JP2667255B2 - Rare earth element doped glass waveguide amplifier - Google Patents

Rare earth element doped glass waveguide amplifier

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は希土類元素を添加したガラス導波路増幅器に
関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass waveguide amplifier doped with a rare earth element.

[従来の技術] 光ファイバのコアに希土類元素を添加した光ファイバ
増幅器及びレーザーの研究が活発に行われるようにな
り、光波通信用増幅器及びレーザーとして注目されるよ
うになってきた。
[Related Art] Optical fiber amplifiers and lasers in which a rare earth element is added to the core of an optical fiber have been actively researched, and have been attracting attention as lightwave communication amplifiers and lasers.

従来、光ファイバ増幅器として、第7図に示すよう
に、希土類元素Erを添加した光ファイバ32内に信号光を
伝搬させ、この信号光の伝搬方向に対して励起光を光フ
ァイバカプラ33を用いて合成し、反転分布状態を形成さ
せることにより信号光を増幅させ、出力側より光ファイ
バカプラ34で励起光を分離させる方法が検討されている
(木村,中沢:光ファイバレーザーの発振特性とその光
通信への応用,レーザー学会研究会,RTM−87−16,PP.31
〜37,1988年1月)。
Conventionally, as shown in FIG. 7, as an optical fiber amplifier, a signal light is propagated in an optical fiber 32 doped with a rare earth element Er, and an excitation light is used in an optical fiber coupler 33 in the propagation direction of the signal light. A method of amplifying the signal light by forming the inverted distribution state and combining the pump light with the optical fiber coupler 34 from the output side (Kimura, Nakazawa: Oscillation characteristics of optical fiber laser and its Application to Optical Communication, Laser Society of Japan, RTM-87-16, PP.31
37, January 1988).

[発明が解決しようとする課題] 光ファイバ増幅器多びレーザーは、(1)コア系が10
μm程度と細径であるため、励起パワー密度が大きくな
り励起効率が上がること、(2)相互作用長を長くとれ
ること、(3)石英系光ファイバの場合、非常に低損失
であることなどの特徴がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Optical fiber amplifiers and lasers have (1) 10 core systems.
Because the diameter is as small as about μm, the pump power density increases and the pump efficiency increases, (2) the interaction length can be increased, and (3) the silica-based optical fiber has a very low loss. There is a feature.

しかしながら、半導体レーザー,受光素子,光変調回
路,光分岐・結合回路,光スイッチ回路,光合分波回路
などと共に実装したシステムを構成しようとする場合
に、それぞれが個別部品であるので、小形化,低損失化
がむずかしいといった問題点がある。また個別部品を個
々に光軸調整して配置させなければならないので、調整
時間が膨大にかかり、コスト高になる、信頼性に問題が
ある、などの課題もあった。
However, when attempting to configure a system implemented with a semiconductor laser, a light receiving element, an optical modulation circuit, an optical branching / coupling circuit, an optical switch circuit, an optical multiplexing / demultiplexing circuit, etc. There is a problem that low loss is difficult. In addition, since individual components must be individually adjusted in optical axis and arranged, there are also problems such as an enormous adjustment time, an increase in cost, and a problem in reliability.

また高利得特性を実現させるためには励起光源の出力
を大きくする必要があるが、大出力の励起光源はコスト
高であるという問題もあった。
Further, in order to realize high gain characteristics, it is necessary to increase the output of the pumping light source, but there is a problem that a high-output pumping light source is expensive.

さらに励起光のわずかな発振波長変化によって、増幅
器の利得が変動するという問題も実用システムを構築す
る上で重大な問題であった。これは希土類元素を添加し
た光ファイバの励起光による吸収の波長特性が極めてシ
ャープなためであった。したがって、励起光源の波長の
高安定化が必要となるが、極めて効果で装置,回路構成
も複雑になるという問題点があった。
Further, the problem that the gain of the amplifier fluctuates due to a slight change in the oscillation wavelength of the pump light is also a serious problem in constructing a practical system. This is because the wavelength characteristic of absorption by the excitation light of the optical fiber doped with the rare earth element is extremely sharp. Therefore, it is necessary to stabilize the wavelength of the pumping light source, but there is a problem that the device and the circuit configuration are extremely effective and complicated.

