JP2007115900A - Wavelength tunable light source, module thereof, and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信、光情報処理および光インターコネクション等に用いられる光源であり、特に、波長可変機能を有する波長可変光源と、その駆動方法と、波長可変光源モジュールとに関するものである。 The present invention relates to a light source used for optical communication, optical information processing, optical interconnection, and the like, and more particularly to a wavelength tunable light source having a wavelength tunable function, a driving method thereof, and a wavelength tunable light source module.
近年、インターネットのトラフィックは急速に増加しており、これに対応すべく通信容量拡大の技術も進展している。波長分割多重通信(WDM:Wavelength Division Multiplexing)は、波長数を増やすことにより大容量化を行うものであるが、ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexing)、波長ルーティングによる光クロスコネクト等の進展とあいまって、より柔軟性に優れた通信容量の拡大が活発に検討されている。これは、波長資源を単に容量拡大のみに使用するのではなく、ネットワーク機能の向上にも積極的に利用していくものである。通信容量の拡大と通信方式の高機能化は相互に関連して、低コストで安全性の高い通信サービスの提供を可能にするものであり、波長可変レーザは、このような通信システムを構築する上で重要なキーデバイスの1つである。 In recent years, Internet traffic has increased rapidly, and technology for expanding communication capacity has also been developed in response to this. Wavelength division multiplexing (WDM) is intended to increase the capacity by increasing the number of wavelengths. Therefore, expansion of communication capacity with more flexibility is being actively studied. In this method, wavelength resources are not only used for capacity expansion, but are also actively used for improving network functions. The expansion of communication capacity and the enhancement of the functionality of communication systems are related to each other, and it is possible to provide a low-cost and highly secure communication service, and the wavelength tunable laser constructs such a communication system. It is one of the key devices important above.
従来の波長分割多重システムでは、一定の波長間隔を有する複数の固定波長光源を並べて対応しており、特に保守管理用バックアップ光源(波長数分)のコストは、システムの低コスト化を阻害する大きな要因となっていた。波長可変光源の適用により、光源の種類を1つに統合することができるので、システムコストの低減が大きく進展することになる。また、切り替え速度の速い波長可変光源は、波長ルーティングにおいても新しいネットワーク機能の実現に必要不可欠な要素となっている。 In conventional wavelength division multiplexing systems, a plurality of fixed wavelength light sources having a fixed wavelength interval are arranged side by side, and the cost of maintenance management backup light sources (for the number of wavelengths) is particularly large, which hinders cost reduction of the system. It was a factor. By applying the wavelength tunable light source, the types of light sources can be integrated into one, which greatly reduces the system cost. In addition, a wavelength tunable light source having a high switching speed is an indispensable element for realizing a new network function even in wavelength routing.
C(Conventional)帯域またはL(Long)帯域をカバーできる波長可変光源には、可動MEMSミラーを用いたものとして、Jill D.Berger等により非特許文献1に発表されている。この文献に発表された波長可変光源は、比較的良好な光出力特性を示しているものの、製作コストや耐衝撃性の点でその実用性が懸念されている。また、DBR(Distributed Bragg Reflector)レーザのモード安定性を高めて、さらに変調器と集積化したものがB.Mason等により非特許文献2に報告されているが、低コスト化や信頼性の点で課題がある。 As a variable wavelength light source capable of covering the C (Conventional) band or the L (Long) band, it is assumed that a movable MEMS mirror is used. Non-Patent Document 1 is published by Berger et al. Although the wavelength tunable light source disclosed in this document shows relatively good light output characteristics, there is concern about its practicality in terms of manufacturing cost and impact resistance. Further, the mode stability of a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser is improved and further integrated with a modulator. Although reported in Non-Patent Document 2 by Mason et al., There are problems in terms of cost reduction and reliability.
一方、平面光回路(PLC)を外部共振器として用いる波長可変光源は、製作が比較的容易であるだけでなく、MEMSにあるような可動部を持たない。そのため、製作歩留まりおよび信頼性(特に耐振動性)の点で優れており、量産性に適していると考えられ、現在のところ幾つかの構成が提案されている。リング型外部共振器と半導体増幅器を用いた構成としては、H.Yamazaki等により、非特許文献3において報告されている。この文献の報告によれば、可動部をもたない波長可変光源としては、波長可変範囲、光出力等の面で良好な特性が得られている。
しかしながら、非特許文献3に提案された構成の波長可変光源では、リング型外部共振器の波長可変範囲と半導体増幅器の波長増幅範囲とで出力する光の波長可変範囲が決まってしまう。そのため、安定して、かつ、より広い範囲で波長を可変にするには構成上の限界がある。 However, in the wavelength tunable light source having the configuration proposed in Non-Patent Document 3, the wavelength tunable range of the output light is determined by the wavelength tunable range of the ring-type external resonator and the wavelength amplification range of the semiconductor amplifier. Therefore, there is a structural limit to make the wavelength variable in a stable and wider range.
一方、光通信における高密度波長多重伝送方式(DWDM)では、通信波長帯をC帯域とL帯域に分け、それぞれ、およそ40nm程度の波長範囲に多くの波長信号光を導入している。現在では、多くの波長可変レーザが40nmの波長範囲を基準に開発が進められている。しかし、C,L両帯域を1つの光源でカバーできる通信用波長帯ではない。また、およそ20nm間隔で信号光波長を設定するCWDM(Coase WDM)方式では、より広範囲な波長可変が要求されることになる。 On the other hand, in a high-density wavelength division multiplex transmission system (DWDM) in optical communication, a communication wavelength band is divided into a C band and an L band, and a large number of wavelength signal lights are introduced in a wavelength range of about 40 nm. Currently, many tunable lasers are being developed based on a wavelength range of 40 nm. However, it is not a communication wavelength band that can cover both the C and L bands with a single light source. Further, in the CWDM (Coarse WDM) system in which the signal light wavelength is set at intervals of about 20 nm, a wider range of wavelength variation is required.
本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、波長可変範囲をより大きくした波長可変光源、波長可変光源モジュール、および波長可変光源の駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a wavelength tunable light source, a wavelength tunable light source module, and a wavelength tunable light source driving method having a larger wavelength tunable range. The purpose is to do.
上記目的を達成するための本発明の波長可変光源は、
透過光強度のスペクトルピークの波長を変化させるための波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタと光学的に結合され、利得スペクトルの波長領域が異なる複数の半導体増幅器と、
を有する構成である。
In order to achieve the above object, the wavelength tunable light source of the present invention comprises:
A wavelength tunable filter for changing the wavelength of the spectral peak of the transmitted light intensity;
A plurality of semiconductor amplifiers optically coupled to the tunable filter and having different gain spectrum wavelength regions;
It is the structure which has.
