JP2000111965A - 可飽和吸収体を含む波長分割多重化信号の再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバーの様々なＷＤＭチャンネルから
送られる様々なビームを再生するために単一で使用可能
であり、予め決定されない多数の波長によって搬送され
るＷＤＭチャンネルを再生できる、波長分割多重光信号
の再生装置を提供する。 【解決手段】 再生される光信号は、光ファイバー
（Ａ）から送られて、この同じ光ファイバーまたは別の
ファイバー（Ｅ）に再注入されるように構成される。こ
の装置は、波長分割多重信号を受信して対応する分散波
を自由空間に送信するための少なくとも1つの分散性媒
体（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と、前記分散波を受信して対応
する再生波を伝送するように構成された可飽和吸収体
（Ｃ）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重化
（ＷＤＭ、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）光信号の再生装置に関する。本発
明は特に、光ファイバーによる二進データの伝送システ
ムに適用される。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバー内を伝わる光信号は、通信
ノードや他の遠隔通信に適合された光装置内で光損失を
被って変更される。従って、蓄積される不要ノイズ、信
号のひずみや時間のずれを補償するには、信号を再生す
ることが必要である。

【０００３】現在、提案されている再生装置は、光学電
気式のものでも全光学式のものでも、全ての多重化ＷＤ
Ｍチャンネルについて並列に多重化信号を再生可能にす
ることは難しい。

【０００４】市販されている光学電気式再生装置は、電
気変換部−電気処理部−光変換部から構成される。この
タイプの装置は、電気の領域で処理する前に光信号を検
出する。こうした信号の電気処理は、信号のひずみを補
償し、いわゆる「２Ｒ、Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ、Ｒｅｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ」（再成形、再同期）の再
生を行うことができる。再生された信号は次に、信号を
増幅するレーザにより再送信される。このようにして、
いわゆる「３Ｒ、Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ、Ｒｅｓｙｎｃｈ
ｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ、Ｒｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏ
ｎ」（再成形、再同期、再増幅）の再生を行う。

【０００５】しかしながら、このタイプの装置は、ＷＤ
Ｍ信号を再生するために直接使用することはできない。
何故なら、この装置は、実際には信号の光パワー全体、
すなわちＷＤＭチャンネル全体のパワーを検出するから
である。

【０００６】その結果、全てのチャンネルを処理できる
ようにするには、予め波長分割デマルチプレクス操作を
行わなければならない。従って、この場合、波長分割多
重信号を再生するには、各ＷＤＭチャンネルに対して光
学電気再生装置の使用が必要になる。このため、ＷＤＭ
チャンネルと同数の再生装置を使用しなければならな
い。

【０００７】さらに、他の全光学式再生装置が検討され
てきた。実際には、これらの装置は、導波光回路であ
る。これらは、光ファイバーから送られる再生すべき光
信号を注入しなければならない非線形特性を持つ導波ス
トリップを含む。このために、導波ストリップと光ファ
イバーは一直線に並んでいなければならない。この解決
法は、実際、ＷＤＭチャンネルと同数のファイバースプ
ライスを必要とする。かくして、たとえば再生すべき光
信号が１６個のＷＤＭチャンネルを含む場合、光信号の
１６個のチャンネルを再生可能にするには、導波帯を備
えた同数のチップか、１６個の導波ストリップを含む光
ＩＣが必要である。いずれの場合にも、これらの解決方
法はあまりにも高価すぎる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、導波原理に
基づくのではなく、チャンネル数に従った多数のファイ
バースプライスの問題を回避できる全光学式再生装置を
提案することによって、上記の欠点を解消できる。さら
に、本発明によれば、光ファイバーの様々なＷＤＭチャ
ンネルから送られる様々なビームを再生するために、単
一の再生装置を使用することができる。本発明はまた、
再生装置が、予め決定されない多数の波長によって搬送
されるＷＤＭチャンネルを再生できるようにすることを
目的とする。本発明により、各ＷＤＭチャンネルについ
て１個の再生装置を使用しなくともよくなり、信号処理
時の同期の制約から解放される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は特に、波長分割
多重信号を受信して、対応する分散波を自由空間に送信
するための分散性媒体と、前記分散波を第１の面で受信
して、対応する再生波を伝送するように構成された可飽
和吸収体とを含むことを特徴とする波長分割多重光信号
の再生装置に関する。

