DE68915331T2 - Optischer Verstärkungsmodul. - Google Patents
Optischer Verstärkungsmodul.Info
- Publication number
- DE68915331T2 DE68915331T2 DE68915331T DE68915331T DE68915331T2 DE 68915331 T2 DE68915331 T2 DE 68915331T2 DE 68915331 T DE68915331 T DE 68915331T DE 68915331 T DE68915331 T DE 68915331T DE 68915331 T2 DE68915331 T2 DE 68915331T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical
- semiconductor laser
- laser chip
- output
- input
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 101
- 230000003321 amplification Effects 0.000 title 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 title 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 63
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 44
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 34
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 34
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
- H04B10/2914—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using lumped semiconductor optical amplifiers [SOA]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
- G02B6/4209—Optical features
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S5/0064—Anti-reflection components, e.g. optical isolators
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Verstärker zur Verwendung in einem Lichtwellen-Fernverkehrssystem und insbesondere einen optischen Verstärkermodul, der unter Verwendung eines Halbleiterlasers zur direkten Verstärkung eines Lichtsignals imstande ist.
- Der jüngste rasche Fortschritt in der Telekommunikation verlangt eine immer weiter verbesserte Übertragungstechnologie, die imstande ist, beispielsweise ein großes Informationsvolumen an weiter entfernte Standorte zu übertragen. Um derartige Anforderungen zu erfüllen, ist bisher ein faseroptisches Übertragungssystem vorgeschlagen worden. Eine optische Faser, ein Medium mit niedrigen Verlusten, ermöglicht eine Langstrecken-Übertragung. Um die Übertragungsentfernung zu vergrößern, enthält das faseroptische Übertragungssystem einen optischen Zwischenverstärker, der in eine faseroptische Übertragungsleitung eingefügt ist. Für einen solchen optischen Zwischenverstärker kennt man bis jetzt ein System, das ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und nach einigen elektrischen Verarbeitungen das resultierende elektrische Signal einer elektrooptischen Wandlung unterzieht, um ein optisches Signal wiederherzustellen. Außerdem liefert die jüngste Entwicklung auf diesem Gebiet ein weiteres Beispiel eines solchen optischen Zwischenverstärkers, das zur direkten Verstärkung eines optischen Signals ohne Umwandlung des Signals in ein elektrisches Signal imstande ist. Der letztere optische Zwischenverstärker hat den Vorteil, daß er verglichen mit dem ersteren optischen Zwischenverstärker zum Durchführen der elektrooptischen Wandlung miniaturisiert und vereinfacht ist. Ein solcher optischer Verstärker kann beispielsweise einen Halbleiterlaser aufweisen. Ein Beispiel einer optischen Faser, bei der ein Halbleiterlaser verwendet wird, ist in "Low Loss Coupling between Semiconductor Lasers and Single-mode Fiber Using Tapered Lensed Fibers", British Telecom. Technol J. Band 4, Nr. 2, Apr. 1986, beschrieben. Fig. 1 zeigt die Konfiguration, in der ein Halbleiterlaser-Verstärkerchip 21 direkt mit verjüngten Fasern 22 gekoppelt ist. Fig. 2 zeigt die Konfiguration des optischen Verstärkers von Fig. 1, wenn er in einem faseroptischen Übertragungssystem angeordnet ist. Eine solche Konfiguration ist in "400 Mbit/s, 372 km Coherent Transmission Experiment Using In-Line Optical Amplifiers", Electronics Letters Band 24, Nr. 1, Jan. 1988, beschrieben, die dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 entspricht. Das heißt, die optische Verstärkereinrichtung besteht in der praktischen Anwendung aus einem optischen Verstärker 31, einem Einwegleiter 32, einem Filter 33, einer Kopplung 34 und einer Ausgangsleistungs-Überwachungseinrichtung 35, wobei alle Elemente in Reihe geschaltet sind, und ist außerdem mit einer optischen Faser 36 und einem Optikkoppler 37 verbunden,
- Die EP-A-0 238 977 zeigt ein Gehäuse mit einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Halbleiterlasers und einer Kollimatorlinse, und eine weitere Befestigungseinrichtung, die eine Hülse zum Befestigen einer weiteren Kollimatorlinse und einer optischen Faser in einer Quetschhülse enthält.
- Die herkömmlichen optischen Verstärkereinrichtungen des oben beschriebenen Typs leiden jedoch unter den folgenden Schwierigkeiten: Der herkömmliche optische Verstärker, bei dem der in Fig. 1 gezeigte Halbleiterlaser verwendet wird, ist hinsichtlich der optischen Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangsseiten über den Halbleiterlaser instabil, da die optische Kopplung direkt durchgeführt wird. Bei der optischen Verstärkereinrichtung des in Fig. 2 dargestellten Typs ist die Ausrichtung der einzelnen optischen Bauelemente aufeinander schwierig.
