JP2001085787A - 波長可変型光送受信器 - Google Patents
波長可変型光送受信器Info
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- JP2001085787A JP2001085787A JP26032299A JP26032299A JP2001085787A JP 2001085787 A JP2001085787 A JP 2001085787A JP 26032299 A JP26032299 A JP 26032299A JP 26032299 A JP26032299 A JP 26032299A JP 2001085787 A JP2001085787 A JP 2001085787A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意波長の送信を可能とし、しかも安価で、
長距離伝送に適し、チャネル間アイソレーション特性に
優れた波長可変型光送受信器を提供する。 【解決手段】 ＩｎＰ基板上に複数の半導体光増幅器を
形成し、これらの光増幅器を用いて光送信部及び光受信
部を形成するために、前記光送信部では、前記光増幅器
の後端面に高反射膜５を形成すると共に前端面側に共振
器長可変型ファイバグレーティング１０−１を設けて波
長可変型ファイバグレーティングレーザ１を構成し、前
記光受信部では、前記光増幅器の前後両端面に低反射膜
６−１，６−２を設け、後端面側にフォトダイオード１
５を配置し、前端面側に透過波長を選択するチューナブ
ルフィルタ１６を配置した。
長距離伝送に適し、チャネル間アイソレーション特性に
優れた波長可変型光送受信器を提供する。 【解決手段】 ＩｎＰ基板上に複数の半導体光増幅器を
形成し、これらの光増幅器を用いて光送信部及び光受信
部を形成するために、前記光送信部では、前記光増幅器
の後端面に高反射膜５を形成すると共に前端面側に共振
器長可変型ファイバグレーティング１０−１を設けて波
長可変型ファイバグレーティングレーザ１を構成し、前
記光受信部では、前記光増幅器の前後両端面に低反射膜
６−１，６−２を設け、後端面側にフォトダイオード１
５を配置し、前端面側に透過波長を選択するチューナブ
ルフィルタ１６を配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、双方向波長多重伝
送用の光送受信器に係り、特に、任意波長の送信を可能
とし、しかも安価で、長距離伝送に適し、チャネル間ア
イソレーション特性に優れた波長可変型光送受信器に関
するものである。
送用の光送受信器に係り、特に、任意波長の送信を可能
とし、しかも安価で、長距離伝送に適し、チャネル間ア
イソレーション特性に優れた波長可変型光送受信器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重伝送用デバイスの開発の進展に
伴い、双方向で波長多重伝送する方式が検討されるよう
になってきた。このような双方向伝送用光送受信器の従
来構成を図５及び図６に示す。
伴い、双方向で波長多重伝送する方式が検討されるよう
になってきた。このような双方向伝送用光送受信器の従
来構成を図５及び図６に示す。
【０００３】まず、図５のものは、１本の光ファイバ伝
送路４５内で、矢印４６方向に波長λ1 の信号光を伝搬
させ、矢印４７方向に波長λ2 の信号光を伝搬させるた
めに、波長λ1 の信号光を送信する光送信部と波長λ2
の信号光を受信する光受信部とを光合分波器を介して１
本の光ファイバに接続した双方向伝送用光送受信器であ
る。光送信部では、半導体レーザ４０からの波長λ1 の
出射光４１を光変調器４２に入力して変調し、変調され
た信号光４３をＷＤＭフィルタ４４へ入力し、このＷＤ
Ｍフィルタ４４で信号光４３を合波して光ファイバ伝送
路４５内を矢印４６方向に伝搬させる。他方、光受信部
では、矢印４７方向から伝搬してきた波長λ2 の信号光
が、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、分波された信号光
４８がフォトダイオード４９に入力されて光電気変換さ
れる。
送路４５内で、矢印４６方向に波長λ1 の信号光を伝搬
させ、矢印４７方向に波長λ2 の信号光を伝搬させるた
めに、波長λ1 の信号光を送信する光送信部と波長λ2
の信号光を受信する光受信部とを光合分波器を介して１
本の光ファイバに接続した双方向伝送用光送受信器であ
る。光送信部では、半導体レーザ４０からの波長λ1 の
出射光４１を光変調器４２に入力して変調し、変調され
た信号光４３をＷＤＭフィルタ４４へ入力し、このＷＤ
Ｍフィルタ４４で信号光４３を合波して光ファイバ伝送
路４５内を矢印４６方向に伝搬させる。他方、光受信部
では、矢印４７方向から伝搬してきた波長λ2 の信号光
が、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、分波された信号光
４８がフォトダイオード４９に入力されて光電気変換さ
れる。
【０００４】図６の双方向伝送用光送受信器では、矢印
５０方向から光ファイバ伝送路４５内を伝搬してきた信
号光は、任意の波長（例えば、波長１．５μｍ帯の中の
長波長帯；Ｒｅｄ Ｂａｎｄの中の一波）の信号光であ
り、この信号光をＷＤＭフィルタ４４で分波した後、分
波された信号光５１をチューナブルフィルタ５２に入力
させて上記任意の波長を選択し、選択された信号光５３
をフォトダイオード４９で受信する構成となっている。
