波长监视器及光学模块

摘要

波长监视器具有：波长可变激光器(1)，其具有射出同一波长的激光的多个出射端口(10、11)；准直透镜(20、21)，其对从出射端口(10、11)射出的激光进行校准并出射；滤光器(4)，其具有针对频率的周期性的透过率，从准直透镜(20、21)出射的激光入射到该滤光器(4)；以及光检测器(5)，其接收透过滤光器(4)后的激光并检测光强度，准直透镜(20、21)及滤光器(4)被配置为，使得激光以满足式(1)所示的条件入射到滤光器(4)。

权利要求

1.一种波长监视器，其中，该波长监视器具有：波长可变激光器，其具有射出同一波长的激光的多个出射端口；

准直透镜，其对从所述波长可变激光器的所述多个出射端口射出的所述激光进行校准并出射；

滤光器，其对所入射的光的频率具有周期性的透过率，从所述准直透镜射出的激光入射到该滤光器；以及光检测器，其接收透过所述滤光器后的所述激光，并检测所述激光的光强度，所述准直透镜和所述滤光器分别以满足如下条件的方式配置，该条件是使得下述的第

1式的值处于预先设定的范围内，

其中，m表示入射到所述滤光器的所述激光的编号，n表示所述滤光器的折射率，d表示所述滤光器的长度，R表示在所述滤光器的两端形成的反射膜的功率反射率，Em表示第m条所述激光的电场强度比，θm表示第m条所述激光入射到所述滤光器的入射角，c0表示真空中的光速，f表示所述激光的光频率。

2.根据权利要求1所述的波长监视器，其中，从所述波长可变激光器的所述多个出射端口射出的各所述激光入射到所述滤光器的入射角度的绝对值全部为0.5°以上。

3.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，从所述波长可变激光器的所述多个出射端口射出的各所述激光入射到所述滤光器的入射角度的绝对值彼此之差的绝对值，在各所述激光的全部组合中为0.5°以上。

4.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，对所述第1式的值设定的所述范围被设定为：所述波长监视器的目标精度除以所述激光入射到所述滤光器的入射角度的变化容许幅度而得的值以下的范围。

5.根据权利要求1所述的波长监视器，其中，所述激光以满足下述的第2式所示的条件的方式入射到所述滤光器，

6.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述准直透镜的数量是多个。

7.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述准直透镜的数量是一个，

所述准直透镜的直径大于所述波长可变激光器的所述出射端口之间的距离。

8.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述波长监视器具有对所述滤光器设置的温度调节元件，该温度调节元件调节所述滤光器的温度。

9.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述波长可变激光器具有：

半导体基板；

多个半导体激光器，它们设于所述半导体基板，射出同一波长的激光；

光合分波器，其设于所述半导体基板，将从所述半导体激光器射出的所述激光按照所述出射端口的个数进行合并/分离；以及光放大器，其将从所述光合分波器射出的所述激光放大并入射到所述出射端口。

10.根据权利要求9所述的波长监视器，其中，所述光检测器具有矩形形状，

所述光检测器是以使得所述光检测器的长边方向与所述多个半导体激光器的排列方向对应的方式配置的。

11.根据权利要求9所述的波长监视器，其中，所述光检测器的数量是至少两个，至少两个所述光检测器是与所述多个半导体激光器的排列方向对应地配置的。

12.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述滤光器由石英制标准具构成。

13.根据权利要求1或2所述的波长监视器，其中，所述滤光器由水晶制标准具构成。

14.一种光学模块，其中，该光学模块具有：权利要求1～13中任意一项所述的波长监视器；以及分束器，其对从所述波长监视器射出的所述激光进行分支，在由所述分束器分支后的所述激光中，一方的激光被导入所述波长监视器，另一方的激光作为来自所述光学模块的输出被输出到外部。

15.根据权利要求14所述的光学模块，其中，所述光学模块具有：

会聚透镜，其使由所述分束器分支后的所述另一方的激光会聚；以及光纤部，其由至少两条光纤构成，将被所述会聚透镜会聚后的所述激光分支到所述光纤。

16.根据权利要求14或15所述的光学模块，其中，所述波长可变激光器除了输出被导入所述光检测器的所述激光的所述出射端口之外，还具有射出同一波长的激光的第2出射端口，从所述第2出射端口射出的所述激光作为来自所述光学模块的输出被输出到外部。

说明书

波长监视器及光学模块

技术领域

[0001] 本发明涉及波长监视器及光学模块，特别涉及具有波长可变激光器的波长监视器及光学模块。

背景技术

[0002] 近年来，在光通信领域中，光传输方式的高速化和大容量化得到发展。作为其核心技术，利用一条光纤进行光复用传输的波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)方式得到普及。下面，将波分复用称为WDM。在该WDM系统中，为了实施稳定的运营，需要确保振荡波长相同的预备信号光源，以备信号光源意外停止。因此，维护成本增加。为了抑制该维护成本，对利用一个信号光源输出多条激光的波长可变光源的需求提高。

