JP2013183413A - アイソレータレス光送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】光アイソレータを用いること無く、反射戻り光に起因する伝送特性の劣化を抑制するアイソレータレス光送信機を提供すること。
【解決手段】光送信機１０２０と、光送信機１０２０から出射される変調レーザ光（以下、変調出力光）を伝搬する光ファイバ１０１５と、光ファイバ１０１５によって伝搬された変調出力光を受光する光受信機１０１７とを備えている。本発明では、半導体光増幅器１０２２は、電流を５０ｍＡ程度と少なくすることで光増幅度を下げるとともに、半導体光増幅器１０２２の中のキャリア密度を減少させるように動作させる。キャリア密度を不足させると、光信号のＯＮ・ＯＦＦとともに、半導体光増幅器のキャリア密度が増減し、これに伴って信号の位相をわずかに変化させる。結果として、戻り光のレーザ発振光の位相が揃って図４のように伝送特性を悪化させることが無くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光送受信システムにおいて変調レーザ光を出射するアイソレータレス光送信機に関する。

従来、光送受信システムにおいて光アイソレータは必須部品であった（非特許文献１参照）。光アイソレータは一方向の光のみを透過し、逆方向の光を昨日を有するデバイスであって、偏光素子やファラデー効果を利用した回転子などの光学部品により構成される。

通常、レーザ光源から出射された光はその光路上にある光コネクタ、レンズ、光ファイバ端面、光カプラ、受光器などの光学部品表面で僅かに反射して戻ってくる。この僅かな反射戻り光は、出力変動やノイズなどの要因となり、レーザ光源の不安定化につながるため遮断する必要がある。そこで、従来の光送受信システムにおいては、光アイソレータを用いてレーザ光源に反射戻り光が入射するのを防止していた。

図３に、従来の光送受信システムの第１の例を示す。図３に示す光送受信システムは、光送信機２０２０と、光送信機２０２０から出射される変調レーザ光（以下、変調出力光）を伝搬する光ファイバ２０１５と、光ファイバ２０１５によって伝搬された変調出力光を受光する光受信機２０１７とを備えている。

光送信機２０２０は、ＥＡ（Electroabsorbtion：電界吸収型）変調器集積半導体レーザ２００１、第１レンズ２００９、光アイソレータ２０１１、及び第２レンズ２０１３を備えている。ＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１は、レーザ発振光を出射する半導体レーザ２００２と、半導体２００２から出射されたレーザ発振光を変調出力光に変換するＥＡ変調器２００３とから構成されている。

半導体レーザ２００２は直流電流２００４を印加されることによってレーザ発振光を出射する。ＥＡ変調器２００３はＥＡドライバー２００５によって増幅された電気変調信号２００６に基づいてレーザ発振光を変調出力光に変換する。ＥＡドライバー２００５は直流電圧２００７により駆動する。尚、半導体レーザ２００２は接地され、ＥＡ変調器２００３には終端抵抗が接続されている。

ここで、通常、半導体レーザ２００２に印加される直流電流２００４は８０ｍＡ〜１５０ｍＡ程度、ＥＡ変調器２００３に印加される変調電圧（電気変調信号）２００６は電界吸収オフ時−０．５Ｖ、電界吸収オン時−３Ｖ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、もしくは２８Ｇｂ／ｓ程度、あるいは４０Ｇｂ／ｓ程度となる。

図３に示す従来の光送受信システムにおいては、ＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１から出射された変調出力光２００８は、第１レンズ２００９によって平行光に変換され、光アイソレータ２０１１を通過した後、第２レンズ２０１０によって集光され、光ファイバ２０１５の端面に入射される。そして、変調出力光２００８は光ファイバ２０１５を伝搬し、光受信機２０１７によって受光・受信される。

このような光送受信システムにおいて、変調出力光２００８は主に第２レンズ２０１０の入射端面、光ファイバ２０１５の入射端面、光受信機２０１７の入射端面で僅かに反射される（第１レンズ２００９の入射端面では光が拡散するように反射するので第１レンズ２００９で反射してＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１に戻る反射光は無視できる程度に少ない）。反射戻り光のレベルは変調出力光２００８の例えば−３０ｄＢ程度の低下であるが、場合によっては−１３ｄＢ程度（ファイバ接続を外した場合のフレネル反射）、最大で−８ｄＢ程度低下する場合もあり得る。

