JP3811024B2

JP3811024B2 - Multi-wavelength batch generator

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Publication number: JP3811024B2
Application number: JP2001199791A
Authority: JP
Inventors: 正満藤原; 光啓手島; 克寛荒谷; 謙一鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP2002082323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信の技術分野に係り、単一の中心波長を有する光から複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信において、波長多重信号（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に使用する平坦な光スペクトルを有する多波長一括発生法として、非線型光ファイバ透過によるＳｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ発生により得られた平坦化連続光スペクトルを光フィルタで切り出す手法や、光短パルス発生により得られた光パルスの繰り返し周波数間隔で周波数軸上に並んだ光スペクトルを、逆の周波数特性を有する光フィルタに透過させる手法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ発生における平坦化多波長発生法においては、非線型光ファイバの製作は容易ではなく、時間とコストがかかるという課題があった。また、光短パルス発生により得られた光スペクトルを逆特性光フィルタに透過させる平坦化多波長発生法においては、平坦な光スペクトルを実現するために、光短パルスのデューティと、それに応じた光フィルタの透過特性の設計が困難であるという課題があった。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、複雑な光回路の設計を行うこと無く、単一の中心波長を有する光を特定の繰り返し周期を有する電気信号で変調することにより、簡易かつ低コストな構成で、光スペクトルの平坦化されたＷＤＭ信号を発生することができる多波長一括発生装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された複数の光変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記複数の光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、前記複数の光変調手段は一段の振幅変調器および該変調器と直列に接続される一段または複数段の位相変調器からなり、さらに、前記変調部は、単一波長の前記入射光の位相を前記複数の光変調手段の前記入力ポートに印加される信号電圧波形に対し線形に変調して位相変調関数を得、前記所定周期は、前記信号電圧がその１／２の連続する期間において単調に増加する増加期間と、残り１／２の連続する期間において当該増加期間における単調増加と対称に減少する減少期間からなり、前記振幅変調器は、前記増加期間の一部において前記変調された入射光の振幅をゲートし、および、前記減少期間のうち該一部と連続しない部分において該振幅をゲートすることを特徴とする。
本発明の別の態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された複数の光変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記複数の光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、前記複数の光変調手段は一段の振幅変調器および該変調器と直列に接続される一段または複数段の位相変調器からなり、さらに、前記変調部は、単一波長の前記入射光の位相を前記複数の光変調手段の前記入力ポートに印加される信号電圧波形に対し線形に変調して位相変調関数を得、前記所定周期は、前記信号電圧がその１／２の連続する期間において単調に増加する増加期間と、残り１／２の連続する期間において当該増加期間における単調増加と対称に減少する減少期間からなり、前記振幅変調器は、前記増加期間のうち前記減少期間寄りの部分および前記減少期間のうち該部分と連続する部分とにわたる所定期間において前記変調された入射光の振幅をゲートすることを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記振幅変調器は、２つの位相変調器が並列に接続されてなることができる。
【０００９】
ここで、前記振幅変調器は電界吸収型強度変調器とすることができる。
【００１０】
ここで、前記位相変調器は一段で構成することができる。
【００１１】
ここで、前記信号電圧を逓倍する手段を備え、前記逓倍した信号電圧を前記複数の電圧印加手段の少なくとも一つによって調整して前記変調部に印加することができる。
【００１２】
ここで、前記信号電圧を正弦波として発生する信号発生手段を備えることができる。
【００１３】
ここで、前記信号電圧を所定の時間波形として発生する信号発生手段を備えることができる。
【００１４】
ここで、前記複数の電圧印加手段のいずれかに前記信号電圧の時間位置を調整する位相調整手段を設け、広帯域化した出力光スペクトルを得ることができる。
【００１５】
本発明の別の態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された複数の光変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記複数の光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、前記複数の光変調手段はすべて光位相変調器であり、前記複数の光変調手段の前記入力ポートに印加される正弦波信号電圧の和を出力される光スペクトルのチャネル数に応じた所定値とするように前記正弦波信号電圧の各々を調節することで、パワー偏差を低減したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の別の態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された複数の光変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記複数の光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、前記複数の電圧印加手段のいずれかに前記信号電圧の時間位置を調整する位相調整手段を設け、広帯域化した出力光スペクトルを得ることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された複数の光変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記複数の光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、さらに、少なくとも多波長信号が出力される光パスに光増幅器を備え、前記複数の電圧印加手段のいずれかに前記信号電圧の時間位置を調整する位相調整手段を設け、広帯域化した出力光スペクトルを得ることを特徴とする。
【００１８】
本発明の別の態様は、単一の中心波長を有する入射光を所定周期の繰り返し信号電圧を用いて変調し、複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生して出力する多波長一括発生装置であって、互いに直列に結合しており前記入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスと、前記複数の光パスの所定位置に配置された一つの光位相変調手段とを持った変調部と、前記信号電圧の振幅を調整して前記変調部の前記光位相変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備え、前記光位相変調手段の前記入力ポートに印加される正弦波信号電圧の和を、出力される光スペクトルのチャネル数が７のときには位相変調指数に換算してほぼ１．０πとし、前記チャネル数が９または１１のときには位相変調指数に換算してほぼ１．４πとするように前記正弦波信号電圧の各々を調節することで、パワー偏差を低減したことを特徴とする。
【００１９】
ここで、少なくとも多波長信号が出力される光パスに光増幅器を備えることもできる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る多波長一括発生装置の基本原理について図１を参照して説明する。
本発明の装置は、互いに直列に結合しており単一の中心波長を有する入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスの所定位置に配置された一つ以上の光変調器を持った光変調器群２と、所定周期の信号電圧を独立に調整して各光変調器の入力ポートに印加する複数のパワー調整器４を備える。光源１は、上記単一の中心波長を有する入射光を発生する。上記光変調器は、好ましくは入射光の振幅または位相を変調することができる。光変調器群２内の複数の光パスは、並列に結合したパスを含んでもよい。
【００３１】
ここで、単一の中心波長を有する入射光の振幅および位相に、それぞれａ（ｔ）およびｂ（ｔ）なる関数によって変調を加えた時の出力電界Ｅ（ｔ）は、
Ｅ（ｔ）＝ａ（ｔ）ｃｏｓ（ω_cｔ＋ｂ（ｔ））
と表され、関数ａ（ｔ）およびｂ（ｔ）に応じて出力光スペクトルの形状を設計することができる。ただし、ω_cは単一の中心波長を有する入射光の中心角周波数、ｔは時間である。
【００３２】
本発明装置では、変調部内の直列および／または並列に結合した光パスの任意の位置に、振幅または位相（もしくはその両方）を変調することのできる光変調器を配置し、光変調器群を構成する光変調器に印加する所定周期の信号電圧のパワーを調節することにより、単一の中心波長を有する入射光の振幅を変調するための関数ａ（ｔ）および／また位相を変調するための関数ｂ（ｔ）を適宜設定することで、以下に詳述する通り、一括して発生される出力多波長光スペクトルの平坦化を図ることができる。
【００３３】
なお、光変調器を多段に配置することで、より自由度の高い振幅および位相変調を可能とし、出力光スペクトルの平坦度の向上に寄与するとともに、変調度の増大により出力光スペクトルの広帯域化できる効果が得られる。
【００３４】
続いて、具体的な実施形態について説明する。
［第１実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態の構成を図２に示す。
図２に示すように、本実施形態の多波長一括発生装置は、光源１、ｎ個（≧１）に示す光変調器を含む光変調器群（変調部）２、繰り返し周期信号発生器３、ｎ個のパワー調整器４、およびｎ個のパワー可変直流電源５から構成される。光源１は単一の中心波長を有する光を発生し、これを光変調器群２内の入力側光変調器に入射する。光変調器群２内の各光変調器は、直列および／または並列に結合した複数の光パスの任意の位置に配置され（図２では直列に配置されている）、入射光を振幅および／また位相変調する。出力側光変調器からは多波長光が出力される。
【００３５】
繰り返し周期信号発生器３は所定周期で繰り返される信号電圧を発生し、このパワーが適宜、パワー調整器４によって調節されて各光変調器に印加される。各光変調器にはさらに、必要に応じてパワー可変直流電源５が結合され、パワー可変直流電源５からの適宜パワーを調節されたバイアスが印加される。各光変調器による入射光の変調動作は上記信号電圧およびバイアスに基づいて行なわれ、入射した光源１からの光の振幅および／また位相が変調される。
【００３６】
ここで、位相変調によって搬送周波数の両側に広がった出力の光スペクトルは搬送周波数付近に光パワーの小さな領域を持つが、時間波形に振幅変調によってパルス状のゲートをかけることでその領域のパワーを上昇させて出力光スペクトルを平坦化することができる。この出力光スペクトルの平坦度は位相変調量とパルスの時間幅の関係で決定される。本実施形態では、パワー調整器４によって光変調器に印加する所定周期の信号電圧を調整し、パワー可変直流電源５によって印加するバイアスを可変することで両者の関係を決定し、これにより平坦度が決まる。
【００３７】