- Im Hinblick auf die Nachteile der bekannten Techniken ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Verstärkermodul zu schaffen, der eine stabile optische Kopplung liefert.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Verstärkermodul zu schaffen, der aus einer verringerten Anzahl von Teilen aufgebaut ist.
- Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Verstärkermodul zu schaffen, bei dem die optische Kopplung mühelos eingestellt werden kann.
- Um die obigen Aufgaben zu lösen, ist ein optischer Verstärkermodul gemäß der vorliegenden Erfindung im Patentanspruch 1 angegeben.
- Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
- Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines optischen Verstärkermoduls unter Verwendung eines Halbleiterlaser-Chips;
- Fig. 2 zeigt eine Konfiguration einer optischen Verstärkereinrichtung bei Verwendung des optischen Verstärkermoduls von Fig. 1;
- Fig. 3 zeigt eine Konfiguration eines optischen Verstärkermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4 ist eine graphische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Halbleiterverstärker-Chip und einer optischen Faser in bezug auf relative Positionsveränderungen und den optischen Kopplungsverlust zeigt;
- Fig. 5 sind Vorder- und Seitenansichten, die jede eine Befestigung zum stationären Befestigen eines Halbleiterlaser-Chips und einer Kollimatorlinse zeigen;
- Fig. 6 ist eine Seitenansicht, die eine Befestigung zwn stationären Befestigen von Eingangs-/Ausgangsfasern und der Kollimatorlinse zeigt;
- Fig. 7 ist eine Ansicht, die charakteristische BER-Kurven zeigt.
- Mit Bezug auf Fig. 3 wird ein optischer Verstärkermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der optische Verstärkermodul enthält ein Gehäuse 100, eine Eingangsfaser 101 und eine Ausgangsfaser 102. Der optische Verstärkermodul ist über die oben erwähnten Eingangs- und Ausgangsfasern 101, 102 in eine optische Übertragungsstrecke eines optischen Kommunikationssystems eingefügt und mit dieser verbunden. Das heißt, ein zu verstärkendes Eingangs-Lichtsignal wird über die Eingangsfaser 101 in das Gehäuse hineingeführt, und ein verstärktes Lichtsignal wird über die Ausgangsfaser 102 an die optische Übertragungsstrecke des optischen Kommunikationssystems gekoppelt.
- Das in den optischen Verstärkermodul hineingeführte Eingangs-Lichtsignal besteht von der hinteren Facette der optischen Eingangsfaser 101 aus in einen im Gehäuse 100 gebildeten Raum hinein und fällt auf die vordere Facette der optischen Ausgangsfaser 102 auf. Demzufolge pflanzt sich das Lichtsignal in dem Raum im Gehäuse 100 ohne Verwendung irgendeiner optischen Faser fort. Dazu ist die optische Achse des Lichtsignals auf die der Eingangs- und Ausgangsfasern 101, 102 ausgerichtet.
- An einer geeigneten Stelle auf der optischen Achse des Lichtsignals ist innerhalb des Gehäuses 100 ein Halbleiterlaser-Chip 110 angeordnet. Zwischen der hinteren Facette der optischen Eingangsfaser 101 und dem Halbleiterlaser-Chip 110 liegt ein Eingangs-Kopplungsraum (eine Eingangsseite). Ähnlich liegt zwischen dem Halbleiterlaser-Chip 110 und der Stirnseite der optischen Ausgangsfaser 102 ein Ausgangs- Kopplungsraum (eine Ausgangsseite).
- Das Gehäuse 100 beherbergt ferner fünf Kollimatorlinsen 111, 112, 113, 114, 115. Die Linsen 111, 112, 113, 114 sind auf der optischen Achse des Lichtsignals angeordnet. Die Linsen 111 und 112 sind auf der Eingangsseite angeordnet, und die übrigen Linsen 113, 114 sind auf der Ausgangsseite angeordnet.
- Die Kollimatorlinse 111 ist in einer an der hinteren Facette der optischen Eingangsfaser 101 befindlichen Fokussierposition angeordnet, an der alles auffallende Licht dadurch fokussiert wird, zu dem Zweck, das von der hinteren Facette der optischen Eingangsfaser 101 aus auffallende Lichtsignal in einen parallelen Lichtstrahl umzuwandeln. Die Kollimatorlinse 112 ist in einer Fokussierposition, an der das auffallende Licht dadurch fokussiert wird, an der vorderen Facette des Halbleiterlaser-Chips 110 angeordnet, zu dem Zweck, es dem durch die Kollimatorlinse 111 geformten parallelen Lichtstrahl zu ermöglichen, auf den Halbleiterlaser-Chip aufzufallen. Somit kann der solchermäen gebildete parallele Lichtstrahl die optische Eingangsfaser 101 und den Halbleiterlaser-Chip 110 über die Kollimatorlinsen 111, 112 optisch miteinander koppeln. Im Ausgangs-Kopplungsraum kann ebenfalls ein paralleler Lichtstrahl eine solche optische Kopplung über die Kollimatorlinsen 113, 114 herstellen.
