JP2004536459A - 波長分割多重光波長変換器 - Google Patents

波長分割多重光波長変換器 Download PDF

Info

Publication number
JP2004536459A
JP2004536459A JP2003514672A JP2003514672A JP2004536459A JP 2004536459 A JP2004536459 A JP 2004536459A JP 2003514672 A JP2003514672 A JP 2003514672A JP 2003514672 A JP2003514672 A JP 2003514672A JP 2004536459 A JP2004536459 A JP 2004536459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
laser
wavelength converter
converter according
wdm
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
JP2003514672A
Other languages
English (en)
Inventor
イアン ヒュー ホワイト
リチャード ヴィンセント ペンティー
アドリアン ウォンフォー
Original Assignee
マルコニ ユーケイ インテレクチュアル プロパティー リミテッド
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 マルコニ ユーケイ インテレクチュアル プロパティー リミテッド filed Critical マルコニ ユーケイ インテレクチュアル プロパティー リミテッド
Publication of JP2004536459A publication Critical patent/JP2004536459A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06256Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/1206Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
    • H01S5/1209Sampled grating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/1206Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
    • H01S5/1215Multiplicity of periods
    • H01S5/1218Multiplicity of periods in superstructured configuration, e.g. more than one period in an alternate sequence
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/5054Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 in which the wavelength is transformed by non-linear properties of the active medium, e.g. four wave mixing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/509Wavelength converting amplifier, e.g. signal gating with a second beam using gain saturation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

半導体光増幅器(SOA)(72)と集積された半導体レーザ(例えば、サンプル・グレーティング・分散ブラッグ反射型SGDBR装置)を備え、第1のWDM波長チャンネル(λ1)の変調された放射線を別のWDM波長チャンネル(λ2)の対応して変調された放射線に変換するためのWDM光波長変換器(30;70)。前記レーザ(74)が、少なくとも複数の波長チャンネル、好ましくは全ての波長チャンネルに渡って波長チューナブルである。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、第1の波長の変調された放射線を第2の波長の対応して変調された放射線に変換するための、波長分割多重(WDM)光波長変換器に関係する。
【背景技術】
【0002】
光通信システムにおいて、トラフィックは、通信トラフィックで変調光放射線によって伝達される。本発明の説明における光放射線は、560nm乃至2000nmの自由空間波長範囲内の電磁放射線として定義されるが、実質的に、1550nmの自由空間波長がこの範囲の好ましい部分である。WDM光通信において、放射線、複数の分離した波長帯(しばしば波長チャンネルと呼ばれる)に分割され、各波長帯は対応する通信チャンネルと関連している。複数の波長帯は、WDM櫛(コム)又は格子(グリッド)と呼ばれている。例えば、典型的なWDMシステムは、0.8nmの波長間隔で間隔を空けられた32の波長チャンネルから成ることができる。このような、間隔は、1550nmで100GHzのチャンネル周波数分離に対応する。