図３および図４を参照し、本実施形態の上記構成によって光変調器群２からの出力光スペクトルが平坦化可能であることを説明する。
【００３８】
繰り返し周期信号発生器３による出力信号電圧の時間波形は図３の（ａ）に示すような山型の関数とする。この関数に従って、単一の中心波長を有する光源光を位相変調すると、その多波長出力光スペクトルは図３の（ｂ）に示すようになる。これは、以下のように説明することができる。
【００３９】
この位相変調の角周波数は、図３の（ｃ）に示すように瞬時値ω_mと瞬時値−ω_mの間を所定周期で往復する方形波である。図３の（ｄ）の実線に示すように、この方形波の角周波数が瞬時値ω_mで表される部分について繰り返しのＮＲＺ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）信号でゲートをかけると、その光スペクトルは図３の（ｅ）で表され、角周波数が（ω_c＋ω_m）を中心とした繰り返しのＮＲＺ信号の光スペクトルが得られる。また図３の（ｆ）の実線に示すように、この方形波の角周波数が瞬時値−ω_mで表される部分について同様にゲートをかけると、その光スペクトルは図３の（ｇ）で表され、角周波数が（ω_c−ω_m）を中心とした繰り返しのＮＲＺ信号の光スペクトルが得られる。
【００４０】
これらの光スペクトルの角周波数軸上での重ね合わせは図３の（ｅ）と図３の（ｇ）を加算した図３の（ｂ）で表され、角周波数の瞬時値ω_c（中心周波数、つまり搬送周波数）付近の光スペクトル強度が小さくなり、光スペクトルの平坦化を実現することはできない。
【００４１】
そこでパワー調整器４とパワー可変直流電源５を用いた調整を行なって、以下のように平坦化を行う。
図４の（ａ）に示すように、角周波数の瞬時値ω_mと−瞬時値ω_mを跨ぐように繰り返しＮＲＺ信号でゲートをかけるように調整した場合の出力光スペクトルを考える。
【００４２】
これに対して上記と同様に、図４の（ｃ）の実線に示すように、角周波数の瞬時値ω_mで表される部分について繰り返しのＲＺ（ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）信号でゲートをかけると、その光スペクトルは図４の（ｄ）で表され、角周波数（ω_c＋ω_m）を中心とした繰り返しＲＺ信号の光スペクトルが得られる。また図４の（ｅ）の実線に示すように、角周波数の瞬時値−ω_mで表される部分について繰り返しのＲＺ（ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）信号でゲートをかけると、その光スペクトルは図４の（ｆ）で表され、角周波数（ω_c−ω_m）を中心とした繰り返しＲＺ信号の光スペクトルが得られる。両光スペクトルは、上記の繰り返しＮＲＺ信号の光スペクトルよりも広い帯域を有する。
【００４３】
両光スペクトルの角周波数軸上での重ね合わせは図４の（ｂ）で表され、角周波数ω_c付近においても大きな光スペクトル強度を有することになり、結果として平坦な出力光スペクトルを実現することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、単一の中心波長を有する光源光の振幅および位相を変調する関数を適宜設定し、これに従って信号電圧のパワー調整とバイアスの可変設定を行なって振幅変調と位相変調を行なうことで、簡易かつ低コストの構成により出力光スペクトルの平坦度を向上できる効果がある。
【００４５】
［第１実施形態の変形例］
本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態の変形例の構成を図５に示す。
図５に示すように、本変形例の多波長一括発生装置は、光源１から多波長光が出射される光パスに光増幅器５０を配置した構成を採ることができる。同図においては、互いに直列に結合した、光源１からの入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスのすべてに光増幅器５０を配置している。このように配置した複数段の光増幅器５０の増幅利得によって、入射光が光変調器を通過することにより生じるパワー損失、および、多波長化により生じる一波長あたりのパワー損失を補償し、出力ＳＮＲを大いに向上することができる。
【００４６】
しかし、光増幅器５０を光変調器群２の後段にのみ配置して光変調器群２内およびその前段に光増幅器を備えない構成とした場合には、光増幅器５０の後段で生じる光パワー損失に起因して生じるＳＮＲ低下を防止することができる。図示したように複数の光パスすべてに光増幅器５０を追加配置すれば、出力に得られる多波長光のＳＮＲ向上に寄与することができる。
【００４７】
さらに、光変調器群２内の光変調器をすべて位相変調器とした場合、繰り返し周期信号発生器４が発生して各光変調器の入力ポートに印加される正弦波信号電圧の和を所定の位相変調指数に換算される値に設定することで、チャンネル間パワー偏差を抑制することができる。
【００４８】
図６は、第１実施形態のこのような変形例において、チャンネル間パワー偏差を変化させた例を示す特性図である。
【００４９】
図６はチャンネル数が７，９，および１１の場合を示している。例えば７チャンネルの場合には、上記正弦波信号電圧の和が位相変調指数に換算してほぼ１．０πとなるように各正弦波信号電圧の各々を調節したときに、５〜６ｄＢの最小チャネル間パワー偏差を実現できる。９チャンネルまたは１１チャンネルの場合には、ほぼ１．４πとなるように各正弦波信号電圧の各々を調節したときに、最小チャネル間パワー偏差を実現できる。
【００５０】
なお、第１実施形態における図４の（ａ）には、山型の変調関数により位相変調を受けた入射光の振幅にゲートをかける場合に、山型の変調関数を跨いだ時間間隔でゲートをかけることによってスペクトル平坦化を実現する例を示した。すなわち、第１実施形態においては、単一波長の入射光の位相を入力ポートに印加される信号電圧波形に対し線形に変調し、信号電圧の周期が、その信号電圧がその１／２の連続する期間において単調に増加する増加期間と、残り１／２の連続する期間において当該増加期間における単調増加と対称に減少する減少期間からなるときに、増加期間（位相変調関数の微分係数はこのとき正）と減少期間（位相変調関数の微分係数はこのとき負）にわたり連続するような図４の（ａ）のタイミングで信号電圧波形をゲートしていた。
【００５１】
ここで説明する変形例においては、上記増加期間と上記減少期間において個別に上記信号電圧波形をゲートすることによっても、出力多波長光のスペクトル平坦化を実現できることを、図７を参照して説明する。
【００５２】
既に説明した通り（図３の（ａ）〜（ｃ）参照）、入射光が山型の変調関数で位相変調を受けただけでは、搬送周波数近傍において光パワーが低下して出力多波長光のスペクトルは平坦化されない。
【００５３】
そこで、ここで説明する変形例においては、図７の（ａ）のように、位相変調関数の微分係数が正のとき（位相変調関数増加期間）と負のとき（位相変調関数減少期間）に、夫々個別に信号電圧波形をゲートすることで（ｂ）のようにスペクトル平坦化を実現した。
【００５４】
（ａ）に示した波形を（ｃ）と（ｅ）の二つに分けて考えることにする。（ｃ）に示した波形でゲートすることで、（ｄ）のように瞬時角周波数（ωｃ＋ωｍ）を中心にＲＺ信号スペクトルが生じる。（ｅ）に示した波形でゲートすることで、（ｆ）のように瞬時角周波数（ωｃ−ωｍ）を中心にＲＺ信号スペクトルが生じる。したがって、これらの重ね合わせから、図７の（ａ）に示した波形でゲートすることによっても、上記第１実施形態と同様に出力多波長光のスペクトル平坦化を実現できることがわかる。
【００５５】
なお、他の時間波形を変調関数として用いることもでき、例えば一定周期で、単調に増加と減少を繰り返す正弦波形状の時間波形を用いることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第２実施形態は、図８に示すように、光変調器群２ａ内に並列に結合した光パスを設け、各光パスの少なくとも１つ（図２では並列結合した複数の光パスのすべて）に光変調器を配置した構成の振幅変調部２５を設けたものである。振幅変調部２５には、入力側光変調器と出力側光変調器が光パスを介してそれぞれ直列に結合される。上記複数の光変調器自体はそれぞれ位相変調器であるが、この振幅変調部２５は、それぞれの光パス（光変調器）が協働することによって振幅変調器として動作することができ、変調動作は、パワー調整された信号電圧およびパワー可変されたバイアスに基づいて行なわれる。
【００５７】
［第３実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第３実施形態の構成を図９に示す。
図９に示すように、本実施形態の多波長一括発生装置は、単一の中心波長を有する光を発生する光源１、両極型のマッハツェンダ強度変調器２０、所定周期で繰り返される信号電圧を発生する発振器３、パワー調整器４、パワー可変直流電源５、および位相調整器６から構成される。パワー調整器４と位相調整器６は互いに直列に結合される。
【００５８】
なお、両極型のマッハツェンダ強度変調器２０は、入射光を２つの光パスに分岐し、各パスに配置された光変調器からの出力光を合波、収束させて出射する周知の構成を有している。分岐されたパスには各々光変調手段（位相変調手段）が配置される。これら複数の光変調手段は、１つの要素自体は位相変調手段であるが、協働することによって振幅変調動作を行うことができる。なお、上記のように２つの光パスの両方に光変調手段を設けても良いが、いずれか一方に設けても同様の作用が得られる。
【００５９】
発振器３からの信号電圧はパワー調整器４で適宜そのパワーを調節されて、マッハツェンダ強度変調器２０の一方の電極に印加される。さらにこの信号電圧は、位相調整器６によって両者の時間位置を調整され、かつパワー調整器４で適宜そのパワーを調節されてマッハツェンダ強度変調器２０のもう一方の電極に印加される。後者の電極には、パワー可変直流電源５からの適宜パワーを調節したバイアスも印加される。
【００６０】
光源１からの光はマッハツェンダ強度変調器２０に入射され、マッハツェンダ強度変調器２０による入射光の変調動作は上記信号電圧およびバイアスに基づいて行なわれ、光源光の振幅および／また位相が変調される。
【００６１】
本実施形態では、マッハツェンダ強度変調器２０は、バワー調整器４を介して印加する信号電圧のパワーおよびパワー可変直流電源５から印加するバイアスを適宜調節することにより振幅と位相変調を同時に変調できる効果を利用して、簡易な構成を実現している。
【００６２】
［第４実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第４実施形態の構成を図１０に示す。
図１０に示す本実施形態の多波長一括発生装置は、第３実施形態における発振器３に代えて、所定周期で繰り返される信号電圧を発生する発振器として正弦波信号電圧を発生する発振器３ａを用い、さらにパワー調整器４と直列結合した逓倍器７を備えている。
【００６３】
この構成により、マッハツェンダ強度変調器２０の両電極に印加する信号電圧の周波数を変えている。すなわち、一方の電極には逓倍器７によって発振器３ａの出力信号電圧の周波数を逓倍化して印加し、もう一方の電極には発振器３ａの出力周波数のまま印加している。
【００６４】
本実施形態では、マッハツェンダ強度変調器２０に印加する所定周期で繰り返す信号電圧として単一周波数の正弦波信号を用いたので、発振器３ａや、当該正弦波信号が入力される電気回路（位相調整器６とその後段）を構成する電気的エレメントに要求される周波数帯域を制限することができ、これら電気的エレメントに必要とされるコストを抑えられる効果がある。また、逓倍器７により信号電圧の周波数を逓倍化することにより、出力光スペクトルの広帯域化を図ることができる。
【００６５】
［第５実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第５実施形態の構成を図１１に示す。
図１１に示す本実施形態の多波長一括発生装置は、単一の中心波長を有する光を発生する光源１、互いに直列に結合した単極型マッハツェンダ強度変調器２０と位相変調器２８からなる光変調器群２ｃ、所定周期で繰り返される信号電圧を発生する発振器３、パワー調整器４、パワー可変直流電源５、および位相調整器６から構成される。
【００６６】
発振器３からの信号電圧はパワー調整器４で適宜そのパワーを調節されて、マッハツェンダ強度変調器２０に印加される。さらにこの信号電圧は、位相調整器６によって両者の時間位置を調整され、かつパワー調整器４で適宜そのパワーを調節されて位相変調器２８に印加される。マッハツェンダ強度変調器２０には、パワー可変直流電源４からの適宜パワーを調節されたバイアスも印加される。
