JP3277905B2 - Wavelength selective laser device - Google Patents

Wavelength selective laser device

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JP3277905B2
JP3277905B2 JP35964898A JP35964898A JP3277905B2 JP 3277905 B2 JP3277905 B2 JP 3277905B2 JP 35964898 A JP35964898 A JP 35964898A JP 35964898 A JP35964898 A JP 35964898A JP 3277905 B2 JP3277905 B2 JP 3277905B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長可変(選択)
送信光源、特に任意の波長のレーザ光を出力する波長選
択レーザ装置に関する。
The present invention relates to a wavelength tunable (selective)
The present invention relates to a transmission light source, particularly to a wavelength selection laser device that outputs a laser beam having an arbitrary wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明の波長選択レーザ装置が関わる光
通信市場では、インターネット等の急増に伴う通信回線
容量の急激な増大要求に対し、従来の光通信装置の時分
割伝送方式(TDM…Time Divided Mu
ltiplexer)の動作速度の向上では対応しきれ
ないため、波長分割伝送方式(D−WDM…Dense
-Wavelength Divided Multi
plexer)を採用して1本のファイバあたりの通信
回線容量を大幅に増大させてきている。
2. Description of the Related Art In the optical communication market involving the wavelength selective laser device of the present invention, in response to a demand for a rapid increase in the capacity of a communication line due to a rapid increase in the Internet and the like, a conventional time-division transmission method (TDM. Divided Mu
It is not possible to cope with the increase in the operating speed of the L.Tx.
-Wavelength Divided Multi
plexer) has been used to greatly increase the communication line capacity per fiber.

【0003】このD−WDM方式では、異なる信号をそ
れぞれの波長の送信光源で送信しており、ITU−Tで
も送信光源の絶対波長とその間隔が定められている。当
初は、16波長の波長多重で通信容量を確保してきた
が、最近では、64波長、80波長、96波長、128
波長とますます波長の多重度をあげ、かつそれぞれの波
長間隔を小さくして通信容量を確保する傾向が強くなっ
てきている。
In this D-WDM system, different signals are transmitted by transmission light sources of respective wavelengths, and the ITU-T also defines absolute wavelengths of transmission light sources and their intervals. Initially, communication capacity was secured by wavelength multiplexing of 16 wavelengths, but recently, 64 wavelengths, 80 wavelengths, 96 wavelengths, and 128 wavelengths have been secured.
There is an increasing tendency to increase the degree of multiplexing of wavelengths and wavelengths, and reduce the wavelength spacing to secure communication capacity.

【0004】一方、D−WDM方式ではシステムの信頼
度を左右する要因の1つである送信光源がそれぞれ独立
に動作しているために、従来までのシステムに比較して
システム全体としては計算上信頼度の低下を招かざるを
得ない。
On the other hand, in the D-WDM system, since the transmission light sources, which are one of the factors affecting the reliability of the system, operate independently of each other, the system as a whole is more computationally expensive than the conventional system. The reliability must be reduced.

【0005】このため、それぞれの波長の送信パネルに
は予備の送信光源を備えるなどのシステム全体の信頼度
向上を図る施策を講ぜざるを得ないという状況にあっ
た。すなわち、送信光源そのものに動作不能が発生する
確率は、システムの寿命に比較して概して小さいが、1
つのシステムが多数の送信光源を備えており、かつそれ
ぞれが独立の信号を送信しているため、実際には送信光
源の数だけ予備の送信光源を備えるなどの処置が必要と
なっていた。
For this reason, there has been a situation in which a measure for improving the reliability of the entire system, such as providing a spare transmission light source for the transmission panel of each wavelength, must be taken. That is, the probability that the transmission light source itself becomes inoperable is generally small as compared with the life of the system.
Since one system has a large number of transmission light sources and each transmits an independent signal, it is necessary to actually take measures such as providing spare transmission light sources by the number of transmission light sources.

【0006】このような状況に際して、システムのある
波長の送信光源が動作不良に陥った場合、その波長をバ
ックアップすることのできる波長可変(選択)送信光源
が強く望まれていた。
In such a situation, when a transmission light source of a certain wavelength in the system malfunctions, a wavelength tunable (selective) transmission light source capable of backing up the wavelength has been strongly desired.

