JP2010212472A - Wavelength variable light source and adjusting method of oscillation wavelength thereof - Google Patents

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JP2010212472A JP2009057553A JP2009057553A JP2010212472A JP 2010212472 A JP2010212472 A JP 2010212472A JP 2009057553 A JP2009057553 A JP 2009057553A JP 2009057553 A JP2009057553 A JP 2009057553A JP 2010212472 A JP2010212472 A JP 2010212472A
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Masashige Ishizaka
政茂 石坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength variable light source largely enlarging a wavelength variable range even though the light source is constituted relatively easily using a flat light circuit without a movable part. <P>SOLUTION: In the wavelength variable light source, a waveguide oscillator 105 includes: closed loop-type optical circuits M1, M2, M3 with a directional coupler 106 having an optionally determined power branching ratio of 2×2 input and output and a loop-shaped light guide 107 connecting two output terminals of the directional coupler 106; and light guides (light guide etalon) 108, 109 in which a light guide 108 connects one input terminal of the optical circuit M1 with one input terminal of the optical circuit M2 and a light guide 109 connects one input terminal of the optical circuit M3 with the other input terminal of the optical circuit M2, so that the light guides 108, 109 connect the optical loop-type circuits M1, M2, M3 in series. In the light guide etalons 108, 109, as an execution refractive index varying means for varying the execution refractive index of the light guide of the light guide etalons 108, 109, for example, heaters 110, 111 are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、光通信、光情報処理及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およびその発振波長の調整方法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 and a method for adjusting an oscillation wavelength thereof.

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)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 multiplexer)、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。   In recent years, Internet traffic has increased rapidly, and technology for expanding communication capacity has also been developed in response to this. Wavelength division multiplex communication (WDM) increases capacity by increasing the number of wavelengths, but is more flexible in combination with the progress of ROADM (reconfigurable optical add / drop multiplexer), optical cross-connect by wavelength routing, etc. Expansion of communication capacity with excellent performance is being actively studied.

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、波長可変光源は、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一つである。   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 communication system functionality are related to each other, and it is possible to provide a low-cost and highly secure communication service, and the wavelength tunable light source constructs such a communication system. It is one of the key devices above.

一般に、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。これに対し、波長可変光源を適用することにより、光源の種類を一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 general, a wavelength division multiplexing system supports a plurality of fixed wavelength light sources having a fixed wavelength interval, and the cost of a maintenance management backup light source (for the number of wavelengths) is particularly large, which hinders cost reduction of the system. It was a factor. On the other hand, by applying a wavelength tunable light source, the types of light sources can be integrated into one, so that the system cost can be greatly reduced. 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.

波長可変光源については各種のものが提案されている。例えば、C帯域またはL帯域をカバーできる波長可変光源として、可動MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを用いた波長可変光源が、Jill D.Berger等により、非特許文献1として発表されている。この非特許文献1に示された波長可変光源では、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、更に変調器と集積化した波長可変光源が、B.Mason等により、非特許文献2として報告されている。この非特許文献2に示された波長可変光源では、低コスト化や信頼性の点で課題がある。   Various types of wavelength tunable light sources have been proposed. For example, as a wavelength variable light source capable of covering the C band or the L band, a wavelength variable light source using a movable MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror has been published as Non-Patent Document 1 by Jill D. Berger et al. Although the wavelength tunable light source disclosed in Non-Patent Document 1 shows relatively good light output characteristics, there is a concern about its practicality in terms of manufacturing cost and impact resistance. Further, a wavelength tunable light source that improves the mode stability of a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser and is further integrated with a modulator has been reported as Non-Patent Document 2 by B.Mason et al. The wavelength tunable light source disclosed in Non-Patent Document 2 has problems in terms of cost reduction and reliability.

平面光回路(PLC)を外部共振器として用いた波長可変光源では、製作が比較的容易でMEMSのように可動部を持たないことから、製作歩留まり、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。例えば、リング型外部共振器と半導体増幅器を用いた構成が、H.Yamazaki等により、非特許文献3として報告されており、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。   A wavelength tunable light source using a planar optical circuit (PLC) as an external resonator is relatively easy to manufacture and has no moving parts like MEMS, so that it has a high manufacturing yield and reliability (especially vibration resistance). It is considered to be excellent and suitable for mass production, and several configurations have been proposed at present. For example, a configuration using a ring-type external resonator and a semiconductor amplifier has been reported by H. Yamazaki et al. As Non-Patent Document 3, and as a wavelength tunable light source having no movable part, a wavelength tunable range, an optical output In terms of the above, good characteristics are obtained.

Optical Communication,2001.ECOC‘01.27th European Conference on Volume 2,30 198頁.Optical Communication, 2001.ECOC '01 .27th European Conference on Volume 2,30 198 pages. IEEE Photonics Letters Volume 11 Number 11,1999 638頁.IEEE Photonics Letters Volume 11 Number 11,1999 p. 638. 30th European Conference on Optical Communication 2004,th4.2.3.30th European Conference on Optical Communication 2004, th4.2.3.

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、多くの波長可変光源が40nmの波長範囲を基準に開発が進められており、C,L両帯域を一つの光源でカバーできる波長可変範囲80nm以上の波長可変光源は殆どない。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。   In a high-density wavelength division multiplexing (DWDM) system for 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. At present, many wavelength variable light sources are being developed based on a wavelength range of 40 nm, and there are few wavelength variable light sources with a wavelength variable range of 80 nm or more that can cover both C and L bands with one 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.

しかしながら、非特許文献3に示された構成の波長可変光源では、リング型外部共振器のFSR(Free Spectrum Range)即ち波長周期で、波長の可変範囲が制限される。波長可変範囲を拡大するには、導波路の曲げ半径を小さくして、リング型共振器を小型化する必要があるが、導波路曲げ半径の縮減は、光学損失の観点から限界があり、これが波長可変範囲を制限する要因となり、波長可変範囲を大きく拡大することができない、という問題があった。   However, in the variable wavelength light source having the configuration shown in Non-Patent Document 3, the variable wavelength range is limited by the FSR (Free Spectrum Range) of the ring type external resonator, that is, the wavelength period. In order to expand the wavelength tunable range, it is necessary to reduce the bend radius of the waveguide to reduce the size of the ring resonator. However, the reduction of the bend radius of the waveguide is limited from the viewpoint of optical loss, There is a problem that the wavelength tunable range is limited, and the wavelength tunable range cannot be greatly expanded.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可動部を持たない平面光回路を用いた比較的簡単な構成でありながら、波長可変範囲を大きく拡大することができる波長可変光源およびその発振波長の調整方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to provide a relatively simple configuration using a planar optical circuit having no moving parts, while increasing the wavelength variable range. An object of the present invention is to provide a variable wavelength light source that can be expanded and a method for adjusting the oscillation wavelength.