また、本発明の波長可変光源は、
透過光強度のスペクトルピークの波長を変化させるための波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタと光学的に結合され、導波路方向に沿って、利得スペクトルの波長領域の異なる利得媒質が複数配置された半導体増幅器と、
を有する構成である。
The wavelength tunable light source of the present invention is
A wavelength tunable filter for changing the wavelength of the spectral peak of the transmitted light intensity;
A semiconductor amplifier optically coupled to the wavelength tunable filter, wherein a plurality of gain media having different wavelength regions of the gain spectrum are disposed along the waveguide direction;
It is the structure which has.
本発明では、複数の半導体増幅器または複数の利得領域による利得スペクトルと波長可変フィルタの損失スペクトルとの両方を変化させることにより、出力させる光の波長の選択範囲がより広くなる。 In the present invention, by changing both the gain spectrum by the plurality of semiconductor amplifiers or the plurality of gain regions and the loss spectrum of the wavelength tunable filter, the selection range of the wavelength of the output light becomes wider.
一方、上記目的を達成するための本発明の波長可変光源モジュールは、
上記本発明の波長可変光源と、
前記多重リング共振器を制御するための多重リング共振器用制御回路と、
前記複数の半導体増幅器の光学利得を制御するための半導体増幅器用制御回路と、
を有する構成である。
On the other hand, the tunable light source module of the present invention for achieving the above object is
The wavelength tunable light source of the present invention,
A control circuit for a multiple ring resonator for controlling the multiple ring resonator;
A semiconductor amplifier control circuit for controlling the optical gain of the plurality of semiconductor amplifiers;
It is the structure which has.
また、本発明の波長可変光源モジュールは、
上記本発明の波長可変光源と、
前記多重リング共振器を制御するための多重リング共振器用制御回路と、
前記半導体増幅器の複数の利得媒質の光学利得を制御するための半導体増幅器用制御回路と、
を有する構成である。
The wavelength tunable light source module of the present invention is
The wavelength tunable light source of the present invention,
A control circuit for a multiple ring resonator for controlling the multiple ring resonator;
A control circuit for a semiconductor amplifier for controlling an optical gain of a plurality of gain media of the semiconductor amplifier;
It is the structure which has.
また、上記目的を達成するための本発明の波長可変光源の駆動方法は、上記本発明の波長可変光源について、
所望の波長に対応して前記複数の半導体増幅器のうち所定の半導体増幅器にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の半導体増幅器を除く半導体増幅器には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の半導体増幅器を利得動作させ、
前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整するものである。
Moreover, the driving method of the wavelength tunable light source of the present invention for achieving the above-described object, the wavelength tunable light source of the present invention,
A current is generated so that an optical gain necessary for spectrum generation is generated in a predetermined semiconductor amplifier among the plurality of semiconductor amplifiers corresponding to a desired wavelength, and an optical loss is not generated in the semiconductor amplifiers other than the predetermined semiconductor amplifier. Performing injection and operating the predetermined semiconductor amplifier in gain;
The oscillation wavelength of the wavelength tunable filter is adjusted corresponding to the desired wavelength.
さらに、本発明の波長可変光源の駆動方法は、上記本発明の波長可変光源について、
所望の波長に対応して前記複数の利得媒質のうち所定の利得媒質にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の利得媒質を除く利得媒質には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の利得媒質を利得動作させ、
前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整するものである。
Furthermore, the wavelength tunable light source driving method of the present invention is the above tunable light source of the present invention.
A current is generated so that an optical gain necessary for generating a spectrum is generated in a predetermined gain medium among the plurality of gain media corresponding to a desired wavelength, and an optical loss is not generated in gain media excluding the predetermined gain medium. Performing the injection to gain operation of the predetermined gain medium;
The oscillation wavelength of the wavelength tunable filter is adjusted corresponding to the desired wavelength.
本発明によれば、損失スペクトルのピーク位置を所定の範囲で可変な波長可変フィルタと、利得スペクトル形状、特に利得スペクトルのピーク位置を大きく変えることが可能な利得可変媒質との両方を発振波長の制御に利用することができるため、出力させる光に対してより広範囲な波長可変を実現できる。 According to the present invention, both the wavelength tunable filter capable of changing the peak position of the loss spectrum within a predetermined range and the gain variable medium capable of greatly changing the gain spectrum shape, in particular, the peak position of the gain spectrum, have the oscillation wavelength. Since it can be used for control, a wider range of wavelength tunability can be realized for the output light.
本発明の波長可変光源は、異なる波長領域の利得スペクトルを複数有する構成を波長可変フィルタに光学結合させたことを特徴とする。以下では、波長可変光源がレーザの場合で説明する。 The wavelength variable light source of the present invention is characterized in that a configuration having a plurality of gain spectra in different wavelength regions is optically coupled to a wavelength variable filter. In the following description, the wavelength tunable light source is a laser.
(第1の実施形態)
本実施形態の波長可変レーザの構成について図面を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態の波長可変レーザの一構成例を示す模式図である。
(First embodiment)
The configuration of the wavelength tunable laser according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a wavelength tunable laser according to the present embodiment.
図1に示すように、波長可変レーザは、石英系材料の基板に形成された平面光回路1による波長可変外部共振器と、基板の端面12側に設けられた第1の半導体増幅器11と、端面6側に設けられた第2の半導体増幅器4とを有する構成である。 As shown in FIG. 1, the wavelength tunable laser includes a wavelength tunable external resonator formed by a planar optical circuit 1 formed on a quartz-based material substrate, a first semiconductor amplifier 11 provided on the end face 12 side of the substrate, The second semiconductor amplifier 4 is provided on the end face 6 side.
平面光回路1の波長可変外部共振器は、直線光導波路8と、直線光導波路8と適切な結合度KLで部分的に光学結合した第1のリング型光導波路7と、第1のリング型光導波路7と結合度KLで部分的に光学結合した直線光導波路13と、直線光導波路13と結合度KLで部分的に光学結合した第2のリング型光導波路14と、第2のリング型光導波路14と結合度KLで部分的に光学結合した直線光導波路2とが同一平面上に形成された構成である。この波長可変外部共振器は、これら複数のリング型導波路を有する多重リング共振器となる。直線光導波路8の一端は基板の端面12で終端し、直線光導波路2の一端は基板の端面6で終端している。そして、端面12、6のそれぞれには、光学的反射を抑制するための低反射膜27、26がそれぞれ形成されている。
The wavelength tunable external resonator of the planar optical circuit 1 includes a linear optical waveguide 8, a first ring
第1の半導体増幅器11は、所定の波長領域に利得スペクトルを発生させるバンドギャップを有する。第2の半導体増幅器4は、第1の半導体増幅器11で発生させる利得スペクトルよりも波長の長い領域で利得スペクトルを発生させるバンドギャップを有する。第1の半導体増幅器11は、基板側の端面に低反射膜29が形成され、その反対側の端面10には10%程度の反射率を得るべく光学薄膜37が形成されている。第2の半導体増幅器4は、基板側の端面に低反射膜28が形成され、その反対側の端面5には90%以上の高反射率を得るべく光学薄膜38が形成されている。 The first semiconductor amplifier 11 has a band gap that generates a gain spectrum in a predetermined wavelength region. The second semiconductor amplifier 4 has a band gap that generates a gain spectrum in a region having a longer wavelength than the gain spectrum generated by the first semiconductor amplifier 11. In the first semiconductor amplifier 11, a low reflection film 29 is formed on the end face on the substrate side, and an optical thin film 37 is formed on the end face 10 on the opposite side to obtain a reflectivity of about 10%. In the second semiconductor amplifier 4, a low reflection film 28 is formed on the end face on the substrate side, and an optical thin film 38 is formed on the end face 5 on the opposite side so as to obtain a high reflectivity of 90% or more.