[0003] 作为代表性的波长可变光源，提出了通过改变半导体激光器的温度使振荡波长可变的方式。该方式的半导体激光器的振荡波长的可变幅度根据动作温度范围而定，顶多也只有约2～3nm。因此，为了增大波长可变幅度，广泛采用设置了多个半导体激光器的构造的装置。

[0004] 波长可变光源要求光信号的波长长期稳定。因此，研发出了设有波长监视器功能的光源，该波长监视器用于监视来自半导体激光器的出射光。作为与波长可变光源的波长监视器相关的代表性的现有技术，提出了如下的构造：从由半导体激光器的前表面射出并向光纤输出的光中，通过分束器等取出一部分的光，使所取出的光入射到由标准具(etalon)构成的滤光器(例如，参照专利文献1)。

[0005] 并且，还提出了在对从排列形成在半导体基板上的两个以上的半导体激光器射出的激光的波长进行监视的波长监视器中，以不等的间隔配置各半导体激光器的出射光位置的技术。在该波长监视器中，使从各半导体激光器向半导体基板的后面方向射出的出射光入射到由标准具构成的滤光器(例如，参照专利文献2)。

[0006] 另外，还提出了如下的构造：使两条激光以正负对称的角度入射到由标准具构成的滤光器，以便放宽滤光器的安装精度(例如，参照专利文献3)。

[0007] 在先技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2002－185074号公报

[0010] 专利文献2：日本特开2012－129259号公报

[0011] 专利文献3：日本特开2015－35553号公报

发明内容

[0012] 发明要解决的问题

[0013] 如上所述，在专利文献1～3中，滤光器使用标准具。这样，在波长监视器中被用作滤光器的标准具，其透过特性根据光的入射角度而变化。因此，为了得到期望的透过特性，存在需要高精度的安装角度对准的问题。如专利文献3记载的那样，使两条激光以正负对称的角度入射到标准具的构造能够抑制因标准具的角度安装偏差引起的标准具透过特性的变动，是解决上述问题的方法。但是，在该现有方法中，被标准具表面反射的两条激光分别以与彼此的激光的入射角度相同的角度进行传播。因此，存在半导体激光器的出射光在为对其进行校准(collimate)而配置的透镜中通过并再次入射到半导体激光器的问题。该现象通常被称为反射返回光。反射返回光使半导体激光器的工作状态不稳定，因而需要极力避免。作为解决该问题的方法，可以考虑将隔离器(isolator)插入半导体激光器与标准具之间，该隔离器是透过率根据光的行进方向而不同的光学元件。但是，在这种情况下，需要作为额外部件的隔离器，不能避免装置整体的大型化和高成本化。

[0014] 本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种波长监视器及光学模块，它们通过使多条激光同时入射到滤光器，能够抑制滤光器的透过特性的变动，放宽滤光器的安装精度且抑制反射返回光的影响。

[0015] 用于解决问题的手段

[0016] 本发明提供一种波长监视器，该波长监视器具有：波长可变激光器，其具有射出同一波长的激光的多个出射端口；准直透镜，其对从所述波长可变激光器的所述多个出射端口射出的所述激光进行校准并出射；滤光器，其对所入射的光的频率具有周期性的透过率，从所述准直透镜射出的激光入射到该滤光器；以及光检测器，其接收透过所述滤光器后的所述激光，并检测所述激光的光强度，所述准直透镜和所述滤光器分别以满足如下条件的方式配置，该条件是使得下述的第1式的值处于预先设定的范围内，其中，m表示入射到所述滤光器的所述激光的编号，n表示所述滤光器的折射率，d表示所述滤光器的长度，R表示在所述滤光器的两端形成的反射膜的功率反射率，Em表示第m条所述激光的电场强度比，θm表示第m条所述激光入射到所述滤光器的入射角，c0表示真空中的光速，f表示所述激光的光频率。

[0017] 发明效果

[0018] 根据本发明的波长监视器，在使多条激光同时入射到滤光器的波长监视器中，以使得各激光满足后述的式(1)的左边的值处于预先设定的范围内的条件地入射到滤光器的方式配置准直透镜及滤光器，因而能够抑制滤光器的透过特性的变动，放宽滤光器的安装精度且抑制反射返回光的影响。