このような目的を達成するために本発明は、2×2入出力の3dB方向性結合器と、3dB方向性結合器の入力端の少なくとも一方に接続された光増幅器と、3dB方向性結合器の出力端の一方に接続された第1の出力光導波路と、3dB方向性結合器の出力端の他方に接続された第2の出力光導波路と、第1の出力光導波路と第2の出力光導波路との間に接続された導波路共振器とを備え、導波路共振器を、2×2入出力の任意に定められたパワー分岐比を有する方向性結合器と,この方向性結合器の2つの出力端を結ぶループ状の光導波路とから構成される複数の閉ループ型光回路と、これら閉ループ型光回路をその方向性結合器の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路とで構成し、閉ループ型光回路間を結ぶ光導波路の少なくとも1つにその光導波路の実行屈折率を変化させる実行屈折率変化手段を設けたものである。   In order to achieve such an object, the present invention provides a 2 × 2 input / output 3 dB directional coupler, an optical amplifier connected to at least one of the input ends of the 3 dB directional coupler, and a 3 dB directional coupler. A first output optical waveguide connected to one of the output ends of the first output optical waveguide, a second output optical waveguide connected to the other of the output ends of the 3 dB directional coupler, a first output optical waveguide, and a second output. A waveguide resonator connected between the waveguide and the waveguide resonator, the directional coupler having an arbitrarily determined power branching ratio of 2 × 2 input / output, and the directional coupler A plurality of closed-loop optical circuits composed of a loop-shaped optical waveguide connecting the two output ends of the two, and these closed-loop optical circuits are connected in series by connecting one side of the two input ends of the directional coupler. Optical waveguide that connects between closed-loop optical circuits At least one of them is provided with effective refractive index changing means for changing the effective refractive index of the optical waveguide.

本発明において、閉ループ型光回路間を結ぶ光導波路の少なくとも1つには、その光導波路の実行屈折率を変化させる実行屈折率変化手段が設けられている。この実行屈折率変化手段によって、前記光導波路の実行屈折率を変化させることにより、光増幅器の一端から出た光波が再び光増幅器に戻ってくる場合の光波の透過率ピークを波長軸にそって移動させ、広い範囲で発振波長を調整することが可能となり、可動部を持たない平面光回路を用いた比較的簡単な構成でありながら、波長可変範囲を大きく拡大することができるようになる。   In the present invention, at least one of the optical waveguides connecting the closed loop optical circuits is provided with effective refractive index changing means for changing the effective refractive index of the optical waveguide. By changing the effective refractive index of the optical waveguide by the effective refractive index changing means, the light wave transmittance peak when the light wave emitted from one end of the optical amplifier returns to the optical amplifier again along the wavelength axis. The oscillation wavelength can be adjusted over a wide range, and the wavelength tunable range can be greatly expanded while having a relatively simple configuration using a planar optical circuit having no movable part.

本発明に係る波長可変光源の一実施例(実施例1)の構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of one Example (Example 1) of the wavelength variable light source which concerns on this invention. この実施例1の波長可変光源における光増幅器の一端から出た光波が再び光増幅器に戻ってくる場合の透過波長スペクトルと光増幅器の利得波長スペクトルとを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the transmission wavelength spectrum and gain wavelength spectrum of an optical amplifier in case the light wave emitted from the end of the optical amplifier in the wavelength variable light source of Example 1 returns to an optical amplifier again. 本発明に係る波長可変光源の他の実施例(実施例2)の構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of the other Example (Example 2) of the wavelength variable light source which concerns on this invention. この実施例2の波長可変光源における所定の条件で計算した反射光強度の波長スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the wavelength spectrum of the reflected light intensity calculated on the predetermined conditions in the wavelength variable light source of this Example 2. FIG. 本発明に係る波長可変光源の他の実施例(実施例3)の構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of the other Example (Example 3) of the wavelength variable light source which concerns on this invention.

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施例1〕
図1はこの発明に係る波長可変光源の一実施例(実施例1)の構成の概略を示す模式図である。同図において、1は2×2入出力の3dB方向性結合器、2は3dB方向性結合器1の入力端の一方に接続された光増幅器、3は3dB方向性結合器1の出力端の一方に接続された第1の出力光導波路、4は3dB方向性結合器1の出力端の他方に接続された第2の出力光導波路、5は第1の出力光導波路3と第2の出力光導波路4との間に接続された導波路共振器である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of an embodiment (embodiment 1) of a wavelength variable light source according to the present invention. In the figure, 1 is a 2 × 2 input / output 3 dB directional coupler, 2 is an optical amplifier connected to one of the input ends of the 3 dB directional coupler 1, and 3 is an output end of the 3 dB directional coupler 1. The first output optical waveguide connected to one side, 4 is the second output optical waveguide connected to the other output end of the 3 dB directional coupler 1, and 5 is the first output optical waveguide 3 and the second output. It is a waveguide resonator connected between the optical waveguide 4.

導波路共振器5は、2×2入出力の任意に定められたパワー分岐比を有する方向性結合器6(6−1,6−2)と,この方向性結合器6の2つの出力端を結ぶループ状の光導波路7(7−1,7−2)とから構成される2つの閉ループ型光回路(ループミラー光回路)M(M1,M2)と、ループミラー光回路M1とM2をその方向性結合器の6−1および6−2の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路8とから構成されている。光導波路8には、この光導波路8の実行屈折率を変化させる手段として、ヒータ9が設けられている。   The waveguide resonator 5 includes a directional coupler 6 (6-1, 6-2) having an arbitrarily determined power branching ratio of 2 × 2 inputs and outputs, and two output terminals of the directional coupler 6. Two closed-loop optical circuits (loop mirror optical circuits) M (M1, M2) composed of a loop-shaped optical waveguide 7 (7-1, 7-2) connecting the two, and loop mirror optical circuits M1 and M2 The optical waveguide 8 is formed by connecting one side of two input ends of the directional couplers 6-1 and 6-2 and connecting them in series. The optical waveguide 8 is provided with a heater 9 as means for changing the effective refractive index of the optical waveguide 8.