【0003】
将来のWDMシステムにとってキーとなる要求は、WDMグリッドの或る波長チャンネルによって搬送される通信トラフックを、WDMグリッドの別の波長チャンネルに変換する能力である。このような変換は、以後、波長変換と呼ばれる。波長変換は、システムに柔軟性を与え、波長チャンネルを全体的にではなく通信システムの個別のノードに割り当てられることを可能にし、波長競合が生じる場合に、予備の波長チャンネルに変化することができる。更に、波長変換は、システムのスペクトル効率を最大にするためのチャンネルのグルーミング(編集)を可能にする。
【0004】
波長変換の或る方法は、変調された光波長キャリアを対応する電気信号に変換して戻し、次に、この電気信号を、要求された新たな波長チャンネルの連続波光キャリアを変調するのに使用する。電気信号への戻し変換は、しかしながら、システム性能に制限をもたらし、結果として、全光波長変換が好まれている。
【0005】
引用文献1に見られるように、半導体光増幅器(SOA)の非線型性を利用して、全光波長変換を提供することが提案されている。波長変換の3つの主要な機構、相互利得変調(XGM)、四光波混合(FWM)、及び相互位相変調(XPM)が利用された。
【0006】
既に提案されている全光波長変換器は、波長変換が必要とされている波長で作動(レーザ発光)するように構成された固定波長DFB(分散フィードバック)レーザから成る。波長変換されるべき変調された放射線は、DFBレーザ導波路に注入され、そこで、レーザによって発生されたc.w.放射は、XGMプロセスを介して、対応して変調される。
【0007】
1550nm動作での全光波長変換器の研究は、集積されたSOA/DFBレーザダイオード装置〔文献2,3〕の使用に集中している。図1は、集積化されたInP/InGaAsP SOA4及びDFBレーザ6〔2〕から成る波長変換器2を図示している。波長変換器2は、nドープされたInP基板8上に形成された層構造を有する。層は、アンドープInGaAsP層10、MQW(多重量子井戸)層12、別のアンドープInGaAsP層14、及びpドープInP層16から、この順で、成る。層10乃至14は、光導波/光発生層から成る。アンドープInGaAsP層14内に、ブラッグ・グレーティング(回折格子)18がある。単一縦モード動作(即ち、単一波長動作)を補償するために、グレーティングは、長さに沿って、約3分の1及び3分の2に位置された、2つのπ/4(即ち、λ/8)の位相シフトを含む。各電極20、22が、各制御電流ISOA及びIDFBが加えられるSOA4及びDFBレーザ6領域を覆う層16上に設けられる。
【0008】
動作において、第1の波長λ1の変調された放射線は、装置の端面を通して、SOAの層10乃至14に注入される。SOA4は、変調された放射線が装置を通して伝搬する時に、それを増幅する。DFBレーザ6は、固定された波長λ2でレーザ動作する様に構成されている。増幅された変調放射線は、次に、DFBレーザ内に伝搬し、レーザによって発生された放射線を、主に、相互利得変調(XGM)のプロセスによって変調する。XGM機構(利得飽和変換機構)は、レーザモードで論理的に反転された出力を導く。変換器は、端面を通して、波長λ1の変調放射線及び波長λ2の(波長変換された)対応するが論理的に反転された変調放射線を出力する。
【0009】
変調された放射線をSOAに注入する利点は、このことが、レーザ内のゲイン飽和を達成するために必要とされる放射の入力パワーを減少することにある。
集積されたSOA/DFBレーザの利点は、波長変換を提供するための放射線源は装置に固有であるので、システムの複雑性が減少されることにある。10Gb/sまでのNRZ(ノンリターン・トゥー・ゼロ)データ速度に対する波長変換(λ1=1559nmからλ2=1553.5nm)が実証された〔文献2〕。この後、この様な波長変換器は、SOAではなくDFBレーザに、波長変換用入力放射線を注入することによって40Gb/sまでのデータ速度での波長変換の能力があることが実証された〔文献3〕。
【0010】
上述の波長変換器、即ちSOA及び集積化SOA/DFBレーザ装置が、適切な波長変換を提供することが実施されたが、各変換器は、固定された波長に対して波長変換を提供するという同じ制約を有している。今日まで、刊行物発表された波長変換の実施形態は、「何らかの入力波長」から「固定された出力波長」への形態を有している。これは、或るアプリケーションに対しては許されるが、出力波長を同調できることが望ましい或いは必要である幾つかの検討すべき応用がある。この様な応用は、例えば、再構成可能な光相互接続を含む。光相互接続においては、チューナブル(波長可変)波長変換器を、WDM波長チャンネルをグルーミングして、波長競合を避けるために使用することができる。光ルータにおいて、チューナブル波長変換器は、波長に基づいて選択的に波長チャンネルをルーティングするために使用できる。
【0011】
【非特許文献1】
D Nesset, T Kelly, D Marcenac(1998)“All-Optical Wavelength Conversion Using SOA Nonlinearites (SOA非線形を使用する全光波長変換)”IEEE Comms. Mag. December 1998.