附图说明

[0019] 图1是示出本发明的实施方式1的波长监视器及使用该波长监视器的光学模块的结构的结构图。

[0020] 图2是示出本发明的实施方式1的波长监视器的标准具角度与式(1)之间的关系的图。

[0021] 图3是图2的局部放大图。

[0022] 图4是示出本发明的实施方式1的波长监视器的标准具透过特性的说明图。

[0023] 图5是示出与图4进行比较用的以往的波长监视器的标准具透过特性的说明图。

[0024] 图6是示出本发明的实施方式2的波长监视器的标准具角度与式(6)之间的关系的图。

[0025] 图7是图6的局部放大图。

[0026] 图8是示出与本发明的实施方式2进行比较用的比较例的标准具角度与式(1)之间的关系的图。

[0027] 图9是图8的局部放大图。

[0028] 图10是示出本发明的实施方式2的波长监视器的标准具角度与式(6)之间的关系的图。

[0029] 图11是示出在本发明的实施方式2的波长监视器中将两条光线的特性相加而得的标准具透过特性的图。

[0030] 图12是图11的局部放大图。

[0031] 图13是示出本发明的实施方式3的波长监视器的结构的结构图。

[0032] 图14是示出本发明的实施方式4的波长监视器的结构的结构图。

[0033] 图15是示出本发明的实施方式5的波长监视器的结构的结构图。

[0034] 图16是示出本发明的实施方式6的波长监视器的结构的结构图。

具体实施方式

[0035] 实施方式1

[0036] 图1是示出本发明的实施方式1的波长监视器及使用该波长监视器的光学模块的结构的结构图。

[0037] 如图1所示，实施方式1的波长监视器由波长可变激光器1、准直透镜20、21、滤光器4和光检测器5构成。

[0038] 并且，实施方式1的光学模块由上述的波长监视器和分束器3构成。分束器3对所输入的光线进行分支，将分支后的一部分光线导入波长监视器，将另一部分光线作为光学模块的输出。即，实施方式1的光学模块是具有监视来自波长可变激光器1的出射光的波长监视器的功能的光源。实施方式1的光学模块取出来自波长可变激光器1的出射光的一部分，并通过波长监视器进行监视，因而能够确认光信号的波长是否长期稳定。

[0039] 下面，对构成波长监视器及光学模块的各构成要素进行说明。

[0040] 波长可变激光器1具有射出同一波长的光的两个出射端口10、11。波长可变激光器1能够使出射光的波长任意变化。因此，波长可变激光器1射出由用户设定的期望波长的光。
另外，在此将波长可变激光器1的出射端口的个数设为两个，但不限于此，也可以设置三个以上的出射端口。

[0041] 从波长可变激光器1的出射端口10、11射出的扩散光分别入射到准直透镜20、21。准直透镜20、21对该扩散光进行校准(collimate)并输出。另外，所谓“进行校准”是指将扩散光转换为平行光。下面，将这些平行光称为准直光。另外，在实施方式1中，将准直透镜的个数设为与波长可变激光器1的出射端口的个数相同的数量。

[0042] 从准直透镜20、21出射的准直光束入射到分束器3。分束器3将该准直光的一部分向滤光器4进行分支。

[0043] 滤光器4由例如标准具等透过率具有波长依存性的材质构成。因此，滤光器4相对于所入射的激光的频率具有周期性的透过率。滤光器4以多条激光从分束器3入射的方式进行配置。下面，将滤光器4称为标准具4。

[0044] 光检测器5接收透过标准具4后的光并检测该光的光强度。

[0045] 另外，作为一例，在图1中示意性地示出了从两个出射端口10、11射出的光线的路径60、61以及被分束器3分支后的光线62、63。

[0046] 在实施方式1中，以使得透过准直透镜20、21并被分束器3分支后的光线62、63满足下面的式(1)地入射到标准具4的方式，配置准直透镜20、21和标准具4。

[0047] [数式1]

[0048]

[0049]

[0050]

[0051] 其中，m表示入射到标准具4的激光的编号。在实施方式1中，m包括0和1这两种。并且，n表示标准具4的折射率，d表示标准具4的长度，R表示在标准具4的两端形成的反射膜的功率反射率，Em表示第m条激光的电场强度比，θm表示第m条激光入射到标准具4的入射角，c0表示真空中的光速，f表示从波长可变激光器1射出的激光的光频率。另外，在此所谓“标准具4的长度d”是指标准具4的沿着激光的行进方向的长度，所谓“在标准具4的两端形成的反射膜的功率反射率R”，是指在激光所入射的标准具4的入射端形成的反射膜以及在激光出射的标准具4的出射端形成的反射膜的功率反射率。

[0052] 另外，所谓满足式(1)，即是指式(1)的左边的值与0一致。通过以使得满足式(1)的方式配置准直透镜20、21和标准具4，必然能够抑制反射返回光的影响。

[0053] 下面，对本发明的实施方式1的波长监视器的动作进行说明。

[0054] 如图1所示，从波长可变激光器1的出射端口10、11射出的光被准直透镜20、21校准。从准直透镜20、21射出的准直光被分束器3分支，作为准直光的一部分的光线62、63入射到标准具4。光线62、63透过标准具4后入射到光检测器5。光检测器5检测光线62、63的光强度。