なお、ループミラー光回路M1,M2は、3dB方向性結合器1の2つの出力端を結ぶループ状の回路を第1の閉ループ型光回路とした場合、この第1の閉ループ型光回路の内部に配置された第2および第3の閉ループ型光回路と呼ぶこともできる。また、ループミラー光回路M1,M2は、直線状の光導波路8で接続された構成となっているために、光導波路8の両端は、適当な反射率を有するミラーが付加された導波路共振器の機能を果たすことになる。   Note that the loop mirror optical circuits M1 and M2 are provided in the first closed-loop optical circuit when a loop-like circuit connecting the two output ends of the 3 dB directional coupler 1 is a first closed-loop optical circuit. It can also be called the second and third closed-loop optical circuits arranged in the above. Further, since the loop mirror optical circuits M1 and M2 are connected by the linear optical waveguide 8, the both ends of the optical waveguide 8 are waveguide resonances to which mirrors having appropriate reflectivity are added. It will fulfill the function of the vessel.

また、この波長可変光源において、光増幅器2の一端は3dB方向性結合器1の入力端の一方に光学的に接続され、光増幅器2の他端には10%程度の反射率となるように誘電体膜10が付加されている。また、3dB方向性結合器1の入力端の他方には、無反射機構11が付加されている。この例では、無反射コーティングが施されている。   In this wavelength tunable light source, one end of the optical amplifier 2 is optically connected to one of the input ends of the 3 dB directional coupler 1, and the other end of the optical amplifier 2 has a reflectance of about 10%. A dielectric film 10 is added. Further, a non-reflection mechanism 11 is added to the other input end of the 3 dB directional coupler 1. In this example, an antireflective coating is applied.

この波長可変光源において、光増幅器2から生じた誘電放出光は、3dB方向性結合器1で2分岐された後、2つのループミラー光回路M1,M2からなる導波路共振器5を通過して再び3dB方向性結合器1に到達し合波されて光増幅器2に戻る。また、導波路共振器5を通過しない光波は反射光として3dB方向性結合器1に戻り、合波されて3dB方向性結合器1の入力端の他方の無反射機構11から放出される。即ち、導波路共振器5を通過できる波長光のみが光増幅器2に往復帰還することによって増幅され、レーザ光として発振することになる。   In this wavelength tunable light source, the dielectric emission light generated from the optical amplifier 2 is branched into two by the 3 dB directional coupler 1 and then passes through the waveguide resonator 5 including the two loop mirror optical circuits M1 and M2. It again reaches the 3 dB directional coupler 1 and is multiplexed and returns to the optical amplifier 2. The light wave that does not pass through the waveguide resonator 5 returns to the 3 dB directional coupler 1 as reflected light, is combined, and is emitted from the other non-reflective mechanism 11 at the input end of the 3 dB directional coupler 1. That is, only the wavelength light that can pass through the waveguide resonator 5 is amplified by reciprocating feedback to the optical amplifier 2 and oscillates as laser light.

図2は、光増幅器2の一端から出た光波が再び光増幅器2に戻ってくる場合の透過波長スペクトルと光増幅器2の利得波長スペクトルとを模式的に表したものである。レーザ発振は、透過率と利得の総和が最大になる波長で生じることになる。この場合、導波路共振器5におけるループミラー光回路M1とM2との間を結ぶ光導波路8の実効屈折率を変化させることにより、光増幅器2の一端から出た光波が再び光増幅器2に戻ってくる場合の光波の透過率ピークを波長軸にそって移動させることができる。これにより、広い範囲で発振波長を調整(チューニング)することが可能となる。   FIG. 2 schematically shows a transmission wavelength spectrum and a gain wavelength spectrum of the optical amplifier 2 when a light wave emitted from one end of the optical amplifier 2 returns to the optical amplifier 2 again. Laser oscillation occurs at a wavelength that maximizes the sum of transmittance and gain. In this case, the light wave emitted from one end of the optical amplifier 2 returns to the optical amplifier 2 again by changing the effective refractive index of the optical waveguide 8 connecting the loop mirror optical circuits M1 and M2 in the waveguide resonator 5. The transmittance peak of the light wave when coming can be moved along the wavelength axis. As a result, the oscillation wavelength can be adjusted (tuned) over a wide range.

この実施例では、ヒータ9を駆動することによって得られる熱光学効果を利用して光導波路8の実行屈折率を変化させるようにしているが、光導波路8のコア層やクラッド層に電圧を印加させるための電極構造を設けるようにし、この電極構造に電圧を印加することによって得られる電気光学効果を利用して光導波路8の実行屈折率を変化させるようにしてもよい。   In this embodiment, the effective refractive index of the optical waveguide 8 is changed using the thermo-optic effect obtained by driving the heater 9, but a voltage is applied to the core layer and the cladding layer of the optical waveguide 8. The effective refractive index of the optical waveguide 8 may be changed using an electro-optic effect obtained by applying a voltage to the electrode structure.

〔実施例2〕
図3はこの発明に係る波長可変光源の他の実施例(実施例2)の構成の概略を示す模式図である。同図において、101は2×2入出力の3dB方向性結合器、102は3dB方向性結合器101の入力端の一方に接続された光増幅器(半導体光増幅器)、103は3dB方向性結合器101の出力端の一方に接続された第1の出力光導波路、104は3dB方向性結合器101の出力端の他方に接続された第2の出力光導波路、105は第1の出力光導波路103と第2の出力光導波路104との間に接続された導波路共振器である。
[Example 2]
FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of another embodiment (embodiment 2) of the variable wavelength light source according to the present invention. In the figure, 101 is a 2 × 2 input / output 3 dB directional coupler, 102 is an optical amplifier (semiconductor optical amplifier) connected to one input end of the 3 dB directional coupler 101, and 103 is a 3 dB directional coupler. 101 is a first output optical waveguide connected to one of the output ends, 104 is a second output optical waveguide connected to the other output end of the 3 dB directional coupler 101, and 105 is a first output optical waveguide 103. And a second output optical waveguide 104.

導波路共振器5は、2×2入出力の任意に定められたパワー分岐比を有する方向性結合器106(106−1,106−2,106−3)と,この方向性結合器106の2つの出力端を結ぶループ状の光導波路107(107−1,107−2,107−3)とから構成される3つの閉ループ型光回路(ループミラー光回路)M(M1,M2,M3)と、ループミラー光回路M1とM2をその方向性結合器106−1および106−2の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路108と、ループミラー光回路M2とM3をその方向性結合器106−2および106−3の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路109とから構成されている。以下、この光導波路108および109を導波路エタロンと呼ぶ。導波路エタロン108および109には、この導波路エタロン108および109の実行屈折率を変化させる手段として、ヒータ110および111が設けられている。   The waveguide resonator 5 includes a directional coupler 106 (106-1, 106-2, 106-3) having an arbitrarily determined power branching ratio of 2 × 2 inputs and outputs, and the directional coupler 106. Three closed-loop optical circuits (loop mirror optical circuits) M (M1, M2, M3) composed of a loop-shaped optical waveguide 107 (107-1, 107-2, 107-3) connecting two output ends An optical waveguide 108 connecting the two input ends of the directional couplers 106-1 and 106-2 to each other in series, and the loop mirror optical circuits M2 and M3. The directional couplers 106-2 and 106-3 are composed of an optical waveguide 109 that connects one side of two input ends and connects them in series. Hereinafter, the optical waveguides 108 and 109 are referred to as waveguide etalon. The waveguide etalons 108 and 109 are provided with heaters 110 and 111 as means for changing the effective refractive index of the waveguide etalons 108 and 109.