図４に、光アイソレータ２０１１を設けない場合（図３に示す光送受信システムにおいて光アイソレータ２０１１を廃止した場合）の光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）を示す。図４中、横軸は光受信機２０１７の最小受光感度（ｄＢｍ）、縦軸は符号誤り率である。信号速度は１０Ｇｂ／ｓ、光受信機２０１７の受信器としてはＳｉフォトダイオードを使用した。

図４中、二点鎖線は反射戻り光レベル−８ｄＢにおける符号誤り率、一点鎖線は反射戻り光レベル−１３ｄＢ における符号誤り率、破線は反射戻り光レベル−３０ｄＢにおける符号誤り率、実線は反射戻り光レベル−∞（反射無し）における符号誤り率となっている。尚、反射戻り光レベル−４０ｄＢ以下の場合は光送受信システムに与える影響は無視できるので、−∞は−４０ｄＢ以下と考えてよい。

図４から、反射戻り光レベルが増えるに従って伝送特性が劣化することが分かる。この結果、光受信機２０１７への光強度を上げても符号誤り率が下がらず、光受信機２０１７において符号誤り率を無視できる状態で受信することが困難になる。

尚、反射戻り光によって伝送特性が劣化するのは、基本的には半導体レーザ２００２から出射されるレーザ発振光が、反射戻り光によって外部から擾乱されることによる。この乱れは、現象としては低周波振動（low frequency fluctuation：ＬＦＦ）もしくはコヒーレントコラプス、あるいは何らかのカオス現象として説明される。

このようなことから、従来の光送受信システムにおいては、光送信機２０２０に光アイソレータ２０１１を設け、この光アイソレータ２０１１によって反射戻り光レベルを抑制する構成としている。光アイソレータ２０１１は例えば３５ｄＢのアイソレーション機能を有し、順方向に対する光損失が１ｄＢ程度であるのに対し、逆方向に対する光損失が３５ｄＢとなっている。よって、最大で−８ｄＢの反射戻り光が生じた場合でもＥＡ変調器集積半導体レーザ２００３に入射される反射戻り光の光強度は−４３ｄＢとなり、レーザ発振光への反射戻り光の影響を無視できることが分かる。

図５に、図３に示し上述した光アイソレータ２０１１を有する従来の光送受信システムによる伝送特性（符号誤り率評価）を示す。図５に示す符号誤り率は実際には完全に重なって区別がつかないが、分かりやすくするためにあえて少しずらしている。

図５から、光アイソレータ２０１１を設けることにより、反射戻り光の影響を受けない安定した光送受信システムを得ることができることが分かる。

図６に、従来の光送受信システムの第２の例を示す。図６に示す光送受信システムは、図３からアイソレータ２０１１とレンズ２０１０を取り除く代わりに、符号誤り訂正回路２０２１を設けている。符号誤り訂正回路２０２１としては、例えばリードソロモン符号化回路（６４Ｂ／６６Ｂ）を使う。この符号誤り訂正回路２０２１は、例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮで使用されるもので、２５５バイトの信号のうち、１７バイトに符号誤りが生じた場合でも受信側でその誤りを訂正することができる。

図７に、図６に示し上述した符号誤り訂正回路２０２１を有する従来の光送受信システムによる伝送特性（符号誤り率評価）を示す。符号誤り訂正回路２０２１を使用しないと図４のように符号誤りが出てしまう場合でも、符号誤り訂正回路２０２１を使用することで、図７のような特性まで改善できる。尚、図７は半導体レーザの発振光と戻り光の位相や偏波面が一致させた場合である。同図には４本の実線が記されているが、右から反射戻り光レベル−８ｄＢ、−１３ｄＢ、−３０ｄＢ、−∞（反射無し）であるが、反射戻り光が−３０ｄＢ〜−∞までは理想的な特性（アイソレータが入っているのと同じ特性）に戻すことができる。−１３ｄＢの場合も、いくぶん符号誤り率が増加するが、良好な特性を得ることができる。−８ｄＢの場合には必ずしも良好な結果ではない。

図８に、従来の光送受信システムの第３の例を示す。図８に示す光送信機２０２０は、直接変調型の半導体レーザ２００２、レーザドライバー２００５、第１レンズ２００９、光アイソレータ２０１１、及び第２レンズ２０１３を備えている。電気変調信号２００６は、直流電圧２００７で駆動されたレーザドライバー２００５によって増幅されて半導体レーザ２００２に入力される。通常、半導体レーザに注入される直流電流は８０ｍＡ〜１００ｍＡ程度、電気変調信号はｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで５０ｍＡ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、もしくは２５Ｇｂ／ｓ程度となる。

半導体レーザ２００２より生じるレーザ発振光は、レーザドライバー２００５によって変調され、変調出力光２００８となる。変調出力光２００８はレンズ２００９によって平行光に直され、光アイソレータ２０１１を通過後、レンズ２０１０で集光し、光ファイバ２０１５の端面２０１４に入射される。変調出力光はそのまま光ファイバ２０１５を伝搬し、光受信機２０１７によって受光・受信される。

光アイソレータ２０１１を抜いた場合、入れた場合の特性は、図３に示す光送受信システムと同様に、それぞれ図４、および図５のようになる。

図９に、従来の光送受信システムの第４の例を示す。図９に示す光送受信システムは、図８からアイソレータ２０１１とレンズ２０１０を取り除く代わりに、図６に示す光送受信システムにおいて用いた符号誤り訂正回路２０２１を設けている。符号誤り訂正回路２０２１を使用しないと図４のように符号誤りが出てしまう場合でも、符号誤り訂正回路２０２１を使用することで、図７のような特性まで改善できる。

F. Grillot, B. Thedrez, J. Py, O. Gauthier-Lafaye, V. Voiriot, and J. L. Lafragette, "2.5-Gb/s transmission characteristics of 1.3-mm DFB lasers with external optical feedback", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2002, Vol. 14, p101-103

図３、図８に示したように、光送受信システムにおける反射戻り光の影響は、光アイソレータを用いれば解決する。しかしながら、光アイソレータが高価であるという課題があった。光アイソレータは通常、ファラデー回転子となるガーネット単結晶、それを磁化する磁石、そして２つの偏光子からなり、光部品としては一番高価である。そのため、光アイソレータをなくした安価な光送信機が求められてきた。

また図６、図９に示したように、高価な光アイソレータを省く代わりに符号誤り訂正回路を用いることで、劣化した信号をある程度まで補正することができる。しかしながら、戻り光が強くなるに従って補正が困難になる傾向があり、補正に限界があるという課題があった。そのため、戻り光が強くなっても完全に補正できる光送信機が求められてきた。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光アイソレータを用いること無く、反射戻り光に起因する伝送特性の劣化を抑制するアイソレータレス光送信機を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、アイソレータレス光送信機であって、半導体レーザと、電気信号によって駆動され、前記半導体レーザから出力されるレーザ光を変調する変調器と、前記変調器から出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器とを備え、前記光増幅器は、前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、アイソレータレス光送信機であって、電気信号によって直接変調される半導体レーザと、前記半導体レーザから出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器とを備え、前記光増幅器は、前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアイソレータレス光送信機において、前記電気信号の一部を前記光増幅器に入力する、もしくは電気信号の一部がクロストークとして光増幅器に漏れ込むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のアイソレータレス光送信機において、前記電気信号に符号誤り訂正信号を付加する符号誤り訂正回路をさらに備えたことを特徴とする。

本発明は、光アイソレータを用いること無く、反射戻り光に起因する伝送特性の劣化を抑制する効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る光送受信システムを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送受信システムを示す図である。 従来の光送受信システムの第１の例を示す図である。 光アイソレータ２０１１を設けない場合の光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）を示す図である。 図３に示した光アイソレータ２０１１を有する従来の光送受信システムによる伝送特性（符号誤り率評価）を示す図である。 従来の光送受信システムの第２の例を示す図である。 図６に示した符号誤り訂正回路２０２１を有する従来の光送受信システムによる伝送特性（符号誤り率評価）を示す図である。 従来の光送受信システムの第３の例を示す図である。 従来の光送受信システムの第４の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

（実施形態１）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る光送受信システムを示す。図１に示す光送受信システムは、光送信機１０２０と、光送信機１０２０から出射される変調レーザ光（以下、変調出力光）を伝搬する光ファイバ１０１５と、光ファイバ１０１５によって伝搬された変調出力光を受光する光受信機１０１７とを備えている。

光送信機１０２０は、ＥＡ（Electroabsorbtion：電界吸収型）変調器集積半導体レーザ１００１、符号誤り訂正回路１０２１、半導体光増幅器１０２２、レンズ１００９を備えている。ＥＡ変調器集積半導体レーザ１００１は、レーザ発振光を出射する半導体レーザ１００２と、半導体レーザ１００２から出射されたレーザ発振光を変調出力光に変換するＥＡ変調器１００３とから構成されている。

図１に示す光送信機は、図６に示す従来の光送信機１０２０の構成に加えて、半導体光増幅器１０２２と半導体光増幅器１０２２に印加する電流１０２３を有することを特徴とする。

半導体レーザ１００２は直流電流１００４を印加されることによってレーザ発振光を出射する。ＥＡ変調器１００３はＥＡドライバー１００５によって増幅された電気変調信号１００６に基づいてレーザ発振光を変調出力光に変換する。ＥＡドライバー１００５は直流電圧１００７により駆動する。尚、半導体レーザ１００２は接地され、ＥＡ変調器１００３には終端抵抗が接続されている。

通常、半導体レーザ１００２に印加される直流電流１００４は８０ｍＡ〜１５０ｍＡ程度、ＥＡ変調器１００３に印加される変調電圧（電気変調信号）１００６は電界吸収オフ時−０．５Ｖ、電界吸収オン時−３Ｖ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、もしくは２８Ｇｂ／ｓ程度、あるいは４０Ｇｂ／ｓ程度となる。

符号誤り訂正回路１０２１としては、例えばリードソロモン符号化回路（６４Ｂ／６６Ｂ）を使う。この符号誤り訂正回路１０２１は、例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮで使用されるもので、２５５バイトの信号のうち、１７バイトに符号誤りが生じた場合でも受信側でその誤りを訂正することができる。

ＥＡ変調器集積半導体レーザ１００１から出射されて半導体光増幅器１０２２で増幅された変調出力光１００８は、レンズ１００９によって集光され、光ファイバ１０１５の端面１０１４に入射される。そして、変調出力光１００８は光ファイバ１０１５を伝搬し、光受信機１０１７によって受光・受信される。

ここで、半導体光増幅器１０２２に印加される電流１０２３は、例えば５０ｍＡ程度であり、半導体光増幅器１０２２の光増幅度は例えば３ｄＢとする。半導体光増幅器１０２２は、１００ｍＡ以上の電流を注入すれば、例えば１０ｄＢ以上の光増幅度を取ることができる。しかし本発明では、半導体光増幅器１０２２は、電流を５０ｍＡ程度と少なくすることで光増幅度を下げるとともに、半導体光増幅器１０２２の中のキャリア密度を減少させるように動作させる。これには以下の２つの理由がある。
１）光増幅度を上げ過ぎることで、半導体レーザへの戻り光強度が強くなることを防ぐ。
２）キャリア密度を不足させると、光信号のＯＮ・ＯＦＦとともに、半導体光増幅器のキャリア密度が増減し、これに伴って信号の位相をわずかに変化させる。

この位相変化は１ＧＨｚ程度の速度で、例えば１０Ｇｂ／ｓ〜４０Ｇｂ／ｓの信号速度に完全に追従するものではない。そのため、半導体光増幅器１０２２に入力される信号の位相と出力される信号の位相が異なることになる。結果として、戻り光のレーザ発振光の位相が揃って図４のように伝送特性を悪化させることが無くなる。

このように、本発明では、半導体光増幅器を利用してＥＡ変調器集積半導体レーザ１００１の発振光と戻り光の位相を一致させないことにより、光アイソレータがなくとも図５のような特性を得ることができる。

尚、戻り光のレベルが低い場合には符号誤り訂正回路１０２１を省くことができる。

（実施形態２）
図２に、本発明の第２の実施形態に係る光送受信システムを示す。図２に示す光送信機１０２０は、直接変調型の半導体レーザ１００２、レーザドライバー１００５、符号誤り訂正回路１０２１、半導体光増幅器１０２２、レンズ１００９を備えている。

電気変調信号１００６は、符号誤り訂正回路１０２１を介してレーザドライバー１００５に入力され、直流電圧１００７によって駆動されたレーザドライバー１００５によって増幅されて半導体レーザ１００２に入力される。通常、半導体レーザに注入される直流電流は８０ｍＡ〜１００ｍＡ程度、電気変調信号はｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで５０ｍＡ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、もしくは２５Ｇｂ／ｓ程度となる。

符号誤り訂正回路１０２１としては、例えばリードソロモン符号化回路（６４Ｂ／６６Ｂ）を使う。この符号誤り訂正回路１０２１は、例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮで使用されるもので、２５５バイトの信号のうち、１７バイトに符号誤りが生じた場合でも受信側でその誤りを訂正することができる。

図１に示す光送信機は、図６に示す従来の光送信機２０２０の構成に加えて、半導体光増幅器１０２２と半導体光増幅器１０２２に印加する電流１０２３を有することを特徴とする。

半導体レーザ１００２より生じるレーザ発振光は、レーザドライバー１００５によって変調され、変調出力光１００８となる。変調出力光１００８はレンズ１００９で集光し、光ファイバ１０１５の端面１０１４に入射される。変調出力光はそのまま光ファイバ１０１５を伝搬し、光受信機１０１７によって受光・受信される。

ここで、半導体光増幅器１０２２に印加される電流１０２３は、例えば５０ｍＡ程度であり、半導体光増幅器１０２２の光増幅度は例えば３ｄＢとする。半導体光増幅器１０２２は、１００ｍＡ以上の電流を注入すれば、例えば１０ｄＢ以上の光増幅度を取ることができる。しかし本発明では、半導体光増幅器１０２２は、電流を５０ｍＡ程度と少なくすることで光増幅度を下げるとともに、半導体光増幅器１０２２の中のキャリア密度を減少させるように動作させる。これには以下の２つの理由がある。
１）光増幅度を上げ過ぎることで、半導体レーザへの戻り光強度が強くなることを防ぐ。
２）キャリア密度を不足させると、光信号のＯＮ・ＯＦＦとともに、半導体光増幅器のキャリア密度が増減し、これに伴って信号の位相をわずかに変化させる。

この位相変化は１ＧＨｚ程度の速度で、例えば１０Ｇｂ／ｓ〜４０Ｇｂ／ｓの信号速度に完全に追従するものではない。そのため、半導体光増幅器１０２２に入力される信号の位相と出力される信号の位相が異なることになる。結果として、戻り光のレーザ発振光の位相が揃って図４のように伝送特性を悪化させることが無くなる。

このように、本発明では、半導体光増幅器を利用して半導体レーザの発振光と戻り光の位相を一致させないことにより、光アイソレータがなくとも図５のような特性を得ることができる。

尚、戻り光のレベルが低い場合には符号誤り訂正回路１０２１を省くことができる。

（実施形態３）
図１、図２において、信号１００６の一部を、電気配線によって電流１０２３に印加することでさら伝送特性を改善することができる。すなわち、信号１００６の一部を半導体光増幅器のキャリア密度に摂動を与えるために使用する。摂動の量としては例えば１ｍＡ程度である。これにより光信号の位相をさらに乱すことができ、半導体レーザの発振光と戻り光の位相が揃うことがなくなる。尚、信号１００６は符号誤り訂正回路１０２１によって追加ビットを追加されるので、変調信号の位相と、半導体光増幅器の位相が揃うことはないので、特に大きな伝送特性の改善が可能になる。

尚、戻り光のレベルが低い場合には符号誤り訂正回路１０２１を省くことができる。

また、信号１００６の一部をわざわざ電流１０２３に印加しなくとも、電気的なクロストーク（漏れ信号）によって、等価的に一部の信号が電流１０２３に漏れ込むようにすることもできる。つまり、電気配線によって信号１００６の一部を電流１０２３に印加しなくても、信号１００３と電流１０２３の配線間の絶縁抵抗をあまり高くしない、もしくは信号１００６と電流１０２３の配線を近接することにより、電気クロストークが発生することによって信号１００６の信号の一部が電流１０２３に漏れ込むようにすることもできる。

１００１、２００１ ＥＡ変調器集積半導体レーザ
１００２、２００２ 半導体レーザ
１００３、２００３ ＥＡ変調器
１００４、１０２３、２００４ 直流電流
１００５、２００５ ＥＡドライバー
１００６、２００６ 電気変調信号
１００７、２００７ 直流電圧
１００８、１０１３ 変調出力光
１００９、２００９、２０１０ レンズ
２０１１ 光アイソレータ
１０１４、２０１４ 光ファイバの端面
１０１５、２０１５ 光ファイバ
１０１７、２０１７ 光受信機
１０２０、２０２０ 光送信機
１０２１、２０２１ 符号誤り訂正回路
１０２２ 半導体光増幅器

従来、光送受信システムにおいて光アイソレータは必須部品であった（非特許文献１参照）。光アイソレータは一方向の光のみを透過し、逆方向の光を遮断する（アイソレーション）機能を有するデバイスであって、偏光素子やファラデー効果を利用した回転子などの光学部品により構成される。

光送信機２０２０は、ＥＡ（Electroabsorbtion：電界吸収型）変調器集積半導体レーザ２００１、第１レンズ２００９、光アイソレータ２０１１、及び第２レンズ２０１０を備えている。ＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１は、レーザ発振光を出射する半導体レーザ２００２と、半導体レーザ２００２から出射されたレーザ発振光を変調出力光に変換するＥＡ変調器２００３とから構成されている。

図３に示す従来の光送受信システムにおいては、ＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１から出射された変調出力光２００８は、第１レンズ２００９によって平行光に変換され、光アイソレータ２０１１を通過した後、第２レンズ２０１０によって集光され、光ファイバ２０１５の端面２０１４に入射される。そして、変調出力光２００８は光ファイバ２０１５を伝搬し、光受信機２０１７によって受光・受信される。

このような光送受信システムにおいて、変調出力光２００８は主に第２レンズ２０１０の入射端面、光ファイバ２０１５の入射端面２０１４、光受信機２０１７の入射端面で僅かに反射される（第１レンズ２００９の入射端面では光が拡散するように反射するので第１レンズ２００９で反射してＥＡ変調器集積半導体レーザ２００１に戻る反射光は無視できる程度に少ない）。反射戻り光のレベルは変調出力光２００８の例えば−３０ｄＢ程度のレベルであるが、場合によっては−１３ｄＢ程度（ファイバ接続を外した場合のフレネル反射）、最大で−８ｄＢ程度の場合もあり得る。

図４から、反射戻り光レベルが増えるに従って伝送特性が劣化することが分かる。この結果、光受信機２０１７へ入力される光強度を上げても符号誤り率が下がらず、光受信機２０１７において符号誤り率を無視できる状態で受信することが困難になる。

図８に、従来の光送受信システムの第３の例を示す。図８に示す光送信機２０２０は、直接変調型の半導体レーザ２００２、レーザドライバー２００５、第１レンズ２００９、光アイソレータ２０１１、及び第２レンズ２０１０を備えている。電気変調信号２００６は、直流電圧２００７で駆動されたレーザドライバー２００５によって増幅されて半導体レーザ２００２に入力される。通常、半導体レーザに注入される直流電流は８０ｍＡ〜１００ｍＡ程度、電気変調信号はｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで５０ｍＡ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、もしくは２５Ｇｂ／ｓ程度となる。

上記の課題を解決するために、本発明は、アイソレータレス光送信機であって、半導体レーザと、電気信号によって駆動され、前記半導体レーザから出力されるレーザ光を変調する変調器と、前記変調器から出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器とを備え、前記光増幅器は、前記印加電流を減少させることによって前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、アイソレータレス光送信機であって、電気信号によって直接変調される半導体レーザと、前記半導体レーザから出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器とを備え、前記光増幅器は、前記印加電流を減少させることによって前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とする。

Claims (4)

1. 半導体レーザと、
   電気信号によって駆動され、前記半導体レーザから出力されるレーザ光を変調する変調器と、
   前記変調器から出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器と
   を備え、前記光増幅器は、前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とするアイソレータレス光送信機。
2. 電気信号によって直接変調される半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出力された変調光を印加電流に応じて増幅する光増幅器と
   を備え、前記光増幅器は、前記光増幅器中のキャリア密度が減少され、前記変調光のＯＮ・ＯＦＦとともに、前記光増幅器から出力される増幅光の位相を変化させることを特徴とするアイソレータレス光送信機。
3. 前記電気信号の一部を前記光増幅器に入力する、もしくは電気信号の一部がクロストークとして光増幅器に漏れ込むことを特徴とする請求項１又は２に記載のアイソレータレス光送信機。
4. 前記電気信号に符号誤り訂正信号を付加する符号誤り訂正回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアイソレータレス光送信機。

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