JP3490503B2 - 波長分割多重化送信器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に関し、特に、
波長分割多重化（ＷＴＭ）送信器に関する。
波長分割多重化（ＷＴＭ）送信器に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】波長分割多重化の技術は、高速な素
子を必要とすること無く、単一の光ファイバの伝送能力
を向上させることができる。交換器、あるいは、ネット
ワークにおいて、波長分割多重化装置は、異なる波長で
もって、異なる受信先に信号を送信することができる。
子を必要とすること無く、単一の光ファイバの伝送能力
を向上させることができる。交換器、あるいは、ネット
ワークにおいて、波長分割多重化装置は、異なる波長で
もって、異なる受信先に信号を送信することができる。
【０００３】波長分割多重化通信システムにおいて用い
られる光ソースは、波長を制御しながら光を生成する。
このためには、この通信システムは、特定のチャネルに
割り当てられた所望の波長を、永続的に有するか、ある
いは、目的地に信号を流すために、異なる特定の波長に
動的にシステムを切り替える必要がある。一般的に、光
ソースは、波長を、所定の離散した値に制限し、その結
果、信号が互いに干渉しないようにしなければならな
い。このような干渉は、光ファイバそのものの非線形の
送信特性から起こるか、あるいは、受信側で信号を分離
するのに用いられる光フィルタ、あるいは、ヘテロダイ
イング技術において、光ソースの波長のドリフト、およ
び、不十分な帯域の阻止に起因する。
られる光ソースは、波長を制御しながら光を生成する。
このためには、この通信システムは、特定のチャネルに
割り当てられた所望の波長を、永続的に有するか、ある
いは、目的地に信号を流すために、異なる特定の波長に
動的にシステムを切り替える必要がある。一般的に、光
ソースは、波長を、所定の離散した値に制限し、その結
果、信号が互いに干渉しないようにしなければならな
い。このような干渉は、光ファイバそのものの非線形の
送信特性から起こるか、あるいは、受信側で信号を分離
するのに用いられる光フィルタ、あるいは、ヘテロダイ
イング技術において、光ソースの波長のドリフト、およ
び、不十分な帯域の阻止に起因する。
【０００４】個別の固定周波数光ソースが、波長分割多
重化装置において用いられてきたが、このようなシステ
ムを市場で用いるには、分散型フィードバック（ＤＦ
Ｂ）レーザのような多数の信号ソースを使用し、維持し
なければならない。所望の波長の全範囲に渡って、使用
できる可調レーザは、これまで、信頼性のある波長安定
性を提供するために、外部の基準周波数装置から、面倒
なフィードバックを経ており、そして、しばしば多くの
応用においては、その可調範囲が不十分なものであっ
た。
重化装置において用いられてきたが、このようなシステ
ムを市場で用いるには、分散型フィードバック（ＤＦ
Ｂ）レーザのような多数の信号ソースを使用し、維持し
なければならない。所望の波長の全範囲に渡って、使用
できる可調レーザは、これまで、信頼性のある波長安定
性を提供するために、外部の基準周波数装置から、面倒
なフィードバックを経ており、そして、しばしば多くの
応用においては、その可調範囲が不十分なものであっ
た。
【０００５】“Tech. Digest of 1993 Topical Meeting
on Integrated Photonics Research”（１９９３年Pal
m Springs社刊）４１４〜４１７ページの論文No.IWA3
“A 16x 1 WDM Transmitter with Integrated DBR Lase
rs and Electroabroption Modulators”（M.G.Young他
著）によれば、１６個の独立した分散型ブラグリフレク
タ（ＤＢＲ）レーザのアレイを用いて、そして、各レー
ザに一体に形成した電磁吸収変調器を用い、その後続に
結合器と一体に形成された光増幅器を用いて、１６個の
波長分割多重化チャネルの全てに対し、一本の光ファイ
バポートを提供する技術が開示されている。この技術で
は、各レーザに対し、１個の変調器が必要である。この
ようなアプローチは、複雑な電気パッケージを必要とす
る。その理由は、このような装置は、各レーザを直接変
調するか、あるいは、各レーザに対し、各電磁吸収変調
器を駆動するために、各光ソースに対し、個別の高速の
電気駆動能力を必要とするからである。
on Integrated Photonics Research”（１９９３年Pal
m Springs社刊）４１４〜４１７ページの論文No.IWA3
“A 16x 1 WDM Transmitter with Integrated DBR Lase
rs and Electroabroption Modulators”（M.G.Young他