矢印５０方向からの信号光は、Ｒｅｄ Ｂａｎｄの中か
ら任意の波長から選ばれるので、チューナブルフィルタ
５２で上記任意の波長の信号光をチューニングする必要
がある。なお、図６の双方向伝送用光送受信器におい
て、半導体レーザ４０と光変調器４２とは一体化構成で
作られている。そして、波長λ1 は、半導体レーザ４０
と光変調器４２とを一体化したデバイスにペルチェ素子
（図示せず）を取り付け、このペルチェ素子でデバイス
の温度を調節することによってわずかであるが可変にで
きる。
５０方向から光ファイバ伝送路４５内を伝搬してきた信
号光は、任意の波長（例えば、波長１．５μｍ帯の中の
長波長帯；Ｒｅｄ Ｂａｎｄの中の一波）の信号光であ
り、この信号光をＷＤＭフィルタ４４で分波した後、分
波された信号光５１をチューナブルフィルタ５２に入力
させて上記任意の波長を選択し、選択された信号光５３
をフォトダイオード４９で受信する構成となっている。
矢印５０方向からの信号光は、Ｒｅｄ Ｂａｎｄの中か
ら任意の波長から選ばれるので、チューナブルフィルタ
５２で上記任意の波長の信号光をチューニングする必要
がある。なお、図６の双方向伝送用光送受信器におい
て、半導体レーザ４０と光変調器４２とは一体化構成で
作られている。そして、波長λ1 は、半導体レーザ４０
と光変調器４２とを一体化したデバイスにペルチェ素子
（図示せず）を取り付け、このペルチェ素子でデバイス
の温度を調節することによってわずかであるが可変にで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図５及び図
６の双方向伝送用光送受信器には、次のような問題点が
ある。
６の双方向伝送用光送受信器には、次のような問題点が
ある。
【０００６】（１）任意の波長の信号光を選択して送信
することができない。任意の波長の信号光を選択して送
信できるようにするためには、構成が複雑になりコスト
高になってしまう。即ち、従来は、半導体レーザ４０と
光変調器４２とが一体的に構成されて作られているが、
任意の波長に可変できるようにするためには、このよう
な一体構成は使えなくなり、半導体レーザ４０とチュー
ナブルフィルタと光変調器４２とを個別に組み合わせて
実装しなければならない。その結果、双方向伝送用光送
受信器が高価になってしまう。
することができない。任意の波長の信号光を選択して送
信できるようにするためには、構成が複雑になりコスト
高になってしまう。即ち、従来は、半導体レーザ４０と
光変調器４２とが一体的に構成されて作られているが、
任意の波長に可変できるようにするためには、このよう
な一体構成は使えなくなり、半導体レーザ４０とチュー
ナブルフィルタと光変調器４２とを個別に組み合わせて
実装しなければならない。その結果、双方向伝送用光送
受信器が高価になってしまう。
【０００７】（２）光受動部品の損失が高いので、長距
離伝送に制約を受ける。この対策として光ファイバ増幅
器の挿入が考えられるが、光ファイバ増幅器を挿入する
と、光部品点数が多く、サイズが大きく、高価になって
しまう。
離伝送に制約を受ける。この対策として光ファイバ増幅
器の挿入が考えられるが、光ファイバ増幅器を挿入する
と、光部品点数が多く、サイズが大きく、高価になって
しまう。
【０００８】（３）ＷＤＭフィルタ４４のチャネル間ア
イソレーション特性は２０数ｄＢであり、受信側への送
信信号の漏れ込みを無視することができない。
イソレーション特性は２０数ｄＢであり、受信側への送
信信号の漏れ込みを無視することができない。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、任意波長の送信を可能とし、しかも安価で、長距離
伝送に適し、チャネル間アイソレーション特性に優れた
波長可変型光送受信器を提供することにある。
し、任意波長の送信を可能とし、しかも安価で、長距離
伝送に適し、チャネル間アイソレーション特性に優れた
波長可変型光送受信器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、１本の光ファイバに光合分波器を介して光
送信部と光受信部とを接続し、波長の異なった信号光を
双方向に伝送させる光送受信器において、ＩｎＰ基板上
に複数の半導体光増幅器を形成し、これらの光増幅器を
用いて前記光送信部及び前記光受信部を形成するため
に、前記光送信部では、前記光増幅器の後端面に高反射
膜を形成すると共に前端面側に共振器長可変型ファイバ
グレーティングを設けて波長可変型ファイバグレーティ
ングレーザを構成し、前記光受信部では、前記光増幅器
の前後両端面に低反射膜を設け、後端面側にフォトダイ
オードを配置し、前端面側に透過波長を選択するチュー
ナブルフィルタを配置したものである。
に本発明は、１本の光ファイバに光合分波器を介して光
送信部と光受信部とを接続し、波長の異なった信号光を
双方向に伝送させる光送受信器において、ＩｎＰ基板上
に複数の半導体光増幅器を形成し、これらの光増幅器を
用いて前記光送信部及び前記光受信部を形成するため
に、前記光送信部では、前記光増幅器の後端面に高反射
膜を形成すると共に前端面側に共振器長可変型ファイバ
グレーティングを設けて波長可変型ファイバグレーティ
ングレーザを構成し、前記光受信部では、前記光増幅器
の前後両端面に低反射膜を設け、後端面側にフォトダイ
オードを配置し、前端面側に透過波長を選択するチュー
ナブルフィルタを配置したものである。
【００１１】前記光送信部の光増幅器には、しきい値電
流よりも高い電流を注入し、前記光受信部の光増幅器に