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解決
し、小形、低損失,高利得,低コスト信頼性のある増幅
器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a small-sized, low-loss, high-gain, low-cost reliable amplifier.

[課題を解決するための手段] 本発明の信号光の伝搬する希土類元素添加ガラス導波
路の入力側より励起光を結合させ、該導波路の出力側よ
り該励起光を抽出する構成のガラス導波路増幅器におい
て、該励起光源に増幅器機能付きの注入同期型半導体レ
ーザーを用い且つ基準の波長安定化半導体レーザー光源
の出力光に同期化させるものである。
[Means for Solving the Problems] A glass waveguide of the present invention having a configuration in which excitation light is coupled from the input side of a rare earth element-doped glass waveguide through which signal light propagates, and the excitation light is extracted from the output side of the waveguide. In a waveguide amplifier, an injection-locked semiconductor laser having an amplifier function is used as the pumping light source, and the pumping light source is synchronized with output light from a reference wavelength stabilized semiconductor laser light source.

この場合、好ましくは、希土類元素添加ガラス導波路
への励起光の結合及び該導波路からの励起光の抽出を、
リング共振器,方向性結合器等の共振器によって行う。
更に好ましくは、励起光伝搬経路をフィードバックルー
プ構成とする。
In this case, preferably, the coupling of the excitation light to the rare earth element-doped glass waveguide and the extraction of the excitation light from the waveguide are
This is performed by a resonator such as a ring resonator or a directional coupler.
More preferably, the pump light propagation path has a feedback loop configuration.

本発明の希土類元素添加ガラス導波路増幅器はプレー
ナ構造のガラス導波路で構成されるが、希土類元素添加
ガラス導波路と励起光の結合及び抽出用共振器が光ファ
イバ構造のもので構成することもできる。
Although the rare earth element-doped glass waveguide amplifier of the present invention is constituted by a glass waveguide having a planar structure, the rare earth element-doped glass waveguide and the resonator for coupling and extracting the excitation light may be constituted by an optical fiber structure. it can.

[作 用] 希土類元素を添加したガラス導波路内に信号光を伝搬
させると共に、該導波路の入力側に共振器を設けて注入
同期型半導体レーザーの出力光を励起光として該導波路
内に結合させ、かつ該導波路の出力側にも共振器を設け
て該励起光を取り出して、該注入同期型半導体レーザー
の入力部へ入力させることによって、該励起光の波長の
安定化及び出力光の増大を図り、高利得,高安定の増幅
器が実現される。また、上記構成をプレーナ構造のガラ
ス導波路で構成することによって、小形化及び低損失化
が達成される。さらに、プレーナ構造のガラス導波路は
半導体プロセスを応用することによって容易に実現可能
となるので、低コスト化及び高信頼化も期待できる。
[Operation] A signal light is propagated in a glass waveguide to which a rare-earth element is added, and a resonator is provided on an input side of the waveguide to output light of an injection-locked semiconductor laser as excitation light into the waveguide. By coupling and providing a resonator also on the output side of the waveguide to take out the pumping light and input it to the input of the injection-locked semiconductor laser, stabilization of the wavelength of the pumping light and output light And an amplifier with high gain and high stability is realized. In addition, by configuring the above configuration with a glass waveguide having a planar structure, downsizing and low loss can be achieved. Further, since a glass waveguide having a planar structure can be easily realized by applying a semiconductor process, cost reduction and high reliability can be expected.

[実施例] 第1図及び第2図に本発明の希土類元素添加ガラス導
波路増幅器の実施例を示す。これは埋込みガラス導波路
で構成されており、このガラス導波路の途中に基準の波
長安定化半導体レーザー31の光に同期され波長の安定化
された注入同期型半導体レーザー7を挿入したものとな
っている。第1図は導波路増幅器の側面を、第2図はそ
のII−II断面を示す。
[Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a rare earth element-doped glass waveguide amplifier according to the present invention. This is composed of an embedded glass waveguide, and an injection-locked semiconductor laser 7 whose wavelength is stabilized by being synchronized with the light of a reference wavelength stabilizing semiconductor laser 31 is inserted in the middle of the glass waveguide. ing. FIG. 1 shows a side view of the waveguide amplifier, and FIG. 2 shows a cross section taken along the line II-II.