【００１０】本発明による装置によって、多重化光信号
を再生し、特に、全てのＷＤＭチャンネルに対して、同
期の制約なしに同時に信号を再成形することができる。
光ファイバーから送られる波は、装置の分散性媒体によ
って、チャンネルの波長に応じる異なる複数地点で、可
飽和吸収プレートに焦点を合わせられる。従って、本発
明による装置は、波長の連続帯域全体について、ＷＤＭ
チャンネルを分離及び再生することができる。

【００１１】本発明の別の特徴によれば、装置はさら
に、可飽和吸収体の出口に、分散かつ再生された波を再
結合するための別の分散性媒体を含む。

【００１２】本発明のもう1つの目的はまた、再生装置
で使用可能な可飽和吸収体に関する。現在、市販されて
いる可飽和吸収体は、次のような２つの異なる方法で製
造されている。

【００１３】第１の方法は、活性層すなわち吸収層を、
低温で成長させることからなる。この活性層は一般に、
たとえばＡｌＧａＡｓ型またはＩｎＧａＡｓ型の三元材
料からなり、量子井戸を含む。しかしながら低温での成
長中に、励起子線を劣化する凝塊が材料中に形成され
る。励起子線の劣化がひどくなると、自由キャリヤの再
結合が妨げられることがある。事実、こうした低温での
成長法は、Ｂｅ（ベリリウム）を追加ドーピングし、励
起子線があまりにひどく劣化しないようにすることが必
要であるが、このようなドーピングは、可飽和吸収体の
コストを高くすることになる。

【００１４】第２の方法は、再結合中心を導入して、光
子により形成されたキャリヤが高速で再結合できるよう
にするために、吸収層のイオン照射を行うことからな
る。実際に、イオン打ち込みは、キャリヤの寿命τを短
縮することができ、すなわち再結合の速度を速めること
ができる。しかしながら、イオン照射は、励起子線を広
げる傾向があるので、これによって再結合の効率が減
る。そのためにイオン打ち込み率の妥協を図ることによ
って、キャリヤの寿命τを１ピコ秒（ｐｓ）程度に充分
に短くし、再結合の効率を妥当なものにし、すなわち残
留損失を殆どなくさなければならない。

【００１５】さらに、従来の可飽和吸収体では、吸収層
が比較的厚い。実際、その厚みは２〜５μｍである。こ
のような厚みでエピタクシーにより多数の量子井戸を持
つ層を成長させると、可飽和吸収体の製造コストを同様
に著しく上げることになる。

【００１６】これら全ての問題を回避するために、本発
明は、可飽和吸収体の２つの実施形態を提案する。

【００１７】第１の実施形態は、人工的な再結合中心を
形成するために、制御された方法で活性層の結晶構造に
転位を導入することからなる。こうすると、複雑で高価
な技術であるイオン照射を避けられる。このため、たと
えばＩｎＰの保護層で被覆した吸収層の上に、保護層の
構成材料すなわちこの実施形態ではＩｎＰと格子が整合
しない材料を成長させる。ＩｎＰ上に成長させる材料
は、たとえばヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）からなる。Ｉｎ
Ｐと格子が整合しないこのような材料（ＧａＡｓ）が成
長すると、２つの材料の間の境界に応力が発生する。応
力は、ＩｎＰ保護層に転位を出現させ、この転位が活性
層に広がる。

【００１８】第１の実施形態を補足する第２の実施形態
は、可飽和吸収体の製造コストを下げるために、活性層
の厚みを薄くすることからなる。このため、活性層の両
側に活性層と平行して２個のミラーを配置する。かくし
て活性層を通過する光波は、多数回の反射を被るので何
回も吸収される。その結果として、活性層の厚さは、反
射の回数に対応する率だけ薄くすることができる。