は、しきい値電流以下の電流を注入するようにしてもよ
い。
流よりも高い電流を注入し、前記光受信部の光増幅器に
は、しきい値電流以下の電流を注入するようにしてもよ
い。
【００１２】前記光送信部の中に光変調器を設けてもよ
い。
い。
【００１３】前記共振器長可変型ファイバグレーティン
グに対して温度変化又は張力のいずれか一方又は両方を
与えて共振器長を変化させるようにしてもよい。
グに対して温度変化又は張力のいずれか一方又は両方を
与えて共振器長を変化させるようにしてもよい。
【００１４】前記チューナブルフィルタに対して温度変
化又は張力のいずれか一方又は両方を与えて共振器長を
変化させるようにしてもよい。
化又は張力のいずれか一方又は両方を与えて共振器長を
変化させるようにしてもよい。
【００１５】前記光受信部に受信する信号光の波長を検
出する波長モニタ回路を設け、検出された信号光の波長
に応じて前記チューナブルフィルタを駆動するようにし
てもよい。
出する波長モニタ回路を設け、検出された信号光の波長
に応じて前記チューナブルフィルタを駆動するようにし
てもよい。
【００１６】前記光送信部に発振波長を検出する波長モ
ニタ回路を設け、検出された発振波長に応じて前記共振
器長可変型ファイバグレーティングを駆動するようにし
てもよい。
ニタ回路を設け、検出された発振波長に応じて前記共振
器長可変型ファイバグレーティングを駆動するようにし
てもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】図１に示されるように、本発明に係る波長
可変型光送受信器は、光送信部を構成する波長可変型フ
ァイバグレーティングレーザ（以下、波長可変型レーザ
という）１及び光変調器４２、光合分波器を構成するＷ
ＤＭフィルタ４４、光受信部を構成するチューナブルフ
ィルタ５２及び光増幅器一体型フォトダイオード５４か
らなる。各部の詳細構造は図３により後述する。
可変型光送受信器は、光送信部を構成する波長可変型フ
ァイバグレーティングレーザ（以下、波長可変型レーザ
という）１及び光変調器４２、光合分波器を構成するＷ
ＤＭフィルタ４４、光受信部を構成するチューナブルフ
ィルタ５２及び光増幅器一体型フォトダイオード５４か
らなる。各部の詳細構造は図３により後述する。
【００１９】図１の波長可変型光送受信器では、波長可
変型レーザ１で希望する波長の光２を選択的に出射さ
せ、その光２を光変調器４２に入力させる。そして変調
された信号光４３をＷＤＭフィルタ４４に通して光ファ
イバ伝送路４５内へ伝搬させ、矢印３のごとく、チュー
ニングされた波長（例えば、１．５μｍ帯の１．５３μ
ｍから１．５４５μｍまでの範囲の中から選択的にチュ
ーニングした波長）の信号光を送出する。他方、矢印５
０の方向から送られてきた任意の波長（例えば、１．５
μｍ帯の１．５４６μｍから１．６１μｍまでの範囲の
中から選ばれた波長）の信号光は、光ファイバ伝送路４
５内を伝搬し、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、矢印５
１のごとくチューナブルフィルタ５２へ入力される。こ
のチューナブルフィルタ５２では、上記任意の波長にチ
ューニング（波長合わせ）するようにフィルタの中心波
長が制御され、このチューナブルフィルタ５２でチュー
ニング（濾波）された信号光５３が光増幅器一体型フォ
トダイオード５４へ入力される。この信号光５３は、光
増幅された後、光増幅器一体型フォトダイオード５４で
電気信号に変換される。
変型レーザ１で希望する波長の光２を選択的に出射さ
せ、その光２を光変調器４２に入力させる。そして変調
された信号光４３をＷＤＭフィルタ４４に通して光ファ
イバ伝送路４５内へ伝搬させ、矢印３のごとく、チュー
ニングされた波長（例えば、１．５μｍ帯の１．５３μ
ｍから１．５４５μｍまでの範囲の中から選択的にチュ
ーニングした波長）の信号光を送出する。他方、矢印５
０の方向から送られてきた任意の波長（例えば、１．５
μｍ帯の１．５４６μｍから１．６１μｍまでの範囲の
中から選ばれた波長）の信号光は、光ファイバ伝送路４
５内を伝搬し、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、矢印５
１のごとくチューナブルフィルタ５２へ入力される。こ
のチューナブルフィルタ５２では、上記任意の波長にチ
ューニング（波長合わせ）するようにフィルタの中心波
長が制御され、このチューナブルフィルタ５２でチュー
ニング（濾波）された信号光５３が光増幅器一体型フォ
トダイオード５４へ入力される。この信号光５３は、光
増幅された後、光増幅器一体型フォトダイオード５４で
電気信号に変換される。
【００２０】この波長可変型光送受信器の光送信部は、
一つの波長可変型ファイバグレーティングレーザ１で種
々の波長の信号光を選択制御して送出することができる
ので、例えば、数十局から数百局程度の送信局用として
汎用的に使うことができる。また、光受信部は広い波長
域の信号光を選択制御して受信することができるので、
同様に非常に多くの受信局用として汎用的に使うことが
できる。このように、光送信部及び光受信部が広い波長
域で汎用的に使うことができる結果、量産効果により大
幅な低コスト化を図ることができる。
一つの波長可変型ファイバグレーティングレーザ１で種
々の波長の信号光を選択制御して送出することができる
ので、例えば、数十局から数百局程度の送信局用として
汎用的に使うことができる。また、光受信部は広い波長