【0007】具体的な波長可変送信光源としては、例え
ば、図3に示したようにFP−LD(Fabry−Pe
rot LD)31と、外部回折格子33と、光学結合
レンズ32とを備えており、外部回折格子33の角度を
調整することで先球ファイバー38を通して出射される
光の波長を可変とした波長可変送信光源を構成する例が
ある。
As a specific wavelength variable transmission light source, for example, as shown in FIG. 3, an FP-LD (Fabry-Pe
rot LD) 31, an external diffraction grating 33, and an optical coupling lens 32, and a wavelength tunable in which the wavelength of light emitted through the spherical fiber 38 is variable by adjusting the angle of the external diffraction grating 33. There is an example of configuring a transmission light source.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、FP−LD31から外部回折格子33ま
でに非常に精密な光学系を構成する必要があること、ま
たその場合の光学系に波長要求に従って精密な角度調整
制御を行わなければいけないこと、さらにその精密な光
学系が長期的に安定に動作しなければならないことが必
要となるが、現実的には波長を選択するために可動とす
る外部回折格子の角度調整機構と光学系とが長期的な変
動しないという光学結合の安定性が両立しないという難
点を有していた。
However, in such a configuration, it is necessary to configure a very precise optical system from the FP-LD 31 to the external diffraction grating 33, and in that case, a wavelength requirement for the optical system is required. It is necessary to perform precise angle adjustment control according to the above, and it is necessary that the precise optical system must operate stably for a long time, but in reality it is movable to select the wavelength There is a drawback that the stability of optical coupling is not compatible, that is, there is no long-term fluctuation between the angle adjustment mechanism of the external diffraction grating and the optical system.

【0009】そこで、例えば、外部回折格子の角度調整
に関しては、経時的な変動を考慮し、発振する波長をモ
ニタして微少な角度調整を行うという機能を追加するこ
とも可能である。
Therefore, for example, with respect to the angle adjustment of the external diffraction grating, it is possible to add a function of monitoring the oscillating wavelength and performing a minute angle adjustment in consideration of the variation over time.

【0010】しかしながら、実際のシステムで使用する
場合に、バックアップとして必要な波長の送信光源に短
時間の間にスイッチすることが必要になるが、外部回折
格子の角度調整に加え、発振波長をモニタしてさらに微
調を加えるには所望の時間内での安定した動作を実現す
ることが難しい。
However, when used in an actual system, it is necessary to switch to a transmission light source having a wavelength required as a backup in a short time. In addition to adjusting the angle of the external diffraction grating, the oscillation wavelength is monitored. Then, it is difficult to realize a stable operation within a desired time in order to add a fine adjustment.

【0011】さらに、発振波長のモニタ機能を有し、フ
ィードバック回路を装備しなければならないなど装置の
大型化を招いてしまうという難点があった。
Furthermore, there is a problem in that the device has a function of monitoring the oscillation wavelength and must be equipped with a feedback circuit, which leads to an increase in the size of the device.

