JPH0789593B2 - 共振器型カスケ−ド光増幅器 - Google Patents
共振器型カスケ−ド光増幅器Info
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- JPH0789593B2 JPH0789593B2 JP60229687A JP22968785A JPH0789593B2 JP H0789593 B2 JPH0789593 B2 JP H0789593B2 JP 60229687 A JP60229687 A JP 60229687A JP 22968785 A JP22968785 A JP 22968785A JP H0789593 B2 JPH0789593 B2 JP H0789593B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ通信において光信号の増幅その他
に利用される光増幅器に関する。特に、光ファイバ伝送
路の途中の完全な中継処理を必要としない箇所に挿入し
て、中継間隔を増大する目的に使用されるに適する光増
幅器に関する。
に利用される光増幅器に関する。特に、光ファイバ伝送
路の途中の完全な中継処理を必要としない箇所に挿入し
て、中継間隔を増大する目的に使用されるに適する光増
幅器に関する。
ここでは、光増幅器とは入射した光信号を光電気変換を
行わずに直接増幅して送出する全光素子で構成されたも
のをいう。
行わずに直接増幅して送出する全光素子で構成されたも
のをいう。
従来、半導体レーザの誘導放出を利用した半導体レーザ
型光増幅器には、光信号が１回通過することにより増幅
を行う進行波（TW）型と、増幅器自身がファブリペロ共
振器を構成している共振器（EP）型とがある。
型光増幅器には、光信号が１回通過することにより増幅
を行う進行波（TW）型と、増幅器自身がファブリペロ共
振器を構成している共振器（EP）型とがある。
半導体レーザ型光増幅器では注入電流により利得を増加
できるが、実際には注入電流の増加に伴って増幅された
自然放出光が大きくなり、注入電流を増大しても利得が
飽和する。また入射した光信号強度が大きいほど利得の
飽和が生じやすい。
できるが、実際には注入電流の増加に伴って増幅された
自然放出光が大きくなり、注入電流を増大しても利得が
飽和する。また入射した光信号強度が大きいほど利得の
飽和が生じやすい。
進行波型光増幅器では、しきい値60〜80mAのアルミニウ
ムガリウム砒素半導体レーザ（AlGaAs−LD）では、この
飽和値は出力パワー４〜8mWである。
ムガリウム砒素半導体レーザ（AlGaAs−LD）では、この
飽和値は出力パワー４〜8mWである。
共振器型光増幅器では、それ自身光共振器であるので大
きな利得を上げることができるが、実際の特性では利得
の飽和により取り出せる光出力は頭打ちになる。
きな利得を上げることができるが、実際の特性では利得
の飽和により取り出せる光出力は頭打ちになる。
また、進行波型光増幅器は温度変化により利得のピーク
周波数が変動するので、その帯域幅を３〜４×103GHzと
し、利得のピーク値のずれを±500GHzだけ許容すると±
５℃の温度制御を行えばよい。
周波数が変動するので、その帯域幅を３〜４×103GHzと
し、利得のピーク値のずれを±500GHzだけ許容すると±
５℃の温度制御を行えばよい。
一方、共振器型光増幅器では、帯域幅は共振特性を利用
しているために極めて狭く、例えば25dBの利得が得られ
る帯域幅は2.5GHzである。この値は半導体レーザの波長
が実用的な温度や電流の変化で変動する量よりはるかに
小さく、共振器型光増幅器を正常に動作させるには±0.
04℃以内の温度制御、±0.15mA以内の電流制御が必要に
なる。また、送られてくる光信号の周波数に追尾するよ
うに、自動周波数制御が不可欠になる。
しているために極めて狭く、例えば25dBの利得が得られ
る帯域幅は2.5GHzである。この値は半導体レーザの波長
が実用的な温度や電流の変化で変動する量よりはるかに
小さく、共振器型光増幅器を正常に動作させるには±0.