域の信号光を選択制御して受信することができるので、
同様に非常に多くの受信局用として汎用的に使うことが
できる。このように、光送信部及び光受信部が広い波長
域で汎用的に使うことができる結果、量産効果により大
幅な低コスト化を図ることができる。
【００２１】また、光受信部では、ＷＤＭフィルタ４４
で分波した後に、さらに帯域特性の狭いチューナブルフ
ィルタ５２でチューニングして取り出し、その後に、光
増幅器で希望の波長の信号光のみを増幅するので、高Ｓ
／Ｎ特性を持った受信特性を得ることができる。即ち、
チャネル間干渉が極めて小さく、クロストーク特性の劣
化が極めて少ない光受信特性を得ることができる。
で分波した後に、さらに帯域特性の狭いチューナブルフ
ィルタ５２でチューニングして取り出し、その後に、光
増幅器で希望の波長の信号光のみを増幅するので、高Ｓ
／Ｎ特性を持った受信特性を得ることができる。即ち、
チャネル間干渉が極めて小さく、クロストーク特性の劣
化が極めて少ない光受信特性を得ることができる。
【００２２】また、光送信部からの信号光が光受信部へ
漏れることが殆どないので、高アイソレーション特性を
得ることができる。
漏れることが殆どないので、高アイソレーション特性を
得ることができる。
【００２３】なお、波長多重伝送システムでは、それぞ
れの端局にそれぞれ波長の異なった光送信信号光とそれ
ぞれ波長の異なった光受信信号光とが与えられる。従っ
て、それぞれの端局には異なった波長を持つ光送受信器
が必要となる。従来の光送受信器は、波長毎に専用の構
成を有する光送受信器を用意しなければならないので、
光送受信器のコストが高くなると共に高歩留まり特性が
要求される。その点、本発明では、任意波長の送受信が
可能であるため、各端局に同一構成の波長可変型光送受
信器を用いることができ、前記の量産効果が望める。
れの端局にそれぞれ波長の異なった光送信信号光とそれ
ぞれ波長の異なった光受信信号光とが与えられる。従っ
て、それぞれの端局には異なった波長を持つ光送受信器
が必要となる。従来の光送受信器は、波長毎に専用の構
成を有する光送受信器を用意しなければならないので、
光送受信器のコストが高くなると共に高歩留まり特性が
要求される。その点、本発明では、任意波長の送受信が
可能であるため、各端局に同一構成の波長可変型光送受
信器を用いることができ、前記の量産効果が望める。
【００２４】次に、本発明の第二の実施形態を説明す
る。
る。
【００２５】図２に示されるように、この波長可変型光
送受信器は、チューナブルフィルタ５２の前段で信号光
の波長を検出し、この波長に合わせてチューナブルフィ
ルタ５２の波長を選択するようにしたものである。光受
信部に送られてきた信号光５１の一部を波長モニタカプ
ラ１７−２で取り出し、その取り出した信号光を波長モ
ニタ回路１８−２で分析して信号光の波長を検出し、そ
の検出信号を駆動回路１９−２を通して張力調節器２０
−２に送り、その張力調節器２０−２でチューナブルフ
ィルタ５２の中心波長を制御すると、信号光５３がチュ
ーナブルフィルタ５２から取り出される。この信号光５
３が光増幅器一体型フォトダイオード５４へ入力され
る。波長モニタ回路１８−２には、例えば、サンテック
株式会社の波長ロッカ／モニタ（型名０ＷＬ−１０）を
用いる。
送受信器は、チューナブルフィルタ５２の前段で信号光
の波長を検出し、この波長に合わせてチューナブルフィ
ルタ５２の波長を選択するようにしたものである。光受
信部に送られてきた信号光５１の一部を波長モニタカプ
ラ１７−２で取り出し、その取り出した信号光を波長モ
ニタ回路１８−２で分析して信号光の波長を検出し、そ
の検出信号を駆動回路１９−２を通して張力調節器２０
−２に送り、その張力調節器２０−２でチューナブルフ
ィルタ５２の中心波長を制御すると、信号光５３がチュ
ーナブルフィルタ５２から取り出される。この信号光５
３が光増幅器一体型フォトダイオード５４へ入力され
る。波長モニタ回路１８−２には、例えば、サンテック
株式会社の波長ロッカ／モニタ（型名０ＷＬ−１０）を
用いる。
【００２６】次に、図１の波長可変型光送受信器の詳細
な構成を図３により説明する。
な構成を図３により説明する。
【００２７】ここでは、波長１．５μｍ帯用の波長可変
型光送受信器を説明する。図３に示されるように、Ｉｎ
Ｐ基板上に発光素子４と光増幅部１２とが一体的に形成
されている。この図はＩｎＰ基板の上面を示したもので
ある。
型光送受信器を説明する。図３に示されるように、Ｉｎ
Ｐ基板上に発光素子４と光増幅部１２とが一体的に形成
されている。この図はＩｎＰ基板の上面を示したもので
ある。
【００２８】まず、発光素子４及び光増幅部１２の構成
を説明する。
を説明する。
【００２９】ＩｎＰ（ｎ+ ）基板上にスラブ構造のＩｎ
Ｐ（ｎ）下部クラッド層を形成し、その上にスラブ或い
は略矩形状のＩｎＧａＡｓＰの活性層を形成し、その上
にＩｎＰ（ｐ）上部クラッド層、ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層を積層する。ＩｎＰ（ｎ+ ）基板の下面には下面
電極を設け、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層の上には上部
電極７，１３を設け、これら上部電極７，１３と下面電
極との間に電流を流して活性層内に電流ＩL ，ＩA を閉
じ込めて流すようにする。これにより、２つの半導体光
増幅器からなる半導体光増幅器アレイが構成される。
Ｐ（ｎ）下部クラッド層を形成し、その上にスラブ或い