なお、光学薄膜37の反射率は、5%程度であってもよいが、共振器内で発振を起こさせるとともに、レーザを外部に出力可能な反射率として10%程度がより望ましい。光学薄膜38については、共振器内でレーザ発振を起こさせるために、反射率は少なくとも70%以上あることが望ましい。 The reflectivity of the optical thin film 37 may be about 5%, but it is more preferably about 10% as the reflectivity capable of causing oscillation in the resonator and outputting the laser to the outside. The optical thin film 38 preferably has a reflectivity of at least 70% in order to cause laser oscillation in the resonator.
直線光導波路8の一端は、基板の端面12で第1の半導体増幅器11の低反射膜29による低反射出力導波路端9と光学的に結合されている。直線光導波路2の一端は、基板の端面6で第2の半導体増幅器4の低反射膜28による低反射出力導波路端3と光学的に結合されている。なお、図1では説明のために、第1の半導体増幅器11と基板とを離して配置した状態を示している。また、低反射膜26〜29は反射率が0%に近いほど望ましい。 One end of the linear optical waveguide 8 is optically coupled to the low reflection output waveguide end 9 by the low reflection film 29 of the first semiconductor amplifier 11 at the end face 12 of the substrate. One end of the linear optical waveguide 2 is optically coupled to the low reflection output waveguide end 3 by the low reflection film 28 of the second semiconductor amplifier 4 at the end face 6 of the substrate. For the sake of explanation, FIG. 1 shows a state in which the first semiconductor amplifier 11 and the substrate are arranged apart from each other. Further, it is desirable that the low reflection films 26 to 29 have a reflectance close to 0%.
さらに、第2のリング型光導波路14の一部には、導波路のコア層を加熱するためのヒータ15と熱拡散を抑制するための断熱溝16が形成されている。ヒータ15は、導波路の上、下、または横など、導波路のコア層の温度を変化させることが可能な範囲に位置している。図1では、ヒータ15は導波路の上に設けられている。第1のリング型光導波路7と第2のリング型光導波路14は、周囲長が僅かに異なっており、光路長が異なっている構成である。
Further, a heater 15 for heating the core layer of the waveguide and a
ここで、本実施形態の波長可変レーザの動作原理について簡単に説明する。 Here, the operating principle of the wavelength tunable laser of this embodiment will be briefly described.
図2は本実施形態の波長可変レーザの動作原理を説明するための模式図である。図2に示す波長可変レーザは、本実施形態の波長可変レーザの原理を説明するためのモデルである。図2に示すように、波長可変レーザは、FSR(フリースペクトラムレンジ)の波長λFSRを有する波長可変フィルタ46と利得スペクトルを変化させることが可能な利得可変媒質47とが低反射で光学的に結合している。波長可変フィルタ46は、利得可変媒質47と結合する端面の反対側の端面に、反射率が所定の値よりも高い膜の高反射膜48が形成されている。また、利得可変媒質47は、波長可変フィルタ46と結合する端面の反対側の端面に、反射率が所定の値よりも低い膜の低反射膜49が形成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operating principle of the wavelength tunable laser according to the present embodiment. The wavelength tunable laser shown in FIG. 2 is a model for explaining the principle of the wavelength tunable laser of this embodiment. As shown in FIG. 2, the wavelength tunable laser includes a wavelength
利得可変媒質47への電流注入等により利得可変媒質47の利得の大きさが、波長可変フィルタ46、利得可変媒質47および各反射端面での光学的損失の総和よりも大きくなると、高反射膜48から低反射膜49までの光路を共振器とする誘導放出によるレーザ発振が生じる。そして、利得可変媒質47の一端で低反射膜端面からレーザ光が出力される。発振されるレーザ光の波長は、波長可変フィルタ46の損失スペクトルと利得可変媒質47の利得スペクトルとの総和における最大利得となる波長が選択される。
When the magnitude of the gain of the
図3は波長可変フィルタの透過光強度の損失スペクトルを表した模式図であり、図4は利得可変媒質の利得スペクトルの概略を表した模式図である。従来の波長可変レーザでは利得媒質のスペクトルが固定されていたため、可変可能な発振波長の範囲は、図3に示すように、波長可変フィルタのFSR(λFSR)に制限されていた。これに対して、図2に示す波長可変レーザでは、図4に示すように、利得媒質のスペクトルを変化させることで、波長可変フィルタのFSRを超えて波長可変範囲を大幅に拡大させることが可能となる。図4のグラフに示す1点鎖線は利得スペクトルのピーク位置が長波長側にある場合であり、破線はピーク位置が短波長側にある場合であり、実線はピーク位置がそれらの中間付近にある場合である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the loss spectrum of the transmitted light intensity of the wavelength tunable filter, and FIG. 4 is a schematic diagram showing the outline of the gain spectrum of the variable gain medium. Since the spectrum of the gain medium is fixed in the conventional wavelength tunable laser, the variable oscillation wavelength range is limited to the FSR (λ FSR ) of the wavelength tunable filter as shown in FIG. On the other hand, in the wavelength tunable laser shown in FIG. 2, the wavelength tunable range can be greatly expanded beyond the FSR of the wavelength tunable filter by changing the spectrum of the gain medium as shown in FIG. It becomes. The dashed-dotted line shown in the graph of FIG. 4 is the case where the peak position of the gain spectrum is on the long wavelength side, the broken line is the case where the peak position is on the short wavelength side, and the solid line is the peak position near the middle of them. Is the case.