[0055] 标准具4的透过率具有周期性的频率依存性，因而由光检测器5检测出的光强度取决于标准具4射出的光线62、63的频率。因此，如果预先得知由光检测器5检测出的光强度与光的频率之间的关系，通过观测由光检测器5检测出的光强度，能够监视从波长可变激光器1射出的光的波长(＝光速/光的频率)。

[0056] 因此，在实施方式1中，按照以上所述，以使得透过准直透镜20、21并被分束器3分支后的光线62、63满足式(1)地入射到标准具4的方式，配置准直透镜20、21和标准具4。这样，能够抑制标准具4的安装角度偏差对由光检测器5所观测的波长监视特性的影响。

[0057] 关于实施方式1的效果示出计算例。图2是对如下述的<实施例1>所示设定了各参数的值时的标准具角度与式(1)的左边的值之间的关系进行计算的结果。在图2中，横轴表示标准具角度(度)，纵轴表示式(1)的左边的值(GHz/°)。在图2中，按照190681GHz～190701GHz的范围的9种光频率计算了式(1)的左边的值。另外，9种仅是例子，光频率的个数没有特别限定。在此，所谓“标准具角度”，是指标准具4的安装角度，将m＝0、1的激光入射到标准具4的入射角成为正负对称时的标准具4的安装角度设为0°。

[0058] <实施例1>

[0059] m＝0,1、n≒1.5、d≒2mm、R＝0.18、E02＝0.31、E12＝0.69、θm＝(-1)m×1.43°+θetalon，

[0060] 其中，θetalon表示标准具4的标准具角度。

[0061] 另外，在上述的说明中，使式(1)的左边的值与0一致，但事实上完全与0一致是很困难的。因此，在实施方式1中，作为放宽标准具4的安装精度的条件，设为了在0的前后具有幅度而将-5GHz/°～5GHz/°设为容许范围。因此，在实施方式1中，作为放宽标准具4的安装精度的条件，设定了使式(1)的左边的值进入-5GHz/°～5GHz/°的范围的条件。下面，将该条件称为式(1)的条件。

[0062] 在图2的曲线图所示的9种结果中，在光频率190691.6GHz的计算结果中标准具角度θetalon为0.6°～0.93°的范围的区域1中，式(1)的左边的值进入-5GHz/°～5GHz/°的范围中，满足式(1)的条件。

[0063] 图3示出图2的区域1的放大图。在图3中，横轴表示标准具角度(度)，纵轴表示式(1)的左边的值(GHz/°)。在图3中用深颜色涂抹的区域对应于图2的区域1。如图3所示，在光频率190691.6GHz的计算结果中，在标准具角度为0.6°～0.93°的范围，式(1)的左边的值进入-5GHz/°～5GHz/°的范围。

[0064] 另外，图4示出将区域1的条件下的两条光线的特性组合而得的标准具透过特性。并且，为了参考，在图5中示出以往仅使用一条光线时的标准具透过特性。

[0065] 在图4中，用圆圈1示出的部分是满足式(1)的部分。将图4与图5的以往示例进行比较可知，在图4中，标准具透过功率相对于标准具角度变化的变动被抑制得较小。

[0066] 另外，在实施方式1中，设定了使式(1)的左边的值进入到-5GHz/°～5GHz/°的范围中的条件，下面记述其导出依据。在设标准具透过率为I(f，θ)时，下面的式(4)成立。

[0067] [数式2]

[0068]

[0069] 其中，△θetalon表示要补偿的标准具4的安装偏差容许角度幅度，△fmonitor表示波长监视器的目标精度。在此，所谓波长监视器的目标精度，是指波长监视器所需要的波长监视精度，即用户要求的要求读取精度。并且，所谓标准具4的安装偏差容许角度幅度，是指从波长可变激光器1射出的多条激光入射到标准具4的入射角度的变化容许幅度。将式(4)进行变形，成为下面的式(5)，式(1)相当于式(5)的左边。因此，式(1)的左边的值成为波长监视器的目标精度△fmonitor除以激光入射到标准具4的入射角度的变化容许幅度△θetalon而得的值以下。

[0070] [数式3]

[0071]

[0072] 在实施方式1中，假设波长监视器的目标精度为±0.05GHz、要抑制的标准具4的安装偏差为0.01°，因而在实施方式1中，将式(1)的左边的值的容许范围设定为-5GHz/°～5GHz/°的范围，以便满足这些条件。

[0073] 下面，对其它的效果进行说明。首先，在本实施方式1中，计算相对于标准具4的第m个入射光的标准具入射角θm，则得到以下的结果。

[0074] 首先，对第0个入射光进行计算。现在，标准具角度θetalon是0.6°～0.93°，因而在将θetalon＝0.6°和θetalon＝0.93°分别代入θm＝(-1)m×1.43°+θetalon时得到[0075] θ0＝(-1)0×1.43+0.6＝2.03