【００１９】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関して限定的ではなく例として挙げられた説明を読め
ば明らかになるだろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による再生装置の
第１の実施形態を示している。この実施形態は、光ファ
イバーＡから送られる波長分割多重光信号が、本発明に
よる装置により再生されてから、出力ファイバーと称さ
れる別の光ファイバーＥに再注入されている。

【００２１】図１に示された再生装置は、分散性媒体を
含み、この分散性媒体が、光ファイバーＡから送られる
波長分割多重信号を受信して、対応する分散波を自由空
間に送信することができる。この自由空間は、少なくと
も二次元である。分散性媒体は、たとえば、格子Ｂ２の
両側に配置された２個のレンズＢ１、Ｂ３を含む。

【００２２】より一般的には、分散性要素は、従来技術
から既知の様々な構成を有することができる。そのため
分散性要素は、たとえばレンズ−格子の組み合わせであ
ったり、プリズムであったりする。

【００２３】再生装置はさらに、分散波を受信して対応
する再生波を伝送するように配置された可飽和吸収体Ｃ
を含む。この可飽和吸収体については、図３ａ、図３ｂ
に関する説明のなかで詳述する。

【００２４】ファイバーＡから送られる光信号は、レン
ズＢ１によって格子Ｂ２に投影される。この格子Ｂ２
は、異なる波長の複数の光ビームに光信号を分割すると
ともに、前記格子の分散係数Ｄと前記光ビームの波長と
に依存する角度に応じて、各光ビームを偏向することが
できる。次に、格子Ｂ２の出口に配置される第２のレン
ズＢ３が、格子によって偏向された各光ビームを集束
し、可飽和吸収体Ｃに光点を形成する役目をする。各光
ビームに関連付けられる光点は、実際には、可飽和吸収
体Ｃの場所ｘに焦点が合わせられ、この場所ｘは、格子
Ｂ２の分散係数と、偏向される光ビームの波長とに依存
する。従って、可飽和吸収体Ｃにおいて集束される光点
は、光信号の各波長に対応する。

【００２５】多重光信号は、こうした単一の再生装置に
より異なる波長の光ビームを、連続して分割することが
できる。従って、この場合、各ＷＤＭチャンネルにつき
１個の再生装置を使用して光ビームの再生を同期するこ
とは不要である。実際、本発明による装置は、波長多重
化光信号を並列に且つ連続して再生することができる。

【００２６】他方で、図１に示した再生装置は、可飽和
吸収体Ｃの出口で分散及び再生される波を再結合するた
めの別の分散性媒体を含む。再生及び再結合された波
は、次に出力ファイバーＥに再注入される。この場合、
第２の分散性媒体もまた、格子Ｇ２の両側に配置された
２個のレンズＧ１、Ｇ３から構成することができる。

【００２７】さらに、分散性媒体Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およ
びＧ１、Ｇ２、Ｇ３と、可飽和吸収体Ｃは、好適にはハ
ウジング内に固定される。このハウジングは、分かりや
すくするために図１では省いている。

【００２８】図２は、本発明による再生装置の第２の実
施形態である。同じ構成要素を示す場合には、図１と同
じ参照符号を用いている。この第２の再生装置は、入力
光ファイバーＡに、再生された信号を反射して戻すこと
ができる。このタイプの再生装置は、安価でかさばらな
いために、一定の場合には有利なことがある。

【００２９】再生された信号を反射可能にするには、可
飽和吸収体プレートＣが、第２の面Ｃ１に、反射コーテ
ィングまたはブラッグミラーを含む。一般に、この第２
の面は、この面が受ける入力波の伝播方向に垂直になる
ように選択される。

【００３０】一方で、この場合には、たとえばサーキュ
レータＦなどの空間セパレータを、光ファイバーＡの他
端に配置することが必要である。実際、サーキュレータ
Ｆは、一方向に進む再生されるべき光信号を、反対方向
に進む再生された光信号から分離することができる。