【００６７】
光源１からの光は光変調器群２ｃに入射され、光変調器群２ｃによる入射光の変調動作は上記信号電圧およびバイアスに基づいて行なわれ、光源光の振幅および／また位相が変調される。
【００６８】
本実施形態では、光変調器（マッハツェンダ強度変調器２０と位相変調器２８）を２段直列に配置する構成としたことにより、第３および第４実施形態と比較して出力光スペクトルの広帯域化を図ることができる。
【００６９】
図１２に、発振器３からの所定周期で繰り返される信号電圧として１０ＧＨｚの正弦波を用いた場合の本実施形態による実験結果を示す。図１２に示すように、光源１からの光の中心波長を含む９チャネルの信号について、＜３ｄＢの平坦度を実現できることを観測した。
【００７０】
［第６実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第６実施形態は、第５実施形態におけるマッハツェンダ強度変調器２０と位相変調器２８の位置を図１３に示すように入れ換えた構成とされており、第５実施形態と同様の変調動作を行なうことができる。
【００７１】
この例が示すように、本発明の多波長一括発生装置において互いに直列に結合した光変調器の順序を入れ換えても、得られる出力光スペクトルに影響することはなく、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
［第７実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第７実施形態は、第５実施形態におけるマッハツェンダ強度変調器２０の代わりに、図１４に示すように電界吸収型強度変調器２００を用いた光変調器群２ｅを備えた構成とされいる。本実施形態の多波長一括発生装置によれば、次に示すように第５実施形態と同様の動作結果を得ることができた。
【００７３】
図１５に、発振器３からの所定周期で繰り返される信号電圧として１０ＧＨｚの正弦波を用いた場合の本実施形態による実験結果を示す。図１５に示すように、光源１からの光の中心波長を含む９チャネルの信号について、第５実施形態（図１２）と同様に＜３ｄＢの平坦度を実現できることを観測した。
【００７４】
［第８実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第８実施形態は、第５実施形態における光変調器群２ｃの後段に、図１６に示すようにさらに位相変調器２８ａを付加し、これに応じて直列結合したパワー調整器４と位相調整器６を付加した構成を備えた構成である。すなわち、３段の光変調器群を備え、１段目が振幅変調器、２段目と３段目が位相変調器となっている。
【００７５】
これにより、第５乃至第７実施形態と比較してさらに広帯域化した出力光スペクトルを得ることができる。
【００７６】
［第９実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第９実施形態は、図１７に示すように、第５実施形態における光源１とマッハツェンダ強度変調器２０の間に光分岐器８を配置し、マッハツェンダ強度変調器２０と位相変調器２８の間に光分岐器９を配置し、さらに光分岐器８と光分岐器９を結合させ、光分岐器８の分岐出力に光電気変換器１０と演算器１１とコントローラ１２の縦続回路を結合させた構成を備える。すなわち、マッハツェンダ強度変調器２０の入力側と出力側にそれぞれ光分岐器８，９を備える。コントローラ１２は、パワー可変直流電源５によるマッハツェンダ強度変調器２０のバイアスをコントロールする。
【００７７】
上記構成において、光源１からの光を入力側の光分岐器８によって分岐した分岐光を出力側の光分岐器９に入射し、出力多波長光とは逆方向に透過させてマッハツェンダ強度変調器２０に入射する。この逆方向の透過光はマッハツェンダ強度変調器２０に入射した単一の中心波長を有する光源光と同一の中心波長を有しており、入力側の光分岐器８によって取り出されて光電気変換器１０に入射される。そして、光電気変換器１０でモニタされたパワーに応じた電気信号に変換される。演算器１１は、変換された電気信号のレベルと予め設定された目標値との差分を算出する。コントローラ１２は、算出結果を基にパワー可変直流電源５の出力パワーを調節し、マッハツェンダ強度変調器２０のバイアス点をコントロールすることで、出力光スペクトルを平坦化することができる。
【００７８】
なお、入力側の光分岐器８の後段に光サーキュレータ（図示せず）を付加し、光源１からの光を分岐する機能を光分岐器８に、逆方向の透過光を取り出して光電気変換器１０に入射する機能をこの光サーキュレータに機能分割する構成も可能である。また、出力側の光分岐器９として光サーキュレータを用いる構成も可能である。
【００７９】
［第１０実施形態］
本発明に係る多波長一括発生装置の第１０実施形態は、図１８に示すように、第５実施形態におけるマッハツェンダ強度変調器２０と位相変調器２８の間に光分岐器９を配置し、さらに光分岐器９の出力に光電気変換器１０と演算器１１とコントローラ１２の縦続回路を結合させた構成を備える。すなわち、マッハツェンダ強度変調器２０の出力側に光分岐器９を備える。コントローラ１２は、パワー可変直流電源５によるマッハツェンダ強度変調器２０のバイアスをコントロールする。
【００８０】
上記構成において、光分岐器９によって分岐したマッハツェンダ強度変調器２０からの出力光は光電気変換器１０に入射され、ここでモニタされたパワーに応じた電気信号に変換される。演算器１１は、変換された電気信号のレベルと予め設定された目標値との差分を算出する。コントローラ１２は、算出結果を基にパワー可変直流電源５の出力パワーを調節し、マッハツェンダ強度変調器２０のバイアス点をコントロールすることで、出力光スペクトルを平坦化することができる。
【００８１】
［第１１実施形態］
図１９は本発明に係る多波長一括発生装置の第１１実施形態を示す構成図である。
上述した第９および第１０実施形態では、光源１にパワー変動があると目標バイアス値が変動する。第１１実施形態は、このパワー変動による弊害を除去しようとするものである。
【００８２】
本実施形態の構成は、第１０実施形態の構成に加え、光源１の出力に光分岐器８と光電気変換器１０ａを含む。演算器１１は、光電気変換器１０ａおよび光電気変換器１０ｂを通してマッハツェンダ強度変調器２０の入力光学パワーレベルおよび出力光学パワーレベルをモニターする。コントローラ１２はモニターした２つの値に応じてパワー可変直流電源５を制御し、パワー可変直流電源５からマッハツェンダ強度変調器２０に印加するバイアスにより両光学パワーレベルの比が一定に維持される。このように第１１実施形態によれば、光源１のパワー変動が目標バイアス値に影響することがない。
【００８３】
［第１２実施形態］
図２０は本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態を示す構成図である。
本実施形態に係る多波長一括発生装置では、それぞれ異なる単一の中心波長の光を発生する２ｎ（ｎは１以上の自然数）個のレーザからの光源光を２分割して２系統の処理を行ない、各処理結果を合波して最終的な多重出力を得る構成とされている。以下、この構成および動作について詳細に説明する。
【００８４】
図２０において、１６₁，１６₂，１６₃，１６₄，…１６_2n-1，１６_2nはレーザ発光素子であり、それぞれ単一の中心波長で発光し、それぞれの中心波長は異なっており、周波数軸上で添え字の番号順に等間隔で並んでいる。１６００は光合波器であり、奇数番目のレーザ発光素子による光を合波する。１６１０は光合波器であり、光合波器１６００とは独立に偶数番目のレーザ発光素子による光を合波する。光合波器１６００，１６１０は光カプラとすることもできる。
【００８５】
図２１（ａ）はｎ＝８のときの光合波器１６００からの出力光スペクトルの測定結果を、図２１（ｂ）はｎ＝８のときの光合波器１６１０からの出力光スペクトルの測定結果を示しており、８つの光源光が周波数軸上で等間隔となっていることがわかる。また、各光源光のパワーが略同一であることもわかる。
【００８６】
このようなスペクトルを持った各光合波器出力光は、その一方が多波長一括発生装置（ＩＭ／ＰＭ）１６２０に入射され、もう一方が多波長一括発生装置（ＩＭ／ＰＭ）１６３０に入射される。多波長一括発生装置１６２０，１６３０には例えば第５実施形態における多波長一括発生装置（図１１参照）と同様の構成を用いることができ、それぞれはマッハツェンダ強度変調器（ＩＭ：Intensity Modulator）と位相変調器（ＰＭ：Phase Modulator）からなる光変調器群、パワー調整器、パワー可変直流電源、および位相調整器（図１１参照）を備え、発振器１６４０，１６５０からの所定周期で繰り返される信号電圧を入力される。なお、第１乃至第１０実施形態に開示された別の構成の多波長一括発生装置を用いることもできる。
【００８７】
したがって、例えばｎ＝８のときの測定結果によれば、多波長一括発生装置１６２０からの出力光スペクトルは平坦化されて図２２（ａ）に示す通りとなり、多波長一括発生装置１６３０からの出力光スペクトルも平坦化されて図２２（ｂ）に示す通りになる。
【００８８】
次に、多波長一括発生装置１６２０からの出力光は分波器１６６０において波長毎に分波された後、合波器１６８０において合波される。また、多波長一括発生装置１６３０からの出力光は分波器１６７０において波長毎に分波された後、合波器１６９０において合波される。両合波器によって合波された光は光カプラ１７００によって互いに合波される。
【００８９】
図２２（ａ），（ｂ）に示した光を分波器１６６０，１６７０に入射した場合、光カプラ１７００からの出力光スペクトルの測定結果は図２２に示した通りとなり、単一波長の光源光を変調した上記各実施形態と比べて多くのＷＤＭ信号を発生させることができ、出力光スペクトルをより広帯域化できる効果がある。
【００９０】
［第１２実施形態の修正例］
上記第１２実施形態において一括して多波長光を得た場合には、要素１６００〜１６８０からなる系統と要素１６１０〜１６９０からなる系統の間で、クロストークによる影響が問題になることが考えられる。
【００９１】
そこで本修正例では、分波器１６６０および１６７０の各出力ポート１７₁，１７₃，…１７_2n-1および１７₂，１７₄，…１７_2nについてレーザ発光素子１６₁，１６₃，…１６_2n-1および１６₂，１６₄，…１６_2nの中心波長毎に抜き出すようにすることで、多波長一括発生装置１６２０および１６３０からの変調出力のうち、最終的に信号光としては不要となるサイドモードを合分波器（分波器１６６０と合波器１６８０，分波器１６７０と合波器１６９０）によって削除するようにした。
【００９２】
これにより、例えばｎ＝８のときは、図２２（ａ）中の太枠１８₁，１８₃，１８₅，１８₇で示した各領域を削除された光が合波器１６８０の出力に得られる。また、図２２（ａ）中の太枠１８₂，１８₄，１８₆，１８₈で示した各領域を削除された光が合波器１６９０の出力に得られる。両合波器出力において、これら各領域における光パワーは０となる（図示せず）ため、最終的に光カプラ１７００によって合波して得られる光出力ＷＤＭ信号は、２系統間のクロストークを除去したものとすることができる。
【００９３】
［第１２実施形態の応用］
図２４は、本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態の応用動作を説明する模式図である。
【００９４】
図２０の構成において、多波長一括発生装置１６２０，１６３０夫々が有する変調部を第１の変調部，第２の変調部とする。各変調部への入射波長が出力多波長光の間隔の８倍、互いにずれているとする。
【００９５】
図２４（ａ）は、多波長一括発生装置１６２０，１６３０によって共に９チャンネルの平坦な多波長光を発生させて第１および第２の変調部に入射させる場合の両入射波長の関係を模式的に示している。この図から明らかな通り、第１の変調部への右端の波長と第２の変調部への左端の波長が重なるため、波長の無駄が生じる。
【００９６】
