JP2016099595A - Three-terminal optical signal control element - Google Patents

Three-terminal optical signal control element Download PDF

Info

Publication number
JP2016099595A
JP2016099595A JP2014238702A JP2014238702A JP2016099595A JP 2016099595 A JP2016099595 A JP 2016099595A JP 2014238702 A JP2014238702 A JP 2014238702A JP 2014238702 A JP2014238702 A JP 2014238702A JP 2016099595 A JP2016099595 A JP 2016099595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
wavelength
light
semiconductor optical
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014238702A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳伸 前田
Yoshinobu Maeda
佳伸 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HIKARI TRIODE CORP
Original Assignee
HIKARI TRIODE CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HIKARI TRIODE CORP filed Critical HIKARI TRIODE CORP
Priority to JP2014238702A priority Critical patent/JP2016099595A/en
Publication of JP2016099595A publication Critical patent/JP2016099595A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-terminal optical signal control element having a sandwich-type configuration formed by connecting two semiconductor optical amplifiers by an AWG (Arrayed Waveguide Grating) optical filter and capable of providing wavelength-converted optical AND/optical NOT signals.SOLUTION: An AWG optical filter 16 disposed between a first semiconductor optical amplification element 14 and a second semiconductor optical amplification element 18 has a plurality of crests and troughs where a transmission factor is changed with respect to the wavelength. The AWG optical filter transmits first output light Iout1 as signal light with a second wavelength λ2, output from the first semiconductor optical amplification element 14 to the second semiconductor optical amplification element 18, reflects first input light Iin1 with a first wavelength λ1 from the first semiconductor optical amplification element 14, to the first semiconductor optical amplification element 14, and reflects control light Ic input from the output side of the second semiconductor optical amplification element 18, to the second semiconductor optical amplification element 18. Consequently, the second output light Iout2 as the wavelength-converted optical AND signal and the first output light Iout1 as the optical NOT signal can be acquired from the output side of the second semiconductor optical amplification element 18.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光信号を増幅、制御、或いはスイッチングする3端子光信号制御素子に関し、特に、高度情報処理が可能な光通信、光画像処理、光コンピュータ、光計測、光集積回路などの光エレクトロニクスの光デジタル回路または光アナログ回路に好適な、光ANDゲート、光NOTゲート、光フリップフロップ回路、または光演算増幅器を構成できる3端子光信号制御素子に関するものである。また、現状の光通信技術においては、1本の光ファイバ中を複数の波長の光信号を伝送する波長分割多重(WDM)技術を用いて通信容量を大幅に広帯域化している。その場合の波長変換は、光信号を一度電気信号に変換して、その電気信号で再度他波長のレーザを発生させる波長変換技術を用いている。本発明は、スイッチングと同時に波長変換する全光学的な3端子光信号制御素子に関するものである。さらに、将来のフォトニックネットワークにおいては、1つの波長の光信号を別の多数の波長に変換するマルチキャスティング技術が必要不可欠になる。本発明は、制御光として多波長を入力すれば、それぞれの波長に変換して出力するマルチキャスティング機能を有する3端子光信号制御素子に関するものである。   The present invention relates to a three-terminal optical signal control element that amplifies, controls, or switches an optical signal, and in particular, optoelectronics such as optical communication, optical image processing, optical computer, optical measurement, and optical integrated circuit capable of advanced information processing. The present invention relates to a three-terminal optical signal control element that can constitute an optical AND gate, an optical NOT gate, an optical flip-flop circuit, or an optical operational amplifier suitable for an optical digital circuit or an optical analog circuit. Further, in the current optical communication technology, the communication capacity is greatly widened by using wavelength division multiplexing (WDM) technology for transmitting optical signals of a plurality of wavelengths through one optical fiber. In this case, the wavelength conversion uses a wavelength conversion technique in which an optical signal is once converted into an electrical signal and a laser of another wavelength is generated again by the electrical signal. The present invention relates to an all-optical three-terminal optical signal control element that performs wavelength conversion simultaneously with switching. Furthermore, in the future photonic network, a multicasting technique for converting an optical signal of one wavelength into many other wavelengths will be indispensable. The present invention relates to a three-terminal optical signal control element having a multicasting function of converting and outputting each wavelength when multiple wavelengths are input as control light.

広帯域且つ高速伝送が可能な光ファイバ通信を用いた動画像通信や映像の分配といった広帯域な新サービスの広範な展開が期待されている。しかしながら、たとえばエレクトロニクスで言えば3端子のトランジスタに相当するような機能(信号増幅作用)素子、光信号を他の光信号で直接制御して信号増幅するような光機能素子、すなわち、光信号で光信号を制御する素子は、光信号から電気信号に変換し、電気信号から光信号に変換する必要がないため、極めて有用である。また、波長変換技術において一度電気信号に変換する必要がないため、消費電力やコストの低減が可能な次世代の全光学的な多重波長変換技術として有用である。   Widespread development of new broadband services such as video communication and video distribution using optical fiber communication capable of broadband and high-speed transmission is expected. However, for example, in terms of electronics, a function (signal amplification function) element equivalent to a three-terminal transistor, an optical function element that directly controls an optical signal with another optical signal, and amplifies the signal, that is, an optical signal. An element that controls an optical signal is extremely useful because it converts an optical signal into an electrical signal and does not need to convert the electrical signal into an optical signal. Further, since it is not necessary to convert the signal once into an electric signal in the wavelength conversion technique, it is useful as a next generation all-optical multiple wavelength conversion technique capable of reducing power consumption and cost.

これに対して、半導体光増幅素子や希土類元素添加ファイバアンプなどの光増幅素子において、所定波長λ1の入力光の周囲波長の自然放出光(周囲光)が、その入力光の強度変化に応答して強度変化し、その変化は入力光の信号強度変化に対して逆の強度変化をし、その自然放出光の波長域内すなわち入力光の周囲波長域内の他の波長λ2のレーザ光を上記入力光に重畳させて入射させると、上記自然放出光の信号(振幅)変化は維持されつつ全体の強度が急激に増加し、波長λ1からλ2への波長変換機能として相互利得変調と称すべき現象が得られることが知られている。本発明者は、その波長変換を2段接続するタンデム波長変換素子に基づき光信号で光を制御する素子を着想し、光信号3端子制御素子を見いだした。特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4に記載されたものはそれである。   In contrast, in an optical amplifying element such as a semiconductor optical amplifying element or a rare earth element-doped fiber amplifier, spontaneous emission light (ambient light) having an ambient wavelength of input light having a predetermined wavelength λ1 responds to a change in the intensity of the input light. The intensity changes in the opposite direction with respect to the signal intensity change of the input light, and the laser light having the other wavelength λ2 within the wavelength range of the spontaneous emission light, that is, the wavelength range around the input light is transmitted to the input light. When the light is superimposed and incident, the change in the signal (amplitude) of the spontaneous emission light is maintained and the overall intensity rapidly increases, and a phenomenon to be referred to as mutual gain modulation is obtained as a wavelength conversion function from wavelength λ1 to λ2. It is known that The inventor has conceived an element that controls light with an optical signal based on a tandem wavelength conversion element that connects the wavelength conversion in two stages, and has found an optical signal three-terminal control element. This is what is described in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4.

これらの特許文献の中で、光信号である第1波長の第1入力光と連続光である第2波長の第2入力光とを受けて、相互利得変調により、第2波長に変換され且つ強度反転した第1光出力信号を出力する第1半導体光増幅素子と、該第1半導体光増幅素子から出力された光のうちから第2波長の第1光出力信号を選択する波長選択素子と、該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1光出力信号と第3波長の制御光とを合波し、相互利得変調により、第3波長に変換され且つ強度反転した第2光出力信号を出力する第2半導体光増幅素子とを備えることで、光信号3端子制御素子が構成される。   In these patent documents, the first input light having the first wavelength as the optical signal and the second input light having the second wavelength as the continuous light are received and converted into the second wavelength by mutual gain modulation, and A first semiconductor optical amplifying element that outputs a first optical output signal whose intensity is inverted; and a wavelength selecting element that selects a first optical output signal having a second wavelength from the light output from the first semiconductor optical amplifying element; The first optical output signal of the second wavelength output from the first semiconductor optical amplifier and the control light of the third wavelength are combined, converted into the third wavelength by mutual gain modulation, and the intensity is inverted. An optical signal three-terminal control element is configured by including a second semiconductor optical amplification element that outputs two optical output signals.