図1に示した本実施形態の波長可変レーザの波長可変外部共振器が図2に示した波長可変フィルタ46に相当し、第1の半導体増幅器11および第2の半導体増幅器4が図2に示した利得可変媒質に相当する。この原理に基づいて、図1に示した本実施形態の波長可変レーザの動作を、以下に説明する。
The wavelength tunable external resonator of the wavelength tunable laser of this embodiment shown in FIG. 1 corresponds to the wavelength
第1の半導体増幅器11および第2の半導体増幅器4に電流注入を行うと、励起光の一部が直線光導波路8、第1のリング型光導波路7、直線光導波路13、第2のリング型光導波路14および直線光導波路2の順に伝搬するか、または、その逆順に伝搬する。そして、第2の半導体増幅器4および第1の半導体増幅器11が誘導放出を誘起して光子数を増加させる。誘起された光子の一部は、端面10または端面5でその一部が再び第1の半導体増幅器11および第2の半導体増幅器4と平面光回路1の内部を往復伝搬する。半導体増幅器および平面回路内部の伝搬損失と端面10、5でのミラー損失による光子数の減少率よりも誘導放出による光子数の増化率が大きくなったときにレーザ発振が生じて、端面10からレーザ光が出射されることになる。
When current is injected into the first semiconductor amplifier 11 and the second semiconductor amplifier 4, a part of the excitation light is a straight optical waveguide 8, a first ring
図5は、平面光回路1において端面6を一端とする直線光導波路2の端面から入射して端面12に面する直線光導波路8の端面から出射される光波出力の損失スペクトルを表した概略図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a loss spectrum of a light wave output incident from the end face of the linear optical waveguide 2 having the end face 6 as one end and emitted from the end face of the linear optical waveguide 8 facing the end face 12 in the planar optical circuit 1. It is.
図5に示すように、2つの異なるリング型光導波路の透過特性の重なりにより、鋭い短周期損失に加えて緩やかな長周期特性が畳重された形状となっている。損失ピーク31から損失ピーク32までの波長間隔がこの平面回路1のFSR33である。ヒータ15の加熱による熱光学効果によって、導波路の屈折率変動が生じ、波長可変外部共振器の共振波長が変化し、損失ピークが波長軸に沿ってシフトする。このシフト量がFSRに達すると再び同じスペクトル形状が現れる。すなわち、ヒータ15によるピークシフト量の最大値はFSR33に等しくなる。
As shown in FIG. 5, due to the overlap of transmission characteristics of two different ring-type optical waveguides, in addition to a sharp short period loss, a gentle long period characteristic is superimposed. The wavelength interval from the loss peak 31 to the loss peak 32 is the
次に、第1の半導体増幅器11と第2の半導体増幅器4の動作条件について説明する。 Next, operating conditions of the first semiconductor amplifier 11 and the second semiconductor amplifier 4 will be described.
図6は、短波長側に大きな利得スペクトルを発生させた場合を示す図である。第1の半導体増幅器11に大きな利得を発生させて、第2の半導体増幅器4に損失を補償する程度に小さな利得を発生させる。これにより、図6に示すように、第2の半導体増幅器4による長波長側の利得スペクトル22はレーザ発振レベルよりも小さいが、第1の半導体増幅器11による短波長側の利得スペクトル23がレーザ発振レベルを越える。この場合、波長領域24がレーザ発振可能領域となる。図6に示す動作条件においては、図5に示した損失ピーク31の波長でレーザ発振が生じ、ヒータ15により概ね波長領域34で波長可変可能となる。 FIG. 6 is a diagram showing a case where a large gain spectrum is generated on the short wavelength side. A large gain is generated in the first semiconductor amplifier 11 and a small gain is generated in the second semiconductor amplifier 4 to compensate for the loss. As a result, as shown in FIG. 6, the gain spectrum 22 on the long wavelength side by the second semiconductor amplifier 4 is smaller than the laser oscillation level, but the gain spectrum 23 on the short wavelength side by the first semiconductor amplifier 11 is laser oscillation. Over the level. In this case, the wavelength region 24 becomes a laser oscillation possible region. Under the operating conditions shown in FIG. 6, laser oscillation occurs at the wavelength of the loss peak 31 shown in FIG. 5, and the wavelength can be varied in the wavelength region 34 by the heater 15.
図7は、長波長側に大きな利得スペクトルを発生させた場合を示す図である。第2の半導体増幅器4に大きな利得を発生させて、第1の半導体増幅器11に損失を補償する程度に小さな利得を発生させる。これにより、図7に示すように、第1の半導体増幅器11による短波長側の利得スペクトル42はレーザ発振レベルよりも小さいが、第2の半導体増幅器4による長波長側の利得スペクトル43がレーザ発振レベルを越える。この場合、波長領域44がレーザ発振可能領域となる。図7の動作条件においては、図5に示した損失ピーク32の波長でレーザ発振が生じ、ヒータ15により概ね波長領域35で波長可変可能となる。 FIG. 7 is a diagram showing a case where a large gain spectrum is generated on the long wavelength side. A large gain is generated in the second semiconductor amplifier 4 and a small gain is generated in the first semiconductor amplifier 11 to compensate for the loss. As a result, as shown in FIG. 7, the gain spectrum 42 on the short wavelength side by the first semiconductor amplifier 11 is smaller than the laser oscillation level, but the gain spectrum 43 on the long wavelength side by the second semiconductor amplifier 4 is laser oscillation. Over the level. In this case, the wavelength region 44 becomes a laser oscillation possible region. 7, laser oscillation occurs at the wavelength of the loss peak 32 shown in FIG. 5, and the wavelength can be varied in the wavelength region 35 by the heater 15.
本実施形態の波長可変レーザは、リング光導波路上のヒータと2つの半導体増幅器の制御により、図5に示す短波長側の波長領域34および長波長側の波長領域35の波長レンジをカバーすることができる。 The wavelength tunable laser of this embodiment covers the wavelength range of the short wavelength side wavelength region 34 and the long wavelength side wavelength region 35 shown in FIG. 5 by controlling the heater on the ring optical waveguide and the two semiconductor amplifiers. Can do.
本発明では、複数の半導体増幅器または複数の利得領域の利得可変媒質による利得スペクトルと波長可変フィルタの損失スペクトルとの両方を変化させることにより、出力させる光の波長の選択範囲がより広くなる。これは、損失スペクトルのピーク位置を所定の範囲で可変な波長可変フィルタと、利得スペクトル形状、特に利得スペクトルのピーク位置を大きく変えることが可能な利得可変媒質の両方を発振波長の制御に利用して、出力させる光に対してより広範囲な波長可変を実現できるからである。 In the present invention, the selection range of the wavelength of light to be output becomes wider by changing both the gain spectrum by the gain variable medium of the plurality of semiconductor amplifiers or the plurality of gain regions and the loss spectrum of the wavelength tunable filter. This is because both the tunable filter that can change the peak position of the loss spectrum within a predetermined range and the variable gain medium that can greatly change the gain spectrum shape, especially the peak position of the gain spectrum, are used to control the oscillation wavelength. This is because a wider range of wavelength tunability can be realized for the output light.