- Das Gehäuse 100 beherbergt außerdem zwei Einwegleiter 121, 122, die auf der optischen Achse des Lichtsignals angeordnet sind, wobei im einzelnen der erstere Einwegleiter 121 im Eingangs-Kopplungsraum angeordnet ist, während der letztere Einwegleiter 122 im Ausgangs-Kopplungsraum angeordnet ist.
- Das Gehäuse 100 beherbergt darüber hinaus ein Interferenzfilter 131 und einen Strahlteiler 141, die in dieser Reihenfolge zwischen dem Einwegleiter 122 und der Kollimatorlinse 114 angeordnet sind.
- Das Gehäuse beherbergt ferner die oben erwähnte Kollimatorlinse 115 und eine Photodiode 142 als Mittel zur Überwachung des Ausgangs-Lichtsignals vom Halbleiterlaser-Chip 110.
- Sowohl die vordere als auch die hintere Facette des Halbleiterlaser-Chips 110 sind vorzugsweise mit einer Antireflexions-Beschichtung beschichtet. Das verbleibende Reflexionsvermögen jeder Facette ist annähernd kleiner als 0,01%.
- Die optische Kopplung über den parallelen Lichtstrahl ist vorteilhafter als die bei der herkömmlichen direkten Kopplung zwischen einem Laser-Chip und einer verjüngten Faser, wie nachstehend beschrieben wird.
- (1) Die Verringerung des Wirkungsgrads der optischen Kopplung zwischen dem Halbleiterlaser-Chip 110 und den Eingangs- und Ausgangsfasern ist sehr gering. Wird ein solcher optischer Verstärkermodul praktisch verwendet, so kann er allgemein unter Wärmeschwankung, mechanischer Beanspruchung durch Wärmeausdehnung usw. leiden. Auf Grund von solchen ungünstigen Faktoren besteht die Möglichkeit, dar die Relativposition zwischen den Eingangs-/Ausgangsfasern und dem Halbleiterlaser-Chip verändert wird. Die optische Kopplung, die von dem parallelen optischen Strahl gemäß der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht, minimiert jedoch die Verringerung der optischen Kopplung im herkömmlichen Fall, die durch solche Positionsveränderungen hervorgerufen wird. Insbesondere ist eine solche Verringerung in der Richtung der optischen Achse klein. Indem an dieser Stelle auf Fig. 4 Bezug genommen wird, sind Veränderungen der optischen Kopplungsverluste auf Grund von Positionsveränderungen zwischen den einzelnen Bauelementen sowohl im Falle der direkten Kopplung als auch im Falle der Kollimator-Kopplung dargestellt. Fig. 4(a) zeigt die Positionsänderungen in einer zu der optischen Achse senkrechten Richtung und Fig. 4(b) in einer Richtung der optischen Achse.
- (2) Hierdurch kann eine stabile Ausgangsleistung gewährleistet werden.
- (3) Im Falle der direkten Kopplung zwischen dem Halbleiter- Chip und den optischen Fasern wird vom Halbleiterlaser-Chip emittiertes Spontanemissionslicht von der Facette der optischen Faser zurückreflektiert und fällt wieder auf den Halbleiterlaser-Chip auf. Dies ruft eine selbsterregte Lasertätigkeit des Halbleiterlaser-Chips hervor. Im Falle der Fernkopplung unter Verwendung der Kollimatorlinse ist jedoch ein Wiedereintritt von solchem Spontanemissionslicht in den Halbleiterlaser-Chip selbst dann selten, wenn es von der Oberfläche der Kollimatorlinse zurückreflektiert wird. Somit kann die Kollimator-Kopplung den Halbleiterlaser-Chip wirkungsvoll von einer selbsterregten Lasertätigkeit abhalten.
- Die Anwendung der optischen Kopplung auf den optischen Verstärkermodul hat die nachstehend beschriebenen Vorteile.
- (1) Es lädt sich eine stabile Ausgangsleistung erreichen.
- (2) Die Einstellung der optischen Kopplung bei der Herstellung wird noch weiter erleichtert.
- (3) Zwischen dem Halbleiterlaser-Chip und der optischen Faser kann ein größerer Abstand angenommen werden. Dadurch kann ein dazwischenliegender Raum verschiedene optische Teile beherbergen. Außerdem kann der Halbleiterlaser-Chip mühelos hermetisch abgedichtet werden.