【００３１】変形実施形態では、使用される可飽和吸収
体は、図４ａ〜図４ｃに関して後述するような多重反射
吸収体である。

【００３２】ファイバーＡから出るＷＤＭチャンネルの
各光ビームは、可飽和吸収体Ｃの一点に焦点を合わされ
る。この焦点の位置ｘは、格子Ｂ２の分散係数Ｄにより
決定され、また対応する光ビームの波長にも依存する。
従って、可飽和吸収体Ｃの軸Ｘにおけるこの位置ｘは、
次の式によって与えられる：ｘ＝Ｄλ＋Ｋ。ここで、Ｄ
は、格子Ｂ２の分散係数、λは、格子Ｂ２により偏向さ
れてレンズＢ３によりこの地点ｘに焦点を合わせる光ビ
ームの波長、Ｋは定数である。

【００３３】可飽和吸収体の材料は、光パワーが高けれ
ば高いほど透明である。各チャンネルの光信号はパワー
変調されるので、可飽和吸収体Ｃが光パワーパルスを受
信すると、可飽和吸収体Ｃは、透明になってパルスを透
過させる。反対に、パルス間に存在する弱いパワーの不
要ノイズに対しては、可飽和吸収体Ｃが吸収体になるた
めに、このノイズを減衰させる。

【００３４】従って本発明による再生装置は、信号を再
成形し、消光率を改善することができる。しかも、本発
明による装置の前にファイバー増幅器を配置すると、
「２Ｒ」（再成形と再増幅）の再生を行うことができ
る。

【００３５】本発明のもう1つの目的は、本発明による
再生装置で使用可能な可飽和吸収体の作製に関する。図
３ａ、図３ｂに示された第１の実施形態による可飽和吸
収体は、図１に示された本発明による再生装置の製造に
特に適合するものである。図４ａ〜図４ｃに示された第
２の実施形態によるもう1つの可飽和吸収体は、図２に
示された本発明による第２の再生装置の製造に特に適合
する。勿論、これらの可飽和吸収体の使用は、本発明に
よる再生装置に制限されるものではなく、他のタイプの
信号再生装置、あるいは電気吸収変調器の光ゲートまた
はジグザグ導波路を構成する場合にも使用可能である。

【００３６】図３ａ、図３ｂに示した可飽和吸収体１０
の第１の実施形態は、人工的な再結合中心を導入するた
めに、活性層（または吸収層）１１の結晶構造に転位１
６を制御された方法で成長させることからなる。吸収体
１０の活性層１１は一般に、たとえばＩｎＧａＡｓまた
はＡｌＧａＡｓなどの三元材料からなり、複数の量子井
戸を含む。活性層１１は緩衝層１２の上に堆積され、緩
衝層１２は、それ自体が基体１３の上に堆積されてい
る。活性層１１はまた、一般にはＩＩＩ−Ｖ材料、特に
リン化インジウム（ＩｎＰ）からなる保護層１４で被覆
されている。吸収層１１の結晶構造に転位１６を形成
し、その密度を制御するために、保護層１４の上に、保
護層１４の構成材料すなわちこの実施形態ではＩｎＰと
格子が整合しない材料１５を成長させる。この材料１５
は、たとえば変成ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）である。Ｇ
ａＡｓの格子定数ａ_ＧａＡｓは０．５６５ｎｍであり、
０．５８７ｎｍであるＩｎＰの格子定数ａ_ＩｎＰとは異
なる。こうした格子定数の差によって、２個の材料間に
格子の不整合が生まれるのである。

【００３７】２個の材料間の格子の不整合によって、Ｉ
ｎＰからなる保護層１４とＧａＡｓからなる上層１５と
の境界に応力が発生する。これらの応力により、ＩｎＰ
層１４に転位が出現し、この転位が活性層１１に広が
る。

【００３８】形成された欠陥の密度は、キャリヤの寿命
と再結合速度とに関連し、次の式によって表される。 （１）欠陥が一次元の媒質で形成されるときＬ＝τｖ／
２ （２）欠陥が二次元の媒質で形成されるときＬ＝τｖ ここで、Ｌは、欠陥の線密度の逆数、τは、キャリヤの
寿命、ｖは、再結合速度を示す。