先ず導波路の構成から説明する。 First, the configuration of the waveguide will be described.

基板1(たとえばSi,SiO2ガラス,SiO2に屈折率制御用
添加物を含んだガラス、GaAs,InP,サファイヤなど)の
上に、バッファ層2(屈折率nb)が形成されている。こ
のバッファ層2には、SiO2あるいはSiO2にP,B,Ti,Ge,A
l,Znなどの屈折率制御添加物を少なくとも一種含んだも
の、などが用いられる。このバッファ層2の上に光信号
を伝搬させるガイド、すなわちコア3,4、リング共振器
5,6が形成されている。この実施例ではコア3,4は互いに
平行に、リング共振器5,6はそれらコア3,4間に位置する
ように形成されている。これらのガイド3〜6は断面が
略矩形状のもので、その屈折率nwはバッファ層2の屈折
率nbに対し、nw>nbのように設定されている。
A buffer layer 2 (refractive index nb) is formed on a substrate 1 (for example, Si, SiO2 glass, glass containing SiO2 containing an additive for controlling the refractive index, GaAs, InP, sapphire, etc.). This buffer layer 2 is made of SiO2 or SiO2 with P, B, Ti, Ge, A
A material containing at least one kind of refractive index control additive such as l or Zn is used. A guide for propagating an optical signal onto the buffer layer 2, that is, the cores 3, 4 and the ring resonator
5,6 are formed. In this embodiment, the cores 3 and 4 are formed parallel to each other, and the ring resonators 5 and 6 are formed between the cores 3 and 4. These guides 3 to 6 have a substantially rectangular cross section, and the refractive index nw is set such that nw> nb with respect to the refractive index nb of the buffer layer 2.

上記コア3は、活性物質として希土類元素(Er,Nd,H
o,Yb,Ce,Sm,Tm,Prなど)が少なくとも一種含まれたSiO2
系ガラス(SiO2、あるいは前記屈折率制御用添加物を少
なくとも一種含んだSiO2)からなる。コア3内に添加す
べき上記希土類元素は、コア3内を伝搬させる信号光9
の波長λsで螢光特性をもつような元素が選ばれる。例
えば、波長λsとして、波長1.53μm帯が用いられる
と、希土類元素としてはEr,あるいはErとYbを共に添加
したものなどを適用することができる。
The core 3 contains a rare earth element (Er, Nd, H
o, Yb, Ce, Sm, Tm, Pr, etc.)
It is made of a system glass (SiO2 or SiO2 containing at least one kind of the above-mentioned additive for controlling the refractive index). The rare earth element to be added to the core 3 is a signal light 9 propagating in the core 3.
An element having fluorescence characteristics at the wavelength λs is selected. For example, when a wavelength band of 1.53 μm is used as the wavelength λs, Er or a mixture of Er and Yb can be used as the rare earth element.

コア4,リング共振器5,6には上記SiO2系ガラス、ある
いはコア3と同様のガラスを用いることができる。
For the core 4 and the ring resonators 5 and 6, the above-mentioned SiO2 glass or the same glass as the core 3 can be used.

上記バッファ層2及びコア3,4を含め全体がクラッド
8で被覆されており、このクラッド8はその屈折率ncが
nwよりも低くなるように選ばれ、前記SiO2系ガラスで構
成される。
The entire surface including the buffer layer 2 and the cores 3 and 4 is covered with a clad 8, and the clad 8 has a refractive index nc.
It is selected so as to be lower than nw and is made of the above-mentioned SiO2-based glass.

リング共振器5及び6は、注入同期型半導体レーザー
7の発振波長λpに共振するように設計されており、コ
ア4(3)内を伝搬している波長λpの光信号を、コア
3(4)内へ選択的に結合させる機能をもっている。波
長λsの光信号に対しては共振しないように構成されて
いる。
The ring resonators 5 and 6 are designed to resonate with the oscillation wavelength λp of the injection-locked semiconductor laser 7, and transmit the optical signal of the wavelength λp propagating in the core 4 (3) to the core 3 (4 ) Has the function of selectively binding into It is configured not to resonate with an optical signal of wavelength λs.

