JP3722068B2 - 発光デバイス、光通信システム、及び信号光を発生する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを有する発光デバイス、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを用いて信号光を発生する方法、並びに光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバグレーティングレーザは、半導体光増幅器(以下、ＳＯＡともいう)およびグレーティングファイバを有する。このファイバグレーティングレーザは、ファイバグレーティングの回折格子と、ＳＯＡの一端面とから成る光共振器を備える。ＳＯＡは、光を取り出す前端面およびグレーティングファイバと対面する後端面を有する。このような構造のレーザは、外部共振器型半導体レーザモジュールとして知られている。このモジュールでは、その発光波長がファイバグレーティングのブラッグ波長によって決定されるので、ＳＯＡを作製した後においても光波長を調整することができるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光通信の分野、特にＷＤＭ光通信システムの分野において実用的に使用可能な半導体レーザモジュールを製造するために、発明者は様々な検討を行った。
【０００４】
この検討結果の一つとして、発明者は、半導体レーザモジュールにおいては、エラービット率(ＢＥＲ)がＤＦＢ半導体レーザに比較して下がり難い傾向にあることを見出した。ＷＤＭ光通信システムでは、達成されるべきビットエラー率として、少なくとも１０-10、好ましくは１０-12が要求される。
【０００５】
しかしながら、文献(ECOC 97,22-25 September 1997, Conference Publication No. 448, "DENSE WDM TRASMISSION IN STRANDARD FIBRE USING DIRECTLY-MODULATED FIBRE GRATING LASERS AT 2.6 GBIT/S")に示された実験結果および発明者の検討結果によれば、実験室での測定においてさえも上記の目標値に到達することができなかった。例えば、文献に示されるデータによれば、１０-10程度でビットエラー率が飽和する傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、並びに光通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、発明者はさらに検討を進めた。発明者がまず着目したことは、半導体レーザとの比較である。
【０００８】
ファイバグレーティングレーザといった発光デバイスは、半導体素子を光発生源として使用する点、並びに回折格子および半導体素子の一端面からなる光共振器を有する点、において共通する。しかしながら、ＤＦＢ型半導体レーザでは、光共振器は、半導体素子の一端面と半導体素子内に設けられた回折格子とから成る。ファイバグレーティングレーザでは、光共振器は、半導体素子の一端面と半導体素子の外のグレーティングファイバに設けられた回折格子とから成る。
【０００９】
発明者は、この構造的な差に関してさらに検討を進めた。この結果、ファイバグレーティングレーザは、ＤＦＢ型半導体レーザに比べて長い共振器長を備えていることに気づいた。これは、ＤＦＢ型半導体レーザと大きく異なる点である。
【００１０】
長い共振器長を備える発光デバイスでは、発振スペクトル幅が狭くなる。一方、スペクトル幅が狭いということは、外部からの攪乱、つまり外部干渉に弱いことを意味する。したがって、このような発光デバイスに何らかの外部攪乱に加わると、その攪乱はＤＦＢ型半導体レーザよりも顕著にその特性に影響を与えることが考えられる。
【００１１】
そこで、発明者は、ファイバグレーティングといった発光デバイスにどのような攪乱が加えられているかについて検討した。ビットエラー率が、非常に速い現象、例えば２．５Ｇｂｉｔ／ｓ程度の現象に係わるので、温度といった環境要因は検討から除外される。このため、発明者は、電気的な攪乱および光学的な攪乱について調査した。
【００１２】
まず、電気的な攪乱について検討した。ＤＦＢ型半導体レーザおよびファイバグレーティングレーザは共に類似にしたパッケージ、例えばバタフライ型パッケージに組み立てられる。また、ファイバグレーティングレーザの半導体光増幅器は、半導体レーザと非常に似た構造を有している。このため、電源および駆動配線のインピーダンス等も似たような値になると考えられる。故に、電流を光に変換する過程において、ファイバグレーティングレーザとＤＦＢ型半導体レーザとの間において、ビットエラー率を悪化させるような大きな違いはないと考えた。
【００１３】