04℃以内の温度制御、±0.15mA以内の電流制御が必要に
なる。また、送られてくる光信号の周波数に追尾するよ
うに、自動周波数制御が不可欠になる。
光増幅器を光ファイバ伝送系に挿入する場合には、光フ
ァイバを伝搬した信号光の偏光状態が定まらないので、
光増幅器は偏光依存性を持たないことが望ましい。しか
し、半導体レーザの活性層は薄膜導波路であり、通常TE
モードおよびTMモードに対する活性層内への閉じ込め係
数Γがこのモードにより異なる。
ァイバを伝搬した信号光の偏光状態が定まらないので、
光増幅器は偏光依存性を持たないことが望ましい。しか
し、半導体レーザの活性層は薄膜導波路であり、通常TE
モードおよびTMモードに対する活性層内への閉じ込め係
数Γがこのモードにより異なる。
進行波型光増幅器では、この差が偏光に対する利得の差
となる。例えば、TEモードに対する閉じ込め係数ΓTE＝
0.52、TMモードに対する閉じ込め係数ΓTM＝0.47として
チャネルド・サブストレート・プレーナ半導体レーザ
（CSP−LD）では、TEモードの利得が25dBのときにTMモ
ードの利得は2.4dB程低くなる。
となる。例えば、TEモードに対する閉じ込め係数ΓTE＝
0.52、TMモードに対する閉じ込め係数ΓTM＝0.47として
チャネルド・サブストレート・プレーナ半導体レーザ
（CSP−LD）では、TEモードの利得が25dBのときにTMモ
ードの利得は2.4dB程低くなる。
共振器型光増幅器では、単一通過利得の差異が全体の利
得に大きく寄与するので状況はもっと悪く、さらに共振
器の反射率および共振周波数がTEモードおよびTMモード
で異なることなどから、共振器型の偏光依存性は進行波
型に比べて本質的に大きくなる。
得に大きく寄与するので状況はもっと悪く、さらに共振
器の反射率および共振周波数がTEモードおよびTMモード
で異なることなどから、共振器型の偏光依存性は進行波
型に比べて本質的に大きくなる。
このような従来の光増幅器の利得を増大させるために、
半導体レーザ型光増幅器をカスケードに配置することが
提案されているが、その場合にはそれぞれ次のような問
題点を生じる。
半導体レーザ型光増幅器をカスケードに配置することが
提案されているが、その場合にはそれぞれ次のような問
題点を生じる。
進行波型光増幅器では、自然放出光が増幅されるこ
とによる利得の飽和があり、したがって単純にカスケー
ド接続しても出力パワーをあまり上げることができな
い。
とによる利得の飽和があり、したがって単純にカスケー
ド接続しても出力パワーをあまり上げることができな
い。
共振器型光増幅器では、それ自身光共振器であるの
で利得を上げることも容易になるが、この共振特性のた
めに帯域幅は極めて狭くなる問題点がある。すなわち温
度制御が±0.04℃以内に制御される必要があり、進行波
型光増幅器の±５℃に比べても非常に厳しい条件とな
る。
で利得を上げることも容易になるが、この共振特性のた
めに帯域幅は極めて狭くなる問題点がある。すなわち温
度制御が±0.04℃以内に制御される必要があり、進行波
型光増幅器の±５℃に比べても非常に厳しい条件とな
る。
また、共振器の反射率および共振周波数がTEモードおよ
びTMモードで異なることから、偏光依存性は進行波型よ
り本質的に大きく、したがって共振器型光増幅器の場合
にはこの偏光依存性を解消する何らかの方策が求められ
ている。
びTMモードで異なることから、偏光依存性は進行波型よ
り本質的に大きく、したがって共振器型光増幅器の場合
にはこの偏光依存性を解消する何らかの方策が求められ
ている。
また、共振器型光増幅器ではカスケード接続する場合
に、入射側反射鏡からの反射光が、前段の光増幅器に注
入されることを避けるために光アイソレータを必要とす
る。
に、入射側反射鏡からの反射光が、前段の光増幅器に注
入されることを避けるために光アイソレータを必要とす
る。
両型の光増幅器に共通する問題点は、それぞれ独立
に製造された半導体レーザをカスケード光増幅器として
構成する場合には、各半導体レーザのパラメータが少し
ずつ異なるので、それぞれ独立に温度制御して利得分布
を一致させる必要がある。特に共振器型光増幅器の場合