- Der Halbleiterlaser-Chip 110 ist bei Bedarf auf einem Strom- Wärme-Wandlerelement befestigt beispielsweise auf einem Peltier-Element. Der Vorstrom und die Wellenlänge des Verstärkers, die zusammen eine maximale Verstärkung desselben liefern, bewegen sich im Bereich um 190 mA bzw. 1,28 um. Die Eingangsfaser 101 und die Ausgangsfaser 102 sind vorzugsweise polarisationserhaltende Fasern. Außerdem sind die hintere Facette der Eingangsfaser 101 bzw. die vordere Facette der Ausgangsfaser 102 zusammen mit den Kollimatorlinsen 111, 112, 113, 114, 115 mit einer Antireflexionsbeschichtung beschichtet. Die beiden Einwegleiter 121, 122 dienen dazu, die selbsterregte Lasertätigkeit des Halbleiterlaser-Chips 110 weiter zu verringern. Der Einfügungsverlust und der Trennungsverlust jedes Einwegleiters sind 0,8 dB bzw. 30 dB. Beide Oberflächen dieser Einwegleiter sind vorzugsweise jeweils mit einer Antireflexionsbeschichtung beschichtet. Ein Interferenzfilter 131 schaltet die im Ausgangslicht vom Halbleiterlaser-Chip 110 enthaltene spontane Emission aus. Das Interferenzfilter 131 hat eine Mittenwellenlänge von 1,28 um und eine Halbwertsbreite (FWHW) von 15 nm. Der Wirkungsgrad der Kopplung zwischen den Facetten des Halbleiterlaser-Chips und den Eingangs-/Ausgangsfasern beträgt für stimulierte Emission etwa - 4 dB. In einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Ausgangsleistung des Halbleiterlaser-Chips 110 ist ein Strahlteiler 141 enthalten. Die Überwachungseinrichtung enthält ferner eine Kollimator(überwachungs)linse 116 und eine Photodioden (überwachendes optisches Detektorelement) 142. Der Strahlteiler 141 hat ein Aufspaltungsverhältnis (R/T) von beispielsweise 1/10. Der sich ergebende Verlust durch den Strahlteiler 141 hindurch beträgt etwa 0,5 dB. Das vom Strahlteiler 141 teilweise abgespaltene Licht tritt in die Photodiode 117 ein, wo es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Der Vorstrom für den Halbleiterlaser-Chip 110 wird auf der Basis der Intensität des oben erwähnten elektrischen Signals gesteuert. An der Stirnseite des Einwegleiters 121 kann noch eine Gruppe aus einer solchen überwachungseinrichtung vorgesehen werden. Hierdurch können Leistungspegel sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Ausgangsseite des Halbleiterlaser-Chips 110 gemessen werden. Durch Vergleich zwischen den Ausgangsgrößen dieser Gruppen von Überwachungseinrichtungen kann die Ausgangsverstärkung des Halbleiterlaser-Chips 110 gemessen werden.
- Um die Einstellung der optischen Kopplung zu erleichtern, ist es wirksam, die Eingangsfaser 101 und die Kollimatorlinse 111 bzw. die Ausgangsfaser 102 und die Kollimatorlinse 114 in einem Stück mit einer Gruppe aus dem Halbleiterlaser-Chip 110 und den Kollimatorlinsen 112, 113 zusammenzufügen.
- Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine Befestigung zum stationären Befestigen des Halbleiterlaser-Chips 110 und der Kollimatorlinsen dargestellt ist. Die Befestigung ist auf einem Sockel 501 vorgesehen, auf dem ein Chip-Halter 502 stationär befestigt ist. Auf beiden Seiten des Chip-Halters 502 werden Hülsen-Halter 503(a) und Linsen-Halter 504(a) festgehalten. Innerhalb der Linsen-Halter 504(a) werden Kollimatorlinsen 505(a) in einer Einbaubeziehung festgehalten.
- Ein Halbleiterlaser-Chip 506 wird auf dem Chip-Halter 502 festgehalten.
- Weiter wird auf Fig. 6 Bezug genommen, in der eine Befestigung zum stationären Befestigen der Eingangs-/Ausgangsfasern und der Kollimatorlinse darauf dargestellt ist. Eine optische Faser 601 wird innerhalb einer Quetschhülse 602 festgehalten, die mittels Preßsitz stationär in einer Hülse 603 befestigt ist. Außerdem wird in der Hülse 603 eine Kollimatorlinse 604 in einer Einbaubeziehung festgehalten. Somit kann zwischen der Kollimatorlinse 604 und der optischen Faser 601 eine optische Kopplung verwirklicht werden. Ein solcher Befestigungsaufbau kann auf die Eingangsfaser und die Ausgangsfaser angewendet werden.