は略矩形状のＩｎＧａＡｓＰの活性層を形成し、その上
にＩｎＰ（ｐ）上部クラッド層、ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層を積層する。ＩｎＰ（ｎ+ ）基板の下面には下面
電極を設け、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層の上には上部
電極７，１３を設け、これら上部電極７，１３と下面電
極との間に電流を流して活性層内に電流ＩL ，ＩA を閉
じ込めて流すようにする。これにより、２つの半導体光
増幅器からなる半導体光増幅器アレイが構成される。
【００３０】これらの光増幅器を用いて光送信部の発光
素子４と光受信部の光増幅部１２とを形成する。
素子４と光受信部の光増幅部１２とを形成する。
【００３１】発光素子４では、電流ＩL をしきい値電流
よりも高い電流とすることにより、レーザ発振を起こさ
せる。即ち、発光素子４は、光増幅器の後端面に形成し
た高反射膜５（反射率≧８０％）と、同じ光増幅器の前
端面側に設けた共振器長可変型ファイバグレーティング
１０−１の等価的反射面Ｒ1 との間で、共振器長Ｌをも
ったレーザ共振器を構成し、端子８より電流ＩL を流す
ことにより、レーザ発振させるものである。発光素子４
は、図１の波長可変型レーザ１に相当する。
よりも高い電流とすることにより、レーザ発振を起こさ
せる。即ち、発光素子４は、光増幅器の後端面に形成し
た高反射膜５（反射率≧８０％）と、同じ光増幅器の前
端面側に設けた共振器長可変型ファイバグレーティング
１０−１の等価的反射面Ｒ1 との間で、共振器長Ｌをも
ったレーザ共振器を構成し、端子８より電流ＩL を流す
ことにより、レーザ発振させるものである。発光素子４
は、図１の波長可変型レーザ１に相当する。
【００３２】また、光増幅部１２では、光増幅器の前端
面及び後端面に低反射膜６−１，６−２（反射率＜０．
５％）が形成されており、上部電極１３から下面電極に
向けてしきい値電流以下の順方向電流ＩA を端子１４か
ら注入することによって、信号光を増幅することができ
る。光増幅部１２の後端面側にフォトダイオード１５を
設けることにより、図１の光増幅器一体型フォトダイオ
ード５４が構成されている。
面及び後端面に低反射膜６−１，６−２（反射率＜０．
５％）が形成されており、上部電極１３から下面電極に
向けてしきい値電流以下の順方向電流ＩA を端子１４か
ら注入することによって、信号光を増幅することができ
る。光増幅部１２の後端面側にフォトダイオード１５を
設けることにより、図１の光増幅器一体型フォトダイオ
ード５４が構成されている。
【００３３】光送信部の構成及び動作を説明する。
【００３４】発光素子４は、広い波長域にわたってレー
ザ発振させることができる。そして、その波長は、共振
器長Ｌによって変えられる。この共振器長Ｌを変えるた
めに、共振器長可変型ファイバグレーティング１０−１
に張力１１−１を印加するか、又は共振器長可変型ファ
イバグレーティング１０−１にペルチェ素子を取り付け
て温度を変えるか、又は張力及び温度の両方を変えるこ
とによって、発振波長をチューナブルに制御することが
できる。例えば、共振器長可変型ファイバグレーティン
グ１０−１に張力１１−１を印加すると発振波長を０．
０１５ｎｍ／ｇの割合で低くすることができる。また、
共振器長可変型ファイバグレーティング１０−１の温度
を高くすると、発振波長を０．０５ｎｍ／℃の割合で高
くすることができる。発振波長は、張力又は温度に対し
てほぼ直線的に変えられる。発振波長は、張力により約
７ｎｍ、温度により５ｎｍ程度まで変えられ、これらを
併用すれば１０数ｎｍの発振波長可変範囲を実現するこ
とができる。従って、送信波長に割り当てられた波長範
囲をほぼカバーしてチューニングすることができる。
ザ発振させることができる。そして、その波長は、共振
器長Ｌによって変えられる。この共振器長Ｌを変えるた
めに、共振器長可変型ファイバグレーティング１０−１
に張力１１−１を印加するか、又は共振器長可変型ファ
イバグレーティング１０−１にペルチェ素子を取り付け
て温度を変えるか、又は張力及び温度の両方を変えるこ
とによって、発振波長をチューナブルに制御することが
できる。例えば、共振器長可変型ファイバグレーティン
グ１０−１に張力１１−１を印加すると発振波長を０．
０１５ｎｍ／ｇの割合で低くすることができる。また、
共振器長可変型ファイバグレーティング１０−１の温度
を高くすると、発振波長を０．０５ｎｍ／℃の割合で高
くすることができる。発振波長は、張力又は温度に対し
てほぼ直線的に変えられる。発振波長は、張力により約
７ｎｍ、温度により５ｎｍ程度まで変えられ、これらを
併用すれば１０数ｎｍの発振波長可変範囲を実現するこ
とができる。従って、送信波長に割り当てられた波長範
囲をほぼカバーしてチューニングすることができる。
【００３５】このようにして発振波長を所望値にチュー
ニングした後、このレーザ光を光変調器４２に入力し、
変調された信号光４３をＷＤＭフィルタ４４を介して矢
印３のごとく送出する。
ニングした後、このレーザ光を光変調器４２に入力し、
変調された信号光４３をＷＤＭフィルタ４４を介して矢
印３のごとく送出する。
【００３６】光受信部の構成及び動作を説明する。
【００３７】矢印５０の方向から伝搬してきた任意の波
長の信号光は、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、分波さ
れた信号光５１がチューナブルフィルタ１６へ入力され
