JP2003520439A - 統合波長モニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 統合波長モニタおよび該モニタを得る方法を開示する。光ファイバ通信用のレーザ半導体レーザモジュールに統合するのに適したこのモニタは、次のように製作できる：光ファイバを形成する若干数の異なる光透過性材料層を被着させることにより、干渉フィルタを位置検出器上に直接に形成する。該干渉フィルタは、また別個に製作して、その後で直接に位置検出器頂部に取付けてもよい。統合位置検出器１３は、レーザ背方に或る角度で、通常の出力モニタ検出器と同じ位置に配置される。干渉フィルタを備えた位置検出器に入射する光の、電気的に導出される横方向位置は、入射光波長に依存し、導出されたこの位置が波長のモニタリングに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、レーザー光波長のモニタリングに係わり、より具体的には、レーザ
装置のサブモジュール用の統合波長モニタリング方法および装置に関するもので
ある。 （背景） 光ファイバによる伝送は、今日の通信用の主要な伝送方法の一つである。波長
分割マルチプレクシング（ＷＤＭ）は、光ファイバ全長にわたって数チャネルに
よる伝達に好適な方法である。通常、この目的には送信機として、精密に制御さ
れた波長を有する分布帰還形レーザ（ＤＦＢ−レーザ）が使用される。

【０００２】 ＷＤＭシステム内での個別チャネルの間隔は、通常、０．８ｎｍまたは波長の
０．０５％の間隔に対応する１００ＧＨｚまで引き下げられる。チャネル間の干
渉を防止するため、通常の波長ドリフト±０．１ｎｍが保証されねばならない。
今日のシステム水準では、全チャネルをモニタする場合、別個のユニットが使用
される。 ＷＤＭ光伝送システム用の波長モニタリングおよび波長制御のためには、いく
つかの解決策が公知である。米国特許第５，８２５，７９２号には、分布帰還（
ＤＦＢ）形のレーザ発射源用のコンパクトな波長モニタリング兼制御組立体が開
示されている。該組立体は、ファブリ−ペロ・エタロンと２つの別個の光検出器
とを含み、該光検出器の異なる出力が、レーザ発射源の波長を安定化するための
帰還ループ内に使用されている。

【０００３】 別の米国特許第５，８９６，２０１号には、波長モニタリング兼制御用の光学
装置が開示されている。該装置は、光ビームを２つの異なる反射ビームに分割す
るためのウェッジとして構成された光学素子を有している。該光ビームは、フィ
ルタを介して第１と第２の光検出器に到達する。波長特性の相違に基づいて、光
ビーム波長は、第１と第２の光検出器からの出力に従ってモニタできる。 国際出願ＷＯ９５／２０１４４にも、幅の両側での異なる光波長に対する共振
を示すウェッジ形ファブリ−ペロ・エタロンから成る光波長センサと、発生する
共振ピークの空間的配位を検出する検出器列とが開示されている。

【０００４】 更に別の文書、米国特許第５，３０５，３３０号には、レーザダイオードと、
レーザダイオード波長の安定化システムとを含むシステムが開示されている。該
システムは、測定用のビームスプリッタおよび回折格子と、若干数の光検出器と
を含んでいる。 いずれの解決策も、どちらかと言えば複雑であり、標準的なレーザ装置で簡単
に実施するには、多少の差はあれ困難である。しかし、統合波長モニタを有する
レーザ装置は、市場では魅力的な構成部品と思われる。したがって、レーザ装置
波長モニタリング用の簡単かつコンパクトな統合装置の需要は存在する。

【０００５】 （要約） 光ファイバ通信用の半導体レーザモジュール内へ統合するのに適当な波長モニ
タは、次のようにして製作できる： 干渉フィルタを直接に位置検出器上に被着
させるか、または検出器の頂部に取付ける。位置検出器は、或る角度でレーザの
背方に通常の電力モニタ検出器と同じ位置に取付けられる。干渉フィルタを備え
た位置検出器に入射する光の、電気的に導出される横方向位置は、入射光の波長
に依存し、この導出された横方向位置は、波長のモニタリングに使用される。 本発明による波長モニタ装置を得る方法は、独立請求項１と従属請求項２〜７
に記載されている。更に、レーザ発射源の波長を制御する装置は独立請求項６に
記載され、該装置の実施例は従属請求項７〜１０に記載されている。

【０００６】 以下で、本発明を添付図面を参照して説明することで、本発明が、その別の目
的および利点と共に、より良く理解されるだろう。 （詳細な説明） 図１には、位置検出ダイオードの全体的な実施例が示されている。位置検出ダ
イオードは、通常の光ダイオードの変更態様である。２個の前面電極１，２を用
いることにより、入射光３により発生する光電流が、前面電極間で分割され、２
個の前面電極内に電流Ｉ₁，ＩＩ₂が発生する。光の横方向位置ｘは、得られた２
電流の比から得ることができる。このことが、本出願に利用される通常ＰＳＤと
呼ばれる位置検出器の基本原則を成している。