【0012】本発明の目的は、光学系の安定性に優れ、
かつ構成が簡易で小型化ひいては集積化が可能であり、
さらに波長の任意の選択が可能な波長選択レーザ装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical system having excellent stability,
The structure is simple, miniaturization and integration are possible,
It is still another object of the present invention to provide a wavelength selection laser device capable of arbitrarily selecting a wavelength.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による波長選択レーザ装置においては、複合
光導波路と、半導体光増幅素子を有し、前記半導体光増
幅素子の動作温度を制御しながら駆動電流を増加して、
最大利得を得る波長をほぼ固定して駆動させる波長選択
レーザ装置であって、前記複合光導波路は、光入力端
と、光出力端との間の光導波路上に形成された光分波器
と、回折格子と、光合波器とを有し、前記光分波器は前
記光入力端に接続する一端子と複数の光導波路に接続す
る他端子を有し、前記複数の光導波路上にそれぞれ回折
周期が異なる回折格子が形成され、前記光合波器は前記
回折格子を介して接続する光導波路の複数に接続する端
子と前記光出力端に接続する他端子を有し、前記半導体
光増幅素子は、前記光入力端に光学結合され、半導体光
増幅素子の光出力は複数の全ての回折格子に同時に入力
され、回折格子の回折周期に適合した波長のみが回析さ
れて再び半導体光増幅素に帰還するように構成すること
により波長選択性を有する外部共振器レーザを形成する
ものである。
To achieve the above object, according to an aspect of, the wavelength selective laser device according to the present invention comprises a composite optical waveguide having a semiconductor optical amplifier device, the semiconductor light up
The drive current is increased while controlling the operating temperature of the width element,
A wavelength selection laser device for driving while substantially fixing a wavelength for obtaining a maximum gain , wherein the composite optical waveguide includes an optical demultiplexer formed on the optical waveguide between an optical input end and an optical output end. , a diffraction grating, possess an optical multiplexer, the optical demultiplexer before
One terminal connected to the optical input terminal and multiple optical waveguides
Having different terminals and diffracted on the plurality of optical waveguides respectively.
Diffraction gratings with different periods are formed, and the optical multiplexer is
Ends connected to a plurality of optical waveguides connected via a diffraction grating
A semiconductor and another terminal connected to the optical output terminal, the semiconductor
An optical amplifier is optically coupled to the optical input end, and a semiconductor optical
The optical output of the amplifying element is input to all the multiple diffraction gratings simultaneously.
Only the wavelengths that match the diffraction period of the diffraction grating are diffracted.
To be fed back to the semiconductor optical amplifier
The is <br/> which forms an external cavity laser having a wavelength selectivity.

【0014】また、半導体光アンプを有し、半導体光ア
ンプは、複合光導波路の光出力端光学結合され、レー
ザ光出力波長間のばらつきを抑え、高い純度のレーザ発
振を可能とするものである。
Further, a semiconductor optical amplifier, a semiconductor optical amplifier is optically coupled to the optical output end of the composite optical waveguide, in which suppressing the variation between the laser beam output wavelength, to enable lasing of high purity is there.

【0015】[0015]

【0016】また、半導体光アンプを有し、半導体光ア
ンプは、複合光導波路の光導波路上に光学結合され、特
定の波長のみを選択増幅するものである。
Further, the semiconductor optical amplifier has a semiconductor optical amplifier, and the semiconductor optical amplifier is optically coupled on the optical waveguide of the composite optical waveguide, and selectively amplifies only a specific wavelength.

【0017】また、半導体光アンプは、選択する波長に
相当するものを動作(ON)とし、その他のものを非動
作(OFF)にすることで選択した波長のもののみをよ
り高い純度でレーザ発振させるものである。
Further, the semiconductor optical amplifier is operated (ON) at a wavelength corresponding to a selected wavelength, and is deactivated (OFF) at other wavelengths. It is to let.

【0018】また、複合光導波路の複数の光導波路に形
成された回折格子は、それぞれ回折周期と実効的な回折
効率が異なり、1.55um帯のD−WDMシステムで
ITU−Tにて標準化された波長をそれぞれ選択するよ
うに構成されたものである。
The diffraction gratings formed on the plurality of optical waveguides of the composite optical waveguide have different diffraction periods and effective diffraction efficiencies, and are standardized by the ITU-T in a 1.55-um band D-WDM system. It is configured to select the respective wavelengths.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(実施形態1)本発明による波長
選択レーザ装置の第1の実施形態の構成図を図1に示
す。本発明による波長選択レーザ装置は、光導波路で形
成された光分波器13を有している。光分波器13は、
単数の光入出力端の光入力端12と、光出力端16との
間に形成されたものであり、それぞれの光導波路は、回
折格子14a〜14eを形成し、光合波器15を介して
光出力端16へ導かれて複合光導波路111を形成して
いる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment of a wavelength selective laser device according to the present invention. The wavelength selective laser device according to the present invention has an optical demultiplexer 13 formed by an optical waveguide. The optical demultiplexer 13
A single optical input / output terminal is formed between an optical input terminal 12 and an optical output terminal 16, and each optical waveguide forms diffraction gratings 14 a to 14 e and passes through an optical multiplexer 15. The composite optical waveguide 111 is formed by being guided to the optical output end 16.