特許第3182426号公報Japanese Patent No. 3182426 特許第3989374号公報Japanese Patent No. 3989374 特許第4084994号公報Japanese Patent No. 4084994 特許第4485745号公報Japanese Patent No. 4485745

しかしながら、上記従来の光信号3端子制御素子では、第1半導体光増幅素子からの強度反転した第1光出力信号と第3波長の制御光を合波して第2半導体光増幅素子に入力するために別途光行路を設ける光合波器が必要であり、素子の一体化が困難であった。ここで一体化という意味は、本来的に半導体光増幅素子は2端子素子であり、2つの該半導体光増幅素子を結合するのに別途光行路を設けて結合することは厳密に一体化されているとは言い難く、2端子のみで結合することを言う。本発明では、第1半導体光増幅素子と第2半導体光増幅素子を波長に依存して透過および反射する光フィルタの2端子素子で結合させた構造を用いて、一端から第1波長の第1入力光と連続光である第2波長の第2入力光を入力し、他端から第3波長の制御光を入力して該同他端から出力光を出力する素子構造を実現し、素子の一体化を可能とした。尚、光フィルタは第1波長の第1入力光の透過を抑制し、連続光である第2波長の第2入力光を透過し、第3波長の制御光を反射するように設計する。ここで他端から入力する第3波長の制御光は多波長を入力してもよい。   However, in the conventional optical signal three-terminal control element, the first optical output signal whose intensity is inverted from the first semiconductor optical amplifying element and the control light of the third wavelength are combined and input to the second semiconductor optical amplifying element. Therefore, an optical multiplexer providing a separate optical path is required, and it is difficult to integrate the elements. Here, the term “integrated” means that the semiconductor optical amplifying element is inherently a two-terminal element, and connecting the two semiconductor optical amplifying elements by providing a separate optical path is strictly integrated. It is difficult to say that there are two terminals. In the present invention, the first semiconductor optical amplifying element and the second semiconductor optical amplifying element are coupled to each other by a two-terminal element of an optical filter that transmits and reflects depending on the wavelength, and the first wavelength first light is transmitted from one end. An element structure in which input light and second input light having a second wavelength that is continuous light is input, control light having a third wavelength is input from the other end, and output light is output from the other end is realized. Integration was possible. The optical filter is designed to suppress transmission of the first input light having the first wavelength, transmit the second input light having the second wavelength, which is continuous light, and reflect the control light having the third wavelength. Here, the third wavelength control light input from the other end may be input with multiple wavelengths.

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第1半導体光増幅素子からの強度反転した第1出力光と第3波長の制御光を第2半導体光増幅素子に入力するために別途光行路を設ける光合波器を不要とし、素子を一体化し、入力端子と出力端子の2つの入出力ポートのみで構成可能な3端子光信号制御素子を提供することにある。また、第2半導体光増幅素子の前記出力端子から第3波長の第2出力光と同時に強度反転した第2波長の第1出力光を得る3端子光信号制御素子を提供することにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances. The object of the present invention is to convert the first output light whose intensity is inverted from the first semiconductor optical amplifier and the control light having the third wavelength into the second semiconductor light. To provide a three-terminal optical signal control element that eliminates the need for an optical multiplexer that provides a separate optical path for input to an amplifying element, integrates the elements, and can be configured by only two input / output ports of an input terminal and an output terminal. It is in. Another object of the present invention is to provide a three-terminal optical signal control element that obtains a first output light having a second wavelength whose intensity is inverted simultaneously with a second output light having a third wavelength from the output terminal of the second semiconductor optical amplification element.

本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねるうち、一般的なアレイ光導波路型回折格子(AWG)からスラブ導波路を除去したものでAWG型光フィルタを構成すると、第1半導体光増幅素子からの強度反転した第2波長の第1出力光と第3波長の制御光を第2半導体光増幅素子に入力するために別途光行路を設ける光合波器が不要であり、素子の一体化が可能であるという事実を見出した。そして、本発明者は、出力端から第2半導体光増幅素子へ入力された第3波長の制御光は、該AWG型光フィルタで反射されて、第2半導体光増幅素子における相互利得変調により、第3波長に変換され且つ再度強度反転した第2出力光を該出力端から出力可能であることを見出した。また、第2半導体光増幅素子の前記出力端から第3波長の第2出力光と同時に強度反転した第1出力光を得ることも可能であることを見出した。本発明は、斯かる知見に基づいてなされたものである。   The present inventor made various studies on the background of the above situation, and when the AWG optical filter is configured by removing the slab waveguide from a general array optical waveguide type diffraction grating (AWG), the first semiconductor light In order to input the first output light of the second wavelength and the control light of the third wavelength whose intensity is inverted from the amplifying element to the second semiconductor optical amplifying element, an optical multiplexer providing a separate optical path is not necessary. I found the fact that it is possible. Then, the present inventor reflects the third wavelength control light input from the output end to the second semiconductor optical amplifying element by the AWG type optical filter, and performs mutual gain modulation in the second semiconductor optical amplifying element. It was found that the second output light converted to the third wavelength and inverted in intensity again can be output from the output end. It has also been found that it is possible to obtain first output light whose intensity is inverted simultaneously with the second output light of the third wavelength from the output end of the second semiconductor optical amplifier. The present invention has been made based on such knowledge.

すなわち、本発明の要旨とするところは、(a)光信号である第1波長の第1入力光と連続光である第2波長の第2入力光とを受けて、相互利得変調により、第2波長に変換され且つ強度反転した第1出力光を出力する第1半導体光増幅素子と、(b)該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光と第3波長の制御光とを受けて、相互利得変調により、第3波長に変換され且つ再度強度反転した第2出力光を出力する第2半導体光増幅素子とを、備える3端子光信号制御素子であって、(c)前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との間に設けられ、該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光を該第2半導体光増幅素子側へ透過し、該第1半導体光増幅素子からの前記第1波長の第1入力光を該第1半導体光増幅素子側へ反射し、且つ、前記第2半導体光増幅素子の出力側から入力した前記制御光を該第2半導体光増幅素子側へ反射する光フィルタを、含むことにある。   That is, the gist of the present invention is that (a) first input light having a first wavelength that is an optical signal and second input light having a second wavelength that is continuous light are received by mutual gain modulation. A first semiconductor optical amplifying element that outputs first output light that has been converted into two wavelengths and whose intensity is inverted; and (b) a first output light having a second wavelength and a third wavelength that are output from the first semiconductor optical amplifying element. A three-terminal optical signal control element comprising: a second semiconductor optical amplifying element that receives the control light and outputs a second output light that has been converted to a third wavelength by mutual gain modulation and whose intensity is inverted again. (C) The first semiconductor light amplifying element is provided between the first semiconductor light amplifying element and the second semiconductor light amplifying element, and the first output light having the second wavelength output from the first semiconductor light amplifying element is supplied to the second semiconductor. A first input of the first wavelength from the first semiconductor optical amplifier element. An optical filter that reflects light toward the first semiconductor optical amplifying element and reflects the control light input from the output side of the second semiconductor optical amplifying element toward the second semiconductor optical amplifying element; It is in.

このようにすれば、第1半導体光増幅素子と第2半導体光増幅素子との間に配設された光フィルタは、該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光を該第2半導体光増幅素子側へ透過し、該第1半導体光増幅素子からの前記第1波長の第1入力光を該第1半導体光増幅素子側へ反射し、且つ、前記第2半導体光増幅素子の出力側から入力した前記制御光を該第2半導体光増幅素子側へ反射することから、第3波長の第2出力光は、第1入力光の信号と制御光の信号を積算した信号を得ることができる。すなわち、光AND回路が実現される。また、出力側には、入力信号を反転した第2波長の第1出力光が出力されるため、光エレクトロニクス回路で必要不可欠な反転信号が得られ、光NOT回路が実現される。これらの第2波長の第1出力光および第3波長の第2出力光は光分波器にAWGを用いれば、それぞれ同時に出力可能である。さらに、制御光として連続光を用いた場合は、第1出力光と同様に正転した第3波長の第2出力光が得られ、第1の波長から第3の波長への波長変換素子として機能する。また、制御光として多波長の連続光を用いた場合は、1つの波長の信号を多波長の光信号に変換して伝送するマルチキャスティング機能を有する。   According to this configuration, the optical filter disposed between the first semiconductor optical amplification element and the second semiconductor optical amplification element has the first output light having the second wavelength output from the first semiconductor optical amplification element. Is transmitted to the second semiconductor optical amplifier element side, the first input light having the first wavelength from the first semiconductor optical amplifier element is reflected to the first semiconductor optical amplifier element side, and the second semiconductor Since the control light input from the output side of the optical amplifying element is reflected to the second semiconductor optical amplifying element side, the second output light of the third wavelength integrates the signal of the first input light and the signal of the control light. Signal can be obtained. That is, an optical AND circuit is realized. Further, since the first output light having the second wavelength obtained by inverting the input signal is output to the output side, an inversion signal indispensable in the optoelectronic circuit is obtained, and an optical NOT circuit is realized. The first output light having the second wavelength and the second output light having the third wavelength can be simultaneously output by using an AWG as the optical demultiplexer. Further, when continuous light is used as the control light, the second output light having the third wavelength rotated in the same manner as the first output light is obtained, and the wavelength conversion element from the first wavelength to the third wavelength is obtained. Function. Further, when multi-wavelength continuous light is used as the control light, it has a multicasting function for converting a single wavelength signal into a multi-wavelength optical signal and transmitting it.