次いで、光学的な攪乱について検討した。非常に高い周波数の攪乱であることを考慮すると、自らが発生した光信号が候補となり得る。では、どのような経路で、この光信号が、攪乱としてファイバグレーティングレーザに加えられるのであろうかと考えた。攪乱の入力として最も可能性がある経路は、グレーティングファイバである。つまり、グレーティングファイバを通って半導体光増幅器に加えられる経路が考えられる。これが原因であると仮定すると、既に言及したように、ファイバグレーティングレーザはＤＦＢ型半導体レーザに比べて長い光共振器長を有するという構造的な要因とも矛盾しない。
【００１４】
しかしながら、一般に、この経路には光アイソレータが配置されている。そこで、戻り光に関して更に詳細な検討を行うべく実験を行った。この実験については後述し、ここでは、その結果のみ示す。その結果によれば、発明者は、戻り光が、ビットエラー率を低下させていることを発見すると共に、光アイソレーション値は、達成されるビットエラー率と関連していることを発見した。
【００１５】
そこで、発明者は、本発明を以下のような構成とした。
【００１６】
本発明の一側面の発光デバイスは、複数の光発生部と、出力と、光合波器と、光アイソレータとを備える。
【００１７】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００１８】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含むと共に、半導体光増幅器において発生された光を該回折格子と半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射させて増幅する。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００１９】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、外部信号に応じて変調された光を発生し光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２０】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに、一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子を有するグレーティングファイバを含む。グレーティングファイバの一端部は、半導体光増幅器の光放出面に光学的に直接に結合されている。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２１】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。この発光デバイスは、グレーティングファイバの先端部分を覆うフェルールを更に備えており、回折格子は、フェルールに覆われた部分に位置している。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部において発生された信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２２】
また、本発明では、光合波器は、光カプラ及びＡＷＧのいずれかであることができる。さらに、複数の光発生部は、それぞれ異なる波長成分の信号光を発生することができる。光アイソレータは、光合波器に光学的に結合されている第１の複屈折デバイス、出力に光学的に結合された第２の複屈折デバイス、並びに第１および第２の複屈折デバイスの間に配置されたファラデー回転子を有することができる。
【００２３】
本発明の別側面の光通信システムは、光送信器と、光受信器と、光伝送路とを備える。光送信器は、下記の発光デバイスまたは上記の発光デバイスのいずれかを含み複数の波長成分を有する光信号を送出する。光受信器は、光信号を受ける。光伝送路は、光送信器および光受信器の間を光学的に結合する。光受信器は、光伝送路から受けた信号光を分波するための光分波手段を有する。
【００２４】
本発明の更なる別の側面は、複数の信号光を発生する方法である。本方法は、第１の半導体光増幅器において第１の外部信号に応じて生成された光を、第１の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と第１の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、第１の信号光を生成するステップと、第２の半導体光増幅器において第２の外部信号に応じて生成された光を、第２の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と第２の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、第１の信号光の波長と異なる波長の第２の信号光を生成するステップと、第１及び第２の信号光を合波して合波信号光を生成するステップと、ビットエラー率ＢＥＲに関して、複数の信号光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従ってｄＢ単位で規定された値以上の光アイソレーションを介して光伝送路に前記合波信号光を提供するステップと、を備える。