[0076] θ0＝(-1)0×1.43+0.93＝2.36。

[0077] 同样，对第1个入射光进行计算。在将θetalon＝0.6°和θetalon＝0.93°分别代入θm＝m(-1) ×1.43°+θetalon时得到

[0078] θ1＝(-1)1×1.43+0.6＝-0.83

[0079] θ1＝(-1)1×1.43+0.93＝-0.5。

[0080] 这样，在图3中，第0条光线是2.03°～2.36°，第1条光线是-0.5°～-0.83°，绝对值都超过了0.5°。这如上述的式(2)所示的那样。因此，由各光线的入射光和该入射光在标准具4的表面反射的反射光所成的角成为1.0°以上，能够将反射返回光充分抑制在50dB以下。并且，第0条光线的入射光和第1条光线的反射光所成的角、以及第1条光线的入射光和第0条光线的反射光所成的角都在1.20°以上。因此，能够充分抑制朝向相反侧的出射端口的反射返回光。并且，求出各光线的标准具入射角θm的绝对值彼此之差，取该差的绝对值，其值超过0.5°。在实施方式1中，光线的条数是两条，在光线的条数是三条以上的情况下，无论两条光线的哪种组合，各光线的标准具入射角θm的绝对值彼此之差的绝对值也都超过0.5°。
这如上述的式(3)所示的那样。鉴于这些，能够抑制反射返回光导致的半导体激光器的振荡模式的不稳定。

[0081] 另外，希望注意的是，波长可变激光器1、准直透镜20、21、分束器3、滤光器4及光检测器5的数值、形状、材料及位置关系，不需要限定为在实施方式1中说明的值。例如，作为标准具4的材质，设为了水晶制标准具或者石英制标准具等的玻璃材料、折射率为n＝1.5，但不需要限定于此。作为标准具4使用的滤光器，只要是具有周期性的透过率的频率依存性的滤波器即可。因此，例如也可以使用Si、GaAs、InP等半导体基板、LiNbO3等铁电材料(ferroelectric material)、或者由聚合物或形成于玻璃基板上的谐振器等构成的滤光器来取代标准具4。

[0082] 另外，在实施方式1中，将波长可变激光器射出的光线的条数设为两条，但只要满足式(1)～式(3)的条件，在光线的条数是三条或四条或者在其以上的条数时，都能够得到相同的效果。因此，可以将光线的条数设为任意的条数。

[0083] 另外，标准具长度d、功率反射率R、入射光的电场强度Em、光线入射角θm的定义、以及关于式(1)的容许范围等，都可以根据需要适当设定。

[0084] 另外，在实施方式1中，使来自波长可变激光器1的出射端口10、11的两个出射光被分束器3分支后的光入射到标准具4，但不限于此。例如，在设波长可变激光器1的出射端口10、11为“第1出射端口时”，除该第1出射端口以外，还可以另外对波长可变激光器1设置第2出射端口，将来自该第2出射端口的出射光导入光学模块输出中。另外，假设从第2出射端口出射的激光的波长与从第1出射端口出射的激光的波长相同。在设置了第2出射端口的情况下，不需要使从出射端口10、11出射的出射光在分束器3进行分支。即，使来自出射端口10、
11的出射光从准直透镜20、21直接入射到标准具4。另外，第2出射端口的个数可以设为任意的个数。

[0085] 如上所述，在实施方式1的波长监视器及光学模块中，通过使两条激光同时入射到滤光器，抑制因标准具4的角度安装偏差引起的标准具4的透过特性的变动，放宽标准具4的安装精度。并且，在实施方式1中，通过将准直透镜20、21和标准具4配置成使得满足式(1)的左边的值进入到-5GHz/°～5GHz/°的范围的条件，由此实现了对反射返回光的影响的抑制。因此，不需要设置用于抑制反射返回光的影响的隔离器等额外的部件，因而能够防止装置整体的大型化及高成本化。

[0086] 实施方式2

[0087] 实施方式2是实施方式1的变形例，其特征在于，除上述的式(1)～(3)以外，下述的式(6)也追加在条件中。即，在实施方式2中，条件是式(1)的左边的值进入到-5GHz/°～5GHz/°的范围且式(6)的左边为0.02以上。

[0088] [数式4]

[0089]

[0090] 其中，各变量的定义与实施方式1相同。为了说明本实施方式的效果，将满足式(6)时的计算结果和不满足时的计算结果进行比较。图6及图7示出按照在实施方式1中示出的上述<实施例1>所示设定各参数时的、式(6)的左边的值的角度依存性。在图6及图7中，纵轴表示式(6)的左边的值(GHz-1)，横轴表示标准具角度(度)。并且，图7是图6的放大图。希望留意的是，在图6中示出了横轴的标准具角度为-1～1的范围，而在图7中示出了横轴的标准具角度为0.5～1的范围。另外，图6及图7的纵轴都是-0.04～0.04的范围。