【非特許文献2】
MFC Stephens, RV Penty, IH White, MJ Fice, RA Saunders, JEA Whiteaway (1998) “Low Input Power Wavelength Conversion at 10Gb/s Using an Integrated Amplifier/DFB Laser and Subsequest Transmission Over 375km of Fiber(集積された増幅器/DFBレーザを使用する10Gb/s での低電力波長変換及びその後の375kmファイバ伝送)”IEEE Photon. Tech. Lett., Vol, pp.878-880
【非特許文献3】
MFC Stephens, D Nesset, KA Williams, AE Kelly, RV Penty, IH White, and MJ Fice (1999) “Wavelength conversion at 40Gbit/s via cross-gain modulation in distributed feedback laser with semiconductor optical amplifier(半導体光増幅器を有する分散フィードバックレーザにおける相互利得変調による40Gbit/sでの波長変換)”Electron Lett., Vol.35, No, pp.1762-1764.
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、少なくとも部分的には、公知の装置の制約を解消する光波長変換器を提供しようとする努力において成されたものである。
本発明に従うと、第1のWDM波長チャンネルの変調された放射線を他のWDM波長チャンネルの対応して変調された放射線に変換するためのWDM光波長変換器であって、半導体光増幅器と集積された半導体レーザを含み、このレーザが少なくとも複数の波長チャンネルに渡って波長チューナブル(波長可変)であることを特徴とするWDM光波長変換器が提供される。
【0013】
レーザがWDMグリッドの波長チャンネルの全てに渡って波長チューナブルであることが有利である。
一つの構成において、光増幅器は、波長変換用の変調された放射線を受け取るように動作可能である。代替的には、レーザが、波長変換用の変調された放射線を受け取る様に動作可能である。
前者の場合、波長変換器が更に別の集積された半導体光増幅器を備えることが有利である。
【0014】
或る構成において、レーザは、波長チューナブルな分散フィードバック(DFB)レーザである。DFBレーザは、複数のセクションに分けられたアクティブ領域を有しており、これらセクションは、要求された波長チューニングを提供するように互いに独立してチューニング可能である。
レーザは、分散ブラッグ反射型(DBR)レーザであることが有利である。DBRレーザは、第1の反射器、位相、利得、及び第2の反射器セクションから成る4セクション装置であることが最も好ましい。反射器セクションの各々が、簡単化されたブラッグ・グレーティングからなることが好ましい。代替的にそれらの各々が、スーパーストラクチャー・ブラッグ・グレーティングからなることができる。
【0015】
レーザの波長チューニングは、量子閉じ込めスターク効果(QCSE)又はFranz−Keldysh効果の様な効果を使用してレーザをバイアスする電圧を介して行うことができる。代替的には、それは、電流注入によって行うことができる。WDM波長チャンネルにレーザを精密チューニングすることは、レーザの温度を変化することにより達成することができる。
本発明をより良く理解するために、本発明に従う光波長変換器が、添付図面を参照して、例示のためのみに、記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図2及び3を参照する。本発明に従う光波長変換器30が図示されている。図3は、方向“A”での図2の変換器の端面を表す。
変換器30は、半導体光増幅器(SOA)セクション32、半導体レーザセクション34からなる。SOA32及びDFBレーザ34は、集積された装置として、nドープInP基板36上に製造される。
【0017】
変換器30は、基板36上に層構造として製造される。層は、アンドープ(ドープされていない)InGaAsP層38、MQW(多重量子井戸)層40、別のアンドープInGaAsP層42、及びpドープInP層44からなる。層38乃至42は、変換器の光導波/光発生層を構成する。アンドープInGaAsP層42は、リッジ(畝)46(図3)構造として構成され、図3の点線48によって示される様に、層38乃至42内に放射線の横方向閉じ込めをもたらす。従って、層38乃至42は、SOA32と共通の光導波路を構成し、それは、図2に示される様に、左から右方向に走ることが理解される。製造中に定められるリッジ46の上部表面内に、レーザセクション34の(長さに渡って伸びるブラッグ・グレーティング50がある(図2)。高い横モード抑圧比を保証するために、ブラッグ・グレーティングは、その長さに沿って間隔を開けた複数の位相シフトを含む(図示せず)。
【0018】
電極52は、SOAセクション32を覆う層44上に設けられ、このセクションに各制御又はバイアス電流ISOAが加えられる。