には、±0.04℃以内の温度制御が必要になるが、これを
それぞれの光増幅器に対して行うとすると、温度制御回
路の規模が実用的でない程度に大きくなる欠点がある。
に製造された半導体レーザをカスケード光増幅器として
構成する場合には、各半導体レーザのパラメータが少し
ずつ異なるので、それぞれ独立に温度制御して利得分布
を一致させる必要がある。特に共振器型光増幅器の場合
には、±0.04℃以内の温度制御が必要になるが、これを
それぞれの光増幅器に対して行うとすると、温度制御回
路の規模が実用的でない程度に大きくなる欠点がある。
これらの従来技術は、文献:J.C.シモン、「光通信シス
テムにおける光増幅技術」、外国通信技術、1985年６
月、pp26−33（J.C.Simom,“Light Amplifiers in Opti
cal Communication Systems",NOTO ASI Series E No.7
8）に詳しい記載がある。
テムにおける光増幅技術」、外国通信技術、1985年６
月、pp26−33（J.C.Simom,“Light Amplifiers in Opti
cal Communication Systems",NOTO ASI Series E No.7
8）に詳しい記載がある。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
高利得でしかも温度制御が容易な共振器型カスケード光
増幅器を提供することを目的とする。
高利得でしかも温度制御が容易な共振器型カスケード光
増幅器を提供することを目的とする。
本発明の第一の発明は、それぞれ光信号を増幅する複数
の共振器型光増幅器と、この複数の共振器型光増幅器を
カスケードに接続する光学系とを備えた共振器型カスケ
ード光増幅器において、上記複数の共振器型光増幅器
は、複数の共振器型活性層ストライプが同一半導体基板
上に形成された構造であり、上記光学系または光信号の
入力系または出力系に挿入された光アイソレータを含
み、上記第一の発明の構成に加えて、光学系が同一半導
体基板上に形成された偶数本の共振器型光増幅器を光信
号の偏波面を90度回転させて接続する素子を含むことを
特徴とする。
の共振器型光増幅器と、この複数の共振器型光増幅器を
カスケードに接続する光学系とを備えた共振器型カスケ
ード光増幅器において、上記複数の共振器型光増幅器
は、複数の共振器型活性層ストライプが同一半導体基板
上に形成された構造であり、上記光学系または光信号の
入力系または出力系に挿入された光アイソレータを含
み、上記第一の発明の構成に加えて、光学系が同一半導
体基板上に形成された偶数本の共振器型光増幅器を光信
号の偏波面を90度回転させて接続する素子を含むことを
特徴とする。
偏波面を90度回転させる素子は、90度の捻りを加えた偏
波面保持光ファイバ、あるいはTE−TMモード変換器であ
ることが好ましい。
波面保持光ファイバ、あるいはTE−TMモード変換器であ
ることが好ましい。
本発明の第二の発明は、共振器型光増幅器の利得制御を
行う制御回路を含めた上記第一の発明の構成に加えて、
制御回路は、同一半導体基板上に形成された複数の共振
器型活性層ストライプの一部であって、光増幅器として
利用されるストライプに隣接するストライプを逆バイア
スしてフォトダイオードとして動作させる手段と、この
ストライプに隣のストライプから漏れ光として結合する
出力をモニタする手段と、このモニタ出力により光増幅
器の利得を制御する手段とを含むことを特徴とする。
行う制御回路を含めた上記第一の発明の構成に加えて、
制御回路は、同一半導体基板上に形成された複数の共振
器型活性層ストライプの一部であって、光増幅器として
利用されるストライプに隣接するストライプを逆バイア
スしてフォトダイオードとして動作させる手段と、この
ストライプに隣のストライプから漏れ光として結合する
出力をモニタする手段と、このモニタ出力により光増幅
器の利得を制御する手段とを含むことを特徴とする。
本発明は、光アイソレータを介してカスケードに接続さ
れる共振器構造を有する活性層ストライプを、単一の半
導体基板上に分離して形成することにより、共振器型活