また、可変量は小さいが高精度な発振波長制御が可能な波長可変外部共振器を波長の微調整として用いる一方、高精度な制御はできないが、複数の半導体増幅器を可変量の大きな利得可変媒質として波長の粗調整に用いている。そのため、従来よりも波長可変範囲が大きく、かつ、高精度な波長可変動作が可能となる。 In addition, a variable wavelength external resonator capable of controlling the oscillation wavelength with a small amount but a high accuracy is used as a fine adjustment of the wavelength. On the other hand, a plurality of semiconductor amplifiers cannot be controlled with a high degree of accuracy. As a rough adjustment of the wavelength. For this reason, the wavelength tunable range is larger than that in the prior art, and highly accurate wavelength tunable operation is possible.
(第2の実施形態)
本実施形態の波長可変レーザは、それぞれ異なる波長領域の利得スペクトルを有する2つの利得媒質をモノリシック集積した利得機能素子と2重リング共振器とを組み合わせたものである。
(Second Embodiment)
The wavelength tunable laser according to this embodiment is a combination of a gain functional element monolithically integrated with two gain media each having a gain spectrum in a different wavelength region and a double ring resonator.
本実施形態の波長可変レーザの構成を説明する。なお、第1の実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 The configuration of the wavelength tunable laser according to this embodiment will be described. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
図8は本実施形態の波長可変レーザの一構成例を示す模式図である。波長可変レーザは、石英系材料の基板に形成された平面光回路1による波長可変外部共振器と、基板の端面12側に設けられた半導体増幅器101とを有する構成である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of the wavelength tunable laser according to the present embodiment. The wavelength tunable laser has a configuration including a wavelength tunable external resonator formed by a planar optical circuit 1 formed on a quartz-based material substrate and a semiconductor amplifier 101 provided on the end face 12 side of the substrate.
図8に示すように、平面光回路1の波長可変外部共振器は、直線光導波路8と、第1のリング型光導波路7と、直線光導波路13と、第2のリング型光導波路14と、直線光導波路2とが同一平面上に形成された構成である。この波長可変外部共振器は、これら複数のリング型導波路を有する多重リング共振器となる。直線光導波路8の一端は基板の端面12で終端し、直線光導波路2の一端は基板の端面17で終端している。そして、端面12には光学的反射を抑制するための低反射膜27が形成され、端面17には90%以上の光学的反射を得るための高反射膜70が形成されている。
As shown in FIG. 8, the variable wavelength external resonator of the planar optical circuit 1 includes a straight optical waveguide 8, a first ring
半導体増幅器101は、波長が短い側である短波側の利得スペクトルを有する利得媒質の短波利得領域102と、波長が長い側である長波側の利得スペクトルを有する利得媒質の長波利得領域103とを含む構成である。短波利得領域102と長波利得領域103とは光学的に結合されている。短波利得領域102には、長波利得領域103と光学的に結合された端面と反対側の端面71に、10%程度の反射率を得るための光学薄膜72が形成されている。長波利得領域103の基板の端面12側には低反射膜29が形成されている。直線光導波路8の一端は、基板の端面12で半導体増幅器11の長波利得領域103の低反射膜29による低反射出力導波路端9と光学的に結合されている。なお、短波利得領域102と長波利得領域103には、図に示さないが、利得を発生させるために電流を注入するための電極がそれぞれに設けられている。 The semiconductor amplifier 101 includes a short wave gain region 102 of a gain medium having a short wave side gain spectrum which is a short wavelength side, and a long wave gain region 103 of a gain medium having a long wave side gain spectrum which is a long wavelength side. It is a configuration. The short wave gain region 102 and the long wave gain region 103 are optically coupled. In the short wave gain region 102, an optical thin film 72 for obtaining a reflectance of about 10% is formed on the end surface 71 opposite to the end surface optically coupled to the long wave gain region 103. A low reflection film 29 is formed on the end face 12 side of the substrate in the long wave gain region 103. One end of the linear optical waveguide 8 is optically coupled to the low reflection output waveguide end 9 by the low reflection film 29 in the long wave gain region 103 of the semiconductor amplifier 11 at the end face 12 of the substrate. Although not shown in the drawing, each of the short wave gain region 102 and the long wave gain region 103 is provided with an electrode for injecting a current to generate a gain.
次に、本実施形態の波長可変レーザの動作について説明する。 Next, the operation of the wavelength tunable laser of this embodiment will be described.
半導体増幅器101の短波利得領域102と長波利得領域103に電流注入を行うと、励起光の一部が直線光導波路8、第1のリング型光導波路7、直線光導波路13、第2のリング型光導波路14および直線光導波路2の順に伝搬する。そして、高反射の端面17で反射されて再び半導体増幅器101に戻り、誘導放出を誘起して光子数を増加させる。誘起された光子の一部は、半導体増幅器101の端面71で反射され、再び平面光回路1に入力される。その後、半導体増幅器101および平面光回路1の内部を往復伝搬する。誘導放出による光子数の増化率が半導体増幅器101および平面回路内部の伝搬損失と反射端面でのミラー損失による光子数の減少率よりも大きくなったときにレーザ発振が生じて、半導体増幅器101の端面71からレーザ光が出射されることになる。
When current is injected into the short wave gain region 102 and the long wave gain region 103 of the semiconductor amplifier 101, a part of the excitation light is a straight optical waveguide 8, a first ring
本実施形態の波長可変レーザでは、半導体増幅器が1つの素子として形成されているために、平面回路1と半導体増幅器101の光学結合部分が1箇所のみとなる。そのため、結合損失の低減およびモジュール組み立て時の光学的調整の負荷を減らすことができ、光出力の向上と組み立てコストの低減を図ることが可能となる。 In the wavelength tunable laser according to the present embodiment, since the semiconductor amplifier is formed as one element, there is only one optical coupling portion between the planar circuit 1 and the semiconductor amplifier 101. Therefore, it is possible to reduce the coupling loss and the optical adjustment load at the time of assembling the module, thereby improving the optical output and reducing the assembling cost.
また、本実施形態の波長可変レーザは、波長の粗調整機能として用いる利得可変媒質として、利得スペクトルの異なる複数の利得媒質を光学的に縦続接続させた簡単な構成である。さらに、発振時に必要とする利得スペクトルも複数ある利得媒質の中の1つに十分な利得を与えて、他の利得媒質は、利得媒質自体が光学損失を生じない程度に動作させればよく、構成も簡易で制御も複雑さを伴わない。 In addition, the wavelength tunable laser according to the present embodiment has a simple configuration in which a plurality of gain media having different gain spectra are optically cascaded as a gain variable medium used as a coarse wavelength adjustment function. Furthermore, it is sufficient to give sufficient gain to one of a plurality of gain media necessary for oscillation, and the other gain media may be operated to such an extent that the gain medium itself does not cause an optical loss. The configuration is simple and the control is not complicated.