ここで、前記光フィルタは、波長軸上で透過率が変化する少なくとも1つの高透過域および低透過域を有する光導波路型回折格子から構成されたグレーティング型フィルタであり、透過しない波長の光は反射することを特徴とする。このようにすれば、第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光を該第2半導体光増幅素子側へ透過し、該第1半導体光増幅素子からの前記第1波長の第1入力光を該第1半導体光増幅素子側へ反射し、且つ、前記第2半導体光増幅素子からの前記制御光を該第2半導体光増幅素子側へ反射することから、第1半導体光増幅素子と第2半導体光増幅素子を2端子で直結して素子を一体化し、第3波長の第2出力光と同時に入力信号を反転した第2波長の第1出力光が出力される。また、半導体光増幅素子と同一基板上にモノリシックに作製が可能である。上記光フィルタは、たとえば半導体で構成した導波路型の光フィルタにより構成される。これによれば、2つの第1および第2半導体光増幅素子を結合する光導波路のクラッド層に屈折率変調型グレーティングを形成し、ブラッグ波長と称される波長成分が反射し、残りの波長成分は透過する光フィルタを形成できる。このように第1および第2半導体光増幅素子を結合する光フィルタを直線状に形成できるため、AWG型フィルタの場合に比べて、省スペースで簡便な3端子光信号制御素子が得られる。   Here, the optical filter is a grating type filter composed of an optical waveguide type diffraction grating having at least one high transmission region and low transmission region whose transmittance varies on the wavelength axis. It is characterized by reflection. If it does in this way, the 1st output light of the 2nd wavelength output from the 1st semiconductor optical amplification element will be permeate | transmitted to the 2nd semiconductor optical amplification element side, and the 1st wavelength from the 1st semiconductor optical amplification element will be transmitted. The first input light is reflected to the first semiconductor optical amplifier element side, and the control light from the second semiconductor optical amplifier element is reflected to the second semiconductor optical amplifier element side. The optical amplifying element and the second semiconductor optical amplifying element are directly connected by two terminals to integrate the elements, and the second output light having the second wavelength obtained by inverting the input signal is output simultaneously with the second output light having the third wavelength. Further, it can be manufactured monolithically on the same substrate as the semiconductor optical amplifier. The optical filter is constituted by a waveguide type optical filter made of, for example, a semiconductor. According to this, a refractive index modulation type grating is formed in the cladding layer of the optical waveguide that couples the two first and second semiconductor optical amplifying elements, the wavelength component called the Bragg wavelength is reflected, and the remaining wavelength components Can form a transmissive optical filter. As described above, since the optical filter that couples the first and second semiconductor optical amplifying elements can be formed linearly, a space-saving and simple three-terminal optical signal control element can be obtained as compared with the case of the AWG type filter.

また、好適には、前記光フィルタは、各1本の入力導波路および出力導波路を有するアレイ光導波路型回折格子から構成されたAWG型フィルタであり、波長に対して透過率が変化する複数個の山および谷を有する透過特性を有することを特徴とする。このようにすれば、複数個の山および谷を有するので容易に、第1波長および第3波長を低透過域に設定し、第2波長を高透過域に設定できる。また、半導体光増幅素子と同一基板上にモノリシックに作製が可能である。AWG型フィルタは、たとえば光路長が異なる多数の導波路を伝搬した光を相互干渉させることにより波長による合分波を行う光フィルタであり、半導体基板上に作成することによって半導体光増幅素子とのモノリシック化が可能である。また、複数個の山および谷を有するので、第3波長の制御光を複数設定し、複数の波長の第2出力光が得られる(マルチキャスティング機能)。   Preferably, the optical filter is an AWG type filter composed of an arrayed optical waveguide type diffraction grating having one input waveguide and one output waveguide, and has a plurality of transmittances that change with respect to wavelength. It is characterized by having a transmission characteristic having individual peaks and valleys. If it does in this way, since it has a plurality of peaks and valleys, the first wavelength and the third wavelength can be easily set to the low transmission range, and the second wavelength can be set to the high transmission range. Further, it can be manufactured monolithically on the same substrate as the semiconductor optical amplifier. An AWG type filter is an optical filter that performs multiplexing / demultiplexing according to wavelength by causing mutual propagation of light propagating through a plurality of waveguides having different optical path lengths. Monolithic is possible. In addition, since there are a plurality of peaks and valleys, a plurality of control lights of the third wavelength are set, and a second output light of a plurality of wavelengths can be obtained (multicasting function).

また、好適には、前記AWGフィルタは、中心波長が400nm、800nm、1300nm、1500nm、1550nmまたは1600nmで、波長間隔が10nm以下の複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上である透過特性を有することを特徴とする。このようにすれば、容易に各中心波長において、第1波長および第3波長を低透過域に設定し、第2波長を高透過域に設定できる。   Preferably, the AWG filter has a plurality of high transmission regions having a central wavelength of 400 nm, 800 nm, 1300 nm, 1500 nm, 1550 nm, or 1600 nm and a wavelength interval of 10 nm or less, and a plurality of high transmission regions between the plurality of high transmission regions. And a transmission characteristic in which a difference between the plurality of low transmission regions and the plurality of low transmission regions is 5 dB or more. If it does in this way, in each center wavelength, the 1st wavelength and the 3rd wavelength can be set as a low transmission region, and the 2nd wavelength can be set as a high transmission region.

また、好適には、前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との構造が非対称にされている。例えば、素子の長さを前記第1半導体光増幅素子より前記第2半導体光増幅素子の方を長くすれば、長い方が素子の利得が増加し、第2出力光の強度を増加させることが可能である。すなわち、低い入力パワーで高い出力パワーを得る素子が実現する。   Preferably, the structures of the first semiconductor optical amplifier and the second semiconductor optical amplifier are asymmetric. For example, if the length of the element is made longer for the second semiconductor optical amplifier than for the first semiconductor optical amplifier, the longer one increases the gain of the element and increases the intensity of the second output light. Is possible. That is, an element that obtains high output power with low input power is realized.

また、好適には、前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との活性層は量子ドットで構成される。素子のスイッチング速度は、活性層の半導体の構造に依存して、そのキャリア回復時間で決定される。通常の量子井戸構造の半導体光増幅素子のキャリア回復時間は数十ピコ秒程度であるが、量子ドットの場合は、数ピコ秒と高速のため素子の高速化が可能となる。   Preferably, the active layer of the first semiconductor optical amplifier and the second semiconductor optical amplifier is composed of quantum dots. The switching speed of the device is determined by the carrier recovery time depending on the semiconductor structure of the active layer. The carrier recovery time of an ordinary quantum well structure semiconductor optical amplifying device is about several tens of picoseconds. However, in the case of quantum dots, the device can be increased in speed because of its high speed of several picoseconds.

また、好適には、前記第1半導体光増幅素子の入力側には、前記第1入力光と第2入力光とを合波する光合波器が設けられ、前記第2半導体光増幅素子の出力側には、前記第2波長の第1出力光または第3波長の第2出力光と前記制御光とを分離して出力する光分波器が設けられていることを特徴とする。このようにすれば、第1半導体光増幅素子の入力側では、第1波長の第1入力光と第2波長の第2入力光とが合波され、第2半導体光増幅素子の出力側では、第3波長の制御光と、その制御光で変調された第3波長の第2出力光および第1波長の第1出力光とが分波されて出力される。   Preferably, an optical multiplexer that multiplexes the first input light and the second input light is provided on an input side of the first semiconductor optical amplifier element, and an output of the second semiconductor optical amplifier element is provided. An optical demultiplexer for separating and outputting the first output light of the second wavelength or the second output light of the third wavelength and the control light is provided on the side. If it does in this way, the 1st input light of the 1st wavelength and the 2nd input light of the 2nd wavelength will be combined in the input side of the 1st semiconductor optical amplification element, and the output side of the 2nd semiconductor optical amplification element will be carried out. The third wavelength control light, the second output light of the third wavelength modulated by the control light, and the first output light of the first wavelength are demultiplexed and output.

また、好適には、前記光合波器は、光導波路カプラ又はアレイ光導波路型回折格子から成るものであり、前記光分波器は、光導波路カプラ、アレイ光導波路型回折格子又はサーキュレータから成るものである。このようにすれば、容易に、光合波器および光分波器が構成される利点がある。   Preferably, the optical multiplexer comprises an optical waveguide coupler or an array optical waveguide type diffraction grating, and the optical demultiplexer comprises an optical waveguide coupler, an array optical waveguide type diffraction grating or a circulator. It is. In this way, there is an advantage that an optical multiplexer and an optical demultiplexer can be easily configured.

また、好適には、前記制御光は第3波長であったが、光フィルタの透過特性により、第1入力光が第2半導体光増幅素子へ透過するのを十分に抑制できる場合は、第1入力光と同じ第1波長であってもよい。このようにすれば、3端子光信号制御素子の入力信号光の波長とその3端子光信号制御素子により変調された出力信号の波長とが共通するので、多数の3端子光信号制御素子を有する大規模な光回路中において同一波長の光信号を用いることから、波長変換が軽減される利点がある。   Preferably, the control light has a third wavelength. However, if the transmission characteristic of the optical filter can sufficiently suppress the transmission of the first input light to the second semiconductor optical amplifier, the first light is used. The first wavelength may be the same as the input light. In this case, since the wavelength of the input signal light of the three-terminal optical signal control element and the wavelength of the output signal modulated by the three-terminal optical signal control element are common, a large number of three-terminal optical signal control elements are provided. Since optical signals having the same wavelength are used in a large-scale optical circuit, there is an advantage that wavelength conversion is reduced.