そこで本応用例では、第１の変調部には９チャンネルの平坦な多波長光を入射させ、一方、第２の変調部には７チャンネルの平坦な多波長光を入射させるように、多波長一括発生装置１６２０と１６３０を独立して動作させる。この動作は、第１および第２の変調部への各印加電圧を異なった値にすることで実現できる。具体的には、第２の変調部への印加電圧を第１の変調部への印加電圧よりも低い値にすることで、波長の無駄を無くすことができ、かつ、信号電圧を低減することができる。第１および第２の変調部の動作は、勿論、逆であっても同様の作用が得られる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、互いに直列に結合しており単一の中心波長を有する入射光が入力される光パスを含んだ複数の光パスの所定位置に配置された一つ以上の光変調手段を持った変調部と、所定周期の信号電圧を独立に調整して前記光変調手段の入力ポートに印加する複数の電圧印加手段とを備えた構成において、調整されて印加された信号電圧と信号電圧の所定周期に応じて入射光を平坦化した多波長光を発生するので、複雑な光回路の設計を行うことなく、簡易かつ低コストな構成で、平坦な光スペクトルを有する多波長光であるＷＤＭ信号を発生することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多波長一括発生装置の原理構成図である。
【図２】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態により光スペクトルの平坦化が実現可能であることを説明する波形図である。
【図４】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態により光スペクトルの平坦化が実現可能であることを説明する波形図である。
【図５】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態の変形例を示す構成図である。
【図６】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態の変形例においてチャンネル間パワー偏差を変化させた例を示す特性図である。
【図７】本発明に係る多波長一括発生装置の第１実施形態の変形例により光スペクトルの平坦化が実現可能であることを説明する波形図である。
【図８】本発明に係る多波長一括発生装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図９】本発明に係る多波長一括発生装置の第３実施形態を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る多波長一括発生装置の第４実施形態を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る多波長一括発生装置の第５実施形態を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る多波長一括発生装置の第５実施形態による実験結果を示す波形図である。
【図１３】本発明に係る多波長一括発生装置の第６実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明に係る多波長一括発生装置の第７実施形態を示す構成図である。
【図１５】本発明に係る多波長一括発生装置の第７実施形態による実験結果を示す波形図である。
【図１６】本発明に係る多波長一括発生装置の第８実施形態を示す構成図である。
【図１７】本発明に係る多波長一括発生装置の第９実施形態を示す構成図である。
【図１８】本発明に係る多波長一括発生装置の第１０実施形態を示す構成図である。
【図１９】本発明に係る多波長一括発生装置の第１１実施形態を示す構成図である。
【図２０】本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態を示す構成図である。
【図２１】本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態による実験結果を示す波形図である。
【図２２】本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態による実験結果とその修正例の動作を説明する波形図である。
【図２３】本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態による実験結果を示す波形図である。
【図２４】本発明に係る多波長一括発生装置の第１２実施形態の応用動作を説明する模式図である。
【符号の説明】
１光源
２，２ａ，２ｅ，２ｃ光変調器群
３，１６４０，１６５０発振器
３ａ正弦波発振器
４パワー調整器
５パワー可変直流電源
６位相調整器
７逓倍器
８，９光分岐器
１０，１０ａ，１０ｂ光電気変換器
１１演算器
１２コントローラ
１６₁，１６₂，１６₃，１６₄，…１６_2n-1，１６_2n レーザ発光素子
１７₁，…１７₈ 削除される周波数領域
２０マッハツェンダ強度変調器
２５振幅変調部
２８位相変調器
５０光増幅器
２００電界吸収型強度変調器
１６００，１６１０光合波器（光カプラ）
１６２０，１６３０多波長一括発生装置（ＩＭ／ＰＭ）
１６６０，１６７０分波器
１６８０，１６９０合波器
１７００光カプラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the technical field of optical communication, and relates to an apparatus that collectively generates multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths from light having a single center wavelength.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a multi-wavelength simultaneous generation method having a flat optical spectrum used for wavelength division multiplexing (WDM) in optical communication, a flattened continuous optical spectrum obtained by supercontinuum generation by nonlinear optical fiber transmission is used. There are a method of cutting out with an optical filter, and a method of transmitting an optical spectrum arranged on the frequency axis at a repetition frequency interval of an optical pulse obtained by generating an optical short pulse to an optical filter having a reverse frequency characteristic.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the flattened multi-wavelength generation method in Supercontinuum generation, there is a problem that it is not easy to manufacture a non-linear optical fiber, and it takes time and cost. Also, in the flattening multi-wavelength generation method in which the optical spectrum obtained by the optical short pulse generation is transmitted through the inverse characteristic optical filter, in order to realize a flat optical spectrum, the duty of the optical short pulse and the corresponding light There was a problem that it was difficult to design the transmission characteristics of the filter.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and by modulating light having a single center wavelength with an electric signal having a specific repetition period without designing a complicated optical circuit, An object of the present invention is to provide a multi-wavelength collective apparatus capable of generating a WDM signal having a flat optical spectrum with a simple and low-cost configuration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
One aspect of the present invention modulates incident light having a single central wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of central wavelengths in a lump. A plurality of optical paths including optical paths coupled to each other in series and receiving the incident light; and a plurality of light modulation means arranged at predetermined positions of the plurality of optical paths. And a plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to the input ports of the plurality of light modulating means of the modulating section, the plurality of light modulating means having a single amplitude A modulator and a single-stage or a plurality of stages of phase modulators connected in series with the modulator; and the modulation unit converts the phase of the incident light having a single wavelength into the input ports of the plurality of light modulation means Linearly changes with respect to the signal voltage waveform applied to The phase modulation function is obtained, and the predetermined period includes an increase period in which the signal voltage increases monotonously in a ½ continuous period, and a monotone increase in the increase period in the remaining ½ continuous period. The amplitude modulator gates the amplitude of the modulated incident light during a portion of the increase period, and the portion of the decrease period that is not contiguous with the portion. The amplitude is gated.