上述した(図1)公知の波長変換器と対比して、レーザセクション34を駆動するために使用される電極は、それぞれの制御(バイアス)電流I1,I2,I3が与えられる3つの分離した電極50,52,54に分けられる。製造を容易にするために、電極は、導電電極層及びそれをpドープされたPnP層44に結合するために使用される下方のコンタクト層(図示せず)を通して、選択的にエッチングすることによって定めることができる。この様な構造の接続は、異なる電流密度がレーザセクション34の各動作領域に注入されることを可能にし、レーザの動作波長がチューニングされることを可能にする。図2に図示された実施形態においては、SOA32及びレーザの3つの領域54、56、58は、それぞれ500、300、200及び300μmの長さを有する。
【0019】
異なる電流を、レーザの動作領域の各々に与えることにより、レーザからの出力は不連続的に波長チューニングできる。このことは、変調された入力放射線が変換される波長を、電極54、56、58に適当な制御電流を加えることにより選択できることを意味している。
或る電流バイアス状態に対しては、出力波長は、経時変化する高い不安定状態(2つの異なる単一縦モードを発生する)となる場合がある。しかしながら、他のバイアス状態は、安定した出力を提供する。図4は、5つのバイアス電流の組に対する波長変換器30のA乃至Eと示される5つのスペクトル(即ち、測定された出力パワー(dBm)対波長)を示す。
【0020】
図4から明らかな様に、約6nmの波長チューニング範囲が、常に30dBを超えるが、典型的には、>40dBであるSMSR(副モード抑圧比)で達成された。この様な波長範囲は、0.8nmの間隔を有する7つのWDM波長チャンネルに渡るチューニング範囲を表している。波長範囲は、許されるスペクトル品質及びピークパワーレベルに依存して、各波長方向で僅かに拡張することができる。図4を得るために使用されたレーザバイアス電流I1、I2、I3は、次の通りである。
【表1】
Figure 2004536459
【0021】
波長変換器の動作が、ここで記述される。第1の波長λxが、変換器の端面を通してSOA32内に注入される。SOA32は、変調された放射線がSOAセクションを通して伝搬する時に、変調された放射線を増幅する。チューナブルレーザ34は、要求される変換波長に対応する波長λyでレーザ発光する様にチューニングされる。増幅された変調波長λxはレーザ34内を伝搬し、そこで、相互利得変調(XGM)プロセスによって、レーザによって発生されたλyを変調する。波長変換器は、端面を通して、波長λxの変調放射線及び波長λyの対応するが論理的に反転して変調された放射線(波長変換された)を出力する。
【0022】
本発明の波長変換器を使用する光波長変換が、実験により実証された。図5は、波長1547nm(図5a)の変調入力放射線及び1558nm(図5b)及び1553nm(図5c)への波長変換後の出力変調放射線に対して測定された「アイ」ダイアグラムを図示している。「アイ」ダイアグラムは、2.488Gb/sのデータ速度でPRBS(疑似ランダムバイナリシークエンス)を使用して変調され、50kmの標準(17ps/nm/km)単一モード光ファイバに渡って送信された光放射線に対するものである。
【0023】
「アイ」ダイアグラムから、入力信号及び波長変換された信号間に、著しい劣化は存在しないことがわかる。
変換器の出力波長は、変換器の温度を調節することにより精密にチューニングできる。℃毎に、この技術を使用して、最大1乃至2nmまで、約0.1nmのチューニングが可能である。この様な精密チューニングは、装置を選択されたWDM波長チャンネルに精密にチューニングすることを可能にする。
【0024】
本発明の波長変換器を動作する代替の好ましいモードは、波長変換用の変調放射線をSOAではなくレーザセクションに注入する。この様な構成において、同時に伝搬する入力放射線及び波長変換放射線との間の追加の非線型相互作用がSOAで発生し、各々SOAの光利得を得ようとして、競合する。この様な動作モードに対する変換機構が図6a乃至6dに表されており、6aは、波長変換前の波長λ1の入力信号、6bは、SOAに入る以前のレーザから出力された波長λ2の対応する波長変換された信号、6cは、SOAを半分通過した後の波長変換された信号、そして6dは、変換器から出力された(即ちSOAを通過した)波長変換された信号出力をそれぞれ図示している。図6bからわかる様に、λ1の入力信号(図6a)とレーザによって発生されたλ2のc.w.信号との間での、レーザ内の相互利得変調(XGM)プロセスは、帯幅と消光比の両方が制限された入力反転信号を生じる。飽和状態へと強く電気的にバイアスされたSOAを用いて、元の入力信号(図6a)の存在下においてこの波長変換された信号(図6b)がSOAを通過すると、飽和されたSOAにおける第1のダイナミックプロセスが、変換された信号の帯幅及び消光比を増大することを可能にする(図6a及び図6d)。特に、同時に伝搬する入力信号との特定の利得競合は、変換されたパルス(論理“1”)の立ち上がり及び立ち下がりエッジの両方を先鋭にするが、反転されたλ1信号の存在は、パルス間のギャップに対する利得を減少し、変換された信号の消光比を減少する。この非線形相互作用、及びこれに対応する減少された遷移時間と改善された消光比は、40Gb/sまでのより高速度での波長変換を可能にすることがわかる。この様な構成において、入力放射線のパワーは、効率的な波長変換のためには、その強度が増大されることが必要であることが理解される。このことは、変換器外部の光増幅器を使用する波長変換器の前に入力放射線を光学的に増幅するか、代替的に、第2のSOAを変換器内に集積して、変換器が入力及び出力の両方にSOAを有する様にすることにより、達成することができる。