【００３９】この目的は、高速の可飽和吸収体を得るこ
と、すなわちキャリヤを１ピコ秒程度の短い寿命にする
ことにあるので、上記の式から、この結果を得るために
活性層に組み込むべき欠陥の密度を計算する。かくし
て、寿命τ＝１ｐｓを得るには、欠陥の線密度の逆数Ｌ
が、５０ｎｍでなければならず、寿命τ＝１．２ｐｓを
得るには、Ｌ＝６０ｎｍでなければならない。

【００４０】図３ｂは、この変形実施形態による可飽和
吸収体を示す。この実施形態では、活性層１１が、Ｉｎ
Ｐ保護層１４ａ、１４ｂ、１４ｃにより互いに分離され
た、多数の量子井戸を持つ三元材料の複数部分１１ａ、
１１ｂ、１１ｃに分割されている。活性層１１ａ、１１
ｂ、１１ｃは、距離λ／４だけ互いに分離されている。
吸収層１１をこのように分割することにより、吸収効率
が改善される。事実、装置の表面に垂直に入る光は干渉
縞を形成し、最大の干渉縞は、λ／４だけ互いに分離さ
れて、吸収層の部分１１ａ、１１ｂ、１１ｃに配置され
る。

【００４１】一方で、活性層１１における転位の形成を
さらに促進して、ＧａＡｓ上層１５を過度に厚く堆積し
すぎて吸収体の製造コストを上げないようにするため
に、ＧａＡｓ材料をドープすることができる。詳細な説
明の末尾に添付した表２は、温度４５０゜Ｃで、ＧａＡ
ｓ層のドーピングの程度に応じて、ＩｎＰ保護層１４
（または１４ａ）に厚さ２９０ｎｍのＧａＡｓ層１５を
成長させるときに得られる結果をまとめている。

【００４２】表２によれば、ＧａＡｓ層に複数のｐ型キ
ャリヤ（サンプルＮｏ．３）をドープする場合、活性層
１１の構造は欠陥を含まない。というのも欠陥はこの層
まで広がらず、励起子線の輪郭が狭いからである。従っ
て、このタイプのドーピングは、活性層内に転位を形成
することができない。

【００４３】また、ＧａＡｓ層にｎ型キャリヤ（サンプ
ルＮｏ．１；５×１０^１８ｃｍ^−３のｎ型ドーピング）
を非常に強くドープすると、欠陥の大部分が活性層１１
にあり、励起子線が広がりすぎて再結合の適切な効率が
得られない。

【００４４】事実、獲得しようとする結果は、表２のサ
ンプルＮＯ．２に対応し、この場合には、適切な量の欠
陥が活性層に形成され、励起子線はそれほど広がりすぎ
ない。従って活性層における転位の存在は、ＧａＡｓ層
の厚さに関連するだけではなく（欠陥密度は、ＧａＡｓ
層の厚みが増すにつれて高くなる）、このＧａＡｓ層の
ドーピングの程度にもまた関連する。

【００４５】より一般的には、活性層における転位の成
長の制御は、ＧａＡｓ層１５の成長条件、特に成長中の
温度サイクル、その厚さおよびドーピングの程度に依存
する。さらに、活性層における転位密度は、またＩｎｐ
保護層１４の厚さにも依存する。これによって、活性層
内の転位密度を調整することができる。

【００４６】かくして、ＧａＡｓ層１５の成長温度は、
好適には４００゜Ｃ〜５００゜Ｃである。この層１５の
厚さは、好適には０．１μｍを越え、ＧａＡｓ層１５へ
のｎ型キャリヤのドーピングは、０〜４×１０^１８ｃｍ
^−３、保護層１４の厚さは、好適には０〜１μｍであ
る。