【0020】複合光導波路111には、光入力端12に
半導体光増幅素子11と、光出力端16に半導体光アン
プ17がそれぞれ光学結合され、半導体光アンプ17か
ら先球ファイバ18に最終的に光出力が取り出される。
複合光導波路111の複数の光導波路に形成されたそれ
ぞれの回折格子14a〜14eは、それぞれ回折周期と
実効的な回折効率が異なり、1.55um帯のD−WD
MシステムでITU−Tにて標準化された波長をそれぞ
れ選択するように構成されている。
In the composite optical waveguide 111, the semiconductor optical amplifier 11 is optically coupled to the optical input terminal 12 and the semiconductor optical amplifier 17 is optically coupled to the optical output terminal 16. Light output is extracted.
The diffraction gratings 14a to 14e formed on the plurality of optical waveguides of the composite optical waveguide 111 have different diffraction periods and effective diffraction efficiencies, and have a D-WD of 1.55 μm band.
The M system is configured to select a wavelength standardized by ITU-T.

【0021】この実施形態において、半導体光増幅素子
11は、D−WDMシステムで通常要求される1520
〜1620nm近傍のレーザ発振が可能なInGaAs
P等の材料系を用いて活性層構造を形成しており、適切
な光出力を得るために光導波路側の端面に無反射コーテ
ィング、他方の端面に共振器を形成するための高反射コ
ーティングが施されている。
In this embodiment, the semiconductor optical amplifying element 11 has the 1520 normally required in a D-WDM system.
InGaAs capable of laser oscillation in the vicinity of 近 傍 1620 nm
The active layer structure is formed using a material system such as P, and a non-reflective coating is formed on the end face on the optical waveguide side to obtain an appropriate light output, and a high-reflection coating is formed on the other end face to form a resonator. It has been subjected.

【0022】この半導体光増幅素子11の利得は、駆動
電流と動作温度とによって異なるため、温度制御を行い
ながら駆動電流を増加して半導体光増幅素子11の利得
を稼ぐことで最大利得を得る波長をほぼ固定して駆動さ
せることが可能である。
Since the gain of the semiconductor optical amplifier 11 is different depending on the drive current and the operating temperature, the wavelength at which the maximum gain is obtained by increasing the drive current and increasing the gain of the semiconductor optical amplifier 11 while controlling the temperature. Can be driven almost fixed.

【0023】また、最大利得波長は、活性層の屈折率変
化に伴い、温度によって0.3〜0.5nm/℃の変化
をするため、半導体光増幅素子11に30℃〜40℃の
温度変化を与えることで9〜20nm程度の調整範囲を
確保することができ、この範囲で最大利得を与える波長
を自由に選択できる。
Since the maximum gain wavelength changes by 0.3 to 0.5 nm / ° C. depending on the temperature in accordance with the change in the refractive index of the active layer, the semiconductor optical amplifier 11 has a temperature change of 30 ° C. to 40 ° C. , An adjustment range of about 9 to 20 nm can be secured, and the wavelength giving the maximum gain can be freely selected in this range.

【0024】複合光導波路111の光入力端12に光学
結合された半導体光増幅素子11の光出力は、導波路上
に形成された光分波器13を介してそれぞれの回折格子
14a〜14eに入力される。回折格子14a〜14e
では、その周期に適合した周波数(波長)のみが回折さ
れ、再び半導体光増幅素子11に入力されるため、半導
体光増幅装置と、回折格子14a〜14eとは、あたか
も異なる波長で発振が可能な複数のレーザ装置を構成す
ることになる。
The optical output of the semiconductor optical amplifying element 11 optically coupled to the optical input end 12 of the composite optical waveguide 111 is applied to each of the diffraction gratings 14a to 14e via an optical demultiplexer 13 formed on the waveguide. Is entered. Diffraction gratings 14a to 14e
In this case, only the frequency (wavelength) suitable for the period is diffracted and input again to the semiconductor optical amplifier 11, so that the semiconductor optical amplifier and the diffraction gratings 14a to 14e can oscillate at different wavelengths. A plurality of laser devices will be configured.