[0091] 在图6及图7所示的曲线图中，用深颜色涂抹的区域1、2是满足式(6)的区域。如图6及图7所示可知，在实施方式1所示的光频率190691.6GHz时的标准具角度为0.6°～0.93°的范围中，都满足式(6)的条件。即，在按照实施方式1示出的上述<实施例1>所示设定各参数的情况下，光频率190691.6GHz时的标准具角度为0.6°～0.93°的范围满足式(1)～式(3)及式(6)的条件。

[0092] 另一方面，为了比较，在图8中示出了满足实施方式1的式(1)～式(3)但不满足式(6)的例子。图8是对下述<实施例2>时的标准具角度与式(1)的左边的值之间的关系进行计算的结果。在图8中，横轴表示标准具角度(度)，纵轴表示式(1)的左边的值(GHz/°)。在图8中，以190650GHz～190670GHz的范围的多个光频率计算式(1)的左边的值。

[0093] <实施例2>

[0094] m＝0,1、n≒1.5、d≒2mm、R＝0.02、E02＝0.27、E12＝0.73、θm＝(-1)m×1.43°+θetalon，

[0095] 其中，θetalon表示标准具4的标准具角度。

[0096] 图9示出图8的区域1的放大图。在图9中，横轴表示标准具角度(度)，纵轴表示式(1)的左边的值(GHz/°)。在图9中用深颜色涂抹的区域对应于图8的区域1。

[0097] 图8及图9的曲线图中所示的光频率190657.5GHz的标准具角度为0.30°～0.35°的区域2及该光频率的标准具角度为0.36°～0.80°的区域1，满足式(1)的值进入-5GHz/°～5GHz/°的范围的条件。该条件是为了放宽标准具4的安装精度的条件。另一方面，此时的式(6)左边的角度依存性在图10中示出。在图10中，横轴表示标准具角度(度)，纵轴表示式(6)的左边的值(GHz-1)。

[0098] 图10的曲线图中用深颜色涂抹的区域1、2是满足式(6)的区域。在本实施方式所示的光频率190657.5GHz下的标准具角度为0.30°～0.35°、0.36°～0.80°时，不存在满足式(6)的条件的角度。图11、12示出将<实施例2>中的两条光线的特性组合而得的标准具透过特性。图12是将图11放大的图。

[0099] 在图12中，用圆圈1示出的部分是满足式(1)的部分。将图12与图5的以往示例进行比较可知，在图12中，标准具透过功率相对于标准具角度变化的变动被抑制为较小。但是，在关注于标准具透过功率的光频率依存性时，在圆圈1的光频率下，其倾斜度变化较大。为了检测波长，需要将光频率的变动转换成标准具透过功率的变动，因而在标准具透过功率谱的倾斜度较小时，不能得到足够的波长检测精度。在图12中没有可以得到足够的波长检测精度的标准具角度条件，这与在实施方式2中示出的式(6)的条件一致。

[0100] 如上所述，在本实施方式2中，也能够得到与上述的实施方式1相同的效果。另外，在实施方式2中，将准直透镜20、21和标准具4配置成除满足式(1)～(3)外还满足式(6)，因而能够把将标准具透过功率相对于标准具角度的变动抑制为较小程度的光频率下的标准具透过功率谱的倾斜度增大至能够得到足够的波长检测精度的程度。

[0101] 实施方式3

[0102] 图13示出本发明的实施方式3的波长监视器及使用该波长监视器的光学模块的结构。实施方式3是实施方式1、2的变形例。在实施方式1、2中设有两个准直透镜20、21，而在实施方式3中，如图13所示设有一个准直透镜2。关于其它结构，基本上与实施方式1、2相同，因而在此省略其说明。

[0103] 准直透镜2将从波长可变激光器1的两个出射端口10、11射出的各扩散光分别转换成平行光。准直透镜2的直径与出射端口10和出射端口11之间的距离相比足够大。因此，能够通过一个准直透镜同时将多个扩散光转换成平行光。

[0104] 在实施方式3中，通过这样适当选择准直透镜的大小，能够将准直透镜设为一个。并且，在实施方式1、2中，两个准直透镜20、21的物理干涉成为制约(bottleneck)，不能充分减小出射端口10、11之间的距离，而在实施方式3中，不存在上述的制约因素，能够减小出射端口10、11之间的距离。其结果是，能够使波长可变激光器1小型化及低成本化。由此，对于波长监视器及光学模块，也可以实现小型化及低成本化。

[0105] 如上所述，在实施方式3中，能够得到与实施方式1、2相同的效果。并且，在实施方式3中，将准直透镜的个数设为一个，因而不存在准直透镜之间的物理干涉。其结果是，能够减小出射端口10、11之间的距离，能够实现波长监视器及光学模块的小型化及低成本化。