性層ストライプの利得分布を結晶成長段階で一致させる
ことが可能になり、全体の温度を制御して送信側の半導
体レーザ波長に同調させることができる。これにより、
温度制御の負担が軽減される。
れる共振器構造を有する活性層ストライプを、単一の半
導体基板上に分離して形成することにより、共振器型活
性層ストライプの利得分布を結晶成長段階で一致させる
ことが可能になり、全体の温度を制御して送信側の半導
体レーザ波長に同調させることができる。これにより、
温度制御の負担が軽減される。
また、偏光依存性が本質的に大きい共振器型光増幅器
を、ペアになる共振器型光増幅器が等価的に光軸の回り
に90度回転してカスケードに配置して、直交する偏光成
分をそれぞれの光増幅器で増幅することにより、偏光依
存性のない光増幅器を実現する。
を、ペアになる共振器型光増幅器が等価的に光軸の回り
に90度回転してカスケードに配置して、直交する偏光成
分をそれぞれの光増幅器で増幅することにより、偏光依
存性のない光増幅器を実現する。
以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。第１図において、参照番号１、３、５、７、９は光
アイソレータ、参照番号２、４、８は共振器型活性層ス
トライプであり、それぞれカスケードに接続されてい
る。
る。第１図において、参照番号１、３、５、７、９は光
アイソレータ、参照番号２、４、８は共振器型活性層ス
トライプであり、それぞれカスケードに接続されてい
る。
活性層の光増幅機能を有している。本発明装置のその一
つの特徴は、複数の共振器型活性層ストライプが単一の
半導体基板上に形成されているところにある。活性層が
ファブリペロ（FP）型あるいは分布帰還（DFB）型であ
るときには、それ自身がフィルタ機能を有しているので
光フィルタは不要であるが、反射戻り光による逆注入現
象を避けるために光アイソレータを用いる。このカスケ
ード接続された光増幅器を複数個伝送路中に挿入する場
合には、光アイソレータ１と光アイソレータ９は、いず
れか一方でよい。光アイソレータの数は最大〔活性層数
＋１〕であり、それ以下でよい場合もある。
つの特徴は、複数の共振器型活性層ストライプが単一の
半導体基板上に形成されているところにある。活性層が
ファブリペロ（FP）型あるいは分布帰還（DFB）型であ
るときには、それ自身がフィルタ機能を有しているので
光フィルタは不要であるが、反射戻り光による逆注入現
象を避けるために光アイソレータを用いる。このカスケ
ード接続された光増幅器を複数個伝送路中に挿入する場
合には、光アイソレータ１と光アイソレータ９は、いず
れか一方でよい。光アイソレータの数は最大〔活性層数
＋１〕であり、それ以下でよい場合もある。
第２図は、光増幅中継器に本発明共振器型カスケード光
増幅器を実施した例を示すブロック構成図である。光増
幅中継器は、光信号を光電気変換して電気的に増幅する
のではなく、直接光信号を増幅する構成である。なお、
第２図には複数の共振器型活性層ストライプを同一半導
体基板上に成形し、同一半導体基板上に形成された複数
の共振器型活性層ストライプの一部の隣接するストライ
プをフォトダイオードとして動作させ、このストライプ
の出力をモニタして増幅器の利得制御を行う本発明第二
の発明の実施例が示されている。
増幅器を実施した例を示すブロック構成図である。光増
幅中継器は、光信号を光電気変換して電気的に増幅する
のではなく、直接光信号を増幅する構成である。なお、
第２図には複数の共振器型活性層ストライプを同一半導
体基板上に成形し、同一半導体基板上に形成された複数
の共振器型活性層ストライプの一部の隣接するストライ
プをフォトダイオードとして動作させ、このストライプ
の出力をモニタして増幅器の利得制御を行う本発明第二
の発明の実施例が示されている。
第２図において、10μｍ程度の間隔をおいて平行に活性
層ストライプ201〜210を配置し、入力される光信号は必
要に応じて光アイソレータ301を介して、前置増幅器活
性層ストライプ202に入射させる。ここで増幅された出
力は、カスケードに接続される活性層ストライプ204、2
