出する手段と、 前記n個の被制御半導体レーザのうちの一つの半導体レ
ーザに対応する一つの収束ビームスポットの前記受光素
子アレー上の照射位置と当該一つの収束ビームスポット
の該受光素子アレー上の予め定めた基準位置との位置ず
れ量に比例する量を前記波長対応出力による波長情報と
予め定めた各基準波長情報との対比により得られる誤差
信号として検知する手段と、 該誤差信号を前記一つの半導体レーザに帰還して該基準
位置に当該一つの収束ビームスポットが入射するように
該一つの半導体レーザの発振波長を自動制御する手段
と、 前記受光素子アレーの出力の走査に従って前記n個の被
制御半導体レーザについて順次前記制御が繰り返される
ようにする手段とを備え、 前記第1から第nのn個の半導体レーザの発振波長がそ
れぞれ所望の値に設定できるように構成されたことを特
徴とする波長安定化装置。1. A first to n-th oscillator having different oscillation wavelengths.
(Where, n is an integer of n ≧ 2) was combined by n and the controlled semiconductor laser, an optical multiplexer each portion of each of the output light of the n-number of the controlled semiconductor laser focus Means for guiding the wave output light to one optical waveguide, means for radiating the combined output light into the air from the one optical waveguide, and irradiating the reflected diffraction grating spectroscope through a convex lens, and the reflection diffraction means for converging the diffracted light from the grating spectrometer on a light receiving element array comprising a plurality of light receiving elements by the convex lens, by using two switches, Tonariru phase on the light receiving element array
The two switches select two light receiving elements, respectively.
On the light receiving element array by the two switches
Means for sequentially scanning a plurality of light receiving elements of the above to detect outputs corresponding to respective wavelengths by a plurality of convergent beam spots respectively corresponding to the first to nth semiconductor lasers; An amount proportional to the amount of positional deviation between the irradiation position on the light receiving element array of one convergent beam spot corresponding to one semiconductor laser and the predetermined reference position on the light receiving element array of the one convergent beam spot is set. Wavelength information by the wavelength compatible output and
Means for detecting as an error signal obtained by comparison with each predetermined reference wavelength information; and a means for returning the error signal to the one semiconductor laser so that the one converged beam spot is incident on the reference position. A unit for automatically controlling the oscillation wavelength of one semiconductor laser; and a unit for sequentially repeating the control for the n controlled semiconductor lasers in accordance with the scanning of the output of the light receiving element array, A wavelength stabilizing device, wherein the oscillation wavelengths of the n-th n semiconductor lasers can be set to desired values.
ら第n(ただし、nはn≧2の整数)のn個の被制御半
導体レーザよりなる第1群から第m群(m=≧2の整
数)の被制御半導体レーザと、 前記第1群から第m群の被制御半導体レーザのそれぞれ
の出力光の各一部を群毎に一つの合波器に合波して各群
の合波出力とするためのm個の光合波器と、 該m個の光合波器のうちの第i(1≦i≦m)番の光合
波器の合波出力を選択して一つの光導波路に導く手段
と、 該一つの光導波路からの合波出力光を空気中に放射し凸
レンズを介して反射形回折格子分光器に照射する手段
と、 該反射形回折格子分光器からの回折光を該凸レンズによ
り複数の受光素子より成る受光素子アレー上に収束する
手段と、二つのスイッチを用いて、 該受光素子アレー上の相隣る
二つの受光素子を前記二つのスイッチがそれぞれ選択す
る状態で該二つのスイッチにより前記受光素子アレー上
の複数の受光素子を順次走査して前記第1から第nの半
導体レーザにそれぞれ対応する複数の収束ビームスポッ
トによる各波長対応出力を検出する手段と、各群の 前記n個の被制御半導体レーザのうちの一つの半
導体レーザに対応する一つの収束ビームスポットの前記
受光素子アレー上の照射位置と当該一つの収束ビームス
ポットの該受光素子アレー上の予め定めた基準位置との
位置ずれ量に比例する量を前記波長対応出力による波長
情報と予め定めた各基準波長情報との対比により得られ
る誤差信号として検知する手段と、 該誤差信号を前記一つの半導体レーザに帰還して該基準
位置に当該一つの収束ビームスポットが入射するように
該一つの半導体レーザの発振波長を自動制御する手段
と、 前記受光素子アレーの出力を走査に従って前記第nの半
導体レーザまで前記制御が繰り返す手段と、 第1群から第m群の半導体レーザの前記制御を繰り返し
て行われるようにする手段とを備え、前記第1群から第
m群の半導体レーザの発振波長がそれぞれ所望の値に設
定できるように構成されたことを特徴とする波長安定化
装置。2. A first to m-th group (m = m-th group) (m = m-th group) consisting of n first to n-th (n is an integer of n ≧ 2) controlled semiconductor lasers, each group having a different oscillation wavelength. An integer of ≧ 2) and a part of each output light of each of the controlled semiconductor lasers of the first group to the m-th group is multiplexed into one multiplexer for each group.
Multiplexing the m-number of an optical multiplexer for the output of the m-number of the i (1 ≦ i ≦ m) th one of the optical multiplexer of the optical multiplexer multiplexing outputs selected one of the Means for guiding to the optical waveguide, means for radiating the combined output light from the one optical waveguide into the air, and irradiating the reflected diffraction grating spectroscope through a convex lens, and diffraction by the reflective diffraction grating spectroscope. means for converged on a light-receiving element array comprising a plurality of light receiving elements by a convex lens light, using two switches, Tonariru phase on the light receiving element array
The two switches select two light receiving elements, respectively.
On the light receiving element array by the two switches
Means for sequentially scanning a plurality of light-receiving elements of the above to detect outputs corresponding to respective wavelengths by a plurality of converging beam spots respectively corresponding to the first to n-th semiconductor lasers, and the n controlled semiconductor lasers of each group. Proportional to the amount of positional deviation between the irradiation position of one convergent beam spot corresponding to one of the semiconductor lasers on the light receiving element array and the predetermined reference position of the one convergent beam spot on the light receiving element array. The amount of wavelength
It is obtained by comparing the information with each predetermined reference wavelength information.
And a means for automatically controlling the oscillation wavelength of the one semiconductor laser so that the one converged beam spot is incident on the reference position by returning the error signal to the one semiconductor laser. And means for repeating the control of the output of the light receiving element array to the nth semiconductor laser according to scanning, and means for performing the control of the first to mth semiconductor lasers repeatedly. The wavelength stabilizing device is configured such that the oscillation wavelengths of the first to m-th group semiconductor lasers can be set to desired values.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30339595A JP3386299B2 (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Wavelength stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30339595A JP3386299B2 (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Wavelength stabilizer |
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ID=17920513
Family Applications (1)
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1995
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| JPH09129959A (en) | 1997-05-16 |
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