Another aspect of the present invention provides a multi-wavelength that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths all at once. A collective generator, a plurality of optical paths coupled in series to each other, including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation means disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths; And a plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to the input ports of the plurality of light modulating means of the modulating section, and the plurality of light modulating means It comprises an amplitude modulator and a single-stage or multiple-stage phase modulator connected in series with the modulator, and the modulation section converts the phase of the incident light having a single wavelength into the inputs of the plurality of light modulation means. Linear with respect to the signal voltage waveform applied to the port To obtain a phase modulation function, and the predetermined period is an increase period in which the signal voltage increases monotonously in a half of the continuous period and a monotone increase in the increase period in the remaining half of the continuous period. The amplitude modulator is configured to reduce the incident light modulated in a predetermined period spanning a portion of the increase period that is closer to the decrease period and a portion of the decrease period that is continuous with the decrease period. It is characterized by gating the amplitude of.
[0006]
Here, the amplitude modulator may be formed by connecting two phase modulators in parallel.
[0009]
Here, the amplitude modulator may be an electroabsorption type intensity modulator.
[0010]
Here, the phase modulator can be configured in one stage.
[0011]
The signal voltage may be multiplied by the unit, and the multiplied signal voltage may be adjusted by at least one of the plurality of voltage application units and applied to the modulation unit.
[0012]
Here, signal generation means for generating the signal voltage as a sine wave can be provided.
[0013]
Here, signal generation means for generating the signal voltage as a predetermined time waveform can be provided.
[0014]
Here, phase adjusting means for adjusting the time position of the signal voltage is provided in any of the plurality of voltage applying means, so that an output light spectrum having a broad band can be obtained.
[0015]
Another aspect of the present invention provides a multi-wavelength that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths all at once. A collective generator, a plurality of optical paths coupled in series to each other, including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation means disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths; And a plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to the input ports of the plurality of light modulating means of the modulating section, all of the plurality of light modulating means being light A phase modulator, wherein the sum of the sinusoidal signal voltages applied to the input ports of the plurality of optical modulation means is set to a predetermined value according to the number of channels of the output optical spectrum. By adjusting each, power deviation can be reduced It is characterized in that Hesi.
[0016]
Another aspect of the present invention provides a multi-wavelength that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths all at once. A collective generator, a plurality of optical paths coupled in series to each other, including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation means disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths; And a plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to input ports of the plurality of light modulating means of the modulating section, and any one of the plurality of voltage applying means Is provided with a phase adjusting means for adjusting the time position of the signal voltage to obtain an output light spectrum having a broad band.
[0017]
Another aspect of the present invention provides a multi-wavelength that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths all at once. A collective generator, a plurality of optical paths coupled in series to each other, including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation means disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths; And a plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to input ports of the plurality of light modulating means of the modulating section, and at least a multi-wavelength signal is output. The optical path is provided with an optical amplifier, and phase adjusting means for adjusting the time position of the signal voltage is provided in any of the plurality of voltage applying means to obtain an output optical spectrum having a broad band.
[0018]
Another aspect of the present invention provides a multi-wavelength that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths all at once. A collective generation device, a plurality of optical paths coupled to each other in series and including an optical path through which the incident light is input, and one optical phase modulation means disposed at a predetermined position of the plurality of optical paths And a plurality of voltage application means for adjusting the amplitude of the signal voltage and applying it to the input port of the optical phase modulation means of the modulation section, and the input port of the optical phase modulation means The sum of the sinusoidal signal voltages applied to is converted to a phase modulation index when the number of channels of the output optical spectrum is 7, and is approximately 1.0π when the number of channels is 9 or 11, Converted to almost 1.4π Thus, the power deviation is reduced by adjusting each of the sine wave signal voltages.
[0019]
Here, an optical amplifier can be provided at least in an optical path through which a multi-wavelength signal is output.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The basic principle of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
The apparatus of the present invention includes one or more optical modulators arranged at predetermined positions of a plurality of optical paths including optical paths that are coupled in series with each other and receive incident light having a single central wavelength. The optical modulator group 2 has a plurality of power adjusters 4 that independently adjust signal voltages of a predetermined period and apply them to the input ports of the respective optical modulators. The light source 1 generates incident light having the single center wavelength. The light modulator is preferably capable of modulating the amplitude or phase of incident light. The plurality of optical paths in the optical modulator group 2 may include paths coupled in parallel.
[0031]
Here, the output electric field E (t) when the amplitude and phase of incident light having a single center wavelength are modulated by functions a (t) and b (t), respectively,
E (t) = a (t) cos (ω _c t + b (t))
The shape of the output light spectrum can be designed according to the functions a (t) and b (t). Where ω _c Is the central angular frequency of incident light having a single central wavelength, and t is time.
[0032]
In the apparatus of the present invention, an optical modulator capable of modulating the amplitude and / or phase (or both) is arranged at an arbitrary position of the optical path coupled in series and / or in parallel in the modulation unit, and the optical modulator group is arranged as follows. In order to modulate the function a (t) and / or the phase for modulating the amplitude of incident light having a single central wavelength by adjusting the power of the signal voltage of a predetermined period applied to the constituent optical modulator By appropriately setting the function b (t), it is possible to flatten the output multi-wavelength light spectrum generated in a lump as will be described in detail below.
[0033]
In addition, by arranging optical modulators in multiple stages, it is possible to perform amplitude and phase modulation with a higher degree of freedom, contributing to the improvement of flatness of the output light spectrum and increasing the bandwidth of the output light spectrum by increasing the modulation degree. The effect that can be obtained.
[0034]
Next, specific embodiments will be described.
[First Embodiment]
The configuration of the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the multi-wavelength batch generation apparatus of the present embodiment includes a light source 1, an optical modulator group (modulation unit) 2 including optical modulators shown in n (≧ 1), and a repetitive periodic signal generator 3. , N power regulators 4, and n power variable DC power sources 5. The light source 1 generates light having a single center wavelength and makes it incident on an input side optical modulator in the optical modulator group 2. Each optical modulator in the optical modulator group 2 is arranged at an arbitrary position of a plurality of optical paths coupled in series and / or in parallel (arranged in series in FIG. 2), and the incident light is amplified and / or Phase modulation is also performed. Multi-wavelength light is output from the output side optical modulator.
[0035]
The repetitive periodic signal generator 3 generates a signal voltage that is repeated at a predetermined period, and this power is appropriately adjusted by the power adjuster 4 and applied to each optical modulator. Further, a power variable DC power source 5 is coupled to each optical modulator as necessary, and a bias whose power is appropriately adjusted is applied from the power variable DC power source 5. The incident light is modulated by each optical modulator based on the signal voltage and the bias, and the amplitude and / or phase of the incident light from the light source 1 is modulated.
[0036]
Here, the output optical spectrum spread on both sides of the carrier frequency due to phase modulation has a small optical power region near the carrier frequency, but by applying a pulsed gate to the time waveform by amplitude modulation, the power of that region is It can be raised to flatten the output light spectrum. The flatness of the output light spectrum is determined by the relationship between the phase modulation amount and the pulse width. In the present embodiment, a signal voltage of a predetermined period to be applied to the optical modulator is adjusted by the power adjuster 4 and a bias applied by the power variable DC power supply 5 is varied to determine the relationship between the two, thereby flatness. Is decided.
[0037]
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, it will be described that the output light spectrum from the optical modulator group 2 can be flattened by the above configuration of the present embodiment.
[0038]
The time waveform of the output signal voltage from the repetitive periodic signal generator 3 is a mountain function as shown in FIG. When the light source light having a single center wavelength is phase-modulated according to this function, the multi-wavelength output light spectrum is as shown in FIG. This can be explained as follows.
[0039]
The angular frequency of this phase modulation is an instantaneous value ω as shown in FIG. _m And instantaneous value -ω _m Is a square wave that reciprocates at a predetermined cycle. As shown by the solid line in FIG. 3D, the angular frequency of this square wave is an instantaneous value ω. _m When the portion represented by γ is gated with a repetitive NRZ (Non Return to Zero) signal, the optical spectrum is represented by (e) in FIG. _c + Ω _m ), The optical spectrum of the repeated NRZ signal is obtained. Further, as shown by the solid line in FIG. 3F, the angular frequency of the square wave is an instantaneous value −ω. _m In the same way, the optical spectrum is represented by (g) in FIG. 3 and the angular frequency is (ω _c −ω _m ), The optical spectrum of the repeated NRZ signal is obtained.
[0040]
The superposition of these optical spectra on the angular frequency axis is represented by (b) in FIG. 3 obtained by adding (e) in FIG. 3 and (g) in FIG. 3, and the instantaneous value ω of the angular frequency. _c The optical spectrum intensity near (center frequency, that is, carrier frequency) becomes small, and flattening of the optical spectrum cannot be realized.