【0025】
図7を参照する。0.4nm(50GHz)の波長間隔を有する80の波長チャンネルλ1乃至λ80及び2.5又は10Gb/sのデータ速度を有するc帯(1530−1560nm)WDM光通信ネットワークにおける動作のための本発明の第2の好適な実施形態に従った光波長変換器70が示されている。変換器70は、波長チャンネルλ1乃至λ80のいずれかから別の波長チャンネルへの波長選択可能な変換を行うことができる。
【0026】
変換器70は、4セクション・サンプル・グレーティング・分散ブラッグ反射器(SGDBR)と集積された半導体光増幅器(SOA)72から成る。4レーザセクションは、第1のサンプル・グレーティング反射器76、位相セクション78、利得セクション80、及び第2のサンプル・グレーティング・セクション82から成る。SOA72及びレーザ74は、nドープInP基板84上に集積された層として製造される。
【0027】
層は、アンドープInGaAsP層86、MQW(多重量子井戸)層88、別のアンドープInGaAsP層90、及びpドープInP層92から成る。層86乃至90は、変換器の光導波/光発生層を構成する。アンドープInGaAsP層90は、層86乃至90内の放射線の横方向(即ち、図7における紙面の面内方向)抑制を提供する様に、リッジ構造に構成されており、後者は、SOA72及びレーザ74に共通の光導波路を構成し、この光導波路は図7に示される様に左から右方向に走る。
【0028】
MQW層88は、8つの圧縮InGaAsP井戸と8つの伸長InGaAsP井戸を含み、それらの間にInGaAsP障壁が存在する。既知のやり方で、量子井戸は材料特性の適切な選択により、伸長あるいは圧縮の状態で形成される。波長変換器が水平にあるいは垂直に偏向されている入力放射線で作動することを保証し、装置が入力放射線偏向に依存しないことを保証するために両方のタイプの井戸を有するが重要である。
【0029】
リッジの上部の表面内に、製造中に、レーザの第1反射器76及び第2反射器82セクション内にそれぞれのサンプル・ブラッグ・グレーティング94、96が定められる。
グレーティング94、96は、本明細書で参考文献として組み込まれる英国特許GB2337135に記述されるような形態が好ましい。GB2337135に記述された様に、そのようなグレーティングは、その長さに沿って選択された位置にπ/2の不連続(つまり一定の期間)を持っているブラッグ・グレーティングを含む。そのようなグレーティング構造は、等しい波長間隔の複数のピーク、又は最大反射のコムを含む反射特性を持っています。2つの反射器76、78の反射ピークの間隔は、異なるように構成され、各反射器の一つの反射ピークだけがいつでも整合することができ、そのような整合がレーザ発光波長に対応するようにされる。US4896325に示されるように、波長チューニングは、一方又は両方のグレーティングへの電流の注入によって、新しいピークの組がバーニヤと類似した仕方で整合するように、1つの波長コムを他のものに対してずらすことにより達成される。
【0030】
Ti/Pt/Au合金電極98、100、102、104、106は、それぞれ第1の反射器セクション76、位相セクション78、第2の反射器セクション82およびSOA72を覆う層92上に堆積される。電極98乃至106は層108をP+ドープしたInPキャッピング層によってInP層92に接合される。それぞれの制御電流IR1、IPHASE、IGAIN、IR2およびISOAは、波長変換器の操作のために電極98乃至106に与えられる。
【0031】
上に記述された波長変換器30でのように、波長変換されるべき入力放射線はレーザ・セクションあるいはSOAに注入することができるが、前者が好ましい。
4セクションDBRレーザの制御機能はよく文書化されているので、この点はさらに記述されない。
本発明の範囲を離れずに、記述された特定の実施形態を変化できることは理解されるであろう。例えば、変換器が動作するWDM光通信システムの波長チャンネルの幾つか及び好ましくは全てに渡って、必要な波長チューニングを提供するのであれば、チューナブルレーザの他の形式を利用することができる。そのようなレーザは、スーパーストラクチャー・グレーティング・分散ブラッグ反射型レーザを含んでいる。
【0032】
更に、先の記述では、SOAとレーザの内の量子井戸の数は同じであり、装置を容易に製造することを可能にする。代替構成では、量子井戸構造は、装置の各セクションのために最適化することができる。どんな場合も、8乃至20個の間の量子井戸が、最適な性能のために好適であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】上述した公知の光波長変換器〔文献2〕の図。
【図2】本発明の第1の実施形態に従う光波長変換器の図。
【図3】“A”方向での図2の変換器の端面図。
【図4】図2に示される実施形態の特徴を図示。
【図5a−c】図2の変換器に対する測定された「アイ」ダイアグラム。
【図6a−d】図2の変換器内の種々の位置における信号を表す図であり、(a)波長変換前の入力信号、(b)波長変換された信号、(c)SOAを半分通過した後の波長変換された信号、及び(d)変換器からの波長変換された信号出力をそれぞれ図示している。