【0025】半導体光増幅装置の駆動電流増加に伴い、
各回折格子14a〜14eとの間の利得は増大し、つい
には最大利得の波長がしきい値利得に到達することでレ
ーザ発振が起こる。レーザ発振後は、半導体光増幅装置
の駆動電流増加はレーザ光出力の増大に消費され、利得
を左右しないため、発振した波長のレーザ光は駆動電流
増加と共に増大し、別の波長でのレーザ発振を引き起こ
すことはない。
With an increase in the drive current of the semiconductor optical amplifier,
The gain between each of the diffraction gratings 14a to 14e increases, and finally the laser oscillation occurs when the wavelength of the maximum gain reaches the threshold gain. After the laser oscillation, the increase in the drive current of the semiconductor optical amplifier is consumed by the increase in the laser light output and does not affect the gain. Therefore, the laser light of the oscillated wavelength increases with the increase of the drive current, and the laser oscillation at another wavelength Will not cause.

【0026】従って、半導体光増幅装置の最大利得を与
える波長を動作温度の制御で選択して電流印加を増加さ
せることにより、レーザ装置の発振波長を選択すること
ができる。
Therefore, the oscillation wavelength of the laser device can be selected by selecting the wavelength giving the maximum gain of the semiconductor optical amplifier by controlling the operating temperature and increasing the current application.

【0027】回折格子14a〜14eを形成した各光導
波路は、その後光合波器13を通して半導体光アンプ1
7に光学結合されており、分波・合波に伴う損失や、異
なる波長の回折格子14a〜14eの実効的な回折効率
に伴って生じる光出力差を補正する。
Each of the optical waveguides on which the diffraction gratings 14a to 14e are formed is thereafter passed through the optical multiplexer 13 to the semiconductor optical amplifier 1
The optical coupling unit 7 corrects a loss caused by demultiplexing / combining and a light output difference caused by an effective diffraction efficiency of the diffraction gratings 14a to 14e having different wavelengths.

【0028】このようにして、半導体光増幅素子11の
最大利得波長を選択したい任意の波長に設定することに
より、任意の波長を選択することが可能な波長選択レー
ザ装置を構成することが可能となる。
In this manner, by setting the maximum gain wavelength of the semiconductor optical amplifier 11 to an arbitrary wavelength to be selected, it is possible to configure a wavelength selective laser device capable of selecting an arbitrary wavelength. Become.

【0029】上記実施形態において、半導体光増幅素子
11と複合光導波路111とは、互いに独立して光学結
合されているが、複合光導波路111上に形成してもよ
い。また、本実施形態においては、選択する波長の間隔
については議論しなかったが、動作温度の選択により、
任意の波長の選択が可能なように、半導体光増幅素子1
1の波長に対する利得依存性と、最大利得を与える波長
その他の波長間での利得差を考慮して波長間隔を設定す
る必要がある。
In the above embodiment, the semiconductor optical amplifier 11 and the composite optical waveguide 111 are optically coupled independently of each other, but they may be formed on the composite optical waveguide 111. Further, in the present embodiment, the interval of the wavelength to be selected was not discussed, but by selecting the operating temperature,
The semiconductor optical amplifying element 1 is selected so that an arbitrary wavelength can be selected.
It is necessary to set the wavelength interval in consideration of the gain dependency on one wavelength and the gain difference between the wavelength giving the maximum gain and other wavelengths.

【0030】その際に、仮に最大n個の波長を選択する
波長選択レーザ装置を構成する必要がある場合には、k
m+1、km+2…、km+kのk個波長選択レーザ装
置を用いて合波によって実効的にn個の波長選択レーザ
を構成すれば、必要な波長間隔を維持しつつ、かつ十分
な波長間利得差を有する波長選択レーザ装置を構成する
ことが可能である。また半導体光増幅素子、半導体光ア
ンプの光学結合に有利なスポットサイズ変換構造を内蔵
することは本発明の本質を左右するものではない。
At this time, if it is necessary to construct a wavelength selection laser device for selecting a maximum of n wavelengths, k
If k wavelength-selective laser devices of m + 1, km + 2,..., km + k are used to effectively configure n wavelength-selective lasers, the required wavelength interval is maintained and a sufficient gain difference between wavelengths is maintained. It is possible to configure a wavelength selection laser device having the same. Incorporating a spot size conversion structure advantageous for optical coupling between the semiconductor optical amplifier and the semiconductor optical amplifier does not affect the essence of the present invention.