注入同期型半導体レーザー7は励起用光源であり、方
向性結合器20を介して注入される基準の波長安定化半導
体レーザー31の出力光の波長に同期され、出力光の波長
の安定化が図れる。この注入同期型半導体レーザー7の
出力光はコア4内に矢印11のごとく入力され、リング共
振器5を介してコア3内を矢印12のごとく伝搬される。
そしてリング共振器6を介してコア4内を矢印13のごと
く伝搬し、注入同期型半導体レーザー7に入力される。
The injection-locked semiconductor laser 7 is a light source for excitation, and is synchronized with the wavelength of the output light of the reference wavelength stabilizing semiconductor laser 31 injected through the directional coupler 20 to stabilize the wavelength of the output light. . The output light of the injection-locked semiconductor laser 7 is input into the core 4 as indicated by the arrow 11, and propagates through the ring resonator 5 in the core 3 as indicated by the arrow 12.
The light propagates through the core 4 through the ring resonator 6 as shown by an arrow 13 and is input to the injection-locked semiconductor laser 7.

上記のようなフィードバックループを構成させると、 (1)発振器波長λpの安定化が可能となる、 (2)注入同期型半導体レーザー7に増幅機能をもたせ
ることができ、より高出力の励起光出力を取り出すこと
が可能となる、 (3)結果として、安定で高利得なガラス導波路増幅器
が実現可能となる、 などの特徴を期待することができる。そして、増幅器全
体を小形化することができる。
When the feedback loop as described above is configured, (1) the oscillator wavelength λp can be stabilized, and (2) the injection-locked semiconductor laser 7 can be provided with an amplifying function, and the pump light output with higher output can be achieved. (3) As a result, a stable and high-gain glass waveguide amplifier can be realized. And the whole amplifier can be miniaturized.

また、既に明らかなように、プレーナ構造を用いてい
るので、本ガラス導波路増幅器は、ガラス膜の形成、ガ
ラス膜のパターニング(フォトリソグラフィ及びドライ
エッチングプロセス)、ガラス膜形成及び切断・研磨な
どの半導体プロセスにより作成することができ、量産化
による大幅な低コスト化を期待できる。
Also, as already apparent, since the planar structure is used, the present glass waveguide amplifier is used for forming a glass film, patterning the glass film (photolithography and dry etching processes), forming a glass film, and cutting and polishing. It can be manufactured by a semiconductor process, and a significant cost reduction can be expected by mass production.

さらに、信号光及び励起光伝送用導波路3,励起光伝送
用導波路4,リング共振器5及び6、方向性結合器20、注
入同期型半導体レーザー7は、これをマスク精度で配置
させることができるので、各部品間を低損失で結合させ
ることができ、また信頼性も向上させることができる。
なお、注入同期型半導体レーザー7の入出力部とコア4
との結合には、レンズ、屈折率整合剤などを用いて、高
結合効率を図るようにしてもよい。
Furthermore, the signal light / pumping light transmission waveguide 3, the pumping light transmission waveguide 4, the ring resonators 5 and 6, the directional coupler 20, and the injection-locked semiconductor laser 7 are arranged with mask accuracy. Therefore, the components can be coupled with low loss, and the reliability can be improved.
The input / output section of the injection-locked semiconductor laser 7 and the core 4
A high coupling efficiency may be achieved by using a lens, a refractive index matching agent, or the like.

第3図及び第4図は本発明の希土類元素添加ガラス導
波路増幅器の別の実施例を示したものである。これは第
2図のリング共振器5及び6の代わりに、方向性結合器
14及び15を用いて励起光11をコア3に結合させ、またコ
ア3内を伝搬している励起光をコア4に取り出せるよう
にしたものである。
FIG. 3 and FIG. 4 show another embodiment of the rare-earth element-doped glass waveguide amplifier of the present invention. This is a directional coupler instead of the ring resonators 5 and 6 in FIG.
The pump light 11 is coupled to the core 3 using 14 and 15, and the pump light propagating in the core 3 can be extracted to the core 4.