実験に用いた本発明の一実施例の3端子光信号制御素子の構成の要部を概略説明する略図である。1 is a schematic diagram for schematically explaining the main part of the configuration of a three-terminal optical signal control element of an embodiment of the present invention used in an experiment. 図1の3端子光信号制御素子の要部を、半導体チップ上に実現したモノリシック構造を示す図である。It is a figure which shows the monolithic structure which implement | achieved the principal part of the 3 terminal optical signal control element of FIG. 1 on the semiconductor chip. 図1或いは図2の光フィルタの透過特性を、波長軸と透過率軸との二次元座標内に示すグラフである。It is a graph which shows the transmission characteristic of the optical filter of FIG. 1 or FIG. 2 in the two-dimensional coordinate of a wavelength axis and a transmittance | permeability axis | shaft. 図1或いは図2の3端子光信号制御素子において、第2半導体光増幅素子の出力側から観測した第2半導体光増幅素子の第2出力光のスペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of second output light of a second semiconductor optical amplification element observed from the output side of the second semiconductor optical amplification element in the three-terminal optical signal control element of FIG. 1 or FIG. 2. 図1或いは図2の3端子光信号制御素子において、光フィルタ16からの反射光のスペクトルを、光合波器と第1半導体光増幅素子との間に設けられたサーキュレータの第3のポートから観測して示す図である。In the three-terminal optical signal control element of FIG. 1 or FIG. 2, the spectrum of the reflected light from the optical filter 16 is observed from the third port of the circulator provided between the optical multiplexer and the first semiconductor optical amplifying element. It is a figure shown. 図1或いは図2の3端子光信号制御素子において、第1入力光として入力した10Gbpsの非ゼロ復帰の疑似ランダムビットシーケンス信号のアイパターンを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an eye pattern of a 10 Gbps non-zero return pseudo-random bit sequence signal input as the first input light in the three-terminal optical signal control element of FIG. 1 or FIG. 2. 図1或いは図2の3端子光信号制御素子において、図6に示す第1入力光が入力された場合に、第1半導体光増幅素子において相互利得変調された、第2波長λ2の反射光信号(サーキュレータの第3のポートで観測される第1出力光Iout1の反射光)のアイパターンを示す図である。In the three-terminal optical signal control element of FIG. 1 or FIG. 2, when the first input light shown in FIG. 6 is input, the reflected optical signal of the second wavelength λ2 that is cross-gain modulated in the first semiconductor optical amplifier element It is a figure which shows the eye pattern of (the reflected light of the 1st output light Iout1 observed in the 3rd port of a circulator). 本発明の一実施例である3端子光信号制御素子としての作動を説明する図である。なお、第2半導体光増幅素子の方が第1半導体光増幅素子より素子長が長い非対称な構造である。It is a figure explaining the action | operation as a 3 terminal optical signal control element which is one Example of this invention. The second semiconductor optical amplifying element has an asymmetric structure with a longer element length than the first semiconductor optical amplifying element. 図8の3端子光信号制御素子において、第1波長が1560.8nmの信号光である第1入力光と第2波長が1543.2nmの連続光である第2入力光とを、光合波器からそれぞれ1mW入力し、第3波長が1531.0nmである制御光を光分波器から0.5mW入力したときに、その出力側から観測された波形を示す図である。In the three-terminal optical signal control element of FIG. 8, the first input light that is the signal light having the first wavelength of 1560.8 nm and the second input light that is the continuous light having the second wavelength of 1543.2 nm are combined with the optical multiplexer. FIG. 6 is a diagram showing waveforms observed from the output side when control light having a third wavelength of 1531.0 nm is input from the optical demultiplexer by 0.5 mW. 図8の3端子光信号制御素子において、第1波長(1560.8nm)の第1入力光(信号光)として入力した10Gbpsの非ゼロ復帰の疑似ランダムビットシーケンス信号のアイパターンを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an eye pattern of a 10 Gbps non-zero return pseudo-random bit sequence signal input as first input light (signal light) having a first wavelength (1560.8 nm) in the three-terminal optical signal control element of FIG. 8. . 図8の3端子光信号制御素子において、第1半導体光増幅素子の相互利得変調により信号反転した第2波長(1543.2nm)の第1出力光のアイパターンを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an eye pattern of the first output light of the second wavelength (1543.2 nm) obtained by inverting the signal by the mutual gain modulation of the first semiconductor optical amplification element in the three-terminal optical signal control element of FIG. 8. 図8の3端子光信号制御素子において、第2半導体光増幅素子の相互利得変調により再度信号反転した第3波長(1531.0nm)の第2出力光のアイパターンを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an eye pattern of the second output light of the third wavelength (1531.0 nm) obtained by inverting the signal again by the mutual gain modulation of the second semiconductor optical amplifier in the three-terminal optical signal control element of FIG. 8. 図8の3端子光信号制御素子において、制御光として、連続光ではなく、変調した信号を用いた場合の各信号波形を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating signal waveforms when a modulated signal is used as control light instead of continuous light in the three-terminal optical signal control element of FIG. 8.

以下、本発明の一実施例の3端子光信号制御素子10を、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a three-terminal optical signal control element 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1および図2を用いて、作動原理を説明する。図1は実験に用いた3端子光信号制御素子10の構成の要部を概略説明する略図であり、図2はその3端子光信号制御素子10の要部をモノリシック構造で半導体チップ11上に実現した実験装置を示している。図1および図2において、観測用波形を取り出すための入力側サーキュレータC1が入力側に介在させられているが、それは実験的に波形観測をするためのものであり、3端子光信号制御素子10の必須の構成ではない。   The operation principle will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the main part of the configuration of the three-terminal optical signal control element 10 used in the experiment. FIG. 2 shows the main part of the three-terminal optical signal control element 10 on the semiconductor chip 11 with a monolithic structure. The realized experimental device is shown. In FIG. 1 and FIG. 2, an input-side circulator C1 for taking out an observation waveform is interposed on the input side. This is for experimentally observing the waveform, and is a three-terminal optical signal control element 10. This is not a mandatory configuration.

図1の3端子光信号制御素子10は、第1波長λ1の信号光である第1入力光Iin1と第2波長λ2の連続光である第2入力光Iin2とを合波する光合波器12と、光フィルタ16からの反射光を取り出して入力側から観測するための入力側サーキュレータC1と、第1波長λ1の第1入力光Iin1と第2波長λ2の第2入力光Iin2とを受けて、相互利得変調により、第2波長λ2に変換され且つ第1入力光Iin1に対して強度反転した第1出力光Iout1を出力する第1半導体光増幅素子14と、第2波長λ2の第1出力光Iout1を高い透過率で透過させる高透過域と第1波長λ1の第1入力光Iin1および第3波長λcの制御光Icを少なくとも5dB以上の相対的に低い低透過域で透過させるとともに透過しない残り光を第1半導体光増幅素子14および第2半導体光増幅素子18へ反射する低透過域とを有する光フィルタ16と、第2波長λ2の第1出力光Iout1および第3波長λcの制御光Icを受けて、相互利得変調により、第3波長λcに変換され且つ再度強度反転した第2出力光Iout2を出力する第2半導体光増幅素子18と、第3波長λcの制御光Icを入力させ且つ第2半導体光増幅素子18からの光のうちの第3波長の第2出力光Iout2を出力する光分波器20とが、光導波路22により直列に連結されている。   The three-terminal optical signal control element 10 in FIG. 1 multiplexes the first input light Iin1 that is signal light having the first wavelength λ1 and the second input light Iin2 that is continuous light having the second wavelength λ2. And an input-side circulator C1 for taking out reflected light from the optical filter 16 and observing it from the input side, a first input light Iin1 having a first wavelength λ1, and a second input light Iin2 having a second wavelength λ2. The first semiconductor optical amplifying element 14 that outputs the first output light Iout1 converted into the second wavelength λ2 by the mutual gain modulation and having the intensity inverted with respect to the first input light Iin1, and the first output of the second wavelength λ2 A high transmission region that transmits the light Iout1 with high transmittance, and the first input light Iin1 of the first wavelength λ1 and the control light Ic of the third wavelength λc are transmitted at a relatively low low transmission region of at least 5 dB and are not transmitted. The remaining light is converted into the first semiconductor optical amplifying element 1. 4 and an optical filter 16 having a low transmission region reflected to the second semiconductor optical amplifying element 18, and the first output light Iout1 of the second wavelength λ2 and the control light Ic of the third wavelength λc, and by mutual gain modulation The second semiconductor optical amplifying element 18 that outputs the second output light Iout2 that has been converted to the third wavelength λc and whose intensity is inverted again, and the control light Ic having the third wavelength λc are input and from the second semiconductor optical amplifying element 18 The optical demultiplexer 20 that outputs the second output light Iout2 having the third wavelength of the light is connected in series by the optical waveguide 22.

図2の3端子光信号制御素子10では、半導体チップ11の一面には屈折率を局所的に高くすることで三次元的に光を閉じ込めつつ光を伝送する三次元光導波路WGが形成されている。この三次元光導波路WGの入力側には、光合波器12および入力側サーキュレータC1がたとえば光ファイバFを介して接続され、三次元光導波路WGの出力側には、光分波器20がたとえば光ファイバFを介して接続されている。図2において、光フィルタ16と第2半導体光増幅素子18との間の光パスは光フィルタ16と第1半導体光増幅素子14との間の光パスよりも短くされている。これにより、反射光の光行路が短くなってスイッチング速度が一層早くされている。   In the three-terminal optical signal control element 10 of FIG. 2, a three-dimensional optical waveguide WG that transmits light while confining light three-dimensionally is formed on one surface of the semiconductor chip 11 by locally increasing the refractive index. Yes. An optical multiplexer 12 and an input-side circulator C1 are connected to the input side of the three-dimensional optical waveguide WG via an optical fiber F, for example, and an optical demultiplexer 20 is connected to the output side of the three-dimensional optical waveguide WG, for example. They are connected via an optical fiber F. In FIG. 2, the optical path between the optical filter 16 and the second semiconductor optical amplification element 18 is shorter than the optical path between the optical filter 16 and the first semiconductor optical amplification element 14. This shortens the optical path of the reflected light and further increases the switching speed.