(第3の実施形態)
本実施形態の波長可変レーザは、異なる波長領域の利得スペクトルを有する2つの利得媒質と2重リング型共振器を同一半導体基板上にモノリシック集積したものである。
(Third embodiment)
The wavelength tunable laser of this embodiment is obtained by monolithically integrating two gain media having a gain spectrum in different wavelength regions and a double ring resonator on the same semiconductor substrate.
図9は本実施形態の波長可変レーザの一構成例を示す模式図である。波長可変レーザは、半導体材料の基板に形成された平面光回路51による波長可変外部共振器と、基板に設けられた半導体増幅器501とを有する構成である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration example of the wavelength tunable laser according to the present embodiment. The wavelength tunable laser has a configuration including a wavelength tunable external resonator using a planar optical circuit 51 formed on a substrate made of a semiconductor material, and a
図9に示すように、平面光回路51の波長可変外部共振器は、直線光導波路57と、直線導波路57と適切な結合度KLで部分的に光学結合した第1のリング型光導波路55と、第1のリング型光導波路55と結合度KLで部分的に光学結合した直線光導波路56と、直線光導波路56と結合度KLで部分的に光学結合した第2のリング型光導波路52と、第2のリング型光導波路52と結合度KLで部分的に光学結合した直線光導波路53とが同一平面上にPIN接合を有する状態で形成された構成である。
As shown in FIG. 9, the variable wavelength external resonator of the planar optical circuit 51 includes a linear optical waveguide 57 and a first ring
半導体増幅器501は短波側の利得スペクトルを有する利得媒質の短波利得領域59と長波側の利得スペクトルを有する利得媒質の長波利得領域58とを含む構成である。短波利得領域59と長波利得領域58のそれぞれに電流を注入するための配線(不図示)が別々に設けられている。
The
直線光導波路53の一端は基板の端面54で終端しており、端面54には90%以上の光学的反射を得るための高反射膜63が形成されている。また、直線光導波路57の一端は、半導体増幅器501と連続的に光学結合されている。半導体増幅器501において、直線光導波路57と光学結合された端面とは反対側の端面に、10%程度の反射率を得るための光学薄膜65が形成されている。この光学薄膜65が形成された端面は基板の端面64の一部である。
One end of the linear optical waveguide 53 terminates at an end face 54 of the substrate, and a
第2のリング型光導波路52の一部には、導波路のコア層に電界を印加するためのPIN(P−Intrinsic−N)接合61が形成されている。リング型共振器の導波路のコア層に電界を印加することで、電界印加による電気光学効果によりコア層の屈折率を変化させて、波長可変外部共振器の共振波長を変化させる。コア層への電界印加のための電極にPIN接合構造を用いることで、共振波長の変化の電界印加に対する応答速度がより速くなる。また、第1のリング型光導波路55と第2のリング型光導波路52の周囲長は僅かに異なっている構成である。
A PIN (P-Intrinsic-N) junction 61 for applying an electric field to the core layer of the waveguide is formed in a part of the second ring type optical waveguide 52. By applying an electric field to the core layer of the waveguide of the ring resonator, the refractive index of the core layer is changed by the electro-optic effect by applying the electric field, thereby changing the resonance wavelength of the wavelength tunable external resonator. By using a PIN junction structure as an electrode for applying an electric field to the core layer, the response speed of the change in resonance wavelength to the application of the electric field becomes faster. Further, the peripheral lengths of the first ring-type
また、波長可変外部共振器は、複数のリング型光導波路と複数の直線光導波路とが半導体基板にモノリシック集積されているため、半導体光導波路のコア層にはバンドギャップが存在する。入力される光のエネルギーが吸収されるか否かの基準となる光の波長をバンドギャップ波長と称すると、バンドギャップ波長よりも長い波長の光は吸収されない。そのため、波長可変外部共振器でエネルギー損失を起こせないためには、半導体増幅器501から波長可変外部共振器に入力される光は、バンドギャップ波長よりも長い波長であることが望ましい。半導体増幅器の利得スペクトルのピーク位置よりもより短い波長側にバンドギャップ波長を設定すれば、出力する光の波長をより広い範囲で可変にできる。なお、バンドギャップ波長は、製造過程で任意の値に設定することが可能である。
In the wavelength tunable external resonator, a plurality of ring optical waveguides and a plurality of linear optical waveguides are monolithically integrated on a semiconductor substrate, so that a band gap exists in the core layer of the semiconductor optical waveguide. If the wavelength of light that serves as a reference for whether energy of input light is absorbed is referred to as a band gap wavelength, light having a wavelength longer than the band gap wavelength is not absorbed. Therefore, in order not to cause energy loss in the wavelength tunable external resonator, it is desirable that the light input from the
波長可変制御における粗調整は、短波利得領域59および長波利得領域58により行う。波長可変制御における微調整は、第2のリング型光導波路52に設けられたPIN接合61への印加電圧に起因する電気光学効果を通じて行う。 Coarse adjustment in the variable wavelength control is performed by the short wave gain region 59 and the long wave gain region 58. Fine adjustment in the wavelength variable control is performed through an electro-optic effect caused by a voltage applied to the PIN junction 61 provided in the second ring optical waveguide 52.
次に、本実施形態の波長可変レーザの動作について説明する。 Next, the operation of the wavelength tunable laser of this embodiment will be described.
半導体増幅器501の短波利得領域59と長波利得領域58に電流注入を行うと、励起光の一部が直線光導波路57、第1のリング型光導波路55、直線光導波路56、第2のリング型光導波路52および直線光導波路53の順に伝搬する。そして、高反射の端面54で反射されて再び半導体増幅器501に戻り、誘導放出を誘起して光子数を増加させる。誘起された光子の一部は、半導体増幅器501の端面64で反射され、再び平面光回路51に入力される。その後、半導体増幅器501および平面光回路51の内部を往復伝搬することになる。誘導放出による光子数の増化率が半導体増幅器501および平面回路内部の伝搬損失と反射端面でのミラー損失による光子数の減少率よりも大きくなったときにレーザ発振が生じて、半導体増幅器501の端面64からレーザ光が出射されることになる。
When current is injected into the short wave gain region 59 and the long wave gain region 58 of the
本実施形態の波長可変レーザでは、波長可変共振器および利得媒質が同一半導体基板上にモノリシック集積されている。そのため、モジュール組み立て時における光学結合調整のための負荷が大幅に削減し、実装工程の低コスト化と歩留まり改善が大きく進展することになる。 In the wavelength tunable laser of this embodiment, the wavelength tunable resonator and the gain medium are monolithically integrated on the same semiconductor substrate. Therefore, the load for optical coupling adjustment at the time of module assembly is greatly reduced, and the cost reduction and the yield improvement of the mounting process are greatly advanced.