06に入力する。活性層ストライプ202、204、206の各出
力には、光アイソレータ302、304、306が配置される。
制御回路100は、活性層ストライプ201の出力を入力と
し、利得を制御する制御信号を活性層ストライプ204、2
06に出力する。これにより自動利得制御（AGC）光増幅
器が構成される。AGC光増幅器の最終段の活性層ストラ
イプ206の出力は、光アイソレータ306を介して主増幅器
活性層ストライプ208、209、210に入力し、各活性層ス
トライプの出力は光結合器400で合成され光ファイバ伝
送路に出力される。
層ストライプ201〜210を配置し、入力される光信号は必
要に応じて光アイソレータ301を介して、前置増幅器活
性層ストライプ202に入射させる。ここで増幅された出
力は、カスケードに接続される活性層ストライプ204、2
06に入力する。活性層ストライプ202、204、206の各出
力には、光アイソレータ302、304、306が配置される。
制御回路100は、活性層ストライプ201の出力を入力と
し、利得を制御する制御信号を活性層ストライプ204、2
06に出力する。これにより自動利得制御（AGC）光増幅
器が構成される。AGC光増幅器の最終段の活性層ストラ
イプ206の出力は、光アイソレータ306を介して主増幅器
活性層ストライプ208、209、210に入力し、各活性層ス
トライプの出力は光結合器400で合成され光ファイバ伝
送路に出力される。
前置増幅器活性層ストライプ202の出力は、カスケード
接続されてAGC光増幅器を構成する活性層ストライプ20
4、206で所定のレベルまで増幅される。このAGC光増幅
器の利得制御は次のように行う。前置増幅器活性層スト
ライプ202よりも外側に配置された活性層ストライプ201
を逆バイアスすることにより、フォトダイオードとして
動作させる。前置増幅器活性層内の光の一部が隣接して
いるフォトダイオードストライプ（201）に漏れて光結
合する。これにより、前置増幅器活性層ストライプ202
の発光強度に比例した光電流が、フォトダイオードスト
ライプ（201）から得られるので、これを制御回路100で
処理することによりAGC光増幅器の利得制御が行われ
る。
接続されてAGC光増幅器を構成する活性層ストライプ20
4、206で所定のレベルまで増幅される。このAGC光増幅
器の利得制御は次のように行う。前置増幅器活性層スト
ライプ202よりも外側に配置された活性層ストライプ201
を逆バイアスすることにより、フォトダイオードとして
動作させる。前置増幅器活性層内の光の一部が隣接して
いるフォトダイオードストライプ（201）に漏れて光結
合する。これにより、前置増幅器活性層ストライプ202
の発光強度に比例した光電流が、フォトダイオードスト
ライプ（201）から得られるので、これを制御回路100で
処理することによりAGC光増幅器の利得制御が行われ
る。
ここで、活性層ストライプ203、205、207の各ストライ
プ部分は、活性層ストライプ201と同様にフォトダイオ
ードとして用いてもよいが、本質的には各々の増幅のた
めの活性層ストライプ（202、204、206）を光的に分離
するための吸収層の働きをさせている。
プ部分は、活性層ストライプ201と同様にフォトダイオ
ードとして用いてもよいが、本質的には各々の増幅のた
めの活性層ストライプ（202、204、206）を光的に分離
するための吸収層の働きをさせている。
主増幅器を複数の活性層ストライプ208、209、210で構
成することにより、入力光信号が大きくなることによる
利得飽和の影響を緩和し、送出光電力の高出力化を図る
ことができる。また、光が漏れ光で結合するような本実
施例の場合には、３本の活性層ストライプ208、209、21
0は位相同期発振するので、位相の揃った光信号が光結
合器400に送出される。
成することにより、入力光信号が大きくなることによる
利得飽和の影響を緩和し、送出光電力の高出力化を図る
ことができる。また、光が漏れ光で結合するような本実
施例の場合には、３本の活性層ストライプ208、209、21
0は位相同期発振するので、位相の揃った光信号が光結