サーキュレータC1は、たとえばファラデー素子および1/2波長板を有し、第1のポートから入射した光は第2のポートから出力し、第2のポートから入力した光は第3のポートら出力し、第3のポートから入射した光は第1のポートから出力するよく知られたものである。サーキュレータC1は、第1のポートから入射した第1波長λ1の信号光である第1入力光Iin1を第2のポートから第1半導体光増幅素子14へ出射し、第1半導体光増幅素子14から第2のポートへ入射した光を第3のポートから出射して観測されるように用いられる。   The circulator C1 has, for example, a Faraday element and a half-wave plate. Light incident from the first port is output from the second port, and light input from the second port is output from the third port. The light incident from the third port is well known to be output from the first port. The circulator C1 emits the first input light Iin1 that is the signal light having the first wavelength λ1 incident from the first port, from the second port to the first semiconductor optical amplifying element 14, and from the first semiconductor optical amplifying element 14 It is used so that light incident on the second port is emitted from the third port and observed.

光合波器12は、たとえば3次元光導波路をY字状に接合させて2入力光を合波して1出力光とする光導波路カプラ又はアレイ光導波路型回折格子などから構成される。また、光導波路が光ファイバにより構成される場合はその光ファイバをY字状に接合させたものでも光導波路カプラが構成される。上記光合波器12は可逆性を有するものであるので、光分波器20は、それと同様に構成されたものであってもよいし、サーキュレータから構成されてもよい。   The optical multiplexer 12 is composed of, for example, an optical waveguide coupler or an array optical waveguide type diffraction grating that joins a three-dimensional optical waveguide in a Y shape to multiplex two input lights into one output light. Further, when the optical waveguide is constituted by an optical fiber, an optical waveguide coupler is also constituted by joining the optical fiber in a Y shape. Since the optical multiplexer 12 has reversibility, the optical demultiplexer 20 may be configured in the same manner as that or a circulator.

第1半導体光増幅素子14および第2半導体光増幅素子18は、InP基板の上に結晶成長により積層された化合物半導体層内に幅2μm、長さ1mm程度に形成されたInGaAsPの量子井戸構造の活性層が、InP基板の底面電極と上面電極との間の150mA程度の注入電流で励起されると、光増幅ゲインのピークが1530nmで±40nm程度での光信号の増幅を行なうものである。なお、本実施例では、活性層は量子井戸構造であるがキャリア回復時間が数ピコ秒と高速な量子ドット構造を用いても良い。その場合は、本3端子光信号制御素子のスイッチング速度が高速化される。   The first semiconductor optical amplifying element 14 and the second semiconductor optical amplifying element 18 have an InGaAsP quantum well structure formed with a width of about 2 μm and a length of about 1 mm in a compound semiconductor layer stacked by crystal growth on an InP substrate. When the active layer is excited with an injection current of about 150 mA between the bottom electrode and the top electrode of the InP substrate, the optical signal is amplified with an optical amplification gain peak of about 1530 nm and about ± 40 nm. In this embodiment, the active layer has a quantum well structure, but a quantum dot structure having a carrier recovery time of several picoseconds and a high speed may be used. In that case, the switching speed of the three-terminal optical signal control element is increased.

光フィルタ16は、光路長が僅かずつ相違する多数本の導波路アレイの両端部が1つの入力部および1つの出力部とされたアレイ光導波路型回折格子から成るAWG型フィルタから構成されている。通常のアレイ光導波路型回折格子(Arrayed Waveguide Grating:AWG)は、複数の出力ポートと、1つの入力ポートと、光路長が僅かずつ相違する複数本の導波路アレイと、導波路アレイの本数に対応する複数の出力ポートと、入力ポートと導波路アレイとの間、および導波路アレイと出力ポートとの間にそれぞれ設けられたスラブ導波路とを有している。しかし、本実施例で用いられているAWG型フィルタは、上記通常のアレイ光導波路型回折格子に対して、スラブ導波路を有しておらず、しかも出力ポートが1つである点で、相違する。図3は、この本実施例で用いられているAWG型フィルタの透過特性を示している。透過特性が全体的に右下がりになっているのは、半導体光増幅素子の自然放出光を用いて特性を測定したためである。すなわち、本半導体光増幅素子のゲインのピークが1530nm辺りにあるためである。この透過特性では、波長間隔が約10nmの複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上(最大10dB程度)である。なお、中心波長が400nm、800nm、1300nm、1500nm、1550nmまたは1600nmにおいても同様な10nm以下の波長間隔、複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上のAWG型フィルタは作製可能である。   The optical filter 16 is composed of an AWG type filter composed of an arrayed optical waveguide type diffraction grating in which both ends of a plurality of waveguide arrays having slightly different optical path lengths are used as one input section and one output section. . An ordinary arrayed waveguide grating (AWG) has a plurality of output ports, one input port, a plurality of waveguide arrays having slightly different optical path lengths, and the number of waveguide arrays. A plurality of corresponding output ports and slab waveguides provided between the input port and the waveguide array and between the waveguide array and the output port, respectively. However, the AWG type filter used in the present embodiment is different from the normal arrayed optical waveguide type diffraction grating in that it does not have a slab waveguide and has one output port. To do. FIG. 3 shows the transmission characteristics of the AWG filter used in this embodiment. The reason why the transmission characteristics are generally lowered to the right is that the characteristics were measured using the spontaneous emission light of the semiconductor optical amplifier. In other words, this is because the gain peak of this semiconductor optical amplifier is around 1530 nm. This transmission characteristic has a plurality of high transmission regions having a wavelength interval of about 10 nm and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions, and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions. Is 5 dB or more (up to about 10 dB). In addition, when the center wavelength is 400 nm, 800 nm, 1300 nm, 1500 nm, 1550 nm, or 1600 nm, a similar wavelength interval of 10 nm or less, a plurality of high transmission regions, and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions are provided. An AWG filter having a difference between the plurality of low transmission regions and the plurality of low transmission regions of 5 dB or more can be manufactured.

本実験例では、第1波長λ1が1560.8nmの信号光である第1入力光Iin1と、を、第2波長λ2が1546.2nmの連続光である第2入力光Iin2とを、それぞれ1mW入力したが、制御光Icは入力しない。これにより、第1半導体光増幅素子14では、相互利得変調作用によって、第1入力光Iin1に対して強度反転した第2波長λ2(1546.2nm)の信号光である第1出力光Iout1が発生する。このとき、第2半導体光増幅素子18側から観測した第2出力光Iout2のスペクトルが図4であり、光フィルタ16からの反射光のスペクトルを、サーキュレータC1の第3のポートから観測したものが、図5である。図4と図5とを比較すると、第1波長λ1の信号光である第1入力光Iin1と第2波長λ2の連続光である第2入力光Iin2のそれぞれの強度が光フィルタ16のフィルタ特性の影響を受けていることがわかる。すなわち、図4においては、第2入力光Iin2の強度の方が第1入力光Iin1よりも大きく(透過率が高く)、図5ではその反対に、第2入力光Iin2の強度の方が第1入力光Iin1よりも小さくなっている。このことは、波長間隔が10nm以下の複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上である光フィルタ16において、第2波長λ2光(信号光である第1出力光Iout1)は高透過域で透過し、第1波長λ1の光(信号光である第1入力光Iin1)は少なくとも5dB以上で相対的に低い透過率である低透過域で透過し且つ透過しないものは第1半導体光増幅素子14側へ反射されていることを示している。   In this experimental example, the first input light Iin1 that is signal light having a first wavelength λ1 of 1560.8 nm and the second input light Iin2 that is continuous light having a second wavelength λ2 of 1546.2 nm are each 1 mW. Although input, the control light Ic is not input. Thereby, in the first semiconductor optical amplifying element 14, the first output light Iout1 that is the signal light having the second wavelength λ2 (1546.2 nm) whose intensity is inverted with respect to the first input light Iin1 is generated by the mutual gain modulation action. To do. At this time, the spectrum of the second output light Iout2 observed from the second semiconductor optical amplifier 18 side is FIG. 4, and the spectrum of the reflected light from the optical filter 16 is observed from the third port of the circulator C1. FIG. 4 and 5 are compared, the intensities of the first input light Iin1 that is the signal light having the first wavelength λ1 and the second input light Iin2 that is the continuous light having the second wavelength λ2 are the filter characteristics of the optical filter 16. It turns out that it is influenced by. That is, in FIG. 4, the intensity of the second input light Iin2 is greater than that of the first input light Iin1 (having higher transmittance), whereas in FIG. 5, the intensity of the second input light Iin2 is higher than that of the first input light Iin2. It is smaller than one input light Iin1. This has a plurality of high transmission regions having a wavelength interval of 10 nm or less and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions, and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions, In the optical filter 16 having a difference of 5 dB or more, the second wavelength λ2 light (the first output light Iout1 that is signal light) is transmitted in a high transmission region, and the light of the first wavelength λ1 (the first input that is signal light). The light Iin1) is transmitted through a low transmission region that is at least 5 dB or more and has a relatively low transmittance, and the light that does not transmit is reflected toward the first semiconductor optical amplification element 14 side.