【図7】本発明の第2の実施形態に従う光波長変換器の図。

Claims (14)

  1. 半導体光増幅器(32;72)と集積された半導体レーザ(34;74)を備え、第1のWDM波長チャンネルの変調された放射線を別のWDM波長チャンネルの対応して変調された放射線に変換するためのWDM光波長変換器(30;70)において、前記レーザ(34;74)が、少なくとも複数の波長チャンネルに渡って波長チューナブルであることを特徴とする光波長変換器。
  2. 前記レーザが、WDMグリッドの波長チャンネルの全てに渡って波長チューナブルである請求項1記載の波長変換器。
  3. 前記光増幅器(32;72)が波長変換のための変調された放射線を受け取るように動作可能であることを特徴とする請求項1又は2記載の波長変換器。
  4. 前記レーザ(34;72)が波長変換のための変調された放射線を受け取るように動作可能であることを特徴とする請求項1又は2記載の波長変換器。
  5. 別の集積半導体光増幅器を更に有している請求項1乃至4いずれかに記載の波長変換器。
  6. 前記レーザ(34)が分散フィードバック(DFB)レーザであることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の波長変換器。
  7. 前記DFBレーザ(34)が、複数のセクションに分割されたアクティブ領域を有しており、前記セクションが互いに独立してチューナブルである請求項6記載の波長変換器。
  8. 前記レーザ(74)は分散ブラッグ反射型(DBR)レーザである請求項1乃至5いずれかに記載の波長変換器。
  9. 前記DBRレーザ(74)が、第1反射器(76)、位相(78)、利得(80)及び第2反射器(82)セクションから成る請求項8記載の波長変換器。
  10. 各反射器(74,82)セクションが、サンプル・ブラッグ・グレーティング(94,96)から成る請求項9記載の波長変換器。
  11. 前記レーザが、スーパーストラクチャー・グレーティング・ブラッグ反射型レーザである請求項1乃至5いずれかに記載の波長変換器。
  12. 前記レーザが、QCSE又はFranz Keldsh効果のような効果を使用して、電圧バイアスに基づいたチューニング機構を有する請求項1乃至11いずれか記載の波長変換器。
  13. 前記レーザが電流注入に基づいたチューニング機構を有する請求項1乃至11いずれかに記載の波長変換器。
  14. レーザの温度を変更することによりレーザを精密チューニングすることを更に含む請求項1乃至13いずれかに記載の波長変換器。
JP2003514672A 2001-07-18 2002-07-17 波長分割多重光波長変換器 Pending JP2004536459A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0117526.4A GB0117526D0 (en) 2001-07-18 2001-07-18 Optical wavelength convertors
PCT/GB2002/003285 WO2003009438A2 (en) 2001-07-18 2002-07-17 Wavelength division multiplex optical wavelength converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004536459A true JP2004536459A (ja) 2004-12-02

Family

ID=9918746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003514672A Pending JP2004536459A (ja) 2001-07-18 2002-07-17 波長分割多重光波長変換器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050041699A1 (ja)
EP (1) EP1413022A2 (ja)
JP (1) JP2004536459A (ja)
CN (1) CN1554138A (ja)
AU (1) AU2002345241A1 (ja)
CA (1) CA2454101A1 (ja)
GB (1) GB0117526D0 (ja)
WO (1) WO2003009438A2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201425A (ja) * 2005-12-27 2007-08-09 Eudyna Devices Inc レーザ装置、レーザモジュール、半導体レーザおよびその製造方法
WO2008108475A1 (ja) * 2007-03-08 2008-09-12 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 波長可変半導体レーザ素子及びその制御装置、制御方法
JP2015149440A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 ソフトバンクテレコム株式会社 波長変換素子、波長変換装置及び制御装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8265112B2 (en) * 2009-03-26 2012-09-11 Kaiam Corp. Semiconductor laser device and circuit for and method of driving same