【００４７】上記の転位を伴う可飽和吸収体は、図１に
示したような本発明による第１の再生装置で使用でき
る。

【００４８】本発明による可飽和吸収体の第２の実施形
態は、図４ａ〜図４ｃによって示している。この実施形
態は、活性層２１の両側でこの層に平行に少なくとも２
個のミラー２４、２５を配置し、活性層を通過する光波
の多数回の反射を発生するようにすることからなる。活
性層２１は、従来と同様に三元材料、特にＩｎＧａＡｓ
またはＡｌＧａＡｓで製造され、多数の量子井戸を備え
る。多数回の反射により、光波は活性層２１を複数回に
わたって通過し、吸収される。その結果、多数回の反射
を行うことによって、活性層の厚みを薄くすることがで
きる。事実、たとえば可飽和吸収体が光波の反射を１０
回実施できる場合、光波が活性層により１０回続けて吸
収されるので、この可飽和吸収体により得られる結果
は、活性層の厚さが十倍厚い従来の可飽和吸収体で得ら
れる結果に匹敵するものになる。吸収層２１の厚みを薄
することにより、エピタキシャルによる成長時間が短縮
されるので、可飽和吸収体の製造コストを下げることが
できる。

【００４９】図４ａの構成から、この可飽和吸収体２０
の構造をいっそう理解することができる。この図は、活
性層２１、すなわち多数の量子井戸を備えた三元材料か
らなる吸収層を含む。この活性層２１は、たとえばＩｎ
Ｐの緩衝層２２の上に堆積され、緩衝層自体２２が、た
とえばＩｎＰからなる基体２７の上に堆積されている。
活性層２１はさらに、たとえばＩｎＰなどのＩＩＩ−Ｖ
材料からなる保護層２３で被覆されている。緩衝層２
２、活性層２１及び保護層２３は、積層３１を形成し、
積層３１の厚みｌは、多数の反射を問題なく行うのに充
分なものでなければならない。この厚みｌの条件につい
ては後述する。

【００５０】多数の反射を行えるようにするには、少な
くとも２個のミラー２４、２５を、活性層２１の両側、
特に積層３１の両側に配置する。この２つのミラーを、
活性層２１に平行になるように配置する。

【００５１】下部ミラー２５は、基板２７に穴２８を開
けた後に堆積する。この穴２８は、たとえば化学エッチ
ングにより形成される。この場合、緩衝層２２と基体２
７との間に障壁層が設けられる。変形実施形態では、穴
２８はまた、従来のドライエッチングにより形成しても
よい。しかし、この場合には、エッチングの深さが数１
００μｍを越えてはならない。

【００５２】下部ミラー２５と上部ミラー２４との双方
は、金か、多層誘電体または多層半導体（ブラッグミラ
ー）からなる。従って可飽和吸収体２０に注入される光
点２６は、点（Ｓ_１Ｓ_２）から出る前に２個のミラーの
間で複数回の反射を受ける。多数回の反射により、光波
が活性層２１を複数回にわたって通過することができ
る。その結果、厚みが０．１〜０．５μｍで４〜８個の
量子井戸しかもたない吸収層２１を含むこの吸収体は、
活性層の厚みが２〜５μｍで５０〜８０個の量子井戸を
有する従来の可飽和吸収体と同様の結果を得ることがで
きる。活性層の厚みを薄くし、従って量子井戸の数を減
らすことにより、可飽和吸収体の製造コストを著しく下
げることができる。

【００５３】積層３１の全体の厚さｌは、多数回の反射
を障害なく形成するのに充分なものでなければならな
い。この厚さは、好適には２μｍ以上である。空気中へ
の入射ビームの角方向の開きΔｉ、またはＩｎＰ材料中
への角方向の開きΔθ、ならびに入射ビームの空間的な
照射面積（Ｓ_１Ｓ_２）は、予め値を定めた以下のパラメ
ータ、すなわちミラーの一方への反射回数ｒ、２個のミ
ラーの間に含まれる積層の全体の厚さｌにより計算し
た。この実施形態では、上部ミラー２４の長さｍを１５
μｍ、入射角θを６゜とした。

【００５４】入射角θの極限値は、入射光の２つの偏光
モードの間で１ｄＢ（デシベル）未満の吸収差に対して
８゜で計算した。この極限値は、材料における角方向の
開きに対してΔθ＝２゜の上限を課す。その結果、入射
角θが小さい場合、すなわち極限値が８゜未満である場
合、光の偏光に対する吸収体の感度は１ｄＢ未満である
ので、可飽和吸収体は、偏光を感知しないものとみな
す。反対に、反射角θが増加して８゜を越える場合に
は、偏光に対する感度が増加するのでもはやこれを無視
することができない。