このとき、図6のアイパターンに示す、10Gbpsの非ゼロ復帰(non return zero:NRZ)の疑似ランダムビットシーケンス(pseudorandom bit sequence:PRBS)信号を第1入力光Iin1として入力すると、図7のアイパターンに示すように、相互利得変調された第2波長λ2の反射光信号(サーキュレータC1の第3のポートで観測される第1出力光Iout1の反射光)は、第1入力光Iin1に対して強度反転した信号となり、図7のアイパターンに示すように高品質の優れた波形であることが確認された。本実験例によって、第1半導体光増幅素子14の入力端からレーザ光を入力して光フィルタ16によって反射させることによって、反射光においても強度反転信号が得られることが確認された。   At this time, when a pseudo random bit sequence (PRBS) signal of 10 Gbps non return zero (NRZ) shown in the eye pattern of FIG. 6 is input as the first input light Iin1, the eye of FIG. As shown in the pattern, the reflected light signal (the reflected light of the first output light Iout1 observed at the third port of the circulator C1) that has been subjected to the mutual gain modulation with respect to the second wavelength λ2 is compared with the first input light Iin1. The signal was inverted in intensity, and it was confirmed that the waveform was excellent in high quality as shown in the eye pattern of FIG. According to this experimental example, it was confirmed that an intensity inversion signal can be obtained even in the reflected light by inputting the laser light from the input end of the first semiconductor optical amplifying element 14 and reflecting it by the optical filter 16.

ここまでは光フィルタ16とその光フィルタ16によって反射された強度反転信号の特性について説明したが、3端子光信号制御素子10としての作動を以下に説明する。図8において、3端子光信号制御素子10に、第1波長λ1が1560.8nmの信号光である第1入力光Iin1と第2波長λ2が1543.2nmの連続光である第2入力光Iin2とを、光合波器12からそれぞれ1mW入力し、第3波長λcが1531.0nmである制御光Icを光分波器20から0.5mW入力した。なお、図8の第2半導体光増幅素子18の素子長は、第1半導体光増幅素子よりも長く、非対称になっている。図9は、このときに、図1或いは図2と同様に、3端子光信号制御素子10の出力側から観測された波形を示している。図9より、第2波長λ2の連続光である第2入力光Iin2は、光フィルタ16の透過スペクトルにおける高透過域の頂点(スペクトルに形成された山のピーク)に設定されているため、高強度に観測され、第1波長λ1の第1入力光Iin1は、光フィルタ16の透過スペクトルにおける低透過域の最低点(スペクトルに形成された谷底)に設定されているため、低強度に観測されている。また、制御光Icの第3波長λcも光フィルタ16の透過スペクトルにおける低透過域の最低点(スペクトルに形成された谷底)に設定されているため、逆に反射が高強度に得られている。   So far, the characteristics of the optical filter 16 and the intensity inversion signal reflected by the optical filter 16 have been described. The operation as the three-terminal optical signal control element 10 will be described below. In FIG. 8, the three-terminal optical signal control element 10 includes a first input light Iin1 that is signal light having a first wavelength λ1 of 1560.8 nm and a second input light Iin2 that is continuous light having a second wavelength λ2 of 1543.2 nm. The control light Ic having the third wavelength λc of 1531.0 nm is input from the optical demultiplexer 20 by 0.5 mW. The element length of the second semiconductor optical amplifying element 18 in FIG. 8 is longer than the first semiconductor optical amplifying element and is asymmetric. FIG. 9 shows the waveform observed from the output side of the three-terminal optical signal control element 10 at this time, as in FIG. 1 or FIG. From FIG. 9, since the second input light Iin2 that is continuous light of the second wavelength λ2 is set at the top of the high transmission region (peak of the mountain formed in the spectrum) in the transmission spectrum of the optical filter 16, The first input light Iin1 having the first wavelength λ1 is observed at a low intensity because it is set at the lowest point of the low transmission region (the valley bottom formed in the spectrum) in the transmission spectrum of the optical filter 16. ing. Further, since the third wavelength λc of the control light Ic is also set at the lowest point of the low transmission region (the valley bottom formed in the spectrum) in the transmission spectrum of the optical filter 16, reflection is obtained with high intensity. .

3端子光信号制御素子10における信号の動作は、以下の通りである。まず、第1波長λ1の信号光である第1入力光Iin1と第2波長λ2の連続光である第2入力光Iin2とが入力されると、第1半導体光増幅素子14における相互利得変調により、第2波長λ2の反転信号である第1出力光Iout1が得られる。次いで、その反転信号である第2波長の第1出力光Iout1が光フィルタ16を透過し且つ第3波長λcの制御光Icが入力されると、第2半導体光増幅素子18の相互利得変調によって、反転信号である第2波長の第1出力光Iout1によって変調されて再度強度反転し、第3波長λcではあるが第1入力光Iin1と同相の光信号である正転信号光である第2出力光Iout2が得られる。同時に、光フィルタ16を透過した第1波長λ1の第1入力光は、光フィルタ16の反射により低強度となるため、制御光Icには殆ど影響しない。第1半導体光増幅素子14および第2半導体光増幅素子18における相互利得変調作用は、mWオーダの高強度で発生する非線型現象であって、低強度光では生じないからである。また、第2半導体光増幅素子18の素子長は、第1半導体光増幅素子14よりも長くなっているため、小さい光入力信号強度で大きな光出力信号強度を得ることができる。   The operation of signals in the three-terminal optical signal control element 10 is as follows. First, when the first input light Iin1 that is signal light having the first wavelength λ1 and the second input light Iin2 that is continuous light having the second wavelength λ2 are input, mutual gain modulation in the first semiconductor optical amplifier 14 is performed. The first output light Iout1 that is an inverted signal of the second wavelength λ2 is obtained. Next, when the first output light Iout1 of the second wavelength, which is the inverted signal, passes through the optical filter 16 and the control light Ic of the third wavelength λc is input, the mutual gain modulation of the second semiconductor optical amplifier 18 is performed. , Modulated by the first output light Iout1 having the second wavelength, which is an inverted signal, and the intensity is inverted again, and the second signal which is the normal signal light, which is the optical signal having the same phase as the first input light Iin1, but having the third wavelength λc. Output light Iout2 is obtained. At the same time, the first input light having the first wavelength λ 1 that has passed through the optical filter 16 has a low intensity due to reflection by the optical filter 16, and therefore hardly affects the control light Ic. This is because the mutual gain modulation action in the first semiconductor optical amplifying element 14 and the second semiconductor optical amplifying element 18 is a non-linear phenomenon that occurs at a high intensity on the order of mW, and does not occur in low-intensity light. In addition, since the element length of the second semiconductor optical amplifying element 18 is longer than that of the first semiconductor optical amplifying element 14, a large optical output signal intensity can be obtained with a small optical input signal intensity.

図10、図11、図12は、図9のそれぞれの波長のバンドパスフィルタで切り分けて図6および図7と同様に測定したアイパターンで、第1波長λ1の信号光である第1入力光Iin1、第2波長λ2の反転信号(第1出力光Iout1)(光NOT回路)、および、再度の信号反転により第1入力光Iin1と同相信号光である第3波長λcの第2出力光Iout2を、それぞれ示している。図10、図11、図12は、品質の良い信号波形を示しているので、第2出力光Iout2は、第1入力光Iin1と同相に変調された少なくとも10Gbpsの伝送速度の信号が得られることが明らかである。図13は、制御光Icとして、連続光ではなく、変調した信号を用いた場合の各信号波形を示している。これによれば、第3波長λcの第1入力光Iin1と同相信号光であって制御光Icにより変調された第2出力光Iout2が得られる(光AND回路)。さらに、光フィルタ16が十分に第1入力光Iin1の透過を抑制できる場合には、第1波長λ1の制御光Icを用いることができる。この場合には、第1入力光Iin1 と同相信号光であって制御光Icにより変調された第1波長λ1の第2出力光Iout2が得られる。なお、図13の(c)に示す実線、破線、一点鎖線、二点鎖線に示す波形は、制御光Icが0mW、0.1mW、0.3mW、0.5mWである場合を示している。図13より、制御光Icの強度を増加するにしたがって、出力光強度が増加していることがわかり、第1入力光Iin1と制御光Icの積算した波形が得られる(光AND回路)。   10, FIG. 11, and FIG. 12 show the first input light, which is the signal light of the first wavelength λ1, with eye patterns cut out by the bandpass filters of the respective wavelengths of FIG. 9 and measured in the same manner as FIG. 6 and FIG. Iin1, an inverted signal of the second wavelength λ2 (first output light Iout1) (optical NOT circuit), and a second output light of the third wavelength λc that is in-phase signal light with the first input light Iin1 due to signal inversion again Iout2 is shown respectively. 10, FIG. 11 and FIG. 12 show signal waveforms with good quality, so that the second output light Iout2 can obtain a signal with a transmission speed of at least 10 Gbps modulated in phase with the first input light Iin1. Is clear. FIG. 13 shows signal waveforms when a modulated signal is used as the control light Ic instead of continuous light. According to this, the second output light Iout2 that is the same phase signal light as the first input light Iin1 of the third wavelength λc and modulated by the control light Ic is obtained (optical AND circuit). Further, when the optical filter 16 can sufficiently suppress the transmission of the first input light Iin1, the control light Ic having the first wavelength λ1 can be used. In this case, the second output light Iout2 having the first wavelength λ1 that is the same phase signal light as the first input light Iin1 and is modulated by the control light Ic is obtained. In addition, the waveform shown to the continuous line, broken line, dashed-dotted line, and dashed-two dotted line shown in (c) of FIG. 13 has shown the case where the control light Ic is 0 mW, 0.1 mW, 0.3 mW, and 0.5 mW. From FIG. 13, it can be seen that the output light intensity increases as the intensity of the control light Ic increases, and a waveform obtained by integrating the first input light Iin1 and the control light Ic is obtained (optical AND circuit).