[0041]
Therefore, adjustment using the power adjuster 4 and the power variable DC power supply 5 is performed, and flattening is performed as follows.
As shown in FIG. 4A, the instantaneous value ω of the angular frequency _m And-instantaneous value ω _m Consider the output light spectrum when the NRZ signal is repeatedly gated so as to cross the signal.
[0042]
On the other hand, as described above, as indicated by the solid line in FIG. _m When the portion represented by ## EQU3 ## is gated with a repetitive RZ (Return to Zero) signal, the optical spectrum is represented by (d) in FIG. _c + Ω _m ), The optical spectrum of the repetitive RZ signal is obtained. Further, as shown by the solid line in FIG. 4E, the instantaneous value of the angular frequency −ω _m When the portion represented by is gated with a repetitive RZ (Return to Zero) signal, the optical spectrum is represented by (f) in FIG. _c −ω _m ), The optical spectrum of the repetitive RZ signal is obtained. Both optical spectra have a wider band than the optical spectrum of the repetitive NRZ signal.
[0043]
The superposition of both optical spectra on the angular frequency axis is represented by (b) in FIG. _c Even in the vicinity, it has a large light spectrum intensity, and as a result, a flat output light spectrum can be realized.
[0044]
According to this embodiment, the function for modulating the amplitude and phase of the light source light having a single center wavelength is set as appropriate, and the amplitude adjustment and phase modulation are performed by adjusting the power of the signal voltage and variably setting the bias accordingly. By doing so, it is possible to improve the flatness of the output light spectrum with a simple and low-cost configuration.
[0045]
[Modification of First Embodiment]
FIG. 5 shows the configuration of a modification of the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 5, the multi-wavelength batch generation apparatus of the present modification can employ a configuration in which an optical amplifier 50 is disposed in an optical path through which multi-wavelength light is emitted from the light source 1. In the figure, optical amplifiers 50 are arranged in all of a plurality of optical paths coupled in series to each other including an optical path through which incident light from the light source 1 is input. The amplification gain of the multistage optical amplifier 50 arranged in this way compensates for the power loss caused by the incident light passing through the optical modulator and the power loss per wavelength caused by the increase in the number of wavelengths, and the output SNR. Can be greatly improved.
[0046]
However, when the optical amplifier 50 is arranged only in the subsequent stage of the optical modulator group 2 and the optical amplifier group 2 is not provided with the optical amplifier in the upstream side of the optical modulator group 2, the optical power loss generated in the subsequent stage of the optical amplifier 50. It is possible to prevent a decrease in SNR caused by the above. As shown in the drawing, if the optical amplifiers 50 are additionally arranged in all of the plurality of optical paths, it is possible to contribute to the improvement of the SNR of the multi-wavelength light obtained at the output.
[0047]
Further, when all of the optical modulators in the optical modulator group 2 are phase modulators, the repetitive periodic signal generator 4 generates a sum of sine wave signal voltages applied to the input ports of the respective optical modulators. By setting the value to be converted into the phase modulation index, the power deviation between channels can be suppressed.
[0048]
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example in which the inter-channel power deviation is changed in such a modification of the first embodiment.
[0049]
FIG. 6 shows the case where the number of channels is 7, 9, and 11. For example, in the case of 7 channels, the sum of the sine wave signal voltages is approximately 1.0 in terms of a phase modulation index. π and When each sine wave signal voltage is adjusted to be 5 to 6 dB minimum Achieves power deviation between channels wear. In the case of 9 channels or 11 channels, the minimum channel-to-channel power deviation can be realized when each sine wave signal voltage is adjusted to be approximately 1.4π. .
[0050]
In FIG. 4A in the first embodiment, when the gate is applied to the amplitude of the incident light that has undergone phase modulation by the mountain-shaped modulation function, the gate is gated at time intervals across the mountain-shaped modulation function. An example of realizing spectral flattening by applying. That is, in the first embodiment, the phase of the incident light having a single wavelength is linearly modulated with respect to the signal voltage waveform applied to the input port, and the period of the signal voltage is a half of the signal voltage. An increasing period (the differential coefficient of the phase modulation function is determined at this time). The signal voltage waveform was gated at the timing of (a) in FIG. 4 so as to continue over a positive period and a decreasing period (the differential coefficient of the phase modulation function is negative at this time).
[0051]
In the modification described here, it will be described with reference to FIG. 7 that the spectrum flattening of the output multi-wavelength light can also be realized by individually gating the signal voltage waveform in the increase period and the decrease period. To do.
[0052]
As already described (see (a) to (c) of FIG. 3), if the incident light is only subjected to phase modulation with a mountain-shaped modulation function, the optical power decreases near the carrier frequency, and the output multi-wavelength light The spectrum is not flattened.
[0053]
Therefore, in the modification described here, as shown in FIG. 7A, when the differential coefficient of the phase modulation function is positive (phase modulation function increasing period) and negative (phase modulation function decreasing period). Spectra flattening was realized as shown in (b) by individually gating the signal voltage waveform.
[0054]
The waveform shown in (a) is divided into two (c) and (e). By gating on the waveform shown in (c), an RZ signal spectrum is generated around the instantaneous angular frequency (ωc + ωm) as shown in (d). By gating on the waveform shown in (e), an RZ signal spectrum is generated around the instantaneous angular frequency (ωc−ωm) as shown in (f). Therefore, it can be seen from these superpositions that the spectrum of the output multi-wavelength light can be flattened as in the first embodiment by gating with the waveform shown in FIG.
[0055]
Other time waveforms can also be used as the modulation function. For example, a sinusoidal time waveform that monotonously increases and decreases at a constant cycle can be used.
[0056]
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 8, in the second embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention, an optical path coupled in parallel is provided in the optical modulator group 2a, and at least one of the optical paths (in FIG. 2) All of a plurality of optical paths coupled in parallel are provided with an amplitude modulation section 25 having a configuration in which an optical modulator is arranged. An input side optical modulator and an output side optical modulator are coupled to the amplitude modulation unit 25 in series via optical paths. Each of the plurality of optical modulators itself is a phase modulator, but the amplitude modulation unit 25 can operate as an amplitude modulator by the cooperation of each optical path (optical modulator). Is performed based on the power-adjusted signal voltage and the power-variable bias.
[0057]
[Third Embodiment]
The configuration of the third embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the multi-wavelength collective generator of this embodiment generates a light source 1 that generates light having a single center wavelength, a bipolar Mach-Zehnder intensity modulator 20, and a signal voltage that is repeated at a predetermined period. And an oscillator 3, a power regulator 4, a variable power DC power source 5, and a phase regulator 6. The power regulator 4 and the phase regulator 6 are coupled in series with each other.
[0058]
The bipolar Mach-Zehnder intensity modulator 20 has a known configuration in which incident light is branched into two optical paths, and output light from the optical modulators arranged in each path is combined and converged to be emitted. is doing. Optical modulation means (phase modulation means) is arranged in each of the branched paths. The plurality of light modulation means, although one element itself is a phase modulation means, can perform an amplitude modulation operation by cooperating with each other. Note that, as described above, the light modulation means may be provided in both of the two optical paths, but the same action can be obtained even if provided in either one.
[0059]
The signal voltage from the oscillator 3 is appropriately adjusted by the power regulator 4 and applied to one electrode of the Mach-Zehnder intensity modulator 20. Further, the signal voltage is applied to the other electrode of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 by adjusting the time position of both by the phase adjuster 6 and adjusting the power appropriately by the power adjuster 4. A bias appropriately adjusted in power from the power variable DC power supply 5 is also applied to the latter electrode.
[0060]
The light from the light source 1 enters the Mach-Zehnder intensity modulator 20, and the modulation operation of the incident light by the Mach-Zehnder intensity modulator 20 is performed based on the signal voltage and the bias, and the amplitude and / or phase of the light source light is modulated. .
[0061]
In the present embodiment, the Mach-Zehnder intensity modulator 20 can simultaneously modulate amplitude and phase modulation by appropriately adjusting the power of the signal voltage applied via the power regulator 4 and the bias applied from the power variable DC power supply 5. A simple configuration is realized using this.
[0062]
[Fourth Embodiment]
The configuration of the fourth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention is shown in FIG.
The multi-wavelength collective generator of this embodiment shown in FIG. 10 uses an oscillator 3a that generates a sinusoidal signal voltage as an oscillator that generates a signal voltage that is repeated at a predetermined period, instead of the oscillator 3 in the third embodiment. Furthermore, a multiplier 7 connected in series with the power regulator 4 is provided.
[0063]
With this configuration, the frequency of the signal voltage applied to both electrodes of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 is changed. That is, the frequency of the output signal voltage of the oscillator 3a is multiplied and applied to one electrode by the multiplier 7, and the output frequency of the oscillator 3a is applied to the other electrode.
[0064]
In this embodiment, since a single-frequency sine wave signal is used as a signal voltage repeated at a predetermined period to be applied to the Mach-Zehnder intensity modulator 20, an oscillator 3a and an electric circuit (phase adjuster) to which the sine wave signal is input. 6 and the subsequent stage) can be limited in frequency band required for the electrical elements, and the cost required for these electrical elements can be suppressed. Further, by multiplying the frequency of the signal voltage by the multiplier 7, it is possible to broaden the output light spectrum.