【００５５】入射角度θの値は、次の式により決定され
る。

【００５６】

【数１】 さらに、入射ビームにより照射される空間面積Ｓ_１Ｓ_２
は、この角度θ、上部ミラー２４の長さｍ、積層３１の
全体の厚さｌ、反射回数ｒに依存する。また特に、次の
式により決定される。

【００５７】

【数２】 下の表は、上部ミラー２４の長さｍを１５μｍ、角度θ
を６゜に定めたときの、パラメータの組み合わせ例を幾
つかまとめたものである。

【００５８】

【表１】 光点（Ｓ_１Ｓ_２）の寸法は、好適には約２〜３μｍであ
る。光点が大きすぎると、光の一部が遮蔽されるので、
可飽和吸収体の有効性が弱まる。さらに光点の寸法が小
さすぎると、その波長よりも小さい光点に光波の焦点を
合わせることができないので、やはり適切でない。従っ
て光点（Ｓ_１Ｓ_２）の寸法から、積層３１の全体の厚さ
ｌの下限値が課される。この下限は２μｍである。

【００５９】図４ｂは、こうした多重反射可飽和吸収体
の活性部分の変形実施形態を示している。この変形実施
形態では、下部ミラー２５が厚く構成される。一般に、
この厚みは、半導体を備えたブラッグミラーでは５〜１
０μｍ、誘電体（ＳｉＯ_ｘＮ _ｙ）ブラッグミラーでは１
〜３μｍ、金属ミラーでは０．１〜１μｍである。金属
ミラーの場合、厚い金属ミラー（厚さ１μｍを越える）
は、ヒートシンクの役割をする。というのも実際、金属
ミラーは、光子から形成される電子の攪拌による放出熱
を排出できるからである。

【００６０】図４ｃは、多重反射可飽和吸収体の活性部
分の別の変形実施形態を示している。この変形実施形態
では、下部ミラー１５が同様に非常に厚く、ヒートシン
クの役割を果たしている。この変形実施形態は、入射角
θが８゜を越えており、可飽和吸収体２０が光の偏光を
感知するようにするためには充分に大きい状態を表して
いる。この場合、可飽和吸収体に偏光を感知させないよ
うにしておくには、偏光を反転できる外部装置３０を使
用する。外部装置３０を、２個の上部ミラー２４と２９
の間に配置する。このようにして、下部ミラー２５と第
１の上部ミラー２４との間で吸収体を通過する第１の通
過時に、光波が複数の反射を受ける。この第１の吸収体
の通過時に、光の偏光モードの一方、たとえばＴＥモー
ドは他方のモードよりも優先され、すなわち活性層２１
によってより多く吸収される。次いで光波は、外部装置
３０により処理される。すなわち偏光が反転されてか
ら、可飽和吸収体２０に再注入されて、下部ミラー２５
と第２の上部ミラー２９との間で吸収体を通過する第２
の通過時に、更なる反射を受ける。この第２の吸収体の
通過時に、光の偏光が逆転されるので、今度は他方の偏
光モード（実施形態ではＴＭモード）が優先される。こ
のようにして、光の様々な偏光モードがバランスをとっ
て吸収され、可飽和吸収体は光の偏光を感知しなくな
る。

【００６１】この可飽和吸収体２０の別の改善例では、
外部装置３０に、半導体光増幅器を付加することができ
る。この増幅器は、第１の吸収体の通過時に吸収された
光を増幅し、吸収体への２回の光の注入に対してパワー
を同じレベルに維持できるようにする。