【００２５】
本発明に係わる発光デバイスは、複数の光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光アイソレータは、複数の光発生部と出力との間に配置されている。さらに、このような発光デバイスでは、複数の光発生部において発生されたそれぞれの光を合波するための光合波手段を備えることができる。本発明に係わる発光デバイスでは、光アイソレータは、光合波手段と出力との間に配置されることができる。
【００２６】
本発明に係わる発光デバイスは、光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光発生部は、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを含む。半導体光増幅器は、光放出面および光反射面を有する活性層にキャリアが注入されると光を発生する。グレーティングファイバは、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有する。出力は、光発生部において発生された光を提供するように設けられている。光アイソレータは、光発生部と出力との間に配置されている。このような発光デバイスにおいて、光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２７】
本発明に係わる発光デバイスでは、光アイソレータは、グレーティングファイバの他端と光学的に結合されていることができる。
【００２８】
本発明に係わる信号光を発生する方法は、(1)半導体光増幅器において光信号を発生し、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と、半導体光増幅器の光反射面とにおいて信号光を反射させて増幅し、(2)伝送速度２．５Ｇｂｐｓの１．５５μｍ帯の光に対して達成されるべきｄＢ単位におけるビットエラー率ＢＥＲに関して−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従って規定される値以上の光アイソレーションを介して光伝送路に信号光を光伝送路に提供する、それぞれのステップを備える。
【００２９】
本発明に係わる信号光を送出する方法は、所定のビットエラー率を達成するように調整された信号光を送出することを可能にする。この方法は、(3)半導体光増幅器において１．５５μｍ帯の信号光を発生し、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と、半導体光増幅器の光反射面とにおいて信号光を反射させて増幅し、(4)増幅された信号光に対して達成されるべきｄＢ単位におけるビットエラー率ＢＥＲに関して−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従って決定された値以上の光アイソレーションを介して増幅された信号光を送出する、それぞれのステップを備える。
【００３０】
本発明に係わる光通信システムは、光送信器と、光受信器と、光送信器および光受信器を光学的に結合する光伝送路と、を備える。光送信器は、１または複数の波長を有する光信号を送出し、光受信器はこの光信号を受ける。このような光通信システムにおいて、光送信器は、１または複数の光発生部と、１または複数の光発生部において発生された光を提供するように設けられた出力と、１または複数の光発生部と出力との間に配置された光アイソレータと、を有する。光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上に設定されている。
【００３１】
本発明に係わる光通信システムでは、光送信器は、１または複数の光発生部において発生されたそれぞれの光を合波するための光合波手段を有することができ、光受信器は、光伝送路から受けた光を分波するための光分波手段を有することができる。
【００３２】
本発明は、外部共振器型の発光デバイスが所定ビットエラー率を達成するために必要なアイソレーション値を決定する方法に関連する。試験デバイスは外部共振器を含む光発生部を含む。発光デバイスは、アイソレーション値を達成する光アイソレータと、光発生部とを含む。この方法には、以下のステップが含まれる。(5)試験デバイスを準備するステップが含まれる。(6)試験デバイスにおいて信号光を発生させ信号光の所定量を試験デバイスに戻した状態で、試験デバイスのビットエラー率を測定するステップが含まれる。（7）所定量を変化させて試験デバイスビットエラー率を測定するステップが含まれる。これによって、光アイソレータを除いた部分が有する特性を知ることができる。(8)所定のビットエラー率を達成できる戻り光量と、発光デバイスの出力が受けると見積もられたシステム戻り光量とから、発光デバイスのアイソレーション値を決定するステップが含まれる。例示的に説明すれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量を達成するまで、システム戻り光量を減衰させるようにアイソレーション値が決定される。