また、この波長可変光源において、3dB方向性結合器101、導波路共振器105、第1の出力光導波路103および第2の出力光導波路104から構成され波長可変共振器として機能する平面光回路がSOI(Silicon on insulator)基板112上に形成されている。この平面光回路を構成する光導波路のコア層はSi(シリコン)、クラッド層はSiO2(石英)とされている。 In addition, in this wavelength tunable light source, a planar optical circuit configured as a 3 dB directional coupler 101, a waveguide resonator 105, a first output optical waveguide 103, and a second output optical waveguide 104 functions as a wavelength tunable resonator. It is formed on an SOI (Silicon on insulator) substrate 112. The core layer of the optical waveguide constituting this planar optical circuit is Si (silicon), and the cladding layer is SiO 2 (quartz).

ループミラー光回路M1,M2,M3において、ループ状の光導波路107−1,107−2,107−3は適切な長さL1,L2,L3とされており、方向性結合器106−1,106−2,106−3は適切なパワー分岐比K12、K22、K32を有している。また、ループミラー光回路M1とM2を両端として形成される導波路エタロン108およびループミラー光回路M2とM3を両端として形成される導波路エタロン109の長さは、目標とする波長可変範囲に対して、それぞれ適切な値L4およびL5に設定されている。 In the loop mirror optical circuits M1, M2, and M3, the loop-shaped optical waveguides 107-1, 107-2, and 107-3 are set to appropriate lengths L 1 , L 2 , and L 3 , and the directional coupler 106 is used. -1, 106-2, 106-3 have appropriate power branching ratios K1 2 , K2 2 , K3 2 . Further, the length of the waveguide etalon 108 formed with the loop mirror optical circuits M1 and M2 as both ends and the length of the waveguide etalon 109 formed with the loop mirror optical circuits M2 and M3 as both ends are set to the target wavelength variable range. Are set to appropriate values L 4 and L 5 , respectively.

また、半導体光増幅器102の一端は、入出力光導波路113を介して3dB方向性結合器101の入力端の一方に光学的に接続されている。この半導体光増幅器102の一端から出た光波に対する反射光スペクトルRは、下記の式(1)によって表される。   One end of the semiconductor optical amplifier 102 is optically connected to one input end of the 3 dB directional coupler 101 via the input / output optical waveguide 113. The reflected light spectrum R for the light wave emitted from one end of the semiconductor optical amplifier 102 is expressed by the following equation (1).

Figure 2010212472
Figure 2010212472

図4は、K12=K32=0.8、K22=0.4、L1=L2=L3=100um、L4=20um、L5=23um、Neff=3.3とした時の反射光強度の波長スペクトルを上記の式(1)を用いて計算したものである。なお、Neffは導波路エタロン108,109の実効屈折率である。 In FIG. 4, K1 2 = K3 2 = 0.8, K2 2 = 0.4, L 1 = L 2 = L 3 = 100 um, L 4 = 20 um, L 5 = 23 um, N eff = 3.3. The wavelength spectrum of the reflected light intensity at the time is calculated using the above equation (1). N eff is the effective refractive index of the waveguide etalons 108 and 109.

図4から分かるように、この場合の反射光強度の波長スペクトルは、短周期のスペクトルに長周期のスペクトルが包絡線状に畳重された形状となっている。反射率ピークの長周期波長間隔が波長可変範囲の上限を示しており、この範囲Δλは、2つの導波路エタロン108,109の長さの比(L4/L5)と導波路エタロン108,109のFSR(λFSR=λ2/2L4・Neff)により、下記の式(2)を用いて計算することができる。 As can be seen from FIG. 4, the wavelength spectrum of the reflected light intensity in this case has a shape in which the long-period spectrum is superimposed on the envelope pattern in the short-period spectrum. The long-period wavelength interval of the reflectance peak indicates the upper limit of the wavelength variable range, and this range Δλ is the ratio of the lengths of the two waveguide etalons 108 and 109 (L 4 / L 5 ) to the waveguide etalon 108, 109 FSR (λFSR = λ 2 / 2L 4 · N eff ) can be calculated using the following equation (2).

Figure 2010212472
Figure 2010212472

この式(2)は、2つの導波路エタロン108,109の長さの比によりチューニング範囲を拡大することが出来ることを示しており、Mがその拡大の程度を表すパラメータとなっている。この実施例では、M=7.7を設定している。また、この実施例では、導波路エタロン108,109の実効屈折率Neffを変化させることにより、反射率のピーク波長(発振波長)をチューニングすることが可能な構造となっている。このために、導波路エタロン108,109の上部に、熱光学効果により導波路エタロン108,109の実効屈折率Neffを変化させるためのヒータ110,111を設けている。 This equation (2) shows that the tuning range can be expanded by the ratio of the lengths of the two waveguide etalons 108 and 109, and M is a parameter representing the extent of the expansion. In this embodiment, M = 7.7 is set. In this embodiment, the peak wavelength (oscillation wavelength) of the reflectance can be tuned by changing the effective refractive index N eff of the waveguide etalons 108 and 109. For this purpose, heaters 110 and 111 for changing the effective refractive index N eff of the waveguide etalons 108 and 109 are provided above the waveguide etalons 108 and 109 by the thermo-optic effect.

また、この波長可変光源において、半導体光増幅器102は、入出力光導波路113の端面(3dB方向性結合器101の入力端の一方)と低損失で光学的に結合された状態でSOI基板112上にハイブリット集積されており、半導体光増幅器102の他端面には、10%程度の反射率になるように誘電体膜114が付加されている。また、入出力光導波路115の端面(3dB方向性結合器101の入力端の他方)には、無反射機構116が付加されている。この例では、無反射コーティングが施されている。   In this tunable light source, the semiconductor optical amplifier 102 is mounted on the SOI substrate 112 in a state of being optically coupled with an end face of the input / output optical waveguide 113 (one of the input ends of the 3 dB directional coupler 101) with low loss. A dielectric film 114 is added to the other end surface of the semiconductor optical amplifier 102 so as to have a reflectivity of about 10%. A non-reflective mechanism 116 is added to the end face of the input / output optical waveguide 115 (the other input end of the 3 dB directional coupler 101). In this example, an antireflective coating is applied.