また、本実施形態の波長可変レーザは、同一半導体基板上に、波長可変共振器としてPIN接合を有する半導体のリング型光導波路が設けられている。さらに、利得可変媒質として、利得スペクトルの波長領域の異なる複数の利得媒質が縦続接続して形成されている。そのため、1つの半導体基板上に波長可変レーザ機能を実現することが可能であり、共振器と増幅器の両方を搭載するようなハイブリッド製品の製造時において複雑なモジュール組み立てを必要とせず、低コスト化が図れる。 The wavelength tunable laser according to the present embodiment is provided with a semiconductor ring optical waveguide having a PIN junction as a wavelength tunable resonator on the same semiconductor substrate. Further, a plurality of gain media having different gain spectrum wavelength regions are cascaded as variable gain media. Therefore, it is possible to realize a wavelength tunable laser function on one semiconductor substrate, and it is not necessary to assemble complex modules when manufacturing a hybrid product in which both a resonator and an amplifier are mounted. Can be planned.
(第4の実施形態)
本実施形態は、第1から第3の実施形態のいずれかの波長可変レーザを用いた波長可変レーザモジュールに関するものである。ここでは、第1の実施形態の波長可変レーザの場合で説明する。
(Fourth embodiment)
The present embodiment relates to a wavelength tunable laser module using the wavelength tunable laser according to any one of the first to third embodiments. Here, the case of the wavelength tunable laser according to the first embodiment will be described.
図10は波長可変レーザモジュールの一構成例を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the wavelength tunable laser module.
図10に示すように、波長可変レーザモジュールは、多重リング共振器203と、多重リング共振器203を制御する多重リング共振器用制御回路208と、第1の半導体増幅器202および第2の半導体増幅器207と、これらの半導体増幅器の光学利得を制御する半導体増幅器用制御回路204と、発振したレーザ光を収束するためのコリメータレンズ205と、収束したレーザ光を外部に導くためのシングルモードファイバ206とを有する構成である。これらの構成が、N2が充填され、気密したパッケージ201内に収められている。
As shown in FIG. 10, the wavelength tunable laser module includes a
次に、波長可変レーザモジュールによる波長可変レーザの駆動方法について説明する。 Next, a driving method of the wavelength tunable laser by the wavelength tunable laser module will be described.
半導体増幅器制御回路204は、設定される所望の波長に対応して複数の半導体増幅器のうち所定の半導体増幅器にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ所定の半導体増幅器を除く半導体増幅器には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、所定の半導体増幅器を利得動作させる。多重リング共振器用制御回路208は、所望の波長に対応して多重リング共振器の発振波長を調整する。
The semiconductor
なお、所望の波長の値は、製造過程でそれぞれの制御回路に予め設定されてもよく、波長可変レーザモジュールの製造後に配線(不図示)を介して外部から設定されるようにしてもよい。また、第2の実施形態または第3の実施形態の波長可変レーザの駆動方法については、半導体増幅器制御回路204が複数の半導体増幅器の代わりに複数の利得媒質に対して光学利得の制御を行うこと以外は、上述の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
The desired wavelength value may be set in advance in each control circuit during the manufacturing process, or may be set from the outside via wiring (not shown) after the wavelength tunable laser module is manufactured. In the wavelength tunable laser driving method of the second embodiment or the third embodiment, the semiconductor
11 第1の半導体増幅器
4 第2の半導体増幅器
46 波長可変フィルタ
59、102 短波利得領域
58、103 長波利得領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st semiconductor amplifier 4
Claims (14)
前記波長可変フィルタと光学的に結合され、利得スペクトルの波長領域が異なる複数の半導体増幅器と、
を有する波長可変光源。 A wavelength tunable filter for changing the wavelength of the spectral peak of the transmitted light intensity;
A plurality of semiconductor amplifiers optically coupled to the tunable filter and having different gain spectrum wavelength regions;
A tunable light source.
前記波長可変フィルタは、光路長の異なる複数のリング型共振器が光学的に結合された多重リング共振器であり、
前記複数の半導体増幅器は、所定の波長領域の利得スペクトルを発生させる第1の半導体増幅器と、該第1の半導体増幅器の利得スペクトルと異なる波長領域の利得スペクトルを発生させる第2の半導体増幅器とを有し、
前記多重リング共振器の導波路の両端のうち、一方が前記第1の半導体増幅器の導波路の両端のうちの一方と光学的に結合され、他方が前記第2の半導体増幅器の導波路の両端のうちの一方と光学的に結合され、
前記第1の半導体増幅器の導波路の両端のうちの他方に反射率が所定の値よりも低い光学薄膜が設けられ、
前記第2の半導体増幅器の導波路の両端のうちの他方に前記所定の値よりも高い反射率の光学薄膜が設けられた、波長可変光源。 The tunable light source according to claim 1,
The wavelength tunable filter is a multiple ring resonator in which a plurality of ring resonators having different optical path lengths are optically coupled,
The plurality of semiconductor amplifiers include: a first semiconductor amplifier that generates a gain spectrum in a predetermined wavelength region; and a second semiconductor amplifier that generates a gain spectrum in a wavelength region different from the gain spectrum of the first semiconductor amplifier. Have
One of both ends of the waveguide of the multiple ring resonator is optically coupled to one of both ends of the waveguide of the first semiconductor amplifier, and the other is both ends of the waveguide of the second semiconductor amplifier. Optically coupled to one of the
An optical thin film having a reflectivity lower than a predetermined value is provided on the other end of the waveguide of the first semiconductor amplifier,
A wavelength tunable light source, wherein an optical thin film having a reflectance higher than the predetermined value is provided on the other end of the waveguide of the second semiconductor amplifier.
前記リング型共振器の導波路のコア層の温度を変化させるためのヒータが該リング型共振器の該導波路から所定の範囲に設けられた波長可変光源。 The tunable light source according to claim 1 or 2,
A wavelength tunable light source in which a heater for changing a temperature of a core layer of a waveguide of the ring resonator is provided in a predetermined range from the waveguide of the ring resonator.
前記波長可変フィルタと光学的に結合され、導波路方向に沿って、利得スペクトルの波長領域の異なる利得媒質が複数配置された半導体増幅器と、
を有する波長可変光源。 A wavelength tunable filter for changing the wavelength of the spectral peak of the transmitted light intensity;
A semiconductor amplifier optically coupled to the wavelength tunable filter, wherein a plurality of gain media having different wavelength regions of the gain spectrum are disposed along the waveguide direction;
A tunable light source.