【００６２】上記の多重反射可飽和吸収体は特に、図２
に示したような本発明による第２の再生装置での使用に
適している。

【００６３】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による再生装置を示す
図である。

【図２】本発明の第２の実施形態による再生装置を示す
図である。

【図３ａ】本発明による可飽和吸収体の第１の実施形態
の変形実施形態を示す図である。

【図３ｂ】本発明による可飽和吸収体の第１の実施形態
の別の変形実施形態を示す図である。

【図４ａ】本発明による可飽和吸収体の第２の実施形態
を示す図である。

【図４ｂ】図４ａの多重反射可飽和吸収体の活性部分の
変形実施形態を示す図である。

【図４ｃ】図４ａの多重反射可飽和吸収体の活性部分の
他の変形実施形態を示す図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｅ 光ファイバー Ｃ、１０、２０ 可飽和吸収体 Ｂ２、Ｇ２ 格子 Ｂ１、Ｂ３、Ｇ１、Ｇ３ レンズ １１、２１ 活性層または吸収層 １２、２２ 緩衝層 １３、２７ 基体 １４、２３ 保護層 １５ 材料 １６ 転位 ２４、２５ ミラー ２６ 光点 ３０ 外部装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/18 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 フイリツプ・パニヨツド−ロシオー フランス国、91180・サン・ジエルマン・ レ・アルパジヨン、プラス・フエルナン・ レジエ、４ (72)発明者 ポール・サレ フランス国、92140・クラマール、アブニ ユ・ジヤン・ジヨレス、93 (72)発明者 クリストフ・スタルク フランス国、91700・サント−ジユヌビエ ーブ−デ−ボワ、アレ・ジヨルジユ・ブラ ツサン・３

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長分割多重化信号を受信して、対応す
   る分散波を自由空間に送信するための分散性媒体（Ｂ
   １、Ｂ２、Ｂ３）と、 前記分散波を第１の面で受信して、対応する再生波を伝
   送するように構成された可飽和吸収体（Ｃ）と、を含む
   ことを特徴とする波長分割多重光信号の再生装置。
2. 【請求項２】 可飽和吸収体の出口に、分散かつ再生さ
   れた波を再結合するための別の分散性媒体（Ｇ１、Ｇ
   ２、Ｇ３）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記
   載の装置。
3. 【請求項３】 1つまたは複数の分散性媒体は、格子
   （Ｂ２；Ｇ２）の両側に配置された一組の２個のレンズ
   （Ｂ１、Ｂ３；Ｇ１、Ｇ３）を含むことを特徴とする請
   求項１または２に記載の装置。
4. 【請求項４】 可飽和吸収体（１０、２０）は、基体
   （１３、２７）上に堆積された、多数の量子井戸を持つ
   三元材料からなる活性層（１１、２１）を含むことを特
   徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 【請求項５】 可飽和吸収体（Ｃ）は、第２の面（Ｃ
   １）に反射コーティングを含み、空間セパレータ（Ｆ）
   は、再生された信号から再生すべき光信号を分離可能で
   あることを特徴とする請求項１または４のいずれか一項
   に記載の装置。
6. 【請求項６】 可飽和吸収体（１０）の活性層（１１）
   の結晶構造は、制御された転位密度（１６）を含むこと
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装
   置。
7. 【請求項７】 可飽和吸収体（１０）は、活性層（１
   １）を被覆するＩＩＩ−Ｖ材料からなる保護層を備え
   た、格子が不整合の上層（１５）を含むことを特徴とす
   る請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 上層（１５）は、ＧａＡｓからなること
   を特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 上層（１５）は、０．１μｍを越える厚
   みで堆積されることを特徴とする請求項７または８に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 保護層（１４）の厚さは０〜１μｍで
    あることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に
    記載の装置。
11. 【請求項１１】 上層（１５）は、０〜４×１０^１８ｃ
    ｍ^−３の濃度のｎ型キャリヤでドープされることを特徴
    とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 【請求項１２】 可飽和吸収体（２０）は、活性層（２
    １）の両側に前記活性層（２１）に平行に配置された少
    なくとも２個のミラー（２４、２５、２９）を含むこと
    を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装
    置。
13. 【請求項１３】 活性層（２１）は、緩衝層（２２）上
    に堆積されて、ＩＩＩ−Ｖ材料の保護層（２３）で被覆
    されており、この三つの層からなる積層（３１）の全体
    の厚さｌは、２μｍ以上であることを特徴とする請求項
    １２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 可飽和吸収体（２０）の活性層（２
    １）の厚さは、０．１〜０．５μｍであることを特徴と
    する請求項１２または１３に記載の装置。