以下に、この実施例の動作機構について詳細に述べる。半導体光増幅器102に電流注入を行うと励起光の一部が入出力光導波路113を介して3dB方向性結合器101で2分岐され、出力光導波路103及び104の両方を伝搬して導波路エタロン108,109においてその波長成分に応じた透過率でそれぞれ伝搬し、導波路エタロン108,109を導波した後に、再び3dB方向性結合器101で合波され、入出力光導波路113を介して半導体光増幅器102に再び入射されることになる。   The operation mechanism of this embodiment will be described in detail below. When current is injected into the semiconductor optical amplifier 102, a part of the excitation light is bifurcated by the 3 dB directional coupler 101 via the input / output optical waveguide 113 and propagates through both the output optical waveguides 103 and 104 to be a waveguide etalon. 108 and 109 propagate with transmittances corresponding to the wavelength components, respectively, and after being guided through the waveguide etalons 108 and 109, they are multiplexed again by the 3dB directional coupler 101, and the semiconductor is transmitted through the input / output optical waveguide 113. The light enters the optical amplifier 102 again.

入出力光導波路113を介して半導体光増幅器102に再入力される光波スペクトルは、図4に示す分布形状をもつが、この分布の中で最も大きな波長成分の光がレーザ発振光として選択的に、半導体光増幅器102の端面(誘電体膜114が付加されている端面)から出射される。   The light wave spectrum re-input to the semiconductor optical amplifier 102 via the input / output optical waveguide 113 has the distribution shape shown in FIG. 4, and light having the largest wavelength component in this distribution is selectively used as laser oscillation light. The light is emitted from the end face of the semiconductor optical amplifier 102 (end face to which the dielectric film 114 is added).

一方、導波路エタロン108,109を通過せずに反射される波長成分は、出力光導波路103,104をそれぞれ逆走して3dB方向性結合器101で合波され、入出力光導波路115に導かれて、入出力光導波路115の端面(無反射機構116が付加されている端面)から放出されることになる。   On the other hand, the wavelength components reflected without passing through the waveguide etalons 108 and 109 run backward in the output optical waveguides 103 and 104, and are combined by the 3 dB directional coupler 101 and guided to the input / output optical waveguide 115. Accordingly, the light is emitted from the end face of the input / output optical waveguide 115 (the end face to which the antireflection mechanism 116 is added).

導波路エタロン108,109の端での反射光が3dB方向性結合器101を通過した後で入出力光導波路115の方向に伝搬する理由は、3dB方向性結合器101から導波路エタロン108,109の端までの出力光導波路103,104の長さが等しく設定されていることによる。また、発振波長は、導波路エタロン108,109の上部に配置されたヒータ110,111の少なくとも一方を駆動し、その実効屈折率Neffを変化させることにより、チューニングすることができる。 The reason why the reflected light at the ends of the waveguide etalons 108 and 109 propagates in the direction of the input / output optical waveguide 115 after passing through the 3 dB directional coupler 101 is that the waveguide etalons 108 and 109 are transmitted from the 3 dB directional coupler 101. This is because the lengths of the output optical waveguides 103 and 104 to the end of are set equal. The oscillation wavelength can be tuned by driving at least one of the heaters 110 and 111 disposed above the waveguide etalons 108 and 109 and changing the effective refractive index N eff thereof.

〔実施例3〕
本発明に係る波長可変光源の実施例3として、利得帯域の異なる2つの半導体光増幅器を搭載することにより、チューニング範囲の拡大と光出力の増大を可能にする波長可変光源の実施例を図5に示す。
Example 3
As a third embodiment of a wavelength tunable light source according to the present invention, an embodiment of a wavelength tunable light source that enables expansion of a tuning range and an increase in optical output by mounting two semiconductor optical amplifiers having different gain bands is shown in FIG. Shown in

図5において、SOI基板112には、Si(シリコン)をコア層、SiO2(石英)をクラッド層とした光導波路により波長可変共振器として機能する平面光回路が形成されている。この平面光回路は、実施例2と同様、3dB方向性結合器101と、第1の出力光導波路103と、第2の出力光導波路104と、導波路共振器105とから構成されており、導波路共振器105は、ループミラー光回路M1,M2,M3と、導波路エタロン108,109とから構成されている。導波路エタロン108および109の上部には、熱光学効果により導波路エタロン108,109の実効屈折率Neffを変化させるためのヒータ110,111が設けられている。 In FIG. 5, a planar optical circuit functioning as a wavelength tunable resonator is formed on an SOI substrate 112 by an optical waveguide having Si (silicon) as a core layer and SiO 2 (quartz) as a cladding layer. As in the second embodiment, the planar optical circuit includes a 3 dB directional coupler 101, a first output optical waveguide 103, a second output optical waveguide 104, and a waveguide resonator 105. The waveguide resonator 105 includes loop mirror optical circuits M1, M2, and M3 and waveguide etalons 108 and 109. Heaters 110 and 111 for changing the effective refractive index N eff of the waveguide etalons 108 and 109 by the thermo-optic effect are provided above the waveguide etalons 108 and 109.

また、入出力光導波路113と115には、それぞれ短波側と長波側の利得帯域をもつ半導体光増幅器117,118の一端が光学的に結合されており、半導体光増幅器117,118の他端は高反射膜119,120が付加されている。更に、出力光導波路104の一部に近接するようにレーザ光を取り出すための光導波路121が配置されており、この光導波路121の出力端には、反射防止膜122が付加されている。   The input / output optical waveguides 113 and 115 are optically coupled to one ends of semiconductor optical amplifiers 117 and 118 having gain bands on the short wave side and the long wave side, respectively, and the other ends of the semiconductor optical amplifiers 117 and 118 are connected to each other. High reflection films 119 and 120 are added. Further, an optical waveguide 121 for extracting laser light is disposed so as to be close to a part of the output optical waveguide 104, and an antireflection film 122 is added to the output end of the optical waveguide 121.

以下に、この実施形態の動作機構について詳細に述べる。短波長帯でのレーザ発振は、短波利得帯域を有する半導体光増幅器117に電流注入を行うことにより実現できる。半導体光増幅器117により生じた励起光は、3dB方向性結合器101により出力光導波路103と104に2分岐され、3つのループミラー光回路M1,M2,M3からなる導波路共振器105に入力され、2つの導波路エタロン108,109を通過する波長成分のみが再び半導体光増幅器117に帰還して増幅されるのでレーザ光として発振することになる。   The operation mechanism of this embodiment will be described in detail below. Laser oscillation in the short wavelength band can be realized by injecting current into the semiconductor optical amplifier 117 having a short wave gain band. The pumping light generated by the semiconductor optical amplifier 117 is branched into two output optical waveguides 103 and 104 by a 3 dB directional coupler 101 and input to a waveguide resonator 105 including three loop mirror optical circuits M1, M2, and M3. Since only the wavelength component that passes through the two waveguide etalons 108 and 109 is fed back to the semiconductor optical amplifier 117 and amplified again, it oscillates as laser light.