[0065]
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 shows the configuration of a fifth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
The multi-wavelength collective generator of this embodiment shown in FIG. 11 is a light comprising a light source 1 that generates light having a single center wavelength, a unipolar Mach-Zehnder intensity modulator 20 and a phase modulator 28 coupled in series with each other. It comprises a modulator group 2c, an oscillator 3 that generates a signal voltage repeated at a predetermined period, a power regulator 4, a power variable DC power source 5, and a phase regulator 6.
[0066]
The signal voltage from the oscillator 3 is appropriately adjusted by the power regulator 4 and applied to the Mach-Zehnder intensity modulator 20. Further, the signal voltage is applied to the phase modulator 28 after the time position of the signal voltage is adjusted by the phase adjuster 6 and the power of the signal voltage is appropriately adjusted by the power adjuster 4. The Mach-Zehnder intensity modulator 20 is also applied with a bias whose power is appropriately adjusted from the power variable DC power supply 4.
[0067]
Light from the light source 1 enters the light modulator group 2c, and the modulation operation of the incident light by the light modulator group 2c is performed based on the signal voltage and the bias, and the amplitude and / or phase of the light source light is modulated. .
[0068]
In the present embodiment, since the optical modulators (Mach-Zehnder intensity modulator 20 and phase modulator 28) are arranged in two stages in series, the output light spectrum can be broadened compared to the third and fourth embodiments. Can be achieved.
[0069]
FIG. 12 shows an experimental result according to the present embodiment when a 10 GHz sine wave is used as a signal voltage repeated from the oscillator 3 at a predetermined cycle. As shown in FIG. 12, it was observed that a flatness of <3 dB can be realized for a 9-channel signal including the center wavelength of the light from the light source 1.
[0070]
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment of the multi-wavelength collective generator according to the present invention has a configuration in which the positions of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 and the phase modulator 28 in the fifth embodiment are switched as shown in FIG. A modulation operation similar to that of the embodiment can be performed.
[0071]
As shown in this example, even if the order of the optical modulators coupled in series with each other in the multi-wavelength batch generation apparatus of the present invention is changed, the obtained output optical spectrum is not affected, and the same effect as in the above embodiment. Can be obtained.
[0072]
[Seventh Embodiment]
In the seventh embodiment of the multi-wavelength collective generator according to the present invention, an optical modulator group using an electroabsorption-type intensity modulator 200 as shown in FIG. 14 instead of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 in the fifth embodiment. 2e. According to the multi-wavelength batch generation apparatus of the present embodiment, the same operation result as that of the fifth embodiment can be obtained as shown below.
[0073]
FIG. 15 shows an experimental result according to the present embodiment when a 10 GHz sine wave is used as a signal voltage repeated from the oscillator 3 at a predetermined period. As shown in FIG. 15, it was observed that a flatness of <3 dB can be realized for a 9-channel signal including the center wavelength of light from the light source 1 as in the fifth embodiment (FIG. 12).
[0074]
[Eighth Embodiment]
In the eighth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention, a phase modulator 28a is further added to the subsequent stage of the optical modulator group 2c in the fifth embodiment as shown in FIG. In this configuration, a combined power adjuster 4 and phase adjuster 6 are added. That is, a three-stage optical modulator group is provided, and the first stage is an amplitude modulator, and the second and third stages are phase modulators.
[0075]
As a result, it is possible to obtain an output light spectrum having a wider band than that of the fifth to seventh embodiments.
[0076]
[Ninth Embodiment]
As shown in FIG. 17, in the ninth embodiment of the multi-wavelength collective generator according to the present invention, an optical splitter 8 is arranged between the light source 1 and the Mach-Zehnder intensity modulator 20 in the fifth embodiment, and the Mach-Zehnder intensity modulation is performed. The optical branching device 9 is arranged between the optical modulator 20 and the phase modulator 28, and the optical branching device 8 and the optical branching device 9 are further coupled. A configuration in which cascade circuits of the controller 12 are combined is provided. That is, the optical branching units 8 and 9 are provided on the input side and the output side of the Mach-Zehnder intensity modulator 20, respectively. The controller 12 controls the bias of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 by the power variable DC power supply 5.
[0077]
In the above-described configuration, the Mach-Zehnder intensity modulator is configured such that the branched light obtained by branching the light from the light source 1 by the input-side optical branching unit 8 enters the output-side optical branching unit 9 and is transmitted in the opposite direction to the output multiwavelength light 20 is incident. The transmitted light in the reverse direction has the same center wavelength as the light source light having a single center wavelength incident on the Mach-Zehnder intensity modulator 20 and is taken out by the optical branching device 8 on the input side to be converted into a photoelectric converter. 10 is incident. Then, it is converted into an electrical signal corresponding to the power monitored by the photoelectric converter 10. The calculator 11 calculates the difference between the level of the converted electric signal and a preset target value. The controller 12 can flatten the output light spectrum by adjusting the output power of the power variable DC power supply 5 based on the calculation result and controlling the bias point of the Mach-Zehnder intensity modulator 20.
[0078]
An optical circulator (not shown) is added after the optical branching device 8 on the input side, and the function of branching the light from the light source 1 is taken out to the optical branching device 8 and the transmitted light in the reverse direction is taken out to perform photoelectric conversion. It is also possible to divide the function incident on the vessel 10 into the functions of this optical circulator. Further, a configuration using an optical circulator as the output side optical branching unit 9 is also possible.
[0079]
[Tenth embodiment]
As shown in FIG. 18, the tenth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention includes an optical branching device 9 disposed between the Mach-Zehnder intensity modulator 20 and the phase modulator 28 in the fifth embodiment, The output of the optical branching device 9 has a configuration in which the photoelectric converter 10, the arithmetic unit 11, and the cascade circuit of the controller 12 are coupled. That is, the optical branching device 9 is provided on the output side of the Mach-Zehnder intensity modulator 20. The controller 12 controls the bias of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 by the power variable DC power supply 5.
[0080]
In the above configuration, the output light from the Mach-Zehnder intensity modulator 20 branched by the optical branching device 9 enters the photoelectric converter 10 and is converted into an electrical signal corresponding to the power monitored here. The calculator 11 calculates the difference between the level of the converted electric signal and a preset target value. The controller 12 can flatten the output light spectrum by adjusting the output power of the power variable DC power supply 5 based on the calculation result and controlling the bias point of the Mach-Zehnder intensity modulator 20.
[0081]
[Eleventh embodiment]
FIG. 19 is a configuration diagram showing an eleventh embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
In the ninth and tenth embodiments described above, the target bias value varies when the light source 1 has a power variation. The eleventh embodiment is intended to eliminate the harmful effects caused by this power fluctuation.
[0082]
In addition to the configuration of the tenth embodiment, the configuration of the present embodiment includes an optical branching device 8 and a photoelectric converter 10a at the output of the light source 1. The computing unit 11 monitors the input optical power level and the output optical power level of the Mach-Zehnder intensity modulator 20 through the photoelectric converter 10a and the photoelectric converter 10b. The controller 12 controls the power variable DC power supply 5 in accordance with the two monitored values, and the ratio of both optical power levels is maintained constant by a bias applied from the power variable DC power supply 5 to the Mach-Zehnder intensity modulator 20. Thus, according to the eleventh embodiment, the power fluctuation of the light source 1 does not affect the target bias value.
[0083]
[Twelfth embodiment]
FIG. 20 is a block diagram showing a twelfth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
In the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present embodiment, the light source light from 2n (n is a natural number of 1 or more) lasers that generate light having different single center wavelengths is divided into two to perform two systems of processing. And the result of the processing is combined to obtain a final multiple output. Hereinafter, this configuration and operation will be described in detail.
[0084]
In FIG. ₁ , 16 ₂ , 16 _Three , 16 _Four , ... 16 _2n-1 , 16 _2n Are laser light emitting elements, each emitting light at a single center wavelength, each having a different center wavelength, and being arranged at equal intervals in the order of the subscript numbers on the frequency axis. Reference numeral 1600 denotes an optical multiplexer that multiplexes light from odd-numbered laser light emitting elements. Reference numeral 1610 denotes an optical multiplexer that multiplexes light from even-numbered laser light emitting elements independently of the optical multiplexer 1600. The optical multiplexers 1600 and 1610 may be optical couplers.
[0085]
FIG. 21A shows the measurement result of the output optical spectrum from the optical multiplexer 1600 when n = 8, and FIG. 21B shows the measurement result of the output optical spectrum from the optical multiplexer 1610 when n = 8. It can be seen that the eight light source lights are equally spaced on the frequency axis. It can also be seen that the power of each light source light is substantially the same.
[0086]
Each of the optical multiplexer output lights having such a spectrum is incident on a multi-wavelength collective generator (IM / PM) 1620 and the other is incident on a multi-wavelength collective generator (IM / PM) 1630. The For example, the multi-wavelength collective generators 1620 and 1630 can have the same configuration as that of the multi-wavelength collective generator (see FIG. 11) in the fifth embodiment, and each has a Mach-Zehnder intensity modulator (IM) and a phase. An optical modulator group composed of modulators (PM), a power regulator, a power variable DC power source, and a phase regulator (see FIG. 11), and a signal voltage repeated from the oscillators 1640 and 1650 at a predetermined cycle. Entered. In addition, the multi-wavelength collective apparatus having another configuration disclosed in the first to tenth embodiments can be used.
[0087]
Therefore, for example, according to the measurement result when n = 8, the output light spectrum from the multi-wavelength collective generator 1620 is flattened as shown in FIG. The optical spectrum is also flattened as shown in FIG.