著）によれば、１６個の独立した分散型ブラグリフレク
タ（ＤＢＲ）レーザのアレイを用いて、そして、各レー
ザに一体に形成した電磁吸収変調器を用い、その後続に
結合器と一体に形成された光増幅器を用いて、１６個の
波長分割多重化チャネルの全てに対し、一本の光ファイ
バポートを提供する技術が開示されている。この技術で
は、各レーザに対し、１個の変調器が必要である。この
ようなアプローチは、複雑な電気パッケージを必要とす
る。その理由は、このような装置は、各レーザを直接変
調するか、あるいは、各レーザに対し、各電磁吸収変調
器を駆動するために、各光ソースに対し、個別の高速の
電気駆動能力を必要とするからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、各レーザに対し、複数の変調器を必要とすること無
く、さらにまた、各レーザに対し、高速の電気駆動能力
を必要としないような波長分割多重化システムを提供す
ることである。
は、各レーザに対し、複数の変調器を必要とすること無
く、さらにまた、各レーザに対し、高速の電気駆動能力
を必要としないような波長分割多重化システムを提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の波長分割多重化
送信器は、基板の上に一体に形成された複数の半導体レ
ーザの出力端を、同じく基板に一体に形成された光結合
器でもって、合流させ、この光結合器からの出力を一本
のレーザ変調器に通過させている。
送信器は、基板の上に一体に形成された複数の半導体レ
ーザの出力端を、同じく基板に一体に形成された光結合
器でもって、合流させ、この光結合器からの出力を一本
のレーザ変調器に通過させている。
【０００８】本発明の他の特徴によれば、本発明で使用
される半導体レーザは、特定の周波数にそれぞれ同調さ
れる固定周波数レーザである。
される半導体レーザは、特定の周波数にそれぞれ同調さ
れる固定周波数レーザである。
【０００９】本発明によれば、１個の変調器を用いて、
この複数の半導体レーザの中の一つ、あるいは、数個の
活性化されたレーザを符号化する。
この複数の半導体レーザの中の一つ、あるいは、数個の
活性化されたレーザを符号化する。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例である単一チップ
内に、モノリシックに形成された波長分割多重化送信器
ＴＲ１のブロック図である。８個の固定周波数レーザＬ
Ａ１−ＬＡ８が、基板ＳＵ１の上に成長して、一体に形
成されている。この８個のレーザＬＡ１−ＬＡ８は、そ
れぞれ波長λ１からλ８で動作する。この基板ＳＵ１
は、ＩｎＰであるが、他の基板も使用可能である。基板
ＳＵ１の上に一体に形成された集積導波路Ｗ１−Ｗ８
が、レーザＬＡ１−ＬＡ８の出力を８×１の結合器ＣＯ
１に出力する。この光結合器ＣＯ１は、レーザＬＡ１−
ＬＡ８の活性化されたレーザの出力を通過して、単一の
出力導波路ＯＷ１に出力する。増幅器ＡＭ１は、光ファ
イバＯＷ１の上の信号を増幅する。伝磁吸収変調器ＭＯ
Ｄ１は、増幅器ＭＡ１の出力を変調し、この変調された
出力ＯＵＴに通過させる。
内に、モノリシックに形成された波長分割多重化送信器
ＴＲ１のブロック図である。８個の固定周波数レーザＬ
Ａ１−ＬＡ８が、基板ＳＵ１の上に成長して、一体に形
成されている。この８個のレーザＬＡ１−ＬＡ８は、そ
れぞれ波長λ１からλ８で動作する。この基板ＳＵ１
は、ＩｎＰであるが、他の基板も使用可能である。基板
ＳＵ１の上に一体に形成された集積導波路Ｗ１−Ｗ８
が、レーザＬＡ１−ＬＡ８の出力を８×１の結合器ＣＯ
１に出力する。この光結合器ＣＯ１は、レーザＬＡ１−
ＬＡ８の活性化されたレーザの出力を通過して、単一の
出力導波路ＯＷ１に出力する。増幅器ＡＭ１は、光ファ
イバＯＷ１の上の信号を増幅する。伝磁吸収変調器ＭＯ
Ｄ１は、増幅器ＭＡ１の出力を変調し、この変調された
出力ＯＵＴに通過させる。
【００１１】本発明の他の実施例によれば、変調器ＭＯ
Ｄ１は、方向性カプラ変調器、あるいは、マッハツェン
ダー変調器、あるいは、他の適当な光変調器である。本
発明の他の実施例によれば、レーザＬＡ１−ＬＡ８は、
分散型ブラグリフレクタ（ＤＢＲ）レーザ、あるいは、
分散型フィードバック（ＤＢＦ）レーザである。これら
のレーザは、制御された放射波長を有するレーザであれ
ば、どのようなものでもよい。
Ｄ１は、方向性カプラ変調器、あるいは、マッハツェン
ダー変調器、あるいは、他の適当な光変調器である。本
発明の他の実施例によれば、レーザＬＡ１−ＬＡ８は、
分散型ブラグリフレクタ（ＤＢＲ）レーザ、あるいは、
分散型フィードバック（ＤＢＦ）レーザである。これら
のレーザは、制御された放射波長を有するレーザであれ
ば、どのようなものでもよい。
【００１２】この結合器ＣＯ１は、ウェハの面方向に光