【0031】(実施形態2) 図2に、本発明の第2の
実施形態としての波長選択レーザ装置の構成を示す。図
2において、第2の実施形態においても、第1の実施形
態と同じように、波長選択レーザ装置は、複数の光導波
路で形成された光分波器23を有している。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a configuration of a wavelength selection laser device as a second embodiment of the present invention. 2, in the second embodiment, as in the first embodiment, the wavelength selective laser device has an optical demultiplexer 23 formed by a plurality of optical waveguides.

【0032】光分波器23は、光導波路で形成されたも
のであり、単数の光入出力端の光入力端22と、光出力
端26との間に光分波器23を有し、それぞれの光導波
路は、回折格子24a〜24eを介して光学結合された
半導体光アンプアレイ127へと導かれ、その後、光合
波器25を経て光出力端に導波される複合光導波路12
1を有している。複合光導波路121の複数の光導波路
に形成された回折格子24a〜24eは、それぞれ回折
周期と実効的な回折効率が異なり、1.55um帯のD
−WDMシステムでITU−Tにて標準化された波長を
それぞれ選択するように構成されている。
The optical demultiplexer 23 is formed by an optical waveguide, and has an optical demultiplexer 23 between a single optical input / output end 22 and a single optical output end 26. Each of the optical waveguides is guided to the semiconductor optical amplifier array 127 optically coupled via the diffraction gratings 24a to 24e, and then guided to the optical output end via the optical multiplexer 25.
One. The diffraction gratings 24a to 24e formed on the plurality of optical waveguides of the composite optical waveguide 121 have different diffraction periods and effective diffraction efficiencies, respectively.
-The WDM system is configured to select a wavelength standardized by ITU-T.

【0033】本発明の第2の実施形態においては、半導
体光増幅素子21と回折格子24a〜24eとによって
形成される外部共振器レーザは、それぞれの光導波路上
に光学結合された半導体光アンプ127により、特定の
波長のみを選択増幅されることが特徴となり、その後、
光合波器25を介して波長選択レーザ装置を構成してい
る。
In the second embodiment of the present invention, the external cavity laser formed by the semiconductor optical amplifier 21 and the diffraction gratings 24a to 24e is connected to a semiconductor optical amplifier 127 optically coupled on each optical waveguide. Is characterized in that only specific wavelengths are selectively amplified,
A wavelength selection laser device is configured via the optical multiplexer 25.

【0034】半導体光アンプ127は、その組成や構造
によって、利得を与える波長とその波長帯域幅を制御す
ることが可能である。従って、本発明の第1の実施形態
で述べたように、1個の波長選択レーザ装置で選択可能
な波長間隔を半導体光増幅素子、半導体光アンプの波長
帯域を考慮して設定すれば、選択する波長に相当する半
導体光アンプを動作(ON)としてその他の半導体光ア
ンプを非動作(OFF)にすることで選択した波長のも
ののみをより高い純度でレーザ発振する波長選択レーザ
装置を構成することができる。
The semiconductor optical amplifier 127 can control the wavelength for giving gain and its wavelength bandwidth depending on its composition and structure. Therefore, as described in the first embodiment of the present invention, if the wavelength interval selectable by one wavelength selection laser device is set in consideration of the wavelength band of the semiconductor optical amplifier and the semiconductor optical amplifier, the selection can be made. By operating the semiconductor optical amplifier corresponding to the wavelength to be operated (ON) and deactivating (OFF) the other semiconductor optical amplifiers, a wavelength selective laser device configured to oscillate only the wavelength of the selected wavelength with higher purity. be able to.