【００３３】
この方法によれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量を求める。見積もられたシステム戻り光量に対して所定のビットエラー率を達成できる戻り光量が得られるように、アイソレーション値が決定される。これによって、発光デバイスが備えるべき光アイソレータの最低アイソレーション値が得られる。
【００３４】
アイソレーション値を決定する方法は、以下のステップを含むように適用されることができる。光反射率Ｒ1を有する回折格子を含む光学部品と、回折格子と結合効率η1で光学的に結合された半導体光増幅器とを含む試験デバイスを準備するステップが含まれることができる。また、試験デバイスのビットエラー率と戻り光の所定量との関係からＰc＝η1×(１−Ｒ1)×Ｐrに基づいて、半導体光増幅器への戻り光量を求めるステップが含まれることができる。さらに、半導体光増幅器への戻り光量を基づいて、光反射率Ｒ2を有する回折格子を含む光学部品と、回折格子と結合効率η2で光学的に結合された半導体光増幅器とを有する発光デバイスに対する戻り光量をＰr＝Ｐc／(η2×(１−Ｒ2))に基づいて求めるステップが含まれることができる。さらにまた、回折格子と結合効率η2で光学的に結合された半導体光増幅器とを有する発光デバイスに対する戻り光量からアイソレーション値を求めるステップが含まれることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。同一または類似の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、本明細書において、１．５５μｍ帯とは、１．５３μｍ以上１．６２μｍ以下の範囲の波長帯域をいう。
【００３６】
図１および図２を用いて、第１の実施の形態に係わる発光デバイス(発光装置)について説明する。この発光デバイスは、ファイバグレーティングレーザモジュールの構造を有する。図１は、レーザモジュールの斜視図であり、その内部の様子が明らかになるように一部破断図になっている。図２は、レーザモジュール主要部を表し図１のＩ−Ｉ断面における断面図である。
【００３７】
図１を参照すると、レーザモジュール１は、レーザモジュール主要部１０と、ハウジング１２とを備える。ハウジング１２は、図１に示された実施例では、バタフライ型パッケージである。パッケージ１２内の底面上にレーザモジュール主要部１０が配置されている。レーザモジュール主要部１０は、不活性ガス、例えば窒素ガス、が封入された状態でパッケージ１２内に封止されている。ハウジング１２は、半導体レーザレーザモジュール主要部１０を収納している本体部１２ａ、光ファイバ４８を保持する筒状部１２ｂ、および複数のリードピン１２ｃを備える。
【００３８】
レーザモジュール主要部１０は、光学部品１４と、半導体光学素子１６、１８と、搭載部材２２、２４、２６と、位置合わせ機構部２８と、を有する。
【００３９】
搭載部材２２は半導体光増幅器１６を搭載し、搭載部材２８は半導体受光素子１８を搭載している。搭載部材２４は、搭載部材２２、２８を搭載している。搭載部材２４は、熱電子冷却器（サーモエレクトリッククーラ）２０の上に配置されている。熱電子冷却器２０は、例えば、ペルチェ効果を利用した温度制御素子として実用化されている。熱電子冷却器２０は、半導体光増幅器１６が搭載部材２４上に配置されているので、半導体光増幅器１６の温度を制御できる。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャリアに利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）といった熱良導体が好ましい。
【００４０】
半導体光増幅器１６は、ＩｎＰ半導体領域を有する基板上に複数の半導体層を備える。例えば、ｎ型ＩｎＰ基板上に、ｎ型ＩｎＰ半導体層を含む第１のクラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ半導体層を含む多重量子井戸活性層、ｐ型ＩｎＰ半導体層を含む第２のクラッド層、を順次に積層する。これらの上からＩｎＧａＡｓ半導体層とＳｉＮ膜層といったマスク材層を形成する。メサ部を形成するようにストライプ状のＳｉＮ膜層を形成し、これをマスクにしてメサ部以外の領域を基板に至るまでエッチングによって除去する。次いで、このマスクを残した状態で、ｐ型ＩｎＰ半導体層およびｎ型ＩｎＰ半導体層を含む電流阻止部を選択成長によって形成する。メサ部は、この電流阻止部によって両側面から挟まれる。マスクを除去した後に、ほぼ平坦なメサ部および電流阻止部の上にｐ型ＩｎＰ半導体層を成長し、ついでｐ型ＩｎＧａＡｓ半導体層を含むコンタクト層を形成する。
【００４１】