この実施例の場合も、コア3内を伝搬している信号光
9については、コア4に結合しない。信号光9は、第1
図の場合と同様に、コア3内を伝搬するにつれて増幅さ
れ、信号出力光10として取り出される。すなわち、コア
3内に方向性結合器14を通して励起光が結合され、その
励起光12がコア3内を伝搬するにつれて希土類元素に吸
収されてエネルギー準位を上げる。これにより、反転分
布が生じ、誘導放出により信号光9が増幅される。この
増幅度はコア3の導波路長,励起光の出力値、希土類元
素の添加濃度に依存している。
Also in the case of this embodiment, the signal light 9 propagating in the core 3 is not coupled to the core 4. The signal light 9 is the first
As in the case of the figure, the signal is amplified as it propagates through the core 3 and is extracted as a signal output light 10. That is, the excitation light is coupled into the core 3 through the directional coupler 14, and as the excitation light 12 propagates through the core 3, the excitation light 12 is absorbed by the rare earth element to raise the energy level. As a result, a population inversion occurs, and the signal light 9 is amplified by stimulated emission. This amplification degree depends on the waveguide length of the core 3, the output value of the excitation light, and the concentration of the rare earth element added.

本発明の場合、希土類元素の添加濃度を高くし、かつ
励起光出力値を大きくすることによって、小形,高利得
な増幅器を実現するものである。しかも注入同期型半導
体レーザー7は、安定な基準の半導体レーザー31の波長
に同期化させたり、また上記のようにフィードバックル
ープを構成することにより、さらに注入同期型増幅器と
組合せることにより、より安定で、大出力を得やすいの
で、高利得で、かつ利得変動の極めて少ない希土類添加
ガラス導波路増幅器を実現することができる。
In the case of the present invention, a small-sized and high-gain amplifier is realized by increasing the doping concentration of the rare-earth element and increasing the output value of the pumping light. In addition, the injection-locked semiconductor laser 7 can be more stable by synchronizing with the wavelength of the stable reference semiconductor laser 31 or by forming a feedback loop as described above and further combining it with an injection-locked amplifier. Therefore, a large output can be easily obtained, so that a rare-earth-doped glass waveguide amplifier having high gain and extremely little gain fluctuation can be realized.

第5図は本発明の希土類元素添加ガラス導波路増幅器
の別の実施例を示したものである。これはガラス導波路
として、プレーナ構造のものの代わりに、光ファイバ構
造のものを用いて構成した場合の実施例である。
FIG. 5 shows another embodiment of the rare-earth element-doped glass waveguide amplifier of the present invention. This is an embodiment in which a glass waveguide having an optical fiber structure is used instead of the planar structure.

すなわち、信号光9及び励起光12の伝搬用導波路とし
て、光ファイバのコアに希土類元素を添加した光ファイ
バ16を用い、励起光結合用及び取り出し用の方向性結合
器として光ファイバ形方向性結合器17及び18を用い、そ
して励起光11及び13の伝搬用導波路として、光ファイバ
19を用いたものである。また基準の波長安定化半導体レ
ーザー31の出力光は、光ファイバ型方向性結合器29を通
して注入型半導体レーザー7に入力されている。この光
ファイバを用いた構成では小形化,低損失化などはむず
かしいが、高利得化を図ることが可能となる。
That is, an optical fiber 16 having a core of an optical fiber doped with a rare earth element is used as a waveguide for propagating the signal light 9 and the pump light 12, and an optical fiber directional coupler is used as a directional coupler for coupling and extracting pump light. Optical fibers are used as couplers 17 and 18 and as waveguides for propagating pump light 11 and 13.
19 is used. The output light of the reference wavelength stabilized semiconductor laser 31 is input to the injection type semiconductor laser 7 through the optical fiber type directional coupler 29. Although it is difficult to reduce the size and reduce the loss in the configuration using this optical fiber, it is possible to achieve a high gain.