【0035】このとき、第1の実施形態に示したよう
に、それぞれの半導体光アンプの利得波長を組成・構造
によって制御した半導体光アンプアレイを用いて構成し
ても良いが、同一の組成・構造の半導体光アンプの温度
制御で利得波長を制御する構成ととすることも可能であ
る。
At this time, as shown in the first embodiment, a semiconductor optical amplifier array in which the gain wavelength of each semiconductor optical amplifier is controlled by the composition and structure may be used. It is also possible to adopt a configuration in which the gain wavelength is controlled by controlling the temperature of the semiconductor optical amplifier having the structure.

【0036】以上、本発明の実施形態においても、光学
結合を必要とする部分に光学結合のトレランスを大幅に
緩和することのできるスポットサイズ変換構造を内蔵す
ることは、本発明の本質を左右するものではない。
As described above, also in the embodiment of the present invention, the fact that the spot size conversion structure capable of greatly relaxing the tolerance of the optical coupling is incorporated in the portion requiring the optical coupling determines the essence of the present invention. Not something.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、本発明は、複合光導波路
に光学結合された半導体光増幅素子が、複合光導波路の
光導波路上に形成された回折格子と共に、波長選択性を
有する外部共振器レーザを形成しているものであり、従
って、本発明によるときには、半導体光増幅素子と回折
格子とを有する複数の光導波路によって、異なる波長で
発振するレーザを構成でき、光学系の安定性に優れ、か
つ構成が簡易で小型化ひいては集積化が可能であり、要
求に合わせて任意の波長のレーザ光出力を得ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, a semiconductor optical amplifying device optically coupled to a composite optical waveguide, together with a diffraction grating formed on the optical waveguide of the composite optical waveguide, has an external resonance having wavelength selectivity. Therefore, according to the present invention, lasers oscillating at different wavelengths can be configured by a plurality of optical waveguides having a semiconductor optical amplifier and a diffraction grating, and the stability of the optical system can be improved. It is excellent, has a simple structure, can be miniaturized, and can be integrated, and can obtain a laser light output of an arbitrary wavelength according to demand.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す波長選択レーザ
装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a wavelength selection laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態を示す波長選択レーザ
装置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a wavelength selective laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の波長選択レーザ装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional wavelength selection laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体光増幅素子 12 光入力端 13 光分波器 14a〜14e 回折格子 15 光合波器 16 光出力端 17 半導体光アンプ 18 先球ファイバ 21 半導体光増幅素子 22 光入力端 23 光分波器 24a〜24e 回折格子 25 光合波器 26 光出力端 32 光学結合レンズ 33 外部回折格子 38 先球ファイバー 111 複合光導波路 121 複合光導波路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor optical amplifier 12 Optical input terminal 13 Optical demultiplexer 14a-14e Diffraction grating 15 Optical multiplexer 16 Optical output terminal 17 Semiconductor optical amplifier 18 Spherical fiber 21 Semiconductor optical amplifier 22 Optical input terminal 23 Optical demultiplexer 24a -24e Diffraction grating 25 Optical multiplexer 26 Optical output end 32 Optical coupling lens 33 External diffraction grating 38 Spherical fiber 111 Composite optical waveguide 121 Composite optical waveguide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−199487(JP,A) 特開 平9−260753(JP,A) 特開 平8−97516(JP,A) 特開 平4−81724(JP,A) 特開 昭63−160391(JP,A) 特開 平5−343792(JP,A) IEEE Photonics Te chnology Letters,5 [8],908−910 Electronics Lette rs,28[25],2361−2362 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 G02B 6/12 G02B 6/293 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-199487 (JP, A) JP-A-9-260753 (JP, A) JP-A-8-97516 (JP, A) JP-A-4-975 81724 (JP, A) JP-A-63-160391 (JP, A) JP-A-5-343792 (JP, A) IEEE Photonics Technology Letters, 5 [8], 908-910 Electronics Letters, 28 [25] (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 G02B 6/12 G02B 6/293