[0106] 另外，实施方式3在实施方式1及实施方式2中的哪一方的结构中都可以适用。

[0107] 实施方式4

[0108] 图14示出本发明的实施方式4的波长监视器及使用该波长监视器的光学模块的结构。实施方式4是实施方式1、2、3的变形例。在实施方式4中，如图14所示，标准具4配置在温度调节元件7上。这一点是与实施方式1、2、3的不同之处。关于其它结构，基本上与实施方式1、2、3相同，因而在此省略其说明。

[0109] 温度调节元件7例如是以TEC(Thermo-electric Cooler，热电冷却器)等的珀尔帖元件为代表的用于温度调节的元件。温度调节元件7能够吸收来自标准具4的发热并发散到空气中，因而能够将标准具4的温度保持为任意的值。已知标准具4的折射率的热光效应根据温度变化而变动，并且透过特性根据基于线膨胀系数的膨胀和收缩而变动。在实施方式4中，对标准具4设置温度调节元件7，因而能够将标准具4的温度保持为固定值，所以能够防止标准具4的热光效应及透过特性变动。

[0110] 在实施方式1、2中，能够抑制基于标准具角度的标准具透过功率变动的光频率不能任意决定。但是，实际上在光通信中使用的光频率是50GHz的整数倍(根据规格是100GHz或32.5GHz或6.25GHz)。这样，在实际使用中，需要使上述的光频率与能够抑制基于标准具角度的标准具透过功率变动的光频率相配。在实施方式4中，通过温度调节元件7来调节标准具温度，由此能够使标准具透过功率的特性沿光频率方向移动，因而能够将光频率调节至最佳。

[0111] 如上所述，在实施方式4中也能够得到与实施方式1～3相同的效果。另外，在实施方式4中，通过温度调节元件7调节标准具4的温度，因而能够使标准具透过功率的特性沿光频率方向移动，而将光频率调节至最佳。

[0112] 另外，在图14中示出了将实施方式4的温度调节元件7适用于实施方式3的结构的例子，但不限于此，实施方式4在实施方式1、2中的哪一方的结构中都可以适用。

[0113] 实施方式5

[0114] 图15示出本发明的实施方式5的波长监视器及使用该波长监视器的光学模块的结构。实施方式5是实施方式1～4的变形例。在实施方式5中，设有半导体激光器阵列型波长可变激光器1A，取代实施方式1～4所示的波长可变激光器1。这一点是与实施方式1～4的不同之处。关于其它结构，基本上与实施方式1～4相同，因而在此省略其说明。

[0115] 如图15所示，波长可变激光器1A由半导体基板100、多个半导体激光器101～112、光波导1201～1212、光合分波器13、光放大器141、142和出射端口10、11构成。

[0116] 多个半导体激光器101～112形成于半导体基板100上。如图15所示，半导体激光器101～112朝向一个排列方向并排地顺序配置。该排列方向是与半导体激光器101～112的出射方向垂直的方向。并且，这些半导体激光器101～112按照固定间隔进行配置。因此，在相邻的两个半导体激光器之间设有固定距离的空隙。另一方面，光检测器5具有矩形形状。具体而言，光检测器5是长方形的。光检测器5以使得光检测器5的长边方向与半导体激光器
101～112的排列方向对应的方式进行配置。半导体激光器101～112射出同一波长的光。另外，在图15的例子中，半导体激光器101～112的个数是12个，但也可以设为任意的个数。并且，从半导体激光器101～112射出的激光的波长是可变的。

[0117] 光波导1201～1212与半导体激光器101～112进行光学意义上的连接。光波导1201～1212传播从半导体激光器101～112射出的光。另外，在图15的例子中，光波导1201～1212的个数是12个，但也可以设为任意的个数。

[0118] 光合分波器13与光波导1201～1212进行光学意义上的连接。光合分波器13对在光波导1201～1212中传播的12条光，按照出射端口10、11的个数进行光合并/分离。在此，出射端口10、11是2个，因而光合分波器13将在光波导1201～1212中传播的12条光合并/分离成两条光。光合分波器13例如由12×2MMI(Multi Mode Interferometer，多模干涉仪)等构成。

[0119] 光放大器141、142被光学意义上的连接在光合分波器13和出射端口10、11之间。光放大器141、142将从光合分波器13射出的两条光的强度放大并入射到出射端口10、11。光放大器141、142例如由SOA(Semiconductor Optical Amplifier，半导体光学放大器)等构成。

[0120] 出射端口10、11使从光放大器141、142入射的光朝向准直透镜2出射。这样，在实施方式5中，出射端口10、11与实施方式4同样也出射同一波长的两条光。