- Bei Verwendung der in Fig. 5, 6 dargestellten Befestigung wird eine optische Kopplung zwischen dem Halbleiterlaser- Chip und der Kollimatorlinse oder jene zwischen der optischen Faser 601 und der Kollimatorlinse 604 hervorgerufen. Danach läßt sich eine Unterbringung dieser Befestigungen in dem Gehäuse durch die Einstellung lediglich der optischen Kopplung zwischen diesen Befestigungen verwirklichen.
- Schließlich wird auf Fig. 7 Bezug genommen, die charakteristische Kurven von Bitfehlerraten (BER) als Funktion der Eingangsleistung des Halbleiterlasers zeigt welche jene eines Falles ohne den optischen Verstärkermodul umfassen. Wie in der Figur gezeigt wächst der Leistungs-Mehraufwand des optischen Verstärkermoduls beträchtlich wenn die Eingangsleistung zum Modul geringer als - 21 dBm ist. Solche Charakteristiken lassen darauf schließen, daß Anwendungen mit einem optischen Verstärker eher für Situationen geeignet sind, in denen die optische Leistung des Lichtdurchgangs durch die optische Faser etwa - 20 dBm beträgt.
Claims (6)
1. Optischer Verstärker, enthaltend:
(a) eine optische Eingangsfaser (101), die auf der
Eingangsseite des optischen Verstärkers angeordnet ist, zum Leiten
eines optischen Eingangssignals in den optischen Verstärker;
(b) eine optische Ausgangsfaser (102), die auf der
Ausgangsseite des optischen Verstärkers angeordnet ist, zum
Herausführen eines optischen Ausgangssignals zur Außenseite;
(c) einen Halbleiterlaser-Chip (110), der zwischen der
optischen Eingangsfaser (101) und der optischen Ausgangsfaser
(102) angeordnet ist, zum Verstärken des optischen
Eingangssignals zu dem optischen Ausgangssignal;
(d) eine erste Kollimatoreinrichtung (111, 112), die
zwischen der optischen Eingangsfaser (101) und dem
Halbleiterlaser-Chip (110) angeordnet ist, zum Kollimieren des
optischen Eingangssignals und zum optischen Koppeln der
optischen Eingangsfaser (101) mit dem Halbleiterlaser-Chip
(110) über einen parallelen Eingangs-Lichtstrahl wobei die
Einrichtung eine erste Kollimatorlinse (111), die auf der
Seite der Eingangsfaser (101) angeordnet ist, und eine
zweite Kollimatorlinse (112) enthält, die auf der Seite des
Halbleiterlaser-Chips (110) angeordnet ist;
(e) eine zweite Kollimatoreinrichtung (113, 114), die
zwischen dem Halbleiterlaser-Chip (110) und der optischen
Ausgangsfaser (102) angeordnet ist, zum Kollimieren des
optischen Ausgangssignals und zum optischen Koppeln des
Halbleiterlaser-Chips (110) mit der optischen Ausgangsfaser
(102) über einen parallelen Ausgangs-Lichtstrahl wobei die
Kollimatoreinrichtung eine dritte Kollimatorlinse (113), die
auf der Seite des Halbieiterlaser-Chips (110) angeordnet
ist, und eine vierte Kollimatorlinse (114) enthält, die auf
der Seite der optischen Ausgangsfaser (102) angeordnet ist;
(f) eine erste Einwegleiter-Einrichtung (121), die zwischen
der ersten Kollimatorlinse (111) und der zweiten
Kollimatorlinse (112) angeordnet ist;
(g) eine zweite Einwegleiter-Einrichtung (122), die zwischen
der dritten Kollimatorlinse (113) und der vierten
Kollimatorlinse (114) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß
(h) der optische Verstärker ein Modul ist, der ein Gehäuse
(100) zur Unterbringung einzelner Bauelemente (101, 102, 110
bis 115, 131, 141) aufweist;
(i) auf der Eingangsseite des Moduls eine erste
Befestigungseinrichtung (602, 603) zum stationären Befestigen der
Eingangsfaser (101) und der ersten Kollimatorlinse (111)
darauf angeordnet ist;
(j) im Mittelteil des Moduls eine zweite
Befestigungseinrichtung (502, 503(a), 504(a)) zum stationären Befestigen
des Halbleiterlaser-Chips (110) und der zweiten und der
dritten Kollimatorlinse (112, 113) darauf angeordnet ist,
wobei die zweite Befestigungseinrichtung einen Halter (502),
an dem der Halbleiterlaser-Chip (110) stationär befestigt
ist, und Linsen-Halter (504(a)) aufweist, in deren jedem
eine von der zweiten und der dritten Linse in einer
Einbaubeziehung festgehalten wird;
(k) auf der Ausgangsseite des Moduls eine dritte
Befestigungseinrichtung (602, 603) zum stationären Befestigen der
Ausgangsfaser (102) und der vierten Kollimatorlinse (114)
darauf angeordnet ist;
(l) die erste und die zweite Befestigungseinrichtung jeweils
eine Hülse (603) aufweisen, in der die erste bzw. die vierte
Kollimatorlinse (111, 114) in einer Einbaubeziehung
festgehalten werden, wobei die Eingangsfaser (101) und die
Ausgangsfaser (102) jede in einer entsprechenden Quetschhülse
(602) festgehalten werden und wobei jede Quetschhülse (602)
mittels Preßsitz stationär in einer der Hülsen (603)
befestigt ist;
(m) wobei die Unterbringung der ersten, der zweiten und der
dritten Befestigungseinrichtung in dem Gehäuse (100) durch
die Einstellung lediglich der optischen Kopplung zwischen
der ersten, der zweiten und der dritten
Befestigungseinrichtung verwirklicht wird.