合器400に送出される。
このような構成により、直接光信号を増幅する光信号中
継器を実現することができる。
継器を実現することができる。
第３図は、本発明第一の発明の実施例を示すブロック構
成図である。本発明第一の発明の特徴は、共振器型光増
幅器を用いた場合には、共振器の反射率および共振周波
数がTE、TM両モードで異なることから、偏光依存性が進
行波型光増幅器に比べて本質的に大きくなる欠点があっ
たが、ペアになる共振器型光増幅器を等価的に光軸の回
りに90度回転してカスケードに配置し、直交する偏光成
分をそれぞれの光増幅器で増幅することにより、偏光依
存性のない光増幅器を実現するところにある。なお、第
３図では光アイソレータは省略されている。
成図である。本発明第一の発明の特徴は、共振器型光増
幅器を用いた場合には、共振器の反射率および共振周波
数がTE、TM両モードで異なることから、偏光依存性が進
行波型光増幅器に比べて本質的に大きくなる欠点があっ
たが、ペアになる共振器型光増幅器を等価的に光軸の回
りに90度回転してカスケードに配置し、直交する偏光成
分をそれぞれの光増幅器で増幅することにより、偏光依
存性のない光増幅器を実現するところにある。なお、第
３図では光アイソレータは省略されている。
第３図（ａ）は、同一半導体基板上に形成された共振器
型活性層ストライプ221、222をカスケードに結合する光
学系に、90度捻った偏波面保持光ファイバ501を用い、
隣接する共振器型活性層ストライプ221、222を等価的に
光軸の回りに90度回転してカスケードに配置させる構成
である。このような構成により、共振器型活性層ストラ
イプ221の出力偏光状態を90度回転させて次の共振器型
活性層ストライプ222に入射させ、TEモードとTMモード
の入れ替えることができる。したがって、結果的に偏光
依存性のない光増幅器を構成することができる。なお、
そのためには光増幅に供される活性層ストライプは偶数
本であることが好ましい。
型活性層ストライプ221、222をカスケードに結合する光
学系に、90度捻った偏波面保持光ファイバ501を用い、
隣接する共振器型活性層ストライプ221、222を等価的に
光軸の回りに90度回転してカスケードに配置させる構成
である。このような構成により、共振器型活性層ストラ
イプ221の出力偏光状態を90度回転させて次の共振器型
活性層ストライプ222に入射させ、TEモードとTMモード
の入れ替えることができる。したがって、結果的に偏光
依存性のない光増幅器を構成することができる。なお、
そのためには光増幅に供される活性層ストライプは偶数
本であることが好ましい。
また、一般に偏波面保持光ファイバは直交する直線偏光
モードの間の伝搬定数差を大きくすることにより、モー
ド変換を抑圧して偏波面を保持している。このため、各
偏光モードの群遅延差が生じるのが普通である。光のパ
ルス伝送が高速化すると、この群遅延差がパルスの広が
りの原因になることが予想される。この場合には、この
群遅延差を打ち消すように、偏波面保持光ファイバ501
と同じ特性で等しい長さの偏波面保持光ファイバ502を
その共振器型活性層ストライプの入力側か出力側に接続
すればよい（本実施例では共振器型活性層ストライプ22
2の出力側に接続している）。
モードの間の伝搬定数差を大きくすることにより、モー
ド変換を抑圧して偏波面を保持している。このため、各
偏光モードの群遅延差が生じるのが普通である。光のパ
ルス伝送が高速化すると、この群遅延差がパルスの広が
りの原因になることが予想される。この場合には、この
群遅延差を打ち消すように、偏波面保持光ファイバ501
と同じ特性で等しい長さの偏波面保持光ファイバ502を
その共振器型活性層ストライプの入力側か出力側に接続
すればよい（本実施例では共振器型活性層ストライプ22
2の出力側に接続している）。
第３図（ｂ）は、偏波面を90度回転させる素子としてTE
−TMモード変換器601を用いた実施例を示す。TE−TMモ
ード変換器601、602は、90度捻った偏波面保持光ファイ
バの代わりに用いるので同様の効果が得られる。TE−TM
モード変換器については、文献:R.C.アルファネス、L.