本発明は上記実施例に限定されない。 The present invention is not limited to the above embodiment.

まずプレーナ構造のガラス導波路として、埋め混み型
以外に、リッジ型,装荷型,盛上げ型などの従来よく知
られた導波路構造で実現させてもよい。基板1にSiO2ガ
ラスを用いた場合にはバッファ層2は形成させなくても
よい。
First, as a glass waveguide having a planar structure, a well-known waveguide structure such as a ridge type, a loaded type, or a raised type may be realized in addition to a buried type. When SiO2 glass is used for the substrate 1, the buffer layer 2 need not be formed.

また、SiO2ガラス基板に矩形状の溝を掘り、その溝に
コア3及び4を形成してもよい。
Alternatively, a rectangular groove may be dug in the SiO2 glass substrate, and the cores 3 and 4 may be formed in the groove.

励起光を希土類元素添加ガラス導波路に結合させた
り、あるいは抽出したりするための共振器としては、リ
ング共振器、方向性結合器以外に、テーパ型方向性結合
器、融着延伸型光ファイバカプラ、バイコニカルテーパ
型光ファイバカプラなどを用いてもよい。
Resonators for coupling or extracting the excitation light to or from the rare-earth-element-doped glass waveguide include ring resonators and directional couplers, as well as tapered directional couplers and fusion-stretched optical fibers. A coupler, a biconical taper type optical fiber coupler, or the like may be used.

また、本発明は複数の伝送路の増幅用としても好適で
ある。すなわち、第6図に示すように、2つの希土類元
素添加コア3及び21内を伝搬する光信号を増幅させる場
合、一つの基準の波長安定化半導体レーザー31の出力光
をY分岐結合器30で2つに分け、それぞれの注入同期型
半導体レーザー7及び25に入力させることにより、半導
体レーザー31の波長に同期引込みさせる。これにより波
長を安定化させ、かつフィードバックループをそれぞれ
構成させることにより、さらに波長安定化と大出力化を
図り、高利得増幅器を実現させるようにしたものであ
る。
The present invention is also suitable for amplifying a plurality of transmission paths. That is, as shown in FIG. 6, when amplifying an optical signal propagating in the two rare earth element-added cores 3 and 21, the output light of one reference wavelength stabilized semiconductor laser 31 is converted by the Y-branch coupler 30. The laser beam is divided into two, and is input to the respective injection-locked semiconductor lasers 7 and 25, whereby the wavelength is synchronized with the wavelength of the semiconductor laser 31. By stabilizing the wavelength and forming a feedback loop, the wavelength is further stabilized and the output is increased, thereby realizing a high gain amplifier.