2. Optischer Verstärker nach Anspruch 1, der außerdem eine
zwischen der zweiten Einwegleiter-Einrichtung und der vierten
Kollimatorlinse eingefügte Filtereinrichtung zum Abschneiden
der spontanen Emission des Halbleiterlaser-Chips aufweist.
3. Optischer Verstärker nach Anspruch 1 und 2, der außerdem
eine zwischen der Filtereinrichtung und der vierten
Kollimatorlinse eingefügte Überwachungseinrichtung zum Überwachen
der optischen Ausgangsleistung des Halbleiterlaser-Chips
aufweist.
4. Optischer Verstärker nach Anspruch 1 und 2, der außerdem
eine auf den Eingangs- und Ausgangsseiten des
Halbleiterlaser-Chips angeordnete Verstärkungsüberwachungseinrichtung
zum Überwachen des Ausgangsverstärkungspegels des
Halbleiterlaser-Chips aufweist.
5. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, worin die
Leistungsüberwachungseinrichtung einen zwischen der
Ausgangsfaser und dem Halbleiterlaser-Chip angeordneten Strahlteiler
zum Aufspalten des Ausgangslichts des Halbleiterlaser-Chips
eine Photodiode zum Erfassen und Umwandeln des so
abgespaltenen Lichts in ein elektrisches Signal und eine zwischen
dem Strahlteiler und der Photodiode angeordnete
Kollimatorlinse enthält, um das abgespaltene Licht zu kollimieren und
es auf die Photodiode zu richten.
6. Optischer Verstärker nach Anspruch 4, worin die
Verstärkungsüberwachungseinrichtung eine erste, auf der
Eingangsseite des Halbleiterlaser-Chips angeordnete Meßeinrichtung
und eine zweite, auf dessen Ausgangsseite angeordnete
Meßeinrichtung aufweist, wobei die erste Meßeinrichtung einen
zwischen der ersten Einwegleiter-Einrichtung und der zweiten
Kollimatorlinse angeordneten Strahlteiler zum Aufspalten des
optischen Eingangssignals, eine Photodiode zum Erfassen und
Umwandeln des so abgespaltenen Lichts in ein elektrisches
Signal, um die optische Eingangsleistung zum
Halbleiterlaser-Chip zu bestimmen, und eine zwischen dem Strahlteiler
und der Photodiode angeordnete Kollimatorlinse enthält, um
das abgespaltene Licht zu kollimieren und es auf die
Photodiode zu richten, wobei die zweite Meßeinrichtung einen
zwischen der Ausgangsfaser und dem Halbleiterlaser-Chip
angeordneten Strahlteiler zum Aufspalten des Ausgangslichts
vom Halbleiterlaser-Chip eine Photodiode zum Erfassen und
Umwandeln des so abgespaltenen Ausgangslichts in ein
elektrisches Signal, um die optische Ausgangsleistung aus dem
Halbleiterlaser-Chip zu bestimmen, und eine zwischen dem
Strahlteiler und der Photodiode angeordnete Kollimatorlinse
enthält, um das abgespaltene Licht zu kollimieren und es auf
die Photodiode zu richten, und wobei die optische
Eingangsleistung und die optische Ausgangsleistung den
Ausgangsverstärkungspegel des Halbleiterlaser-Chips spezifizieren.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63121806A JPH01292875A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 半導体光増幅モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE68915331D1 DE68915331D1 (de) | 1994-06-23 |
DE68915331T2 true DE68915331T2 (de) | 1994-11-03 |
Family
ID=14820390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE68915331T Expired - Fee Related DE68915331T2 (de) | 1988-05-20 | 1989-05-17 | Optischer Verstärkungsmodul. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4995696A (de) |
EP (1) | EP0343489B1 (de) |
JP (1) | JPH01292875A (de) |
AU (1) | AU616518B2 (de) |
DE (1) | DE68915331T2 (de) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE469453B (sv) * | 1989-10-27 | 1993-07-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Optisk kopplingsanordning |
CA2037350C (en) * | 1990-03-02 | 1994-11-08 | Kenichi Abe | Optical coupler |
JP2628774B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1997-07-09 | 株式会社日立製作所 | 光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール |
US5082343A (en) * | 1990-12-20 | 1992-01-21 | At&T Bell Laboratories | Isolated optical coupler |
US5191467A (en) * | 1991-07-24 | 1993-03-02 | Kaptron, Inc. | Fiber optic isolater and amplifier |
JPH07174933A (ja) * | 1993-11-02 | 1995-07-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光分岐・合波モジュール及び筐体 |