が回折するように、光の側面方向の閉じ込め層を有さな
いスラブ導波路領域で形成される。入力側で自由空間領
域に入る各導波路Ｗ１−Ｗ８は、その出力側で、出力導
波路ＯＷ１に入る遠フィードを有する。１個の出力導波
路においては、この装置は、１×８のパワー結合器であ
る。より一般的な実施例としては、このような結合器
は、複数の出力を有しても良い。Ｎ個の入力と、Ｎ個の
出力を有する結合器は、Ｎ×Ｎのスターカプラを形成す
る。本発明においては、この結合器ＣＯ１は、Ｎ×Ｎの
スターカプラの形態をとり、出力導波路の一つのみを使
用する。
が回折するように、光の側面方向の閉じ込め層を有さな
いスラブ導波路領域で形成される。入力側で自由空間領
域に入る各導波路Ｗ１−Ｗ８は、その出力側で、出力導
波路ＯＷ１に入る遠フィードを有する。１個の出力導波
路においては、この装置は、１×８のパワー結合器であ
る。より一般的な実施例としては、このような結合器
は、複数の出力を有しても良い。Ｎ個の入力と、Ｎ個の
出力を有する結合器は、Ｎ×Ｎのスターカプラを形成す
る。本発明においては、この結合器ＣＯ１は、Ｎ×Ｎの
スターカプラの形態をとり、出力導波路の一つのみを使
用する。
【００１３】このような結合器ＣＯ１は、公知のもの
で、ＳｉとＳｉＯ２の導波路に関しては、“IEEE Journ
al of Lightwave Tech. 7”（１９８９年刊）の４７９
〜４８９ページの論文“Efficient N x N Star Coupler
s Using Fourier Optics”（C.Dragone著）に開示され
ており、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ導波路については、
“Electron. Lett. 28”（１９９２年刊）の１２１２〜
１２１３ページの論文“Efficient 1 x 16 Optical Pow
er Splitter Based on InP”（M.Zirngibl他著）に開示
されている。結合器ＣＯ１は、全ての導波路Ｗ１−Ｗ８
と、ＯＷ１に光学的に結合する面内回折領域でも良い。
この結合器は、スプリッタ（分離器）としても機能す
る。導波路Ｗ１−Ｗ８、からの一方向のエネルギーの入
力では、この結合器は、結合器として機能する。導波路
ＯＷ１におけるエネルギー入力においては、この結合器
は、スプリッタ（分離器）として機能する。この結合器
ＣＯ１は、導波路Ｗ１−Ｗ８、から出力導波路ＯＷ１へ
エネルギーを通過させるよう機能する。
で、ＳｉとＳｉＯ２の導波路に関しては、“IEEE Journ
al of Lightwave Tech. 7”（１９８９年刊）の４７９
〜４８９ページの論文“Efficient N x N Star Coupler
s Using Fourier Optics”（C.Dragone著）に開示され
ており、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ導波路については、
“Electron. Lett. 28”（１９９２年刊）の１２１２〜
１２１３ページの論文“Efficient 1 x 16 Optical Pow
er Splitter Based on InP”（M.Zirngibl他著）に開示
されている。結合器ＣＯ１は、全ての導波路Ｗ１−Ｗ８
と、ＯＷ１に光学的に結合する面内回折領域でも良い。
この結合器は、スプリッタ（分離器）としても機能す
る。導波路Ｗ１−Ｗ８、からの一方向のエネルギーの入
力では、この結合器は、結合器として機能する。導波路
ＯＷ１におけるエネルギー入力においては、この結合器
は、スプリッタ（分離器）として機能する。この結合器
ＣＯ１は、導波路Ｗ１−Ｗ８、から出力導波路ＯＷ１へ
エネルギーを通過させるよう機能する。
【００１４】１×８の結合器として機能する他の構成
は、図２に示されている。同図において、Ｙ分岐ツリー
ＴＥ１の分岐への８個の入力ＩＮ１−ＩＮ８は、１個の
出力ブランチＯＢ１に結合される。
は、図２に示されている。同図において、Ｙ分岐ツリー
ＴＥ１の分岐への８個の入力ＩＮ１−ＩＮ８は、１個の
出力ブランチＯＢ１に結合される。
【００１５】送信器ＴＲ１を駆動するために、電流源Ｃ
Ｓ１は、８個のレーザＬＡ１−ＬＡ８を、電流を流すこ
とにより選択的に駆動する。同時に、基板ＳＵ１とは別
の信号源ＳＯ１は、信号をパスＰＡ１を介して、変調器
ＭＯＤ１に入力する。
Ｓ１は、８個のレーザＬＡ１−ＬＡ８を、電流を流すこ
とにより選択的に駆動する。同時に、基板ＳＵ１とは別
の信号源ＳＯ１は、信号をパスＰＡ１を介して、変調器
ＭＯＤ１に入力する。
【００１６】次に、上記の構成の動作について説明す
る。電流源ＣＳ１は、例えば、レーザＬＡ５を波長λ５
で駆動する。そして、その対応する集積導波路Ｗ５が、
出力光を結合器ＣＯ１に流し、光導波路ＯＷ１の入力に
光を入射する。この光導波路ＯＷ１は、この波長λ５の
光を増幅器ＡＭ１に通過させて、信号源ＳＯ１からの変
調信号が、この変調器ＭＯＤ１を駆動して、増幅器ＡＭ
１の出力を変調する。その後、図示しない適当な手段
が、この変調信号を受信器、あるいは、他の装置に送信
する。
る。電流源ＣＳ１は、例えば、レーザＬＡ５を波長λ５
で駆動する。そして、その対応する集積導波路Ｗ５が、
出力光を結合器ＣＯ１に流し、光導波路ＯＷ１の入力に
光を入射する。この光導波路ＯＷ１は、この波長λ５の
光を増幅器ＡＭ１に通過させて、信号源ＳＯ１からの変
調信号が、この変調器ＭＯＤ１を駆動して、増幅器ＡＭ
１の出力を変調する。その後、図示しない適当な手段
が、この変調信号を受信器、あるいは、他の装置に送信
する。
【００１７】図３は、本発明の他の実施例であるが、図
３の構成は、図１の構成に対応する。しかし、図３にお
いては、変調器ＭＯＤ１は、結合器ＣＯ１から出力ＯＵ
Ｔにいたるパス内で、増幅器ＡＭ１よりも前に配置され
ている。この動作は、図１に示したのと同様であるが、
ただし、増幅が変調の後に行われる点が相違するだけで
ある。
３の構成は、図１の構成に対応する。しかし、図３にお
いては、変調器ＭＯＤ１は、結合器ＣＯ１から出力ＯＵ
Ｔにいたるパス内で、増幅器ＡＭ１よりも前に配置され
ている。この動作は、図１に示したのと同様であるが、
ただし、増幅が変調の後に行われる点が相違するだけで
ある。
【００１８】本発明の一実施例によれば、図１から図３
の各要素は、公知の技術により、基板ＳＵ１上、あるい
は、中に一体に形成されている。各要素は、集積回路の
表面の上、あるいは、基板ＳＵ１の表面上、あるいは、
集積回路の層の下に配置され得る。このような構成例
は、“IEEE Journal of Quantum Electronics, Volume2
7, No.3”（１９９１年３月刊）の論文“Semiconductor
Photonic IntegratedCircuits”（T.L.Koch他著）、あ
るいは、“App. Phys. Lett. 54 (21)”（１９８９年５
月２２日刊）の論文“Wavelength Division Multiplexi
ng Light Source with Integrated Quantum Well Tunab
le Lasers and Optical Amplifiers ”（U.Koren他著）
に開示されている。しかし、本発明は、ここに使用され
た、あるいは、開示されたものに限定されるものではな
い。
の各要素は、公知の技術により、基板ＳＵ１上、あるい
は、中に一体に形成されている。各要素は、集積回路の
表面の上、あるいは、基板ＳＵ１の表面上、あるいは、
集積回路の層の下に配置され得る。このような構成例
は、“IEEE Journal of Quantum Electronics, Volume2
7, No.3”（１９９１年３月刊）の論文“Semiconductor
Photonic IntegratedCircuits”（T.L.Koch他著）、あ
るいは、“App. Phys. Lett. 54 (21)”（１９８９年５
月２２日刊）の論文“Wavelength Division Multiplexi
ng Light Source with Integrated Quantum Well Tunab
le Lasers and Optical Amplifiers ”（U.Koren他著）
に開示されている。しかし、本発明は、ここに使用され
た、あるいは、開示されたものに限定されるものではな
い。
【００１９】また、本発明の他の実施例によれば、電圧
応答性のレーザが使用される。外部の電圧が、ある電圧
応答性のレーザを駆動する。
応答性のレーザが使用される。外部の電圧が、ある電圧
応答性のレーザを駆動する。
【００２０】本発明によれば、一つのチップ内で、単一
の出力ポートに結合された、複数の固定周波数レーザの
アレイを用いて、可調レーザを達成している。さらに、
所望のレーザのみを活性化することによって、同調を達
成している。本発明は、単一の結合器ＣＯ１内で、アレ
イ上の各レーザの出力を結合した後に変調器を用いてい
る。それゆえに、本発明の送信器は、全ての波長チャネ
ルへのアクセスを維持しながら、１個の高速ドライブの
みが必要となる、という利点がある。これにより、非可
調レーザに、固有の安定性が達成できる。ダイナミック
な波長切り替えが必要な場合には、この切り替え時間
は、一つのレーザに電流をターンオフ（切）し、新たな
レーザにターンオン（入）するのに必要な時間だけであ
る。この実施例においては、８個の固定波長のレーザの
アレイは、１個の出力導波路ＯＷ１に結合され、変調と
増幅は、一体に形成された変調器と増幅器でもって行わ
れる。
の出力ポートに結合された、複数の固定周波数レーザの
アレイを用いて、可調レーザを達成している。さらに、
所望のレーザのみを活性化することによって、同調を達
成している。本発明は、単一の結合器ＣＯ１内で、アレ
イ上の各レーザの出力を結合した後に変調器を用いてい
る。それゆえに、本発明の送信器は、全ての波長チャネ
ルへのアクセスを維持しながら、１個の高速ドライブの
みが必要となる、という利点がある。これにより、非可
調レーザに、固有の安定性が達成できる。ダイナミック
な波長切り替えが必要な場合には、この切り替え時間
は、一つのレーザに電流をターンオフ（切）し、新たな
レーザにターンオン（入）するのに必要な時間だけであ
る。この実施例においては、８個の固定波長のレーザの
アレイは、１個の出力導波路ＯＷ１に結合され、変調と
増幅は、一体に形成された変調器と増幅器でもって行わ
れる。
【００２１】この電流源ＣＳ１は、レーザＬＡ１−ＬＡ
８のいくつかを活性化するためだけに機能し、それゆえ
に、この適当なレーザを活性化することにより、用いら
れる波長を選択する。レーザを活性化するいかなるソー
スも、この電流ソースＳＩと等価なものである。このア
レイ内の各レーザＬＡ１−ＬＡ８は、独立にいつでも活
性化でき、あるいは、順序よく、あるいは、全て一度に
活性化できる。このレーザの活性化には、変調器ＭＯＤ
１に接続された信号源ＳＯ１からの高速符号化信号が含
まれない。
８のいくつかを活性化するためだけに機能し、それゆえ
に、この適当なレーザを活性化することにより、用いら
れる波長を選択する。レーザを活性化するいかなるソー
スも、この電流ソースＳＩと等価なものである。このア
レイ内の各レーザＬＡ１−ＬＡ８は、独立にいつでも活
性化でき、あるいは、順序よく、あるいは、全て一度に
活性化できる。このレーザの活性化には、変調器ＭＯＤ
１に接続された信号源ＳＯ１からの高速符号化信号が含
まれない。
【００２２】本発明は、固定周波数分散型フィードバッ
クレーザに用いられる波長安定性が得られる利点があ
る。また、本発明の装置は、高い歩留まりの光リソグラ
フプリントプロセスを用いて、十分に制御された離間し
た波長を有する固定周波数ソースのアレイの形成が容易
にできる。
クレーザに用いられる波長安定性が得られる利点があ
る。また、本発明の装置は、高い歩留まりの光リソグラ
フプリントプロセスを用いて、十分に制御された離間し
た波長を有する固定周波数ソースのアレイの形成が容易
にできる。
【００２３】本発明の他の実施例によれば、レーザＬＡ
１−ＬＡ８の数個、あるいは、全てを対応する波長λ１
からλ８で駆動することができる。結合器ＣＯ１は、導
波路ＯＷ１を選択された波長の全てでもって、光を透過
し、変調器Ｍは、この選択された波長を変調する。
１−ＬＡ８の数個、あるいは、全てを対応する波長λ１
からλ８で駆動することができる。結合器ＣＯ１は、導
波路ＯＷ１を選択された波長の全てでもって、光を透過
し、変調器Ｍは、この選択された波長を変調する。
【００２４】本発明の他の実施例によれば、レーザＬＡ
１−ＬＡ８の各々は、ある程度の同調性（可調性）を有
し、各レーザをその所定の周波数に調整できる。各レー
ザは、通常動作の間、その同調周波数で発信する。
１−ＬＡ８の各々は、ある程度の同調性（可調性）を有
し、各レーザをその所定の周波数に調整できる。各レー
ザは、通常動作の間、その同調周波数で発信する。
【００２５】本発明の他の実施例によれば、電流源は、
レーザＬＡ１−ＬＡ８を時分割ベースで駆動し、結合器
ＣＯ１が、出力導波路ＯＷ１が、時分割ベースで波長λ
１からλ８で光を発する。変調器ＭＯＤ１は、時分割ベ
ースで各波長でもって、光を変調し、各信号は、電流源
ＣＳ１でもって、各波長に同期している。これにより、
時分割、かつ、波長分割多重化送信器が形成できる。
レーザＬＡ１−ＬＡ８を時分割ベースで駆動し、結合器
ＣＯ１が、出力導波路ＯＷ１が、時分割ベースで波長λ
１からλ８で光を発する。変調器ＭＯＤ１は、時分割ベ
ースで各波長でもって、光を変調し、各信号は、電流源
ＣＳ１でもって、各波長に同期している。これにより、
時分割、かつ、波長分割多重化送信器が形成できる。
【００２６】本発明による波長分割多重化送信器ＴＲ１
は、ネットワークに対し、利点がある。本発明によれ
ば、各送信器ＴＲ１は、その動作に対し、割れ当てられ
た特定の波長チャネルを有する。一つのレーザが送信機
内で故障した場合には、その故障は、その送信器に本来
割り当てられた波長に対応するレーザにのみ影響を及ぼ
すだけである。本発明によれば、このシステムは、電流
源ＣＳ１が、他のレーザを活性化して、この送信器に新
たな波長を再度割り当てることにより、動作可能な状態
に復帰できる。適当な手段、例えば、電流源ＣＳ１、あ
るいは、他の電流源は、この故障したレーザの波長を、
その波長では故障していないレーザに割り当てることが
できる。
は、ネットワークに対し、利点がある。本発明によれ
ば、各送信器ＴＲ１は、その動作に対し、割れ当てられ
た特定の波長チャネルを有する。一つのレーザが送信機
内で故障した場合には、その故障は、その送信器に本来
割り当てられた波長に対応するレーザにのみ影響を及ぼ
すだけである。本発明によれば、このシステムは、電流
源ＣＳ１が、他のレーザを活性化して、この送信器に新
たな波長を再度割り当てることにより、動作可能な状態
に復帰できる。適当な手段、例えば、電流源ＣＳ１、あ
るいは、他の電流源は、この故障したレーザの波長を、
その波長では故障していないレーザに割り当てることが
できる。
【００２７】図１の送信器ＴＲ１の各要素を、単一の基
板上に成長、あるいは、一体に形成する技術は公知であ
る。例えば、前掲のM.G.Young他の論文を参照のこと。
本発明の一実施例によれば、この送信器ＴＲ１は、同一
の成長形成技術を用いて、図１から図３の構成を実現す
るために、適当なマスクレイアウトを用いて構成でき
る。高歩留まりの光リソグラフプリントプロセスでもっ
て、固定周波数ソースのアレイの製造に関しては、“IE
EE Phot. Tech. Lett. 5”（１９９３年刊）の６１９〜
６２１ページの論文“8-Wabelength DBR Laser Array F
abricated with aSingle-Step Bragg Grating Printing
Technique”（J-M.Verdiell他著）を参照のこと。
板上に成長、あるいは、一体に形成する技術は公知であ
る。例えば、前掲のM.G.Young他の論文を参照のこと。
本発明の一実施例によれば、この送信器ＴＲ１は、同一
の成長形成技術を用いて、図１から図３の構成を実現す
るために、適当なマスクレイアウトを用いて構成でき
る。高歩留まりの光リソグラフプリントプロセスでもっ
て、固定周波数ソースのアレイの製造に関しては、“IE
EE Phot. Tech. Lett. 5”（１９９３年刊）の６１９〜
６２１ページの論文“8-Wabelength DBR Laser Array F
abricated with aSingle-Step Bragg Grating Printing
Technique”（J-M.Verdiell他著）を参照のこと。
【００２８】さらにまた、本発明の製造技術は、“IEEE
J. Quantum Electron., vol. QE-27”（１９９１年
刊）の６４１〜６５３ページの論文“Semiconductor Ph
otonicIntegrated Circuits”（Thomas L. Koch他著）
にも開示されている。
J. Quantum Electron., vol. QE-27”（１９９１年
刊）の６４１〜６５３ページの論文“Semiconductor Ph
otonicIntegrated Circuits”（Thomas L. Koch他著）
にも開示されている。
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、単
一の基板上にレーザと、このレーザからの光出力を導く
導波路と、この複数の導波路の光信号を結合する結合器
と、この結合器を増幅する増幅器と、増幅器からの出力
を変調する変調器を一体に形成できるために、従来の製
造コスト、および、レーザの信頼性とを大幅に向上する
ことができる。さらに、複数の内のレーザの１個が故障
した場合には、この故障したレーザが放出すべき波長
を、他の健全なレーザが放出することにより、システム
全体としての信頼性が向上する。さらに、本発明は、可
調（同調）レーザが、その所望の周波数範囲をオーバー
ラップさせることにより、信頼性を向上させることがで
きる。また、波長の変化は、電圧、電流の供給量の変
化、あるいは、他の適当な同調手段を用いて行うことが
できる。さらにまた、従来の分散型フィードバックレー
ザよりも、より大きな波長変動を提供する手段を用いる
ことにより、径年変化に耐えることができる。
一の基板上にレーザと、このレーザからの光出力を導く
導波路と、この複数の導波路の光信号を結合する結合器
と、この結合器を増幅する増幅器と、増幅器からの出力
を変調する変調器を一体に形成できるために、従来の製
造コスト、および、レーザの信頼性とを大幅に向上する
ことができる。さらに、複数の内のレーザの１個が故障
した場合には、この故障したレーザが放出すべき波長
を、他の健全なレーザが放出することにより、システム
全体としての信頼性が向上する。さらに、本発明は、可
調（同調）レーザが、その所望の周波数範囲をオーバー
ラップさせることにより、信頼性を向上させることがで
きる。また、波長の変化は、電圧、電流の供給量の変
化、あるいは、他の適当な同調手段を用いて行うことが
できる。さらにまた、従来の分散型フィードバックレー
ザよりも、より大きな波長変動を提供する手段を用いる
ことにより、径年変化に耐えることができる。
【図１】本発明の一実施例による波長分割多重化装置の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】本発明の一実施例によるＹ型ブランチツリーの
結合器をあらわす図。
結合器をあらわす図。
【図３】本発明の他の実施例による波長分割多重化装置
のブロック図。
のブロック図。
【符号の説明】
ＬＡ１，ＬＡ２，．．．，ＬＡ８ 固定周波数レーザ
ＳＵ１ 基板
ＣＯ１ 結合器
ＡＭ１ 増幅器
ＯＷ１ 単一出力導波路（光ファイバ）
Ｗ１，Ｗ２，．．．，Ｗ８ 集積導波路
ＭＯＤ１ 変調器
ＳＯ１ 信号ソース
ＣＳ１ 電流ソース
ＩＮ１，ＩＮ２，．．．，ＩＮ８ 入力
ＴＥ１ Ｙ分岐ツリー
ＯＢ１ 出力分岐
ＴＲ１ 送信器
ＰＡ１ パス
フロントページの続き
(72)発明者 トーマス ローソン コック
アメリカ合衆国、07733 ニュージャー
ジー、ホルムデル、ドナー ストリート
12
(56)参考文献 特開 平３−286587（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−307435（ＪＰ，Ａ)
Claims (18)
- 【請求項１】同調可能な波長分割多重化送信器であっ
て、 基板と、 該基板に一体に形成された複数の個別に駆動可能なレー
ザと、 該基板に一体に形成された光変調器と、該基板に一体に形成され、前記レーザの各々に接続され
かつ前記光変調器にも接続されている光結合器 とからな
り、前記レーザの各々は異なる周波数を発生するよう機能し
かつ前記光結合器から離隔しており、前記変調器は、前
記送信器が同調可能な送信器として機能するよう前記結
合器の後においてレーザの出力を変調する単一の変調器
であり、ソース（ＳＯ１）からの信号が該単一の変調器
に接続でき、そして該単一の変調器は複数のレーザの内
の選択した１つレーザの駆動によって発生される、いず
れかの選択波長で送信を変調できる ことを特徴とする波
長分割多重化送信器。 - 【請求項２】 前記レーザ（ＬＡ）と光変調器（ＭＯＤ
１）と光結合器（ＣＯ１）とは、基板（ＳＵ１）上に成
長プロセスで形成されることを特徴とする請求項１の波
長分割多重化送信器。 - 【請求項３】 前記基板（ＳＵ１）は、半導体製であ
り、前記レーザ（ＬＡ）と光変調器（ＭＯＤ１）と光結
合器（ＣＯ１）とは、基板（ＳＵ１）上に成長プロセス
で形成されることを特徴とする請求項１の波長分割多重
化送信器。 - 【請求項４】 前記光変調器（ＭＯＤ１）は、光変調要
素（ＭＯＤ１）と光増幅器（ＡＭ１）とを有することを
特徴とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項５】 前記光変調器（ＭＯＤ１）は、光変調要
素（ＭＯＤ１）と光増幅器（ＡＭ１）とを有し、 前記光増幅器（ＡＭ１）は、前記光変調要素（ＭＯＤ
１）と前記光結合器（ＣＯ１）との間に配置されること
を特徴とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項６】 前記光変調器は、光増幅器（ＡＭ１）と
光変調要素（ＭＯＤ１）とを有し前記光変調要素（ＭＯ
Ｄ１）は、前記光増幅器（ＡＭ１）と前記光結合器（Ｃ
Ｏ１）との間に配置されることを特徴とする請求項１の
波長分割多重化送信器。 - 【請求項７】 前記光変調器は、電磁吸収変調器を有す
ることを特徴とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項８】 前記光変調器は、電磁吸収変調器を有す
ることを特徴とする請求項３の波長分割多重化送信器。 - 【請求項９】 前記複数のレーザは、それぞれ異なる周
波数で動作する固定周波数レーザであることを特徴とす
る請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項１０】 前記レーザに接続された、レーザを活
性化する活性化手段（ＣＳ１）を更に有することを特徴
とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項１１】 前記光結合器は、前記基板内に一体に
形成された同一平面状の回折格子領域であることを特徴
とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項１２】 前記光結合器は、導波路のＹ分岐ツリ
ーであることを特徴とする請求項１の波長分割多重化送
信器。 - 【請求項１３】 前記レーザは、分散型ブラグリフレク
タレーザであることを特徴とする請求項１の波長分割多
重化送信器。 - 【請求項１４】 前記レーザは、分散型フィードバック
レーザであることを特徴とする請求項１の波長分割多重
化送信器。 - 【請求項１５】 前記光変調器は、方向性カプラ変調要
素を含むことを特徴とする請求項１の波長分割多重化送
信器。 - 【請求項１６】 前記光変調器は、マッハツェンダー変
調器要素であることを特徴とする請求項１の波長分割多
重化送信器。 - 【請求項１７】 前記光結合器は、スターカプラである
ことを特徴とする請求項１の波長分割多重化送信器。 - 【請求項１８】 前記光結合器は、Ｎｘ１スターカプラ
であることを特徴とする請求項１の波長分割多重化送信
器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/097,692 US5394489A (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Wavelength division multiplexed optical communication transmitters |
| US097692 | 1993-07-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154371A JPH07154371A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3490503B2 true JP3490503B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=22264677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19384694A Expired - Lifetime JP3490503B2 (ja) | 1993-07-27 | 1994-07-27 | 波長分割多重化送信器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5394489A (ja) |
| EP (1) | EP0636908B1 (ja) |
| JP (1) | JP3490503B2 (ja) |
| CA (1) | CA2119503C (ja) |
| DE (1) | DE69415599T2 (ja) |
Families Citing this family (136)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2714490B1 (fr) * | 1993-12-29 | 1996-03-01 | Corning Inc | Coupleur en optique intégrée à deux entrées et 2N sorties. |
| JP3611593B2 (ja) * | 1994-02-14 | 2005-01-19 | 日本オプネクスト株式会社 | 半導体光素子の作製方法 |
| FR2716539B1 (fr) * | 1994-02-18 | 1996-04-26 | Corning Inc | Coupleur en optique intégrée à une porte d'entrée et 2n portes de sortie. |
| FR2725040A1 (fr) * | 1994-09-23 | 1996-03-29 | Bruno Adrien | Dispositif optoelectronique integrant un recepteur multilongueur d'onde perfectionne |
| EP0717482A1 (en) | 1994-12-14 | 1996-06-19 | AT&T Corp. | Semiconductor interferometric optical wavelength conversion device |
| JP2817769B2 (ja) * | 1994-12-28 | 1998-10-30 | 日本電気株式会社 | 光増幅装置及びそれを用いた半導体レーザ装置，並びにそれらの駆動方法 |
| EP0754310A1 (de) * | 1995-02-07 | 1997-01-22 | LDT GmbH & Co. Laser-Display-Technologie KG | Verbindungsaufspalter aus streifen-wellenleitern und verwendungen |
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| JP3299101B2 (ja) * | 1995-12-15 | 2002-07-08 | 日本電気株式会社 | 波長多重光通信装置 |
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| JPH10105528A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Nec Corp | マルチプロセッサシステム |
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