[0088]
Next, the output light from the multi-wavelength batch generator 1620 is demultiplexed for each wavelength by the demultiplexer 1660 and then multiplexed by the multiplexer 1680. Further, the output light from the multi-wavelength collective generator 1630 is demultiplexed for each wavelength by the demultiplexer 1670 and then multiplexed by the multiplexer 1690. The lights combined by both multiplexers are combined with each other by an optical coupler 1700.
[0089]
When the light shown in FIGS. 22A and 22B is incident on the demultiplexers 1660 and 1670, the measurement result of the output light spectrum from the optical coupler 1700 is as shown in FIG. More WDM signals can be generated than in the above-described embodiments in which light is modulated, and the output light spectrum can be broadened.
[0090]
[Modification Example of 12th Embodiment]
In the twelfth embodiment, when multi-wavelength light is obtained collectively, it is considered that the influence of crosstalk becomes a problem between the system composed of elements 1600-1680 and the system composed of elements 1610-1690. .
[0091]
Therefore, in this modified example, each output port 17 of the duplexers 1660 and 1670 is used. ₁ , 17 _Three , ... 17 _2n-1 And 17 ₂ , 17 _Four , ... 17 _2n Laser light emitting element 16 ₁ , 16 _Three , ... 16 _2n-1 And 16 ₂ , 16 _Four , ... 16 _2n Of the modulation outputs from the multi-wavelength collective generators 1620 and 1630, a side mode that is finally unnecessary as signal light is combined with a multiplexer / demultiplexer (demultiplexer 1660). The multiplexer 1680, the demultiplexer 1670, and the multiplexer 1690) are deleted.
[0092]
Thus, for example, when n = 8, the thick frame 18 in FIG. ₁ , 18 _Three , 18 _Five , 18 ₇ The light from which the areas indicated by are removed is obtained at the output of the multiplexer 1680. Further, a thick frame 18 in FIG. ₂ , 18 _Four , 18 ₆ , 18 ₈ The light from which the areas indicated by are removed is obtained at the output of the multiplexer 1690. At both multiplexer outputs, the optical power in each of these regions becomes 0 (not shown), so that the optical output WDM signal finally obtained by multiplexing by the optical coupler 1700 has crosstalk between the two systems. It can be removed.
[0093]
[Application of the twelfth embodiment]
FIG. 24 is a schematic diagram for explaining the applied operation of the twelfth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
[0094]
In the configuration of FIG. 20, the modulation units included in the multi-wavelength batch generation devices 1620 and 1630 are defined as a first modulation unit and a second modulation unit, respectively. Assume that the incident wavelengths to the respective modulators are shifted from each other by 8 times the interval of the output multi-wavelength light.
[0095]
FIG. 24A schematically shows a relationship between both incident wavelengths when 9-channel flat multi-wavelength light is generated by the multi-wavelength collective generators 1620 and 1630 and is incident on the first and second modulators. It shows. As is clear from this figure, the wavelength at the right end to the first modulation unit and the wavelength at the left end to the second modulation unit overlap each other, so that wavelength is wasted.
[0096]
Therefore, in this application example, the multi-wavelength light is incident on the first modulation section so that 9-channel flat multi-wavelength light is incident, while the second modulation section is incident on the 7-channel flat multi-wavelength light. The batch generators 1620 and 1630 are operated independently. This operation can be realized by setting the applied voltages to the first and second modulation units to different values. Specifically, by setting the voltage applied to the second modulation unit to a value lower than the voltage applied to the first modulation unit, waste of wavelength can be eliminated and the signal voltage can be reduced. Can do. Even if the operations of the first and second modulators are reversed, the same effect can be obtained.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one optical path including a light path to which incident light having a single central wavelength is coupled in series and arranged at a predetermined position is included. And a plurality of voltage applying means for independently adjusting a signal voltage of a predetermined period and applying the signal voltage to the input port of the light modulating means. Multi-wavelength light is generated by flattening incident light according to the signal voltage and the predetermined period of the signal voltage, so it has a flat light spectrum with a simple and low-cost configuration without designing a complicated optical circuit There is an effect that a WDM signal that is multi-wavelength light can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle configuration diagram of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining that flattening of an optical spectrum can be realized by the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram explaining that flattening of an optical spectrum can be realized by the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a modification of the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example in which the inter-channel power deviation is changed in the modification of the first embodiment of the multiple wavelength batch generation device according to the present invention.
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining that flattening of an optical spectrum can be realized by a modification of the first embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a fourth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a waveform diagram showing an experimental result according to the fifth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 15 is a waveform diagram showing an experimental result according to the seventh embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an eighth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 17 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing an eleventh embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a twelfth embodiment of a multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 21 is a waveform diagram showing experimental results according to the twelfth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
FIG. 22 is a waveform diagram for explaining the results of an experiment by the twelfth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention and the operation of a modification example thereof;
FIG. 23 is a waveform diagram showing a result of an experiment performed by the twelfth embodiment of the multiple wavelength batch generator according to the present invention.
FIG. 24 is a schematic diagram for explaining the applied operation of the twelfth embodiment of the multi-wavelength batch generation apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2, 2a, 2e, 2c optical modulator group
3,1640,1650 oscillator
3a sine wave oscillator
4 Power regulator
5 Power variable DC power supply
6 Phase adjuster
7 multiplier
8,9 Optical splitter
10, 10a, 10b photoelectric converter
11 Calculator
12 Controller
16 ₁ , 16 ₂ , 16 _Three , 16 _Four , ... 16 _2n-1 , 16 _2n Laser light emitting device
17 ₁ , ... 17 ₈ Frequency domain to be deleted
20 Mach-Zehnder intensity modulator
25 Amplitude modulation section
28 Phase modulator
50 Optical amplifier
200 Electroabsorption-type intensity modulator
1600, 1610 Optical multiplexer (optical coupler)
1620, 1630 Multi-wavelength batch generator (IM / PM)
1660, 1670 duplexer
1680, 1690 multiplexer
1700 Optical coupler

Claims

A multi-wavelength collective device that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and collectively generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths,
A modulation unit having a plurality of optical paths coupled to each other in series and including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation units disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths;
A plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage to be applied to input ports of the plurality of light modulating means of the modulating unit;
The plurality of optical modulation means comprises a single stage amplitude modulator and a single stage or a plurality of stages of phase modulators connected in series with the modulator, and
The modulation unit linearly modulates the phase of the incident light having a single wavelength with respect to the signal voltage waveform applied to the input port of the plurality of light modulation means to obtain a phase modulation function,
The predetermined period includes an increasing period in which the signal voltage increases monotonously in a half of the continuous period, and a decreasing period in which the signal voltage decreases symmetrically with the monotonous increase in the increasing period in the remaining half of the continuous period. ,
The amplitude modulator gates the amplitude of the modulated incident light in a part of the increase period, and gates the amplitude in a part of the decrease period that is not continuous with the part. Multi-wavelength batch generator.

A multi-wavelength collective device that modulates incident light having a single center wavelength using a repetitive signal voltage of a predetermined period, and collectively generates and outputs multi-wavelength light having a plurality of center wavelengths,
A modulation unit having a plurality of optical paths coupled to each other in series and including an optical path through which the incident light is input, and a plurality of light modulation units disposed at predetermined positions of the plurality of optical paths;
A plurality of voltage applying means for adjusting the amplitude of the signal voltage to be applied to input ports of the plurality of light modulating means of the modulating unit;
The plurality of optical modulation means comprises a single stage amplitude modulator and a single stage or a plurality of stages of phase modulators connected in series with the modulator, and
The modulation unit linearly modulates the phase of the incident light having a single wavelength with respect to the signal voltage waveform applied to the input port of the plurality of light modulation means to obtain a phase modulation function,
The predetermined period includes an increasing period in which the signal voltage increases monotonously in a half of the continuous period, and a decreasing period in which the signal voltage decreases symmetrically with the monotonous increase in the increasing period in the remaining half of the continuous period. ,
The amplitude modulator gates the amplitude of the modulated incident light in a predetermined period spanning a portion of the increase period that is closer to the decrease period and a portion of the decrease period that is continuous with the portion. Multi-wavelength batch generator.

In the multi-wavelength collective generator according to claim 1 or 2,
The amplitude modulator includes two phase modulators connected in parallel, and a multi-wavelength batch generation apparatus.

In the multi-wavelength collective generator according to claim 1 or 2,
The multi-wavelength collective generator, wherein the amplitude modulator is an electroabsorption intensity modulator.

In the multi-wavelength collective generator according to claim 3,
The multi-wavelength collective apparatus characterized in that the phase modulator is composed of one stage.

In the multi-wavelength collective generator according to any one of claims 1 to 3,
Means for multiplying the signal voltage,
The multi-wavelength collective apparatus, wherein the multiplied signal voltage is adjusted by at least one of the plurality of voltage applying means and applied to the modulation unit.

In the multi-wavelength collective generator according to any one of claims 1 to 3,
A multi-wavelength collective apparatus comprising signal generating means for generating the signal voltage as a sine wave.

In the multi-wavelength collective generator according to any one of claims 1 to 3,
A multi-wavelength collective apparatus comprising signal generating means for generating the signal voltage as a predetermined time waveform.

In the multi-wavelength collective generator according to any one of claims 1 to 3,
A multi-wavelength collective apparatus characterized in that a phase adjusting means for adjusting a time position of the signal voltage is provided in any one of the plurality of voltage applying means to obtain a broadband output light spectrum.