US5485538A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-16 | The Whitaker Corporation | Bidirectional wavelength division multiplex transceiver module |
US5487124A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-23 | The Whitaker Corporation | Bidirectional wavelength division multiplex transceiver module |
AUPM774694A0 (en) * | 1994-08-30 | 1994-09-22 | Photonic Technologies Pty Ltd | Split-beam fourier filter |
DE69530059T2 (de) * | 1994-12-28 | 2004-01-08 | Kyocera Corp. | Optischer Verbinder |
EP0723170A3 (de) * | 1995-01-19 | 1997-04-23 | Sumitomo Electric Industries | Optisches zusammengesetztes Modul und Verfahren zu dessen Aufbau |
EP0755528A1 (de) * | 1995-02-10 | 1997-01-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optoelektronisches bauelement mit kopplung zwischen einem halbleiterlaser modulator oder verstärker und zwei optischen glasfasern |
EP0755529A1 (de) * | 1995-02-10 | 1997-01-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optoelektronisches bauelement mit kopplung zwischen einem halbleiterlaser modulator oder verstärker und zwei optischen glasfasern |
US5930441A (en) * | 1995-08-30 | 1999-07-27 | Phontonic Technologies Pty Ltd | Split-beam Fourier filter |
JP3770945B2 (ja) * | 1995-10-31 | 2006-04-26 | 富士通株式会社 | 入射角が可変な光学膜を有する光デバイス |
US6048103A (en) * | 1995-12-21 | 2000-04-11 | Kyocera Corporation | Polarization independent optical isolator with integrally assembled birefringent crystal element and Faraday rotator |
US6270604B1 (en) | 1998-07-23 | 2001-08-07 | Molecular Optoelectronics Corporation | Method for fabricating an optical waveguide |
US6141475A (en) | 1998-07-23 | 2000-10-31 | Molecular Optoelectronics Corporation | Optical waveguide with dissimilar core and cladding materials, and light emitting device employing the same |
US6208456B1 (en) * | 1999-05-24 | 2001-03-27 | Molecular Optoelectronics Corporation | Compact optical amplifier with integrated optical waveguide and pump source |
US6513991B1 (en) * | 2000-01-28 | 2003-02-04 | Agere Systems, Inc. | Semiconductor optical device package |
WO2001067561A2 (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-13 | Molecular Optoelectronics Corporation | Optical waveguide amplifier |
WO2002027873A2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-04 | Axsun Technologies, Inc. | Integrated semiconductor optical amplifier system |
US6433924B1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-08-13 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Wavelength-selective optical amplifier |
US6952300B2 (en) * | 2001-02-28 | 2005-10-04 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Magneto-photonic crystal isolators |
US6556340B1 (en) * | 2001-04-06 | 2003-04-29 | Onetta, Inc. | Optical amplifiers and upgrade modules |
US6445856B1 (en) * | 2001-06-04 | 2002-09-03 | Jds Uniphase Corp. | Optical beam monitoring device |
KR100407346B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2003-11-28 | 삼성전자주식회사 | 모니터링 장치를 구비한 반도체 광증폭기 모듈 |
US6917731B2 (en) * | 2002-03-27 | 2005-07-12 | Corning Incorporated | Optical amplification module |
US7537395B2 (en) * | 2006-03-03 | 2009-05-26 | Lockheed Martin Corporation | Diode-laser-pump module with integrated signal ports for pumping amplifying fibers and method |
KR20120057343A (ko) * | 2010-11-26 | 2012-06-05 | 한국전자통신연구원 | 광 발생 장치 |
JP5857517B2 (ja) * | 2011-08-11 | 2016-02-10 | 富士通株式会社 | 光増幅装置 |
CN113972560A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-25 | 南京理工大学 | 一种双隔离器半导体光放大器及其耦合方法 |
CN115021822B (zh) * | 2022-05-12 | 2023-09-12 | 昂纳科技(深圳)集团股份有限公司 | 一种光传输系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2201556B2 (de) * | 1971-09-24 | 1978-11-24 | Siemens Ag | |
US4104533A (en) * | 1977-02-28 | 1978-08-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wideband optical isolator |
NL8005134A (nl) * | 1980-09-12 | 1982-04-01 | Philips Nv | Optisch transmissiesysteem. |
US4640585A (en) * | 1983-04-28 | 1987-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor thin film lens |