[0121] 下面，对波长可变激光器1A的动作进行说明。首先，多个半导体激光器101～112分别射出同一波长的光。接着，光波导1201～1212将从半导体激光器101～112出射的光传播至光合分波器13。光合分波器13将在光波导1201～1212中传播的12条光合并/分离成两条光，使入射到光放大器141、142。光放大器141、142将从光合分波器13射出的两条光的强度放大并入射到出射端口10、11。出射端口10、11使该光朝向准直透镜2射出。

[0122] 下面，对实施方式5的效果进行说明。在实施方式5中，作为波长可变激光器，使用了如上所述的半导体激光器阵列型激光器。因此，能够以与出射端口是一个的通常的波长可变激光器大致相同的功耗得到同等的出射功率。这是光合分波器13的工作原理导致的。因为无论是通常的一个出射端口的波长可变激光器所使用的12×1MMI、还是实施方式5的两个出射端口的波长可变激光器所使用的12×2MMI，在构造上都与12×12MMI相同。在12×
12MMI中，出射光被分割成入射光的1/12的功率。在12×1MMI中将其中的一个与出射波导进行耦合，在12×2MMI中将其中的两个与出射波导进行耦合。因此，如果采用本构造，即使是出射端口增加的情况下，也能够得到与出射端口是一个的情况相同的出射功率。但是，对于每个出射端口需要光放大器，因而在出射端口增加时，功耗相应地增加光放大器的部分。

[0123] 如上所述，在实施方式5中也能够得到与实施方式1～4相同的效果。并且，在实施方式5中，波长可变激光器使用了半导体激光器阵列型激光器，因而能够以与出射端口是一个的通常的波长可变激光器大致相同的功耗得到同等的出射功率。

[0124] 另外，在实施方式5中，在半导体基板100上配置了12个半导体激光器，但半导体激光器的个数可以是4个或8个等12个以下，或者还可以是12个以上。

[0125] 另外，在图15中示出了将实施方式5的波长可变激光器1A适用于实施方式4的结构的例子，但不限于此，实施方式5的波长可变激光器1A在实施方式1～3中的哪一方的结构中都可以适用。

[0126] 另外，在图15中示出了设置一个光检测器5的例子，但不限于此，也可以由至少两个以上的光检测器构成光检测器5。在这种情况下，将这些光检测器与半导体激光器101～112的排列方向对应地配置成一列。或者，也可以将这些光检测器与半导体激光器101～112的排列方向对应地配置成阵列状。

[0127] 实施方式6

[0128] 图16示出本发明的实施方式6的波长监视器及使用了该波长监视器的光学模块的结构。实施方式6是实施方式1～5的变形例。

[0129] 如图16所示，实施方式6的波长监视器由波长可变激光器1A、准直透镜2、滤光器4、光检测器5和温度调节元件7A构成。

[0130] 并且，如图16所示，实施方式6的光学模块由上述的波长监视器、分束器3、会聚透镜8和光纤部9构成。

[0131] 关于波长可变激光器1A的结构已在实施方式5中进行了说明，因而在此省略其说明。并且，关于准直透镜2已在实施方式3中进行了说明，因而在此省略其说明。并且，关于分束器3、滤光器4和光检测器5，已在实施方式1中进行了说明，因而在此省略其说明。

[0132] 温度调节元件7A例如由TEC(Thermo-electric Cooler)等的珀尔帖元件构成。温度调节元件7A是对滤光器4及光检测器5设置的。在实施方式6中，对标准具4及光检测器5设置了温度调节元件7A，因而能够将标准具4及光检测器5的温度保持为固定值。

[0133] 会聚透镜8设于分束器3的后级。被分束器3分支后的一部分的光入射到会聚透镜8。该入射光是从准直透镜2出射的平行光。会聚透镜8使所入射的平行光会聚。

[0134] 光纤部9由至少两个以上的芯部和与该芯部连接的光纤构成。光纤部9的芯部与半导体基板100的两个出射端口10、11光学耦合。来自出射端口10、11的激光经由准直透镜2、分束器3及会聚透镜8入射到光纤部9。光纤部9使所入射的激光在中途分支到两条以上的光纤。

[0135] 在实施方式6中，由于是按照以上所述构成的，因而对于例如信号光源和本振光源那样以往需要两个光学模块的装置，通过一个光学模块即可发挥作用，因此能够实现系统整体的小型化和降低成本。

[0136] 如上所述，在实施方式6中也能够得到与实施方式5相同的效果。并且，在实施方式6中，在分束器3的后级具有会聚透镜8和光纤部9，因而对于以往需要两个光学模块的装置，通过一个光学模块即可发挥作用，能够实现系统整体的小型化和降低成本。

[0137] 另外，在此列举将实施方式6适用于实施方式5的结构的例子进行了说明，但不限于此，实施方式6在实施方式1～4中的哪一方的结构中都可以适用。