L.ブール、「低駆動電圧のTE−TMモード変換器」、オプ
ティクスレター、５巻、11号、473頁、1980年（R.C.Alf
aness and L.L.Buhl,“Electro−optic TE−TM mode co
nverter with low drive voltage",OPTICS LETTERS,Vo
l.5,No.11,p.473,1980）に詳細に述べられている。
−TMモード変換器601を用いた実施例を示す。TE−TMモ
ード変換器601、602は、90度捻った偏波面保持光ファイ
バの代わりに用いるので同様の効果が得られる。TE−TM
モード変換器については、文献:R.C.アルファネス、L.
L.ブール、「低駆動電圧のTE−TMモード変換器」、オプ
ティクスレター、５巻、11号、473頁、1980年（R.C.Alf
aness and L.L.Buhl,“Electro−optic TE−TM mode co
nverter with low drive voltage",OPTICS LETTERS,Vo
l.5,No.11,p.473,1980）に詳細に述べられている。
単一モード光ファイバを使用した光伝送システムでは、
分散の影響が無視できる波長帯でこれを使用することが
多く、このとき中継間隔はシステムの光損失だけで制限
されるために、完全な識別再生中継を行う複雑な光中継
器の代わりに、光を直接増幅する光増幅器が適用でき
る。このような場合には、本発明のカスケード光増幅器
を利用すれば、従来の光増幅技術では個々の半導体レー
ザについて必要であった温度制御回路が１台あればよ
く、実現性を大いに上げることができる。
分散の影響が無視できる波長帯でこれを使用することが
多く、このとき中継間隔はシステムの光損失だけで制限
されるために、完全な識別再生中継を行う複雑な光中継
器の代わりに、光を直接増幅する光増幅器が適用でき
る。このような場合には、本発明のカスケード光増幅器
を利用すれば、従来の光増幅技術では個々の半導体レー
ザについて必要であった温度制御回路が１台あればよ
く、実現性を大いに上げることができる。
本発明は、以上説明したように、単一の半導体基板上に
一連のカスケード接続される活性層ストライプを形成す
るので、各ストライプの特性が均一になる。したがっ
て、各ストライプ間の最大利得周波数のずれが小さくな
り、カスケード接続の効果が大きくなる。また、それぞ
れの増幅器に対して独立した温度制御回路を設ける必要
がなくなり、全体の温度を制御する回路が一つでよいこ
とになり、特に共振器型光増幅器の場合には±0.04℃以
内の温度制御が必要であるので、温度制御が容易になる
とともに製造性を大きく向上させることができる。
一連のカスケード接続される活性層ストライプを形成す
るので、各ストライプの特性が均一になる。したがっ
て、各ストライプ間の最大利得周波数のずれが小さくな
り、カスケード接続の効果が大きくなる。また、それぞ
れの増幅器に対して独立した温度制御回路を設ける必要
がなくなり、全体の温度を制御する回路が一つでよいこ
とになり、特に共振器型光増幅器の場合には±0.04℃以
内の温度制御が必要であるので、温度制御が容易になる
とともに製造性を大きく向上させることができる。
また、偏光依存性の大きい共振器型光増幅器を等価的に
光軸の回りに90度回転させてカスケードに配置し、直交
する偏光成分をそれぞれの光増幅器で増幅することによ
り、偏光依存性のない光増幅器を実現することができ、
したがって偏光状態の定まらない光ファイバ伝送路中の
光増幅器としても利用することができる。
光軸の回りに90度回転させてカスケードに配置し、直交
する偏光成分をそれぞれの光増幅器で増幅することによ
り、偏光依存性のない光増幅器を実現することができ、
したがって偏光状態の定まらない光ファイバ伝送路中の
光増幅器としても利用することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第２図は光増幅中継器への本発明の実施例を示すブロッ
ク構成図。 第３図は偏光依存性のない光増幅器の構成を示すブロッ
ク構成図。 １、３、５、７、９……光アイソレータ、２、４、８…
…共振器型活性層ストライプ、100……制御回路、201〜
210、221〜224……活性層ストライプ、301、302、304、
306……光アイソレータ、400……光結合器、501、502…
…偏波面保持光ファイバ、601、602……TE−TMモード変
換器。
ク構成図。 第３図は偏光依存性のない光増幅器の構成を示すブロッ