なお、第1図ないし第6図において、励起光は必ずし
もフィードバックループを構成しなくてもよい。その理
由は、希土類元素添加コア3及び21が充分長い場合に
は、フィードバックされてくる励起光量は充分に小さい
ためである。
In FIGS. 1 to 6, the excitation light does not necessarily have to form a feedback loop. The reason is that when the rare earth element-added cores 3 and 21 are sufficiently long, the amount of excitation light fed back is sufficiently small.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、まず注入同期型半導
体レーザーを励起光源として用いることにより、高利得
の希土類元素添加ガラス導波路増幅器を実現することが
できる。また励起光伝搬用導波路をフィードバックルー
プ構成とすることにより、注入同期型半導体レーザーの
高出力化及び発振波長の安定化を図ることができ、高利
得で利得変動の少ない安定な増幅器を実現することがで
きる。さらに、プレーナ構造のガラス導波路構造で増幅
器を構成することにより、小形化、低損失化及び低コス
ト化などを期待することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a high gain rare earth element-doped glass waveguide amplifier can be realized by using an injection-locked semiconductor laser as an excitation light source. In addition, by using a feedback loop configuration of the pumping light propagation waveguide, it is possible to increase the output of the injection-locked semiconductor laser and stabilize the oscillation wavelength, and realize a stable amplifier with high gain and small gain fluctuation. be able to. Further, by configuring the amplifier with a glass waveguide structure having a planar structure, miniaturization, low loss, low cost, and the like can be expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図から第6図は本発明の希土類元素添加ガラス導波
路増幅器の実施例を示したもので、第1図は第1の実施
例の側面図、第2図はそのII−II断面図、第3図は第2
の実施例の側面図、第4図はそのIV−IV断面図、第5図
は第3の実施例を示す図、第6図は第4の実施例を示す
図、第7図は従来の光ファイバ増幅器の概略を示した図
である。 図中、1は基板、2はバッファ層、3,4はコア、5,6はリ
ング共振器、7は注入同期型半導体レーザー、8はクラ
ッド、9は信号光、10は信号出力光、11,12,13は励起
光、14,15,20は方向性結合器、16は希土類元素添加光フ
ァイバ、17,18,29は光ファイバ型方向性結合器、19は励
起光伝搬用光ファイバ、31は基準の波長安定化半導体レ
ーザーを示す。
1 to 6 show an embodiment of a rare earth element-doped glass waveguide amplifier according to the present invention. FIG. 1 is a side view of the first embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. And FIG. 3 shows the second
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 4, FIG. 5 is a view showing the third embodiment, FIG. 6 is a view showing the fourth embodiment, and FIG. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an optical fiber amplifier. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a buffer layer, 3 and 4 are cores, 5 and 6 are ring resonators, 7 is an injection-locked semiconductor laser, 8 is a clad, 9 is a signal light, 10 is a signal output light, 11 , 12, and 13 are pumping lights, 14, 15, and 20 are directional couplers, 16 is a rare earth element-doped optical fiber, 17, 18, and 29 are optical fiber type directional couplers, 19 is an optical fiber for pumping light propagation, Reference numeral 31 denotes a reference wavelength stabilized semiconductor laser.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】信号光の伝搬する希土類元素添加ガラス導
波路の入力側より励起光を結合させ、該導波路の出力側
より該励起光を抽出する構成のガラス導波路増幅器にお
いて、該励起光源に増幅器機能付きの注入同期型半導体
レーザーを用い且つ基準の波長安定化半導体レーザー光
源の出力光に同期化させることを特徴とする希土類元素
添加ガラス導波路増幅器。
1. A glass waveguide amplifier having a configuration in which pumping light is coupled from an input side of a rare earth element-doped glass waveguide through which signal light propagates and the pumping light is extracted from an output side of the waveguide. 1. A rare earth element-doped glass waveguide amplifier, characterized in that an injection-locked semiconductor laser with an amplifier function is used for and is synchronized with the output light of a standard wavelength-stabilized semiconductor laser light source.
【請求項2】希土類元素添加ガラス導波路への励起光の
結合及び該導波路からの励起光の抽出を、リング共振
器,方向性結合器等の共振器によって行うことを特徴と
する請求項1記載の希土類元素添加ガラス導波路増幅
器。
2. The method according to claim 1, wherein coupling of the excitation light to the rare earth element-doped glass waveguide and extraction of the excitation light from the waveguide are performed by a resonator such as a ring resonator or a directional coupler. 2. The rare earth element-doped glass waveguide amplifier according to 1.
【請求項3】励起光伝搬経路をフィードバックループ構
成としたことを特徴とする請求項2記載の希土類元素添
加ガラス導波路増幅器。
3. The rare-earth-element-doped glass waveguide amplifier according to claim 2, wherein the pumping light propagation path has a feedback loop configuration.
【請求項4】希土類元素添加ガラス導波路増幅器はプレ
ーナ構造のガラス導波路で構成されていることを特徴と
する請求項1,2又は3記載の希土類元素添加ガラス導波
路増幅器。
4. The rare-earth-element-doped glass waveguide amplifier according to claim 1, wherein the rare-earth-element-doped glass waveguide amplifier comprises a glass waveguide having a planar structure.
【請求項5】希土類元素添加ガラス導波路と励起光の結
合及び抽出用共振器が光ファイバ構造のもので構成され
ていることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の希土
類元素添加ガラス導波路増幅器。
5. The rare earth element according to claim 1, wherein the resonator for coupling and extracting the rare earth element-doped glass waveguide and the excitation light has an optical fiber structure. Doped glass waveguide amplifier.
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