多重量子井戸活性層が備えるＭＱＷ構造は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体井戸層およびＩｎＧａＡｓＰ半導体障壁層からなる３０層の積層を含む。井戸層および障壁層は、元素組成を変更することによって禁制帯幅を変更している。ＭＱＷ構造部を両側から挟むように、ＭＱＷ構造部と両クラッド層との間にＳＣＨ(Separateｄ Confinement Layer)層をそれぞれ設けることができる。
【００４２】
このような半導体光増幅器１６の光放出面１６ａにおける光反射率は、十分に低い値(例えば、１％以下、好ましくは０．１％以下)に設定され、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂは、十分に大きな値(例えば９０％以上)に設定される。光放出面１６ａの光反射率は、光反射面１６ｂの光反射率より低く、実質的に光を反射しない程度に低い。これによって、光放出面１６ａにおける光反射は十分に小さくできるので、光反射面１６ｂとグレーティングファイバ１４の回折格子１４ａとから成る光共振器が形成される。
【００４３】
図２を参照すると、光学部品１４は、２つの端部１４ａ、１４ｂ、およびこれらの端部１４ａ、１４ｂの間の光導波路に設けられたグレーティング（回折格子）１４ｃを有する。光学部品１４は、Ｓｉ基板に設けられたＳｉＯ2導波路といった光導波路を含む導波路基板および光ファイバであることができる。以下、光学部品１４が光ファイバである場合について説明される。光ファイバ１４は、酸化ゲルマニウムを含むと共に所定の屈折率を有するコア部と、このコア部の周囲に設けられコア部よりも小さい屈折率を有するクラッド部を有する。このような光ファイバのコア部は、紫外線に対して感光性を有し、コア部は、周期的な屈折率の変化が設けられると、この部分は回折格子として機能する。回折格子１４ｃは、所定の波長帯において光を反射する反射スペクトルを有し、後述の半導体光増幅器１６と光学的に結合して光共振器を構成する。本実施の形態では、光学部品として、グレーティングファイバ（コア部に回折格子を有する光ファイバ、以下、単に光ファイバともいう）を例示して本発明を説明するが、より一般には、光導波路に設けられた回折格子を有する光学部品に適用することができる。
【００４４】
光ファイバ１４の一方の端部１４ａは、光共振器長を短くするために、レンズ化端部を有する。レンズ化端部においては、集光機能を持つように端部の外形が形成され、先球加工された端部とも呼ばれる。その他端１４ｂは、光アイソレータ４２に対面し、この端部は、光ファイバ１４を端面研磨することによって形成されるので、研磨面とも呼ばれる。
【００４５】
パッケージ１２の筒状部１２ｂは、本体部１２ａに通じる貫通孔を有する。この貫通孔を、半導体光増幅器１６から光を導く光ファイバ１４が通過する。筒状部１２ｂの先端部分には、光アイソレータ４２が位置する。
【００４６】
光ファイバ１４は、位置合わせ機構部２８といった支持部材によって支持されている。光ファイバ１４の一端部１４ａは、半導体光増幅器１６に光学的に結合するように位置合わせ機構部２８によって位置合わせされている。また、光ファイバ１４の他端１４ｂは、光アイソレータ４２に対面するように位置合わせされ、位置合わせ機構部２８に保持されている。このため、光ファイバ１４の他端１４ｂは、光アイソレータ４２と光学的に結合される。このような配置によって、半導体光増幅器１６において発生された光は、光アイソレータに導かれる。
【００４７】
パッケージ１２の筒状部１２ｂの先端部分からは、光ファイバ４８が導入される。光ファイバ４８は、フェルール４４によって先端部分が覆われ保護されている。光アイソレータ４２は、スリーブ４６を保持している。フェルール４４がスリーブ４６に挿入されると、光ファイバ４８はパッケージ１２に対して光学的に位置決めされる。光ファイバ４８の端部４８ａは、光ファイバ４８を端面研磨することによって形成され、このため研磨面とも呼ばれる。光ファイバ４８の端部４８ａは、光アイソレータ４２に対面するように位置合わせされるので、光アイソレータ４２と光学的に結合される。
【００４８】
このような配置によって、光ファイバ４８が、光アイソレータ４２およびファイバグレーティング１４を介して半導体光増幅器１６に光学的に結合される。この結果、光学的な軸２に合わせて、半導体光学素子１６、１８、ファイバグレーティング１４、光アイソレータ４２、光ファイバ４８が所定の精度で配置される。
【００４９】
また、半導体光増幅器１６において発生され光アイソレータ４２を通過した光は、光ファイバ４８に導かれる。つまり、光アイソレータ４２は、光ファイバ１４と光ファイバ４８との間に配置され、光ファイバ１４からの光を透過させると共に、光ファイバ４８からの光を所定の減衰度で遮断する。これによって、グレーティングファイバ１４に到達する外部攪乱光の量が低減される。
【００５０】
結局、図１および図２に示されたモジュールでは、半導体光増幅器１６の光放出面１６ａにグレーティングファイバ１４が光結合され、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂにおいて光が反射される。この形態では、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂの光反射率は比較的大きめに設定され、半導体光増幅器１６の光放出面１６ａの光反射率は十分に小さく設定される。発生された光はグレーティングファイバ１４から取り出されることができる。