ク構成図。 １、３、５、７、９……光アイソレータ、２、４、８…
…共振器型活性層ストライプ、100……制御回路、201〜
210、221〜224……活性層ストライプ、301、302、304、
306……光アイソレータ、400……光結合器、501、502…
…偏波面保持光ファイバ、601、602……TE−TMモード変
換器。
Claims (4)
- 【請求項１】それぞれ光信号を増幅する複数の共振器型
光増幅器と、 この複数の共振器型光増幅器をカスケードに接続する光
学系と を備えた共振器型カスケード光増幅器において、 上記複数の共振器型光増幅器は、 複数の共振器型活性層ストライプが同一半導体基板上に
形成された構造であり、 上記光学系または光信号の入力系または出力系に挿入さ
れた光アイソレータを含み、 上記光学系は、 同一半導体基板上に形成された複数の共振器型光増幅器
を光信号の偏波面を90度回転させて接続する素子を含む ことを特徴とする共振器型カスケード光増幅器。 - 【請求項２】偏波面を90度回転させる素子は、90度の捻
りを加えた偏波面保持光ファイバである 特許請求の範囲第（１）項に記載の共振器型カスケード
光増幅器。 - 【請求項３】偏波面を90度回転させる素子は、TE−TMモ
ード変換器である 特許請求の範囲第（１）項に記載の共振器型カスケード
光増幅器。 - 【請求項４】それぞれ光信号を増幅する複数の共振器型
光増幅器と、 この複数の共振器型光増幅器をカスケードに接続する光
学系と、 上記共振器型光増幅器の利得制御を行う制御回路と を備えた共振器型カスケード光増幅器において、 上記複数の共振器型光増幅器は、 複数の共振器型活性層ストライプが同一半導体基板上に
形成された構造であり、 上記光学系または光信号の入力系または出力系に挿入さ
れた光アイソレータを含み、 上記制御回路は、 上記同一半導体基板上に形成された複数の共振器型活性
層ストライプの一部であって、光増幅器として利用され
るストライプに隣接するストライプを逆バイアスしてフ
ォトダイオードとして動作させる手段と、 このストライプに隣のストライプから漏れ光として結合
する出力をモニタする手段と、 このモニタ出力により光増幅器の利得を制御する手段と を含む ことを特徴とする共振器型カスケード光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229687A JPH0789593B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 共振器型カスケ−ド光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229687A JPH0789593B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 共振器型カスケ−ド光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288388A JPS6288388A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0789593B2 true JPH0789593B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16896121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60229687A Expired - Lifetime JPH0789593B2 (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 共振器型カスケ−ド光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789593B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910597B2 (ja) * | 1979-07-09 | 1984-03-09 | シャープ株式会社 | 半導体レ−ザアレイ及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60229687A patent/JPH0789593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6288388A (ja) | 1987-04-22 |
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