前記波長可変フィルタは、光路長の異なる複数のリング型共振器が光学的に結合された多重リング共振器であり、
前記多重リング共振器の導波路の両端のうち、一方に前記半導体増幅器の導波路の両端のうちの一方が光学的に結合され、他方に反射率が所定の値よりも高い反射率の光学薄膜が設けられ、
前記半導体増幅器の導波路の両端のうち他方に前記所定の値よりも反射率が低い光学薄膜が設けられた、波長可変光源。 The tunable light source according to claim 4,
The wavelength tunable filter is a multiple ring resonator in which a plurality of ring resonators having different optical path lengths are optically coupled,
One of the two ends of the waveguide of the semiconductor amplifier is optically coupled to one of both ends of the waveguide of the multiple ring resonator, and the other is an optical thin film having a reflectance higher than a predetermined value. Is provided,
A wavelength tunable light source, wherein an optical thin film having a reflectance lower than the predetermined value is provided on the other end of the waveguide of the semiconductor amplifier.
前記リング型共振器の導波路のコア層の温度を変化させるためのヒータが該リング型共振器の該導波路から所定の範囲に設けられた波長可変光源。 The tunable light source according to claim 4 or 5,
A wavelength tunable light source in which a heater for changing a temperature of a core layer of a waveguide of the ring resonator is provided in a predetermined range from the waveguide of the ring resonator.
前記多重リング共振器が半導体材料による平面光回路で構成され、
前記リング型共振器の導波路のコア層の屈折率を電界印加により変化させるためのPIN接合構造が該リング型共振器の該導波路に設けられた波長可変光源。 The tunable light source according to claim 4 or 5,
The multiple ring resonator is composed of a planar optical circuit made of a semiconductor material,
A wavelength tunable light source in which a PIN junction structure for changing a refractive index of a core layer of a waveguide of the ring resonator by applying an electric field is provided in the waveguide of the ring resonator.
前記多重リング共振器および前記半導体増幅器が同一半導体基板上にモノリシック集積され、
前記多重リング共振器を構成する半導体光導波路のコア層のバンドギャップ波長が前記半導体増幅器の前記利得スペクトルのピーク位置よりも短い波長側に設定され、
前記リング型共振器の導波路のコア層の屈折率を電界印加により変化させるためのPIN接合構造が該リング型共振器の該導波路に設けられた波長可変光源。 The tunable light source according to claim 4 or 5,
The multiple ring resonator and the semiconductor amplifier are monolithically integrated on the same semiconductor substrate;
The band gap wavelength of the core layer of the semiconductor optical waveguide constituting the multiple ring resonator is set to a wavelength side shorter than the peak position of the gain spectrum of the semiconductor amplifier,
A wavelength tunable light source in which a PIN junction structure for changing a refractive index of a core layer of a waveguide of the ring resonator by applying an electric field is provided in the waveguide of the ring resonator.
前記多重リング共振器を制御するための多重リング共振器用制御回路と、
前記複数の半導体増幅器の光学利得を制御するための半導体増幅器用制御回路と、
を有する波長可変光源モジュール。 The wavelength tunable light source according to claim 2 or 3,
A control circuit for a multiple ring resonator for controlling the multiple ring resonator;
A semiconductor amplifier control circuit for controlling the optical gain of the plurality of semiconductor amplifiers;
A tunable light source module.
前記半導体増幅器用制御回路は、所望の波長に対応して前記複数の半導体増幅器のうち所定の半導体増幅器にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の半導体増幅器を除く半導体増幅器には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の半導体増幅器を利得動作させ、
前記多重リング共振器用制御回路は前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整する、波長可変光源モジュール。 The tunable light source module according to claim 9,
The semiconductor amplifier control circuit generates an optical gain necessary for spectrum generation in a predetermined semiconductor amplifier among the plurality of semiconductor amplifiers corresponding to a desired wavelength, and a semiconductor amplifier excluding the predetermined semiconductor amplifier Current injection is performed so as not to cause optical loss, and the predetermined semiconductor amplifier is gain-operated,
The tunable light source module, wherein the control circuit for the multiple ring resonator adjusts an oscillation wavelength of the tunable filter corresponding to the desired wavelength.
前記多重リング共振器を制御するための多重リング共振器用制御回路と、
前記半導体増幅器の複数の利得媒質の光学利得を制御するための半導体増幅器用制御回路と、
を有する波長可変光源モジュール。 The variable wavelength light source according to any one of claims 5 to 8,
A control circuit for a multiple ring resonator for controlling the multiple ring resonator;
A control circuit for a semiconductor amplifier for controlling an optical gain of a plurality of gain media of the semiconductor amplifier;
A tunable light source module.
前記半導体増幅器用制御回路は、所望の波長に対応して前記複数の利得媒質のうち所定の利得媒質にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の利得媒質を除く利得媒質には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の利得媒質を利得動作させ、
前記多重リング共振器用制御回路は前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整する、波長可変光源モジュール。 The tunable light source module according to claim 11,
The semiconductor amplifier control circuit generates an optical gain necessary for generating a spectrum in a predetermined gain medium among the plurality of gain media corresponding to a desired wavelength, and a gain medium excluding the predetermined gain medium Current injection is performed so as not to cause optical loss, and the predetermined gain medium is gain-operated,
The tunable light source module, wherein the control circuit for the multiple ring resonator adjusts an oscillation wavelength of the tunable filter corresponding to the desired wavelength.
所望の波長に対応して前記複数の半導体増幅器のうち所定の半導体増幅器にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の半導体増幅器を除く半導体増幅器には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の半導体増幅器を利得動作させ、
前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整する、波長可変光源の駆動方法。 A driving method of a wavelength tunable light source according to any one of claims 1 to 3,
A current is generated so that an optical gain necessary for spectrum generation is generated in a predetermined semiconductor amplifier among the plurality of semiconductor amplifiers corresponding to a desired wavelength, and an optical loss is not generated in the semiconductor amplifiers other than the predetermined semiconductor amplifier. Performing an injection to gain operation of the predetermined semiconductor amplifier;
A method for driving a wavelength tunable light source, wherein an oscillation wavelength of the wavelength tunable filter is adjusted in accordance with the desired wavelength.
所望の波長に対応して前記複数の利得媒質のうち所定の利得媒質にスペクトル発生に必要な光学利得を生じさせ、かつ該所定の利得媒質を除く利得媒質には光学損失を生じさせないように電流注入を行って、該所定の利得媒質を利得動作させ、
前記所望の波長に対応して前記波長可変フィルタの発振波長を調整する、波長可変光源の駆動方法。 A driving method of a wavelength tunable light source according to any one of claims 4 to 8,
A current is generated so that an optical gain necessary for generating a spectrum is generated in a predetermined gain medium among the plurality of gain media corresponding to a desired wavelength, and an optical loss is not generated in gain media excluding the predetermined gain medium. Performing the injection to gain operation of the predetermined gain medium;
A method for driving a wavelength tunable light source, wherein an oscillation wavelength of the wavelength tunable filter is adjusted in accordance with the desired wavelength.
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