上記の光分波器20としてアレイ光導波路格子AWGを用いる場合には、信号光である第1入力光Iin1が反転した位相の第2波長λ2の第1出力光Iout1と、第3波長λcの第1入力光Iin1と同相信号である第2出力光Iout2とを同時に得ることができる。たとえば電子回路ではAND回路と同時にNOT回路が必要不可欠であるように、その反転信号は信号制御技術において重要な役割を持つ。また、光分波器20としてアレイ光導波路格子AWGを用いる場合には、多波長の制御光Icを用いて、それぞれ波長毎に制御された第2出力光Iout2を得ることができる。   When the arrayed optical waveguide grating AWG is used as the optical demultiplexer 20, the first output light Iout1 having the second wavelength λ2 having the phase inverted from the first input light Iin1 as the signal light and the third wavelength λc It is possible to simultaneously obtain the first input light Iin1 and the second output light Iout2 that is an in-phase signal. For example, as in an electronic circuit, a NOT circuit is indispensable simultaneously with an AND circuit, and its inverted signal has an important role in signal control technology. Further, when the array optical waveguide grating AWG is used as the optical demultiplexer 20, the second output light Iout2 controlled for each wavelength can be obtained by using the multi-wavelength control light Ic.

上述のように、本実施例によれば、第1半導体光増幅素子14と第2半導体光増幅素子18との間に配設された光フィルタ16は、第1半導体光増幅素子14から出力された第2波長λ2の信号光である第1出力光Iout1を第2半導体光増幅素子18側へ透過し、第1半導体光増幅素子14からの第1波長λ1の第1入力光Iin1を第1半導体光増幅素子14側へ反射し、且つ、第2半導体光増幅素子18からの第3波長の制御光Icを第2半導体光増幅素子18側へ反射することから、第1半導体光増幅素子14および第2半導体光増幅素子18を直結し、第2半導体光増幅素子18の出力側から制御光Icにより変調された第2出力光Iout2(光AND回路)および第1出力光Iout1(光NOT回路)を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the optical filter 16 disposed between the first semiconductor optical amplification element 14 and the second semiconductor optical amplification element 18 is output from the first semiconductor optical amplification element 14. The first output light Iout1 that is the signal light having the second wavelength λ2 is transmitted to the second semiconductor optical amplifier 18 side, and the first input light Iin1 having the first wavelength λ1 from the first semiconductor optical amplifier 14 is the first. The first semiconductor optical amplifying element 14 is reflected from the side of the semiconductor optical amplifying element 14 and the control light Ic having the third wavelength from the second semiconductor optical amplifying element 18 is reflected to the second semiconductor optical amplifying element 18 side. The second output light Iout2 (optical AND circuit) and the first output light Iout1 (optical NOT circuit) modulated by the control light Ic from the output side of the second semiconductor optical amplification element 18 are directly connected to each other. ) Can be obtained.

また、本実施例によれば、光フィルタ16は、波長軸上で透過率が変化する少なくとも1つの高透過域および低透過域を有する光導波路型回折格子から構成されたグレーティング型フィルタであり、透過しない波長の光は入力側へ反射することから、第1半導体光増幅素子14から出力された第2波長λ2の第1出力光を該第2半導体光増幅素子18側へ透過し、第1半導体光増幅素子14からの第1波長λ1の第1入力光Iin1を第1半導体光増幅素子14側へ反射し、且つ、第2半導体光増幅素子18からの制御光Icを第2半導体光増幅素子18側へ反射することから、第1半導体光増幅素子14および第2半導体光増幅素子18を直結し、第2半導体光増幅素子18の出力側から第2出力光Iout2および第1出力光Iout1を得ることができる。グレーティング型フィルタは、半導体光増幅素子と同一基板上にモノリシックに作製できる。   Further, according to the present embodiment, the optical filter 16 is a grating type filter composed of an optical waveguide type diffraction grating having at least one high transmission region and low transmission region whose transmittance varies on the wavelength axis, Since light having a wavelength that does not pass through is reflected to the input side, the first output light having the second wavelength λ2 output from the first semiconductor optical amplification element 14 is transmitted to the second semiconductor optical amplification element 18 side, and the first The first input light Iin1 having the first wavelength λ1 from the semiconductor optical amplifier 14 is reflected to the first semiconductor optical amplifier 14 side, and the control light Ic from the second semiconductor optical amplifier 18 is amplified by the second semiconductor optical amplifier. Since the light is reflected to the element 18 side, the first semiconductor light amplification element 14 and the second semiconductor light amplification element 18 are directly connected, and the second output light Iout2 and the first output light Iout1 are output from the output side of the second semiconductor light amplification element 18. Can get Kill. The grating filter can be manufactured monolithically on the same substrate as the semiconductor optical amplifier.

また、本実施例によれば、光フィルタ16は、各1本の入力導波路および出力導波路を有するアレイ光導波路型回折格子から構成されたAWG型フィルタであり、波長に対して透過率が変化する複数個の山および谷を有する透過特性を有するものである。複数個の山および谷を有する透過特性を有するため、容易に、第1波長λ1および第3波長λcを低透過域に設定し、第2波長λ2を高透過域に設定でき、複数の制御光を入力して複数の第2出力光Iout2が得られる。また、AWG型フィルタは、半導体光増幅素子と同一基板上にモノリシックに作製できる。   Further, according to the present embodiment, the optical filter 16 is an AWG type filter composed of an arrayed optical waveguide type diffraction grating having one input waveguide and one output waveguide, and has a transmittance with respect to the wavelength. It has a transmission characteristic having a plurality of changing peaks and valleys. Since it has a transmission characteristic having a plurality of peaks and valleys, the first wavelength λ1 and the third wavelength λc can be easily set to a low transmission range, and the second wavelength λ2 can be set to a high transmission range. Are input to obtain a plurality of second output lights Iout2. The AWG filter can be manufactured monolithically on the same substrate as the semiconductor optical amplifier.

また、本実施例によれば、光フィルタ16を構成するAWG型フィルタは、中心波長が400nm、800nm、1300nm、1500nm、1550nmまたは1600nmで、波長間隔が10nm以下の複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上である透過特性を有する。このため、容易に、各中心波長帯域で、第1波長λ1および第3波長λcを低透過域に設定し、第2波長λ2を高透過域に設定できる。   Further, according to the present embodiment, the AWG type filter constituting the optical filter 16 includes a plurality of high transmission regions having a center wavelength of 400 nm, 800 nm, 1300 nm, 1500 nm, 1550 nm, or 1600 nm and a wavelength interval of 10 nm or less, and a plurality of them. And a plurality of low transmission regions between the high transmission regions, and a difference between the plurality of high transmission regions and the plurality of low transmission regions is 5 dB or more. Therefore, the first wavelength λ1 and the third wavelength λc can be easily set to the low transmission region and the second wavelength λ2 can be set to the high transmission region in each central wavelength band.

また、本実施例によれば第1半導体光増幅素子14入力側には、第1入力光Iin1と第2入力光Iin2とを合波する光合波器12が設けられ、第2半導体光増幅素子18の出力側には、第1波長λ1または第3波長λcの第2出力光Iout2と制御光Icとを分離して出力する光分波器20が設けられている。このため、第1半導体光増幅素子14の入力側では、第1波長λ1の第1入力光Iin1と第2波長λ2の第2入力光Iin2とが合波され、第2半導体光増幅素子18の出力側では、第3波長λcの制御光Icと、その制御光Icで変調された第3波長λcの第2出力光Iout2および第1出力光Iout1とが分波されて出力される。   Further, according to the present embodiment, an optical multiplexer 12 that multiplexes the first input light Iin1 and the second input light Iin2 is provided on the input side of the first semiconductor optical amplification element 14, and the second semiconductor optical amplification element is provided. 18 is provided with an optical demultiplexer 20 that separates and outputs the second output light Iout2 having the first wavelength λ1 or the third wavelength λc and the control light Ic. Therefore, on the input side of the first semiconductor optical amplifying element 14, the first input light Iin1 having the first wavelength λ1 and the second input light Iin2 having the second wavelength λ2 are combined, On the output side, the control light Ic having the third wavelength λc and the second output light Iout2 and the first output light Iout1 having the third wavelength λc modulated by the control light Ic are demultiplexed and output.

また、本実施例によれば、光合波器12は、光導波路カプラ又はアレイ光導波路型回折格子から成るものであり、前記光分波器20は、光導波路カプラ、アレイ光導波路型回折格子又はサーキュレータから成るものであるので、容易に、光合波器12および光分波器20が構成される利点がある。   According to the present embodiment, the optical multiplexer 12 includes an optical waveguide coupler or an array optical waveguide type diffraction grating, and the optical demultiplexer 20 includes the optical waveguide coupler, the array optical waveguide type diffraction grating, or Since it consists of a circulator, there is an advantage that the optical multiplexer 12 and the optical demultiplexer 20 are easily configured.

また、本実施例によれば、制御光Icは第3波長λcであったが、第1入力光Iin1と同じ第1波長λ1であってもよい。この場合には、3端子光信号制御素子10の入力信号光の波長とその3端子光信号制御素子10により変調された出力信号の波長とが共通するので、多数の3端子光信号制御素子を有する大規模な光回路中において波長変換が軽減される利点がある。   Further, according to the present embodiment, the control light Ic has the third wavelength λc, but may be the same first wavelength λ1 as the first input light Iin1. In this case, since the wavelength of the input signal light of the three-terminal optical signal control element 10 and the wavelength of the output signal modulated by the three-terminal optical signal control element 10 are common, a number of three-terminal optical signal control elements are There is an advantage that wavelength conversion is reduced in a large-scale optical circuit.