CN101592762B (zh) * 2009-06-05 2012-07-04 中兴通讯股份有限公司 一种光模块及其控制方法
US20110134957A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-09 Emcore Corporation Low Chirp Coherent Light Source
CN102547493A (zh) * 2011-12-31 2012-07-04 武汉电信器件有限公司 高速光信号波长转换传输装置
US9306372B2 (en) 2013-03-14 2016-04-05 Emcore Corporation Method of fabricating and operating an optical modulator
US9306672B2 (en) 2013-03-14 2016-04-05 Encore Corporation Method of fabricating and operating an optical modulator
US9059801B1 (en) 2013-03-14 2015-06-16 Emcore Corporation Optical modulator
US9564733B2 (en) 2014-09-15 2017-02-07 Emcore Corporation Method of fabricating and operating an optical modulator
CN107078458B (zh) * 2014-09-15 2021-09-07 昂科公司 制作及操作光学调制器的方法
WO2017000130A1 (zh) * 2015-06-29 2017-01-05 河北华美光电子有限公司 四通道集成可调谐阵列激光器芯片的封装结构
JP2019503120A (ja) * 2015-12-03 2019-01-31 ザ アリゾナ ボード オブ リージェンツ オン ビハーフ オブ ザ ユニバーシティー オブ アリゾナThe Arizona Board of Regents on behalf of The University of Arizona Wdmネットワークにおける信号品質の高速な探査
US10074959B2 (en) 2016-08-03 2018-09-11 Emcore Corporation Modulated laser source and methods of its fabrication and operation
CN109560464A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 北京万集科技股份有限公司 一种1xN型单片集成式半导体主振荡放大器
US10935817B2 (en) 2018-10-01 2021-03-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical device and driving method thereof
CN112421357B (zh) * 2020-10-08 2022-06-07 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 一种用于高功率光纤激光器的调频式半导体种子源
CN112882311A (zh) * 2021-03-29 2021-06-01 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 一种基于soa的全光波长转换控制器及控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0656908B2 (ja) * 1987-03-31 1994-07-27 日本電信電話株式会社 波長変換素子
JPH10333199A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Canon Inc 光波長変換装置
US6108362A (en) * 1997-10-17 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Broadband tunable semiconductor laser source
US6181717B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-30 Bandwidth 9 Tunable semiconductor laser system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201425A (ja) * 2005-12-27 2007-08-09 Eudyna Devices Inc レーザ装置、レーザモジュール、半導体レーザおよびその製造方法
JP4629022B2 (ja) * 2005-12-27 2011-02-09 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 レーザ装置、レーザモジュール、および、半導体レーザ