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複合光導波路と、半導体光増幅素子を有
し、前記半導体光増幅素子の動作温度を制御しながら駆
動電流を増加して、最大利得を得る波長をほぼ固定して
駆動させる波長選択レーザ装置であって、前記 複合光導波路は、光入力端と、光出力端との間の光
導波路上に形成された光分波器と、回折格子と、光合波
器とを有し、前記光分波器は前記光入力端に接続する一
端子と複数の光導波路に接続する他端子を有し、前記複
数の光導波路上にそれぞれ回折周期が異なる回折格子が
形成され、前記光合波器は前記回折格子を介して接続す
る光導波路の複数に接続する端子と前記光出力端に接続
する他端子を有し、前記半導体光増幅素子は、前記光入
力端に光学結合され、半導体光増幅素子の光出力は複数
の全ての回折格子に同時に入力され、回折格子の回折周
期に適合した波長のみが回析されて再び半導体光増幅素
に帰還するように構成することにより波長選択性を有す
る外部共振器レーザを形成することを特徴とする波長選
択レーザ装置。
1. A semiconductor optical amplification device comprising : a composite optical waveguide; and a semiconductor optical amplification device.
Increase the dynamic current and fix the wavelength for maximum gain almost fixed
A wavelength selecting laser device to be driven , wherein the composite optical waveguide comprises: an optical demultiplexer formed on an optical waveguide between an optical input end and an optical output end; a diffraction grating; and an optical multiplexer. Yes, and the optical demultiplexer is connected to the optical input end one
A terminal and another terminal connected to the plurality of optical waveguides;
Diffraction gratings with different diffraction periods on a number of optical waveguides
And the optical multiplexer is connected through the diffraction grating.
Connecting to a plurality of optical waveguides and connecting to the optical output end
The semiconductor optical amplification element has a light input port.
Optically coupled to the power end, the optical output of the semiconductor optical amplifier
Input to all diffraction gratings at the same time
Only the wavelengths that match the
A wavelength-selective laser device characterized in that an external cavity laser having wavelength selectivity is formed by being configured to feed back to a laser.
【請求項2】 半導体光アンプを有し、 半導体光アンプは、複合光導波路の光出力端光学結合
され、レーザ光出力波長間のばらつきを抑え、高い純度
のレーザ発振を可能とするものであることを特徴とする
請求項1に記載の波長選択レーザ装置。
Has a 2. A semiconductor optical amplifier, a semiconductor optical amplifier is optically coupled to the optical output end of the composite optical waveguide, in which suppressing the variation between the laser beam output wavelength, to enable lasing of high purity 2. The wavelength selection laser device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 半導体光アンプを有し、半導体光アンプ
は、複合光導波路の光導波路上に光学結合され、特定の
波長のみを選択増幅するものであることを特徴とする請
求項1に記載の波長選択レーザ装置。
3. The semiconductor optical amplifier according to claim 1, further comprising a semiconductor optical amplifier, wherein the semiconductor optical amplifier is optically coupled on the optical waveguide of the composite optical waveguide and selectively amplifies only a specific wavelength. Wavelength selection laser device.
【請求項4】 半導体光アンプは、選択する波長に相当
するものを動作(ON)とし、その他のものを非動作
(OFF)にすることで選択した波長のもののみをより
高い純度でレーザ発振させるものであることを特徴とす
請求項3に記載の波長選択レーザ装置。
4. The semiconductor optical amplifier operates at a wavelength corresponding to a selected wavelength (ON) and deactivates the other wavelengths (OFF), thereby oscillating only the selected wavelength at higher purity. The wavelength selection laser device according to claim 3 , wherein the wavelength selection laser device is operated.
【請求項5】 複合光導波路の複数の光導波路に形成さ
れた回折格子は、それぞれ回折周期と実効的な回折効率
が異なり、1.55um帯のD−WDMシステムでIT
U−Tにて標準化された波長をそれぞれ選択するように
構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載
の波長選択レーザ装置。
5. A diffraction grating formed on a plurality of optical waveguides of a composite optical waveguide has different diffraction periods and effective diffraction efficiencies.
The wavelength selection laser device according to claim 1, wherein the wavelength selection laser device is configured to select a wavelength standardized by UT.
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