また、本実施例の3端子光信号制御素子10によれば、2つの第1半導体光増幅素子14と第2半導体光増幅素子18との間に、たとえばAWG型フィルタから成る光フィルタ16を介挿したサンドイッチ構造であるので、非常にシンプルな基本構造を構成できる。たとえば、半導体分野では、トランジスタもPNP或いはNPNのサンドイッチ構造であり、超伝導分野のジョゼフソン素子も超伝動体を常伝導体で挟んだサンドイッチ構造であり、本実施例の3端子光信号制御素子10はそれらの類似の構造になる。   Further, according to the three-terminal optical signal control element 10 of the present embodiment, the optical filter 16 composed of, for example, an AWG filter is interposed between the two first semiconductor optical amplifying elements 14 and 18. Because of the sandwich structure inserted, a very simple basic structure can be constructed. For example, in the semiconductor field, the transistor also has a PNP or NPN sandwich structure, and the Josephson element in the superconducting field also has a sandwich structure in which a superconductor is sandwiched between normal conductors. 10 becomes their similar structure.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。   The above description is merely an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

10:3端子光信号制御素子
12:光合波器
14:第1半導体光増幅素子
16:光フィルタ
18:第2半導体光増幅素子
20:光分波器
10: 3-terminal optical signal control element 12: optical multiplexer 14: first semiconductor optical amplifier 16: optical filter 18: second semiconductor optical amplifier 20: optical demultiplexer

Claims (8)

光信号である第1波長の第1入力光と連続光である第2波長の第2入力光とを受けて、相互利得変調により、第2波長に変換され且つ強度反転した第1出力光を出力する第1半導体光増幅素子と、該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光と第3波長の制御光とを受けて、相互利得変調により、第3波長に変換され且つ強度反転した第2出力光を出力する第2半導体光増幅素子とを、備える3端子光信号制御素子であって、
前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との間に設けられ、該第1半導体光増幅素子から出力された第2波長の第1出力光を該第2半導体光増幅素子側へ透過し、該第1半導体光増幅素子からの前記第1波長の第1入力光を該第1半導体光増幅素子側へ反射し、且つ、前記第2半導体光増幅素子の出力側から入力した前記制御光を該第2半導体光増幅素子側へ反射する光フィルタを、
含むことを特徴とする3端子光信号制御素子。
The first output light having the first wavelength of the first wavelength that is the optical signal and the second input light of the second wavelength that is the continuous light is converted into the second wavelength and the intensity is inverted by the mutual gain modulation. The first semiconductor optical amplifying element to be output, the first output light having the second wavelength output from the first semiconductor optical amplifying element, and the control light having the third wavelength are received and changed to the third wavelength by mutual gain modulation. A three-terminal optical signal control element comprising: a second semiconductor optical amplification element that outputs a second output light that has been converted and has an inverted intensity;
Provided between the first semiconductor optical amplification element and the second semiconductor optical amplification element, the first output light of the second wavelength output from the first semiconductor optical amplification element is the second semiconductor optical amplification element side. The first input light of the first wavelength from the first semiconductor optical amplifier is reflected to the first semiconductor optical amplifier and input from the output side of the second semiconductor optical amplifier An optical filter for reflecting the control light toward the second semiconductor optical amplifier element;
A three-terminal optical signal control element comprising:
前記光フィルタは、波長軸上で透過率が変化する少なくとも1つの高透過域および低透過域を有する光導波路型回折格子から構成されたグレーティング型フィルタであり、透過しない波長の光は反射することを特徴とする請求項1の3端子光信号制御素子。   The optical filter is a grating type filter composed of an optical waveguide type diffraction grating having at least one high transmission region and low transmission region whose transmittance varies on the wavelength axis, and reflects light having a wavelength that does not transmit. The three-terminal optical signal control element according to claim 1. 前記光フィルタは、各1本の入力導波路および出力導波路を有するアレイ光導波路型回折格子から構成されたAWG型フィルタであり、波長に対して透過率が変化する複数個の山および谷を有する透過特性を有することを特徴とする請求項1の3端子光信号制御素子   The optical filter is an AWG type filter composed of an arrayed optical waveguide type diffraction grating having one input waveguide and one output waveguide, and has a plurality of peaks and valleys whose transmittance varies with wavelength. 3. A three-terminal optical signal control device according to claim 1, wherein said device has transmission characteristics. 前記AWG型フィルタは、中心波長が400nm、800nm、1300nm、1500nm、1550nmまたは1600nmで、波長間隔が10nm以下の複数の高透過域とそれら複数の高透過域の間の複数の低透過域とを有し、それら複数の高透過域の間の複数の低透過域との差が5dB以上である透過特性を有することを特徴とする請求項3の3端子光信号制御素子。   The AWG filter has a plurality of high transmission regions having a central wavelength of 400 nm, 800 nm, 1300 nm, 1500 nm, 1550 nm, or 1600 nm and a wavelength interval of 10 nm or less, and a plurality of low transmission regions between the plurality of high transmission regions. 4. The three-terminal optical signal control element according to claim 3, wherein the three-terminal optical signal control element has a transmission characteristic in which a difference between the plurality of low transmission areas and the plurality of low transmission areas is 5 dB or more. 前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との構造が非対称にされていることを特徴とする請求項1乃至4の3端子光信号制御素子。   5. The three-terminal optical signal control element according to claim 1, wherein the first semiconductor optical amplifying element and the second semiconductor optical amplifying element have asymmetric structures. 前記第1半導体光増幅素子と前記第2半導体光増幅素子との活性層は量子ドットで構成されることを特徴とする請求項1乃至5の3端子光信号制御素子。   6. The three-terminal optical signal control element according to claim 1, wherein an active layer of the first semiconductor optical amplifying element and the second semiconductor optical amplifying element is composed of quantum dots. 前記第1半導体光増幅素子の入力側には、前記第1入力光と第2入力光とを合波する光合波器が設けられ、
前記第2半導体光増幅素子の出力側には、前記第2波長の第1出力光または第3波長の第2出力光と前記制御光とを分離して出力する光分波器が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6の3端子光信号制御素子。
An optical multiplexer for multiplexing the first input light and the second input light is provided on the input side of the first semiconductor optical amplification element,
An optical demultiplexer for separating and outputting the first output light of the second wavelength or the second output light of the third wavelength and the control light is provided on the output side of the second semiconductor optical amplification element. The three-terminal optical signal control element according to claim 1, wherein
前記光合波器は、光導波路カプラ又はアレイ光導波路型回折格子から成るものであり、前記光分波器は、光導波カプラ、アレイ光導波路型回折格子又はサーキュレータから成る請求項7の3端子光信号制御素子。
8. The three-terminal light according to claim 7, wherein the optical multiplexer comprises an optical waveguide coupler or an array optical waveguide type diffraction grating, and the optical demultiplexer comprises an optical waveguide coupler, an array optical waveguide type diffraction grating, or a circulator. Signal control element.
JP2014238702A 2014-11-26 2014-11-26 Three-terminal optical signal control element Pending JP2016099595A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014238702A JP2016099595A (en) 2014-11-26 2014-11-26 Three-terminal optical signal control element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014238702A JP2016099595A (en) 2014-11-26 2014-11-26 Three-terminal optical signal control element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016099595A true JP2016099595A (en) 2016-05-30

Family

ID=56077053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014238702A Pending JP2016099595A (en) 2014-11-26 2014-11-26 Three-terminal optical signal control element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016099595A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5314815B2 (en) Optical signal transfer method, optical signal relay device, and optical signal storage device
WO2017135381A1 (en) Optical transmitter and light intensity monitoring method
US20020089711A1 (en) Photonic devices for optical and optoelectronic information processing
EP3408902B1 (en) Multi-frequency hybrid tunable laser
US20190165877A1 (en) ENERGY EFFICIENT, CONTENTIONLESS NxM ROADM WITH AMPLIFIED SINGLE WAVELENGTH DROP/ADD PORTS AND CORRESPONDING METHODS
CN103091782B (en) Array waveguide grating module with polarization control
CN113805641B (en) Photonic neural network
EP2519996A2 (en) Optical modulator using a dual output laser embedded in a mach zehnder interferometer
Morichetti et al. 4-channel all-optical MIMO demultiplexing on a silicon chip
US20230353251A1 (en) Photonic Integrated Circuit for High-Wavelength-Channel-Count Wavelength-Division-Multiplexed Systems
CN103370112A (en) Laser light source output apparatus and laser output system
US7064891B2 (en) Optical wavelength converter with a semiconductor optical amplifier
JPWO2006011262A1 (en) Optical signal amplification 3-terminal device
JP4977283B2 (en) Optical signal amplifier
JP2016099595A (en) Three-terminal optical signal control element
Chen et al. Concurrent multi-channel transmission of a dwdm silicon photonic transmitter based on a comb laser and microring modulators
JP4520700B2 (en) Signal addition for wavelength division multiplexing systems.
JP2001308422A (en) Excitation light source device
JP4084994B2 (en) Optical switching hub device
Shiu et al. An InP-based monolithically integrated reconfigurable optical add–drop multiplexer
CN101587277A (en) A kind of All Optical Wave Converter based on composite resonant cavity
Wang et al. Silicon Photonics Chip I/O for Ultra High-Bandwidth and Energy-Efficient Die-to-Die Connectivity
US20230246725A1 (en) Wavelength-Division-Multiplexing Optical Circuit Implemented in Photonic Integrated Circuit for Optical Transmitter
US20240007192A1 (en) Photonic Integrated Circuit for High-Wavelength-Channel-Count Wavelength-Division-Multiplexed Systems
JP3103417B2 (en) Waveguide type optical demultiplexing circuit