る。ここでは、チューナブルフィルタ１６は、長周期フ
ァイバグレーティング１０−２で構成されており、所望
の波長の信号光のみを通過させる帯域通過型フィルタで
ある。矢印５０方向からは受信波長域の中から選ばれた
任意の波長の信号光が送られてくるので、チューナブル
フィルタ１６は、その波長の信号光を通過させて光増幅
部１２へ導くようにチューニングされる。このチューナ
ブルフィルタ１６は、前記共振器長可変型ファイバグレ
ーティング１０−１と同様に張力印加や温度調節によ
り、トータルで１０数ｎｍの波長可変量を実現すること
ができる。従って、矢印５０方向から送られてくる任意
の波長の信号光をチューニングして通過させることがで
きる。
長の信号光は、ＷＤＭフィルタ４４で分波され、分波さ
れた信号光５１がチューナブルフィルタ１６へ入力され
る。ここでは、チューナブルフィルタ１６は、長周期フ
ァイバグレーティング１０−２で構成されており、所望
の波長の信号光のみを通過させる帯域通過型フィルタで
ある。矢印５０方向からは受信波長域の中から選ばれた
任意の波長の信号光が送られてくるので、チューナブル
フィルタ１６は、その波長の信号光を通過させて光増幅
部１２へ導くようにチューニングされる。このチューナ
ブルフィルタ１６は、前記共振器長可変型ファイバグレ
ーティング１０−１と同様に張力印加や温度調節によ
り、トータルで１０数ｎｍの波長可変量を実現すること
ができる。従って、矢印５０方向から送られてくる任意
の波長の信号光をチューニングして通過させることがで
きる。
【００３８】このようにしてチューナブルフィルタ１６
を通過した信号光は、光増幅部１２へ入射し、この光増
幅部１２で増幅された後、フォトダイオード１５で電気
信号に変換される。
を通過した信号光は、光増幅部１２へ入射し、この光増
幅部１２で増幅された後、フォトダイオード１５で電気
信号に変換される。
【００３９】この光受信部では、チューナブルフィルタ
１６で所望の波長の信号光のみを通過させた後、その信
号光のみを光増幅してフォトダイオード１５へ入力する
ので、高いＳ／Ｎ特性（信号対雑音比）を得ることがで
きる。また、送信する信号光４３がフォトダイオード１
５に漏れ込むことが殆どない。
１６で所望の波長の信号光のみを通過させた後、その信
号光のみを光増幅してフォトダイオード１５へ入力する
ので、高いＳ／Ｎ特性（信号対雑音比）を得ることがで
きる。また、送信する信号光４３がフォトダイオード１
５に漏れ込むことが殆どない。
【００４０】また、この波長可変型光送受信器では、光
送信部と光受信部とがＩｎＰ基板上に非常に小さいサイ
ズ（長さ＜２ｍｍ、幅＜２ｍｍ、厚み＜２ｍｍ）で一体
化されているので、小型サイズの波長可変型光送受信器
を実現することができる。
送信部と光受信部とがＩｎＰ基板上に非常に小さいサイ
ズ（長さ＜２ｍｍ、幅＜２ｍｍ、厚み＜２ｍｍ）で一体
化されているので、小型サイズの波長可変型光送受信器
を実現することができる。
【００４１】次に、図２の波長可変型光送受信器の詳細
な構成を図４により説明する。ただし、図３と符号の同
じものは同一であるから説明を省略する。
な構成を図４により説明する。ただし、図３と符号の同
じものは同一であるから説明を省略する。
【００４２】図４に示されるように、共振器長可変型フ
ァイバグレーティング１０−１の前に、具体的には光変
調器４２とＷＤＭフィルタ４４との間に、波長モニタカ
プラ１７−１が設けられている。また、長周期ファイバ
グレーティング１０−２の前に、具体的には長周期ファ
イバグレーティング１０−２とＷＤＭフィルタ４４との
間に、波長モニタカプラ１７−２が設けられている。波
長モニタカプラ１７−１，１７−２には、それぞれ取り
出した信号光を分析して信号光の波長を検出する波長モ
ニタ回路１８−１，１８−２が接続されている。各波長
モニタ回路１８−１，１８−２は、駆動回路１９−１，
１９−２を介し張力調節器２０−１，２０−２に制御信
号を出力するようになっている。
ァイバグレーティング１０−１の前に、具体的には光変
調器４２とＷＤＭフィルタ４４との間に、波長モニタカ
プラ１７−１が設けられている。また、長周期ファイバ
グレーティング１０−２の前に、具体的には長周期ファ
イバグレーティング１０−２とＷＤＭフィルタ４４との
間に、波長モニタカプラ１７−２が設けられている。波
長モニタカプラ１７−１，１７−２には、それぞれ取り
出した信号光を分析して信号光の波長を検出する波長モ
ニタ回路１８−１，１８−２が接続されている。各波長
モニタ回路１８−１，１８−２は、駆動回路１９−１，
１９−２を介し張力調節器２０−１，２０−２に制御信
号を出力するようになっている。
【００４３】図４の構成により、図２で説明したチュー
ナブルフィルタ５２の中心波長の制御が可能になると共
に、波長可変型レーザ１については、波長モニタ回路１
８−１で検出した波長をフィードバックすることによ
り、発振波長を目標とする波長に正確に制御することが
可能になる。
ナブルフィルタ５２の中心波長の制御が可能になると共
に、波長可変型レーザ１については、波長モニタ回路１
８−１で検出した波長をフィードバックすることによ
り、発振波長を目標とする波長に正確に制御することが
可能になる。
【００４４】本発明は、これまで述べた実施形態に限定
されない。波長可変型レーザ１は、１個に限らず、複数
個を並列配置し、それぞれの波長可変型レーザ１に広い
波長域を分担させて発振させるようにしてもよい。
されない。波長可変型レーザ１は、１個に限らず、複数
個を並列配置し、それぞれの波長可変型レーザ１に広い