また、2つの導波路エタロン108,109を通過せずに反射した波長光は、再び3dB方向性結合器101に戻って合波され、入出力光導波路115側へ導かれて、長波側の半導体光増幅器118に入力されるが、半導体光増幅器118は、電気的にOFFの状態であり、入力された光は吸収されることになる。   The wavelength light reflected without passing through the two waveguide etalons 108 and 109 returns to the 3 dB directional coupler 101 and is multiplexed again, and is guided to the input / output optical waveguide 115 side to be a semiconductor on the long wave side. Although input to the optical amplifier 118, the semiconductor optical amplifier 118 is in an electrically OFF state, and the input light is absorbed.

半導体光増幅器117でレーザ発振した光波は、出力光導波路104の近傍に配置された光導波路121へ結合導波され、光導波路121の出力端(反射防止膜122が施されている端面)から出射される   The light wave laser-oscillated by the semiconductor optical amplifier 117 is coupled and guided to the optical waveguide 121 disposed in the vicinity of the output optical waveguide 104, and is emitted from the output end of the optical waveguide 121 (end surface provided with the antireflection film 122). Be done

一方、長波長帯でのレーザ発振は、長波利得帯域を有する半導体光増幅器118に電流注入を行うことにより実現できる。この時の動作機構は、半導体光増幅器118と1117の役割が逆になるが発振の動作機構は、上述した短波長帯域での発振機構と同等である。   On the other hand, laser oscillation in the long wavelength band can be realized by injecting current into the semiconductor optical amplifier 118 having a long wave gain band. In this case, the roles of the semiconductor optical amplifiers 118 and 1117 are reversed, but the oscillation mechanism is equivalent to the oscillation mechanism in the short wavelength band described above.

なお、上述した実施例2,3においては、SOI基板112上の平面光回路を構成する光導波路のコア層をSiとし、クラッド層をSiO2としたが、コア層をSiON(シリコン酸窒化膜)とし、クラッド層をSiO2とするようにしてもよい。
また、基板112として化合物半導体基板を使用し、平面光回路を構成する光導波路のコア層を、その周辺のクラッド層よりも屈折率が大きくなるような化合物半導体組成で構成するものとしてもよい。
In Examples 2 and 3, the core layer of the optical waveguide constituting the planar optical circuit on the SOI substrate 112 is Si and the clad layer is SiO 2. However, the core layer is SiON (silicon oxynitride film). And the cladding layer may be made of SiO 2 .
Alternatively, a compound semiconductor substrate may be used as the substrate 112, and the core layer of the optical waveguide constituting the planar optical circuit may be configured with a compound semiconductor composition having a refractive index larger than that of the surrounding cladding layer.

また、上述した実施例2,3では、ヒータ110,111を駆動することによって得られる熱光学効果を利用して導波路エタロン108,109の実行屈折率を変化させるようにしているが、導波路エタロン108,109のコア層やクラッド層に電圧を印加させるための電極構造を設けるようにし、この電極構造に電圧を印加することによって得られる電気光学効果を利用して導波路エタロン108,109の実行屈折率を変化させるようにしてもよい。例えば、光導波路のクラッドを電気光学効果を有する誘電体膜とし、誘電体膜に電圧を印加するための電極構造を有する構造としてもよい。   In the second and third embodiments described above, the effective refractive index of the waveguide etalons 108 and 109 is changed using the thermo-optic effect obtained by driving the heaters 110 and 111. An electrode structure for applying a voltage to the core layer and the clad layer of the etalons 108 and 109 is provided, and the electro-optical effect obtained by applying a voltage to the electrode structure is used to make the waveguide etalons 108 and 109. The effective refractive index may be changed. For example, the clad of the optical waveguide may be a dielectric film having an electro-optic effect, and may have a structure having an electrode structure for applying a voltage to the dielectric film.

また、上述した実施の形態2,3において、3dB方向性結合器101および導波路共振器105におけるループミラー光回路Mを構成する方向性結合器6は、2×2入出力のMMI(Multimode interference)カプラ(多モード干渉型カプラ)を用いるとよい。   In the second and third embodiments described above, the directional coupler 6 constituting the loop mirror optical circuit M in the 3 dB directional coupler 101 and the waveguide resonator 105 has a 2 × 2 input / output MMI (Multimode interference). ) Couplers (multi-mode interference couplers) may be used.

以上説明したように、本発明に係る波長可変光源は、外部からの電気的制御により、発振波長を変えるものであり、特に広い波長可変範囲を有することに特徴がある。   As described above, the wavelength tunable light source according to the present invention changes the oscillation wavelength by electrical control from the outside, and is characterized by a particularly wide wavelength tunable range.

本発明に係る波長可変光源における第1の効果は、波長可変共振器を構成する外部共振器のFSR(Free Spectrum Range:即ち、共振波長周期)を拡大することが他の共振器に比べて容易であることから、レーザ発振光の波長可変範囲を拡大できることにある。例えばリング共振器では、リングの曲げ半径によりFSRが制限されるが、本発明では波長可変共振器に内包する共振器としてその長さを短くするだけでFSR拡大が図れるストライプ状の導波路共振器を採用している。   The first effect of the wavelength tunable light source according to the present invention is that it is easier to expand the FSR (Free Spectrum Range) of the external resonator constituting the wavelength tunable resonator as compared to other resonators. Therefore, the wavelength variable range of the laser oscillation light can be expanded. For example, in a ring resonator, the FSR is limited by the bend radius of the ring, but in the present invention, as a resonator included in a wavelength tunable resonator, a striped waveguide resonator that can be expanded by simply shortening its length. Is adopted.

本発明に係る波長可変光源における第2の効果は、波長可変共振器を構成する部分に平面光回路を適用することが可能であり、その構成も3dB方向性結合器と閉ループ導波路の途中に導波路共振器を形成するためのループミラーが主な要素であり、構成要素が少なく、簡易な回路構成であることから、製造コストの低減を図れることにある。   A second effect of the wavelength tunable light source according to the present invention is that a planar optical circuit can be applied to a portion constituting the wavelength tunable resonator, and the configuration is also in the middle of the 3 dB directional coupler and the closed loop waveguide. The loop mirror for forming the waveguide resonator is the main element, and since there are few components and a simple circuit configuration, the manufacturing cost can be reduced.