WO2008108475A1 (ja) * 2007-03-08 2008-09-12 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 波長可変半導体レーザ素子及びその制御装置、制御方法
JP2008218947A (ja) * 2007-03-08 2008-09-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長可変半導体レーザ素子及びその制御装置、制御方法
US7961769B2 (en) 2007-03-08 2011-06-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Wavelength tunable semiconductor laser device, controller for the same, and control method for the same
JP2015149440A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 ソフトバンクテレコム株式会社 波長変換素子、波長変換装置及び制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20050041699A1 (en) 2005-02-24
GB0117526D0 (en) 2001-09-12
WO2003009438A3 (en) 2004-02-12
AU2002345241A1 (en) 2003-03-03
CN1554138A (zh) 2004-12-08
EP1413022A2 (en) 2004-04-28
WO2003009438A2 (en) 2003-01-30
CA2454101A1 (en) 2003-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004536459A (ja) 波長分割多重光波長変換器
JP3323725B2 (ja) 偏波変調レーザ、その駆動方法及びそれを用いた光通信システム
Mason et al. Widely tunable sampled grating DBR laser with integrated electroabsorption modulator
US5991061A (en) Laser transmitter for reduced SBS
Delorme Widely tunable 1.55-/spl mu/m lasers for wavelength-division-multiplexed optical fiber communications
CA2173237C (en) Optical switching device
US6331908B1 (en) Optical system for reduced SBS
WO2017135381A1 (ja) 光送信器及び光強度モニタ方法
US7769062B2 (en) Quantum dot based semiconductor waveguide devices
US5808314A (en) Semiconductor emission device with fast wavelength modulation
US6438148B1 (en) Method and device for encoding data into high speed optical train
JP2002169131A (ja) 光半導体素子及び光半導体素子の変調方法
EP1087478A1 (en) Generation of short optical pulses using strongly complex coupled DFB lasers.
US6188511B1 (en) Optical amplifier
US7065300B1 (en) Optical transmitter including a linear semiconductor optical amplifier
Alibert et al. Subnanosecond tunable laser using a single electroabsorption tuning super structure grating
JP3246703B2 (ja) 偏波変調可能な半導体レーザおよびこれを用いた光通信方式
US6356382B1 (en) Optical wavelength converter with active waveguide
US7310363B1 (en) Integrated wavelength tunable single and two-stage all-optical wavelength converter
US20210184421A1 (en) Semiconductor Optical Element
JP5704646B2 (ja) 半導体光変調器
Morito Semiconductor Optical Amplifier
JPH05336074A (ja) 周波数多重化信号の光スイッチイングシステム
JP3505509B2 (ja) 半導体発光素子と半導体発光装置及び半導体発光素子の変調方法
US20240047941A1 (en) Wavelength Tunable Optical Transmitter