波長域を分担させて発振させるようにしてもよい。
【００４５】また、チューナブルフィルタ５２と光増幅
器一体型フォトダイオード５４との組は、１組に限ら
ず、複数組を並列配置してもよい。
器一体型フォトダイオード５４との組は、１組に限ら
ず、複数組を並列配置してもよい。
【００４６】図２及び図４の構成において、波長をチュ
ーニングする手段として、共振器長可変型ファイバグレ
ーティング１０−１及び長周期ファイバグレーティング
１０−２に張力のみを印加したが、ペルチェ素子で温度
調節するか、張力及び温度の両方を変えるようにしても
よい。
ーニングする手段として、共振器長可変型ファイバグレ
ーティング１０−１及び長周期ファイバグレーティング
１０−２に張力のみを印加したが、ペルチェ素子で温度
調節するか、張力及び温度の両方を変えるようにしても
よい。
【００４７】ＩｎＰ基板以外に、ＧａＡｓ基板を用い、
１．３μｍ帯用の波長可変型光送受信器を構成してもよ
い。
１．３μｍ帯用の波長可変型光送受信器を構成してもよ
い。
【００４８】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００４９】（１）小型で、広い波長域の中から所望の
波長の信号光を選択して送出する光送信部と、広い波長
域の中から選ばれた任意の波長の信号光をチューニング
して通過させ、光増幅した後にフォトダイオードに入力
させることのできる光受信部とを備えた波長可変型光送
受信器を提供することができる。
波長の信号光を選択して送出する光送信部と、広い波長
域の中から選ばれた任意の波長の信号光をチューニング
して通過させ、光増幅した後にフォトダイオードに入力
させることのできる光受信部とを備えた波長可変型光送
受信器を提供することができる。
【００５０】（２）光受信部は、チューナブルフィルタ
と光増幅部とをフォトダイオードの前に有しているの
で、高感度受信特性を得ることができる。また、他のチ
ャネルの漏れ光を十分に阻止することができる。さら
に、光送信部からの強い漏れ光も十分に抑圧することが
できる。これにより、高Ｓ／Ｎ特性を実現することがで
きる。
と光増幅部とをフォトダイオードの前に有しているの
で、高感度受信特性を得ることができる。また、他のチ
ャネルの漏れ光を十分に阻止することができる。さら
に、光送信部からの強い漏れ光も十分に抑圧することが
できる。これにより、高Ｓ／Ｎ特性を実現することがで
きる。
【００５１】（３）発光素子は広い波長域でレーザ発振
させることができ、そして、ファイバグレーティングも
広い波長域にわたって外部共振器長を変えることができ
るので、結果的に広い波長域にわたって波長が可変な光
送信部を提供することができる。
させることができ、そして、ファイバグレーティングも
広い波長域にわたって外部共振器長を変えることができ
るので、結果的に広い波長域にわたって波長が可変な光
送信部を提供することができる。
【００５２】（４）本発明の波長可変型光送受信器は、
波長多重伝送用の各端局に汎用的に使うことができるの
で、各端局の規格化が可能となり、低コスト化を図るこ
とができる。
波長多重伝送用の各端局に汎用的に使うことができるの
で、各端局の規格化が可能となり、低コスト化を図るこ
とができる。
【００５３】（５）従来のような波長の異なる光送信部
及び光受信部を複数個並列に配置した構成の光送受信器
と比べて、低コスト、小型で、高性能及び高機能特性を
有している。
及び光受信部を複数個並列に配置した構成の光送受信器
と比べて、低コスト、小型で、高性能及び高機能特性を
有している。
【００５４】（６）ＷＤＭフィルタには、Array Wavegu
ide Grating Filterのような高価なフィルタを使う必要
がなく、例えば、波長１．５μｍ帯を２つの波長帯（短
波長帯と長短波長）に分ける簡易なフィルタでよいた
め、さらに低コスト化が可能になる。
ide Grating Filterのような高価なフィルタを使う必要
がなく、例えば、波長１．５μｍ帯を２つの波長帯（短
波長帯と長短波長）に分ける簡易なフィルタでよいた
め、さらに低コスト化が可能になる。
【図１】本発明の第一の実施形態を示す波長可変型光送
受信器の構成図である。
受信器の構成図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す波長可変型光送
受信器の構成図である。
受信器の構成図である。
【図３】図１の波長可変型光送受信器の詳細構成図であ
る。
る。
【図４】図２の波長可変型光送受信器の詳細構成図であ
る。
る。
【図５】従来の光送受信器の構成図である。
【図６】従来の光送受信器の構成図である。
【符号の説明】 １ 波長可変型ファイバグレーティングレーザ（波長可
変型レーザ） ４ 発光素子 ５ 高反射膜 ６−１，６−２ 低反射膜 １０−１ 共振器長可変型ファイバグレーティング １２ 光増幅部 １６、５２ チューナブルフィルタ １７−１，１７−２ 波長モニタカプラ １８−１，１８−２ 波長モニタ回路 ４２ 光変調器 ４４ ＷＤＭフィルタ（光合分波器） ４５ 光ファイバ伝送路 ５４ 光増幅器一体型フォトダイオード
変型レーザ） ４ 発光素子 ５ 高反射膜 ６−１，６−２ 低反射膜 １０−１ 共振器長可変型ファイバグレーティング １２ 光増幅部 １６、５２ チューナブルフィルタ １７−１，１７−２ 波長モニタカプラ １８−１，１８−２ 波長モニタ回路 ４２ 光変調器 ４４ ＷＤＭフィルタ（光合分波器） ４５ 光ファイバ伝送路 ５４ 光増幅器一体型フォトダイオード