本発明に係る波長可変光源における第3の効果は、導波路共振器の構成において、端面ミラーではく、ループミラーを採用しているために、外部共振器光回路内に不連続部位が生じない。従って、光波の回折散乱損失を低減できるので外部共振器の低損失化が可能となり、レーザ発振の低閾値化及び発振光の高出力化が実現できる。   The third effect of the wavelength tunable light source according to the present invention is that, in the configuration of the waveguide resonator, a loop mirror is employed instead of an end face mirror, so that a discontinuous portion does not occur in the external resonator optical circuit. . Accordingly, since the diffraction scattering loss of the light wave can be reduced, it is possible to reduce the loss of the external resonator, and it is possible to realize a low threshold of laser oscillation and a high output of oscillation light.

本発明に係る波長可変光源における第4の効果は、波長可変共振器を構成する共振器のサイズを小さくする(ストライプ状の共振器の長さを短くする)ことができるので波長可変共振器全体のサイズも縮減でき、小型の波長可変光源を実現できることにある。   The fourth effect of the wavelength tunable light source according to the present invention is that the size of the resonator constituting the wavelength tunable resonator can be reduced (the length of the striped resonator is shortened), so that the entire wavelength tunable resonator can be reduced. Therefore, it is possible to realize a small wavelength tunable light source.

また、本発明に係る波長可変レーザにおける第5の効果は、同一半導体基板上に、波長可変共振器と半導体光増幅器をハイブリット集積、または、モノリシック集積することが可能であり、モジュール内に組み込む部品点数を減らせるので低コスト化が図れることにある。   The fifth effect of the wavelength tunable laser according to the present invention is that the wavelength tunable resonator and the semiconductor optical amplifier can be hybrid-integrated or monolithically integrated on the same semiconductor substrate. Since the number of points can be reduced, the cost can be reduced.

本発明の波長可変光源は、光通信、光情報処理及び光インターコネクション等の様々な分野で、波長可変機能を有する波長可変光源として利用することが可能である。   The wavelength variable light source of the present invention can be used as a wavelength variable light source having a wavelength variable function in various fields such as optical communication, optical information processing, and optical interconnection.

1…3dB方向性結合器、2…光増幅器、3…第1の出力光導波路、4…第2の出力光導波路、5…導波路共振器、6(6−1,6−2)…方向性結合器、7(7−1,7−2)…ループ状の光導波路、M(M1,M2)…閉ループ型光回路(ループミラー光回路)、8…光導波路、9…ヒータ、10…誘電体膜、11…無反射機構、101…3dB方向性結合器、102…光増幅器(半導体光増幅器)、103…第1の出力光導波路、104…第2の出力光導波路、105…導波路共振器、106(106−1,106−2,106−3)…方向性結合器、107(107−1,107−2,107−3)…ループ状の光導波路、M(M1,M2,M3)…閉ループ型光回路(ループミラー光回路)、108,109…光導波路(導波路エタロン)、110,111…ヒータ、112…SOI基板、113,115…入出力光導波路、114…誘電体膜、116…無反射機構、117…半導体光増幅器(短波側)、118…半導体光増幅器(長波側)、119,120…高反射膜、121…光導波路、122…反射防止膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 3dB directional coupler, 2 ... Optical amplifier, 3 ... 1st output optical waveguide, 4 ... 2nd output optical waveguide, 5 ... Waveguide resonator, 6 (6-1, 6-2) ... direction Sexual coupler, 7 (7-1, 7-2) ... Loop optical waveguide, M (M1, M2) ... Closed loop optical circuit (loop mirror optical circuit), 8 ... Optical waveguide, 9 ... Heater, 10 ... Dielectric film, 11 ... Non-reflection mechanism, 101 ... 3 dB directional coupler, 102 ... Optical amplifier (semiconductor optical amplifier), 103 ... First output optical waveguide, 104 ... Second output optical waveguide, 105 ... Waveguide Resonator, 106 (106-1, 106-2, 106-3) ... Directional coupler, 107 (107-1, 107-2, 107-3) ... Loop optical waveguide, M (M1, M2, M3) ... closed loop type optical circuit (loop mirror optical circuit), 108, 109 ... optical waveguide (waveguide error) Ron), 110, 111 ... heater, 112 ... SOI substrate, 113, 115 ... input / output optical waveguide, 114 ... dielectric film, 116 ... non-reflection mechanism, 117 ... semiconductor optical amplifier (short wave side), 118 ... semiconductor optical amplifier (Long wave side), 119, 120 ... high reflection film, 121 ... optical waveguide, 122 ... antireflection film.

Claims (15)