【００５１】
これと異なる光モジュールの形態がある。この形態では、半導体光増幅器の光放出面にグレーティングファイバが結合され、半導体光増幅器の光反射面から光が取り出される。この形態では、半導体光増幅器の光反射面の光反射率は比較的に小さく設定され、半導体光増幅器の光反射面の光反射率は通常に半導体レーザと同程度の光反射率に設定される。発生された光は、半導体光増幅器の光反射面から取り出すことができる。光反射面に対面する光取り出し用光ファイバの端部と、半導体光増幅器の光反射面との間に光アイソレータを挿入することができる。
【００５２】
図３(ａ)および図３(ｂ)は、ファイバ型光アイソレータといった光アイソレータの一実施の形態を模式的に示した図面である。光アイソレータ４２は、所定の軸に沿って整列された第１の複屈折デバイス４２ａ、第２の複屈折デバイス４２ｂ、並びにファラデー回転子４２ｃを有する。第１および第２の複屈折デバイス４２ａ、４２ｂは、ルチルおよびくさび型複屈折板といった複屈折材料を含む複屈折部材(複屈折光学素子)である。第１の複屈折デバイス４２ａは、グレーティングファイバ１４の一端１４ｂと光学的に結合するように対面している。第２の複屈折デバイス４２ｂは、光ファイバ４８の一端４８ａと光学的に結合するように対面している。ファラデー回転子４２ｃは、例えばＢｉ−ＹＩＧ結晶を含む。ファラデー回転子４２ｃは、第１および第２の複屈折デバイス４２ａ、４２ｂの間に配置されている。
【００５３】
グレーティングファイバ１４からの光は、レンズ４２ｄといったレンズ手段を介して第１の複屈折デバイス４２ａに導かれる。第２の複屈折デバイス４２ｂからの光は、レンズ４２ｅといったレンズ手段を介して光ファイバ４８に導かれる。
【００５４】
このような構造の光アイソレータは、例えば、１．５５μｍ帯の光に対して挿入損失２ｄＢ以下でアイソレーション４０ｄＢという特性を有する。更なるアイソレーションが必要な場合は、複数の光アイソレータを直列して接続することができる。
【００５５】
図３(ａ)および図３(ｂ)において、順方向および逆方向に進む光の経路について説明する。グレーティングファイバ１４の一端１４ｂから出射された光は、レンズ４２ｄでほぼ平行な光になる。この光は第１の複屈折デバイス４２ａにおいて正常光(実線)と異常光(破線)とに分離された後に、ファラデ回転子４２ｃを通過する。通過した光は、第２に複屈折デバイス４２ｂを再び通過した後にレンズ４２ｅに入射すると、光ファイバ４８の一端４８ａに集光される。一方、光ファイバ４８からの光は、レンズ４２ｅでほぼ平行な光になる。この光は第２の複屈折デバイス４２ｂにおいて正常光(実線)と異常光(破線)とに分離された後に、ファラデ回転子４２ｃを通過する。通過した光は、第１に複屈折デバイス４２ａを再び通過した後にレンズ４２ｄに入射すると、グレーティングファイバ１４の一端１４ｂと異なる位置に集光される。このように光アイソレータ４２では、一方のポートからの光(順方向の光)と他方のポートからの光(逆方向の光)との経路が異なるので、一方向に進む光は光アイソレータ４２を通過するけれども、他方向からの光は光アイソレータ４２を通過することができない。
【００５６】
発光デバイスへの戻り光に関して更に詳細な検討を行うべくなされた実験について説明する。図４は、この実験の際の光学的な結合の状態を示した図面である。
【００５７】
図４を参照すると、実験に使用されるファイバグレーティングレーザといった試験デバイスが、ハウジング１２に収納されている。ハウジング１２内には、回折格子１４ｃがコア部に形成されたグレーティングファイバ１４と、このグレーティングファイバ１４の一端１４ａと光学的に結合された半導体光増幅器１６、および半導体光増幅器１６の発光状態を監視するフォトダイオード１８が配置されている。発光デバイスおよび試験デバイスを例示的に示せば、発光デバイスが図１に示された構造を備えるとき、試験デバイスは図９に示される構造を備えることができる。
【００５８】
グレーティングファイバ１４は、光カプラ６３の第１のポート６３ａに接続されている。第２のポート６３ｂは、光ファイバ６８ａを介して光アイソレータ６４の入力６４ａに接続されている。光アイソレータ６４の出力６４ｂには、ビットエラー率(ＢＥＲ)測定器６５が光ファイバ６８ｂを介して接続されている。また、光カプラ６３の第３のポート６３ｃには、光ファイバ６８ｃを介して可変アッテネータ６６の入力６６ａに接続され、その出力は光ファイバ６８ｄを介して、１．５５μｍにおいて受けた光をほぼ全反射する全反射ミラー６７に結合されている。光カプラ６３の第４のポートは、無反射処理が施されている。例えば、光アイソレータ６４は、６０ｄＢ程度のアイソレーションを有する。
【００５９】
ここで、ビットエラー率ＢＥＲは、Ｅ(t)／Ｎ(t)で規定される。Ｅ(t)は時間ｔの間にエラーで受信されたビット数を示し、Ｎ(t)は時間ｔの間に伝送された全ビット数を示している。