【０００７】 本発明の改良による波長モニタは、位置検出器と干渉フィルタとの組み合わせ
によって構成されている。ＰＳＤ１０は光検出器を構成し、該光検出器から、入
射光の位置と強度の双方が抽出できる。該ＰＳＤは、数個の電極を光ダイオード
検出器上に取付けることにより得られる。位置と強度とは、各電極内で観察され
る電流から導出される。 図２に示した基本実施例では、干渉フィルタ１２が、ＰＳＤの頂部に若干数の
異なる透明材料層を被着させることにより製作される。更に別の実施例の場合、
干渉フィルタは、別個に製作され、その後で位置検出器１０のチップに接着され
る。モニタの解像と波長との範囲は、干渉フィルタ１２のスペーサ層の厚さで制
御される。干渉フィルタは、例えば典型的な実施例ではファブル−ペロ・エタロ
ンとして構成されている。スペーサ層として低熱膨張性材料を使用することによ
り、温度依存性が最小化できる。

【０００８】 本発明を利用する典型的な実施例では、前述のように製作された波長モニタ１
３は、図３に示すように、レーザ装置１４の後面から或る距離のところに或る角
度で配置されている。あるいはまた、前面からの光のいくらかをモニタに向ける
ことができる。 特定角度で入射する光のみが干渉フィルタ１２を通過するので、図１４に示さ
れた線１５が、位置検出器１０上に形成されよう。これにより、該線の位置は波
長に依存する。光検出器の電極により検出される電流から、光の波長を抽出する
ことができる。

【０００９】 この位置検出器は、利用可能な標準的な処理方法を用いて簡単に製作できる。
本発明のモニタは、従来のレーザパーケージ内に使用される出力モニタと直接交
換できる。商業的に製作される位置検出器は、例えばＳｉＴｅｋ・エレクトロ・
オプチクス（スエーデンのパルティレ）社から入手できる。 本発明による波長モニタ１３を組付けることにより、光ファイバの前面に低コ
ストで信頼性の高い波長メータが設けられる。ＰＳＤ内に、より多くの電極を配
置することで、レーザの２重モードさえ検出できる。遅れずに解像された波長信
号を測定することにより、レーザのチャープが容易にモニタされる。 当業者には、本発明の種々の変更態様や変化形が、特許請求の範囲に定義され
ている発明の範囲を逸脱することなしに可能であることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による位置検出ダイオードの典型的な実施例を示す図。

【図２】 本発明による干渉フィルタと位置検出器との組み合わせを示す図。

【図３】 レーザ装置の背面から或る距離のところに或る角度で配置された図１の統合波
長モニタを示す図。

【図４】 位置検出器の被着フィルタによって形成された線を示す図。該線の位置は波長
に依存する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の波長モニタを得る方法において、 多数の検出電極から抽出された電流により入射光の位置および強度の情報を得
   る位置検出器（１０）を使用する段階と、 前記位置検出器（１０）の頂部に干渉フィルタ（１２）を直接配置し、それに
   よって統合波長検出装置（１３）を形成する段階と、 光波長モニタとして役立つ波長検出装置を備えるために、前記形成された波長
   検出装置（１３）を光源から或る距離のところに或る角度で取り付ける段階とを
   特徴とする、光の波長モニタを得る方法。
2. 【請求項２】 更に、複数材料層の光学フィルタを形成する若干数の光透過
   性材料層を被着させることにより、前記干渉フィルタ（１２）を位置検出器（１
   ０）の頂部に直接に作製する段階を特徴とする、請求項１に記載された方法。
3. 【請求項３】 更に、若干数の材料層を有する前記干渉フィルタ（１２）を
   別個に製造し、その後で、得られた干渉フィルタ（１２）を位置検出器（１０）
   に接着する段階を特徴とする、請求項１に記載された方法。
4. 【請求項４】 更に、温度依存性を最小化するために、低熱膨張率材料を干
   渉フィルタ（１２）のスペーサ層として使用する段階を特徴とする、請求項１に
   記載された方法。
5. 【請求項５】 更に、位置検出器から導出される出力信号を、レーザー発光
   器の制御に利用する段階を特徴とする、請求項１に記載された方法。
6. 【請求項６】 光波長モニタを形成する装置において、 若干数の位置検出ダイオード電極から抽出された電流を使用して入射光の位置
   および強度の情報を得るために利用される位置検出器（１０）と、 前記位置検出器（１０）の頂部に直接配置され干渉フィルタ（１２）とが備え
   られ、それにより統合波長検出装置（１３）が形成され、それによって波長検出
   装置（１３）が光源から或る距離のところに或る角度で取付られ、該波長検出装
   置が光波長モニタ装置として動作することを特徴とする、光の波長モニタを形成
   する装置。
7. 【請求項７】 光学フィルタを形成する若干数の異なる光透過性材料層を位
   置検出器（１０）の頂部に直接に被着させることにより、前記干渉フィルタ（１
   ２）が作製され、これにより統合波長モニタ装置が製作されることを特徴とする
   、請求項６に記載された装置。
8. 【請求項８】 前記干渉フィルタ（１２）が、フィルタを形成する若干数の
   異なる光透過性材料層により別個に製作され、該フィルタが、引き続き位置検出
   器（１０）に接着され、それにより統合波長モニタ装置が製作されることを特徴
   とする、請求項６に記載された装置。
9. 【請求項９】 温度依存性を最小化するために、低熱膨張率材料が干渉フィ
   ルタ（１２）のスペーサ層として使用されることを特徴とする、請求項６に記載
   された装置。
10. 【請求項１０】 波長制御装置が、位置検出器から導出される出力信号を、
    レーザー発光器（１４）の波長制御に利用することを特徴とする、請求項６に記
    載された装置。