2×2入出力の3dB方向性結合器と、
前記3dB方向性結合器の入力端の少なくとも一方に接続された光増幅器と、
前記3dB方向性結合器の出力端の一方に接続された第1の出力光導波路と、
前記3dB方向性結合器の出力端の他方に接続された第2の出力光導波路と、
前記第1の出力光導波路と前記第2の出力光導波路との間に接続された導波路共振器とを備え、
前記導波路共振器は、2×2入出力の任意に定められたパワー分岐比を有する方向性結合器と,この方向性結合器の2つの出力端を結ぶループ状の光導波路とから構成される複数の閉ループ型光回路と、これら閉ループ型光回路をその方向性結合器の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路とを有し、
前記閉ループ型光回路間を結ぶ光導波路の少なくとも1つにその光導波路の実行屈折率を変化させる実行屈折率変化手段が設けられている
ことを特徴とする波長可変光源。
A 2 × 2 input / output 3 dB directional coupler;
An optical amplifier connected to at least one of the input ends of the 3 dB directional coupler;
A first output optical waveguide connected to one of the output ends of the 3 dB directional coupler;
A second output optical waveguide connected to the other output end of the 3 dB directional coupler;
A waveguide resonator connected between the first output optical waveguide and the second output optical waveguide;
The waveguide resonator is composed of a directional coupler having an arbitrarily determined power branching ratio of 2 × 2 input / output and a loop-shaped optical waveguide connecting two output ends of the directional coupler. A plurality of closed-loop optical circuits, and an optical waveguide connecting the closed-loop optical circuits in series by connecting one side of two input ends of the directional coupler,
An effective refractive index changing means for changing the effective refractive index of the optical waveguide is provided in at least one of the optical waveguides connecting the closed-loop optical circuits.
請求項1に記載された波長可変光源において、
前記3dB方向性結合器の入力端の一方に光増幅器が光学的に接続され、
この光増幅器の他端に所定の反射率を有する反射機構が付加され、
前記3dB方向性結合器の入力端の他方に無反射機構が付加されている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 1,
An optical amplifier is optically connected to one of the input ends of the 3 dB directional coupler;
A reflection mechanism having a predetermined reflectance is added to the other end of the optical amplifier,
A wavelength tunable light source, wherein a non-reflection mechanism is added to the other input end of the 3 dB directional coupler.
請求項1に記載された波長可変光源において、
前記3dB方向性結合器の入力端の一方に第1の光増幅器が光学的に接続され、
前記3dB方向性結合器の入力端の他方に第2の光増幅器が光学的に接続され、
前記第1の光増幅器および前記第2の増幅器の他端に反射率の高い高反射機構が付加されている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 1,
A first optical amplifier is optically connected to one of the input ends of the 3 dB directional coupler;
A second optical amplifier is optically connected to the other input end of the 3 dB directional coupler;
A wavelength tunable light source, wherein a high reflection mechanism having a high reflectance is added to the other ends of the first optical amplifier and the second amplifier.
請求項1に記載された波長可変光源において、
前記3dB方向性結合器、前記導波路共振器、前記第1の出力光導波路および前記第2の出力光導波路から構成される平面光回路が同一の基板上に形成され、この基板上に前記光増幅器として半導体増幅器がハイブリッド集積されている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 1,
A planar optical circuit composed of the 3 dB directional coupler, the waveguide resonator, the first output optical waveguide, and the second output optical waveguide is formed on the same substrate, and the light is formed on the substrate. A variable wavelength light source characterized in that a semiconductor amplifier is hybrid-integrated as an amplifier.
請求項4に記載された波長可変光源において、
前記平面光回路を構成する光導波路のコア層がSiON、クラッド層がSiO2である
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 4,
The wavelength tunable light source, wherein the core layer of the optical waveguide constituting the planar optical circuit is SiON and the cladding layer is SiO 2 .
請求項4に記載された波長可変光源において、
前記基板として絶縁基板上にSiを形成したSOI基板が使用され、前記平面光回路を構成する光導波路のコア層がSi、クラッド層がSiO2である
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 4,
A tunable light source, wherein an SOI substrate in which Si is formed on an insulating substrate is used as the substrate, the core layer of the optical waveguide constituting the planar optical circuit is Si, and the cladding layer is SiO 2 .
請求項4に記載された波長可変光源において、
前記基板として化合物半導体基板が使用され、前記平面光回路を構成する光導波路のコア層が、その周辺のクラッド層よりも屈折率が大きくなるような化合物半導体組成で構成されている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source according to claim 4,
A compound semiconductor substrate is used as the substrate, and the core layer of the optical waveguide constituting the planar optical circuit is configured with a compound semiconductor composition having a refractive index larger than that of the surrounding cladding layer. A tunable light source.
請求項7に記載された波長可変光源において、
前記基板上に前記平面光回路と前記光増幅器がモノリシック集積されている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source described in claim 7,
The wavelength tunable light source, wherein the planar optical circuit and the optical amplifier are monolithically integrated on the substrate.
請求項1〜8の何れか1項に記載された波長可変光源において、
前記実行屈折率変化手段は、前記光導波路の実行屈折率を熱光学効果を利用して変化させる
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source described in any one of Claims 1-8,
The effective refractive index changing means changes the effective refractive index of the optical waveguide using a thermo-optic effect.
請求項9に記載された波長可変光源において、
前記実行屈折率変化手段は、前記光導波路の近傍に設けられたヒータである
ことを特徴とする波長可変光源。
The wavelength tunable light source according to claim 9,
The variable wavelength light source, wherein the effective refractive index changing means is a heater provided in the vicinity of the optical waveguide.
請求項1〜8の何れか1項に記載された波長可変光源において、
前記実行屈折率変化手段は、前記光導波路の実行屈折率を電気光学効果を利用して変化させる
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source described in any one of Claims 1-8,
The effective refractive index changing means changes the effective refractive index of the optical waveguide using an electro-optic effect.
請求項11に記載された波長可変光源において、
前記実行屈折率変化手段は、前記光導波路のコア層に電圧を印加するための電極構造である
ことを特徴とする波長可変光源。
The tunable light source according to claim 11,
The variable wavelength light source, wherein the effective refractive index changing means has an electrode structure for applying a voltage to the core layer of the optical waveguide.
請求項11に記載された波長可変光源において、
前記実行屈折率変化手段は、前記光導波路のクラッド層に電圧を印加するための電極構造である
ことを特徴とする波長可変光源。
The tunable light source according to claim 11,
The variable wavelength light source, wherein the effective refractive index changing means has an electrode structure for applying a voltage to the cladding layer of the optical waveguide.
請求項1〜13の何れか1項に記載された波長可変光源において、
前記3dB方向性結合器および前記導波路共振器における前記閉ループ型光回路を構成する方向性結合器は、2×2入出力の多モード干渉型カプラとされている
ことを特徴とする波長可変光源。
In the wavelength tunable light source described in any one of Claims 1-13,
The tunable coupler constituting the closed-loop optical circuit in the 3 dB directional coupler and the waveguide resonator is a multi-mode interference type coupler with 2 × 2 inputs and outputs. .
2×2入出力の3dB方向性結合器の入力端の少なくとも一方に光増幅器を接続し、
前記3dB方向性結合器の出力端の一方に第1の出力光導波路を接続し、
前記3dB方向性結合器の出力端の他方に第2の出力光導波路を接続し、
前記第1の出力光導波路と前記第2の出力光導波路との間に、2×2入出力の任意に定められたパワー分岐比を有する方向性結合器と,この方向性結合器の2つの出力端を結ぶループ状の光導波路とから構成される複数の閉ループ型光回路と、これら閉ループ型光回路をその方向性結合器の2つの入力端の片側同士を結んで直列に接続する光導波路とを有する導波路共振器を接続し、
前記閉ループ型光回路間を結ぶ光導波路の少なくとも1つの実行屈折率を変化させることにより発振波長を調整するようにした
ことを特徴とする波長可変光源の発振波長の調整方法。
An optical amplifier is connected to at least one of the input ends of the 2 × 2 input / output 3 dB directional coupler;
A first output optical waveguide is connected to one of the output ends of the 3 dB directional coupler;
A second output optical waveguide is connected to the other output end of the 3 dB directional coupler;
A directional coupler having an arbitrarily determined power branching ratio of 2 × 2 input / output between the first output optical waveguide and the second output optical waveguide, and two of the directional couplers A plurality of closed-loop optical circuits composed of a loop-shaped optical waveguide connecting the output ends, and an optical waveguide connecting these closed-loop optical circuits in series by connecting one side of two input ends of the directional coupler A waveguide resonator having
An oscillation wavelength adjustment method for a wavelength tunable light source, characterized in that an oscillation wavelength is adjusted by changing at least one effective refractive index of an optical waveguide connecting between the closed loop optical circuits.
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