Claims (7)
- 【請求項１】 １本の光ファイバに光合分波器を介して
光送信部と光受信部とを接続し、波長の異なった信号光
を双方向に伝送させる光送受信器において、ＩｎＰ基板
上に複数の半導体光増幅器を形成し、これらの光増幅器
を用いて前記光送信部及び前記光受信部を形成するため
に、前記光送信部では、前記光増幅器の後端面に高反射
膜を形成すると共に前端面側に共振器長可変型ファイバ
グレーティングを設けて波長可変型ファイバグレーティ
ングレーザを構成し、前記光受信部では、前記光増幅器
の前後両端面に低反射膜を設け、後端面側にフォトダイ
オードを配置し、前端面側に透過波長を選択するチュー
ナブルフィルタを配置したことを特徴とする波長可変型
光送受信器。 - 【請求項２】 前記光送信部の光増幅器には、しきい値
電流よりも高い電流を注入し、前記光受信部の光増幅器
には、しきい値電流以下の電流を注入するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の波長可変型光送受信器。 - 【請求項３】 前記光送信部の中に光変調器を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の波長可変型光送受
信器。 - 【請求項４】 前記共振器長可変型ファイバグレーティ
ングに対して温度変化又は張力のいずれか一方又は両方
を与えて共振器長を変化させるようにしたことを特徴と
する請求項１〜３いずれか記載の波長可変型光送受信
器。 - 【請求項５】 前記チューナブルフィルタに対して温度
変化又は張力のいずれか一方又は両方を与えて共振器長
を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１〜４
いずれか記載の波長可変型光送受信器。 - 【請求項６】 前記光受信部に受信する信号光の波長を
検出する波長モニタ回路を設け、検出された信号光の波
長に応じて前記チューナブルフィルタを駆動するように
したことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の波長
可変型光送受信器。 - 【請求項７】 前記光送信部に発振波長を検出する波長
モニタ回路を設け、検出された発振波長に応じて前記共
振器長可変型ファイバグレーティングを駆動するように
したことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の波長
可変型光送受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26032299A JP2001085787A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 波長可変型光送受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26032299A JP2001085787A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 波長可変型光送受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085787A true JP2001085787A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17346413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26032299A Pending JP2001085787A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 波長可変型光送受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085787A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004063828A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Shimadzu Corp | レーザ装置 |
| US7580183B2 (en) | 2002-03-01 | 2009-08-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light generator, optical amplifier, and optical communication system |
-
1999
- 1999-09-14 JP JP26032299A patent/JP2001085787A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7580183B2 (en) | 2002-03-01 | 2009-08-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light generator, optical amplifier, and optical communication system |
| JP2004063828A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Shimadzu Corp | レーザ装置 |
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