US4628273A (en) * | 1983-12-12 | 1986-12-09 | International Telephone And Telegraph Corporation | Optical amplifier |
CA1243105A (en) * | 1984-07-09 | 1988-10-11 | Giok D. Khoe | Electro-optical device comprising a laser diode, an input transmission fibre and an output transmission fibre |
NL8403535A (nl) * | 1984-11-21 | 1986-06-16 | Philips Nv | Inrichting voor het optisch koppelen van een stralingsbron aan een optische transmissievezel. |
US4705351A (en) * | 1985-11-26 | 1987-11-10 | Rca Corporation | Two lens optical package and method of making same |
EP0241669A1 (de) * | 1986-03-12 | 1987-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Befestigen und Justieren eines Endabschnittes einer Glasfaser |
US4768070A (en) * | 1986-03-20 | 1988-08-30 | Hitachi, Ltd | Optoelectronics device |
US4767171A (en) * | 1986-03-27 | 1988-08-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Transmission and reception module for a bidirectional communication network |
JPH073907B2 (ja) * | 1987-07-03 | 1995-01-18 | 株式会社日立製作所 | デュアルインラインパッケ−ジ形半導体レ−ザモジュ−ル |
US4842391A (en) * | 1988-02-05 | 1989-06-27 | Tacan Corporation | Two spherical lens optical coupler |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63121806A patent/JPH01292875A/ja active Pending
-
1989
- 1989-05-17 EP EP89108824A patent/EP0343489B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-17 DE DE68915331T patent/DE68915331T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-19 AU AU34954/89A patent/AU616518B2/en not_active Ceased
-
1990
- 1990-03-15 US US07/494,852 patent/US4995696A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0343489A3 (en) | 1990-05-02 |
EP0343489A2 (de) | 1989-11-29 |
EP0343489B1 (de) | 1994-05-18 |
AU3495489A (en) | 1989-11-23 |
US4995696A (en) | 1991-02-26 |
AU616518B2 (en) | 1991-10-31 |
DE68915331D1 (de) | 1994-06-23 |
JPH01292875A (ja) | 1989-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE68915331T2 (de) | Optischer Verstärkungsmodul. | |
DE69628624T2 (de) | OTDR-Gerät | |
DE69033867T2 (de) | Optischer Verstärker und optisches Übertragungssystem damit | |
DE69412472T2 (de) | Laser | |
DE3855733T2 (de) | Lichtquellen | |
DE69524872T2 (de) | Wellenlängenmultiplexierter optischer modulator | |
DE69825222T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Verstärkung und System, das eine solche Vorrichtung umfasst | |
DE60001211T2 (de) | Fasergitter-stabilisierte halbleiter-pumpquelle | |
EP0707361B1 (de) | Optischer Faserverstärker | |
DE69004571T2 (de) | Optische reflexionsmessung im zeitbereich. | |
EP0383138A2 (de) | Vorrichtung für den optischen Direktempfang mehrerer Wellenlängen | |
DE69808454T2 (de) | Optisches übertragungssystem mit einrichtung zur verbindung einer multimoden faser zu einer monomoden faser | |
DE102007057494A1 (de) | Optische Kommunikation über parallele Kanäle unter Verwendung einer Modulatoranordnung und eines gemeinsam genutzten Lasers | |
DE3413667A1 (de) | Verfahren zum einjustieren einer an einem ende eines optischen wellenleiters vorgesehenen koppeloptik auf einen halbleiterlaser und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE19830360A1 (de) | Opto-elektronischer Modul | |
DE69222912T2 (de) | Lichtempfangsmodul | |
EP0765013B1 (de) | Optoelektronische Sende-Empfangs-Vorrichtung | |
WO1996010763A1 (de) | Vorrichtung zum anschliessen von miteinander in kommunikation zu bringenden elektronischen geräten | |
DE3230570A1 (de) | Sende- und empfangseinrichtung fuer ein faseroptisches sensorsystem | |
DE69504935T2 (de) | Interferometrischer Multiplexer | |
DE68915962T2 (de) | Optisches Modul mit integriertem Isolator für die Kopplung eines Halbleiterlasers an einen Wellenleiter. | |
DE69600695T2 (de) | Wellenlängensteuerung von daten-modulierten lasern | |
DE3782043T2 (de) | Signalquelle fuer optische nachrichtentechnik. | |
DE3809396A1 (de) | Optischer sende- und empfangsmodul | |
DE69315949T2 (de) | Optischer Halbleiterverstärker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |