JP2612913B2 - 光増幅装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光伝送または光交換用として好適な光増幅装
置に関するものである。

［従来の技術］ 光伝送のために光増幅装置として、双方向に光増幅特
性をもつ光増幅器、たとえば半導体レーザの注入同期増
幅器あるいは共振器型または進行波型の半導体レーザ増
幅器が考えられている。

このような光増幅器の一種として、内部に回折格子を
有したり、両端面に反射ミラーを設けることにより光の
フィードバック効果を有する共振器型光増幅器がある。

［発明が解決しようとする課題］ このような共振器型光増幅器においては、その光増幅
器を構成する半導体レーザの活性層厚は0.2μｍ以下に
充分制御することができるが、活性層幅に関しては現状
のプロセス技術で１μｍ以下に加工することは困難であ
る。従って、導波路断面が長方形となり、活性層の厚み
方向と幅方向とでは電場のフィールド分布が異なる。そ
の結果、活性層厚方向に電場が生ずる縦偏波と活性層幅
方向に電場が生ずる横偏波とではフィールド分布に差が
生じ、信号利得が異なる。すなわち、縦偏波と横偏波と
では共振条件を満足する増幅波長が若干異なると共に閉
じ込め係数の差により、信号利得に差が生じるという欠
点を有している。

また、従来の光増幅器は双方向に増幅特性を有するた
め、かかる光増幅器を多段に接続した場合、端面残留反
射率による戻り光の影響で外部に共振器が構成されてし
まい、そのために戻り光により光増幅器が発振してしま
うという欠点を有している。

そこで、本発明の目的は、共振器型光増幅器が有する
利得の偏波面依存性を解決し、偏波面に依存しない一定
の光増幅を行なうようにした光増幅装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、 共振器型光増幅器と、前記共振器型光増幅器の両側に
配置された第１および第２の偏光子と、前記第１および
第２の偏光子の各々の外側に配置され、および入力偏波
光を45゜だけ互いに逆方向に回転させる第１および第２
のファラデー回転子と、入力光を受ける第１端、この第
１反の直交し、かつ光増幅出力を取り出す第２端、およ
び前記第１および第２のファラデー回転子とそれぞれ結
合され、かつ互いに直交した第３および第４端を有する
偏光ビームスプリッタとを具えたことを特徴とする。

［作 用］ 本発明は、共振器型光増幅器の両側の光路に各１個の
偏光子、さらにこれら偏光子の外側に各１個のファラデ
ー回転子を配置して、かかる光増幅器の両側の光路を偏
光ビームスプリッタで交叉させて光の入出力を行なう構
造を採ることにより、入射光を縦偏波成分と横偏波成分
とに分離し、横偏波成分と縦偏波成分を独立した光路で
同一の偏波面に変換して偏光子を通過させてから、同一
の光増幅器で光増幅を行なうため、偏波面依存性のない
一方向光増幅を行なうことができる。本発明は、偏波面
に依存しない一方向増幅という点が従来の技術とは異な
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示し、ここで、１
は偏光ビームスプリッタ、２および３は偏光の回転方向
が互いに逆になっているファラデー回転子である。４は
共振器型光増幅器、５〜７は全反射ミラー、８および９
は偏光子である。

偏光ビームスプリッタ１は横偏波を透過し、縦偏波を
反射するものであるとする。偏光子８および９は横偏波
から＋45゜（縦偏波かあ−45゜）傾いた偏波面のみを透
過するように設定されているものとする。

ここで、偏光子８および９は共振器型光増幅器４の両
側に配置され、これら偏光子８および９の各外側に、全
反射ミラー５および６を、それぞれ、介して、ファラデ
ー回転子２および３を配置する。ファラデー回転子２を
直接に偏光ビームスプリッタ１の一端に結合し、ファラ
デー回転子３を全反射ミラー７を介して、偏光ビームス
プリッタ１の、前記一端とは直交する他の一端に結合す
る。この偏光ビームスプリッタ１の入射端（ここでは、
上記他の一端と直交するさらに他の一端）をポートＸに
結合する。偏光ビームスプリッタ１の出射端（ここで
は、上記一端と直交する残余の一端）をポートＹに結合
する。なお、全反射ミラー5,6および７は、いずれも、
入射光と直交する方向に反射光を得るように配置されて
いる。

今、任意の偏波状態の光がポートＸより偏光ビームス
プリッタ１の入射端に入射されたとする。この入力光は
偏光ビームスプリッタ１により横偏波と縦偏波に切り分
けられ、前者は光路Ａを、後者は光路Ｂを進む。

光路Ａを進む横偏波はファラデー回転子２によって＋
45゜回転され、さらに偏光子８を通過して光増幅器４で
増幅される。この光増幅器４で増幅された出力光は偏光
子９を透過し、さらにファラデー回転子３によって偏波
面が−45゜回転されることによって横偏波に戻される。
ついで、光路Ｂから偏光ビームスプリッタ１を透過して
その出射端よりポートＹへ出力される。

一方、偏光ビームスプリッタ１から出射して光路Ｂを
進む縦偏波はファラデー回転子３によって−45゜回転さ
れるが、この偏波方向は横偏波から＋45゜回転した偏波
方向と一致するため、偏光子９を透過し、光増幅器４で
増幅され、さらに偏光子８を透過することができる。そ
の後、光路Ａを進み、ファラデー回転子２によって偏波
面が＋45゜回転するために縦偏波に戻されてから偏光ビ
ームスプリッタ１に入射し、ここで反射されてポートＹ
に出力される。

ところで光路ＡおよびＢの両方の光路に対して、光増
幅器４を通過する際の偏波面は一致しているので、縦偏
波と横偏波とでは同一の増幅利得が得られる。すなわ
ち、注入光の偏波面を保存しながら偏波面依存性のない
増幅特性を得ることができる。

他方、この状態でポートＹから入力光が注入された場
合には、偏光ビームスプリッタ１によって縦偏波が光路
Ａに、横偏波か光路Ｂに分離されて進んでいく。その縦
偏波はファラデー回転子２によって偏波面を＋45゜回転
されるために、偏光子８を透過することができない。ま
た、横偏波はファラデー回転子３によって偏波面を−45
゜回転されるため、偏光子９を透過することができな
い。すなわち、ポートＹからの入力光に対しては、出力
は全く得られないことになり、一方向増幅が可能となっ
ている。

すなわち、本発明の実施例によって偏波面依存性のな
い一方向光増幅装置を構成することができる。

なお、本実施例においては、偏光子とファラデー回転
子，ファラデー回転子と偏光ビームスプリッタを光結合
するために全反射ミラーを用いたが、各素子を結合する
方法は全反射ミラーに限られるわけではなく、偏波面を
保持するものであれば他の方法でも良いことは言うまで
もない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による光増幅装置では、
共振器型光増幅器の両側に各１個の偏光子を配置し、さ
らにこれら偏光子の各外側に回転方向が互いに異なる２
個のファラデー回転子を配置し、光増幅器の両側からの
出力光の各々が偏光ビームスプリッタの直交する相異な
る２つの光路の取り出し光路に結合することにより偏光
ビームスプリッタを通して光の入出力を行なうようにし
たので、本発明は、偏波面依存性のない一方向光増幅を
行うことができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光増幅装置の一実施例を示す構成
図である。 １……偏光ビームスプリッタ、 2,3……偏波面の回転方向が互いに逆のファラデー回転
子、 ４……共振器型光増幅器、 5,6,7……全反射ミラー、 8,9……偏光子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共振器型光増幅器と、 前記共振器型光増幅器の両側に配置された第１および第
   ２の偏光子と、 前記第１および第２の偏光子の各々の外側に配置され、
   および入力偏波光を45゜だけ互いに逆方向に回転させる
   第１および第２のファラデー回転子と、 入力光を受ける第１端、この第１端の直交し、かつ光増
   幅出力を取り出す第２端、および前記第１および第２の
   ファラデー回転子とそれぞれ結合され、かつ互いに直交
   した第３および第４端を有する偏光ビームスプリッタと を具えたことを特徴とする光増幅装置。