【００６０】
実験系においては、グレーティングファイバ１４と半導体光増幅器１６との光結合は、−２．８ｄＢである。半導体光増幅器１６の光送出面の反射率は１．５５μｍ帯において０．１％以下であり、光反射面の反射率は１．５５μｍ帯において８０％である。
【００６１】
図４の実験系によれば、半導体光増幅器１６において発生され光放出面１６ａから放出された光Ａは、回折格子１４ｃにおいて一部は反射され反射光Ｃとなると共に、残りは透過光Ｅとなる。モニタ光Ｂは、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂから放出されてフォトダイオードに入射される。
【００６２】
このような実験系を用いた実験において、発明者は、アイソレーションとビットエラー率との関連を見出した。反射戻り光量を変化させると、この戻り量に応じてビットエラー率が変化したのである。つまり、上記の実験系においては、可変アッテネータ６６の減衰量を変化させると、ファイバグレーティングレーザへの戻り光量が変わる。故に、可変アッテネータ６６の減衰量を変えながら、ビットエラー率を測定器６５で測定すれば、光アイソレーションを変更したことと等価になる。
【００６３】
発明者は、実験結果を解析するために更に検討を行った。実際に、ビットエラー率に影響を与える戻り光は、半導体光増幅器１６にまで達する光Ｄであることに気づいた。ファイバグレーティングレーザは光量Ｐ0を発光する。グレーティングファイバ１４の回折格子１４ａに戻る光量Ｐrと、半導体光増幅器１６にまで戻る光量Ｐcとの関係は、Ｐc＝Ｐr×η×(１−ＲFG)と表される。ここで、ηは半導体光増幅器１６とグレーティングファイバ１４との結合効率を示し、１−ＲFGは回折格子１４ｃでの透過率を示す。本実験系では、η＝−２．８ｄＢ、ＲFG＝７０％であるので、η×(１−ＲFG)＝−８ｄＢ≒１／６．３となる。故に、Ｐc≒Ｐr／６．３となる。
【００６４】
図５は、この実験系において、反射光の戻り光の割合を変化させたときのビットエラー率を測定した特性図である。測定は、伝送速度２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、測定パターンＮＺＲ、ＰＲＢＳ１０23−１で行われた。横軸には、Ｐr／Ｐ0をｄＢ単位で示している。 HYPERLINK "http://www8.ipdl.jpo.go.jp/Tokujitu/tjitemdrw.ipdl?N0000=235&N0500=9E#N/;><?6;=?:///&N0001=56&N0552=9&N0553=000007" \t "tjitemdrw" 図５には、戻り光量を低減すれば、ビットエラー率も低下することが示されている。
【００６５】
発明者は、図５に示された特性に基づいて、Ｐc／Ｐ0＝η×(１−ＲFG)×Ｐr／Ｐ0ｌｏｇ(Ｐc／Ｐ0)＝ｌｏｇ(η×(１−ＲFG))＋ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)となる。本実験に使用されたファイバグレーティングレーザの諸定数を代入すると、ｌｏｇ(Ｐc／Ｐ0)＝―８ｄＢ＋ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)が得られることを見出した。この関係式によって、図５の横軸を半導体光増幅器１６への戻り光量Ｐcに読み替えることができる。故に、半導体光増幅器１６への戻り光量Ｐcとビットエラー率(ＢＥＲ)との関係が得られる。また、発明者は、想定しているシステムにおけるシステム戻り光量(最大反射量)が１０×ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)＝−２５ｄＢ程度である、と考えている。したがって、この戻り光量と、達成されるべきビットエラー率に対応する戻り光量との差が、必要なアイソレーションとなる。「必要なアイソレーション」は、光アイソレータ、η、およびＲFGによって達成されるべき値である。このため、光アイソレータの値を決定するためには、ηおよびＲFGから寄与を除かなければならない。このようにして求めた結果を図６に示す。図６では、光アイソレータが達成すべきアイソレーションと、ビットエラー率との関係を示す特性図である。最小自乗法を用いて図６における黒丸を一次式に当てはめると、Ｉ＝−５８．６−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)が得られる。故に、アイソレーションは、達成されるべきビットエラー率１０-10、１０-12以上の範囲において、この関係式に従って設定されることが好ましい。
【００６６】
次いで、実験において採用したファイバグレーティングレーザに限られることなく、一般的に適用可能な関係を導く手順を発明者は考えついた。一般には、ηおよび(１−ＲFG)は様々な値を取り得る。
【００６７】
Ｐc／Ｐ0＝η×(１−ＲFG)×Ｐr／Ｐ0
において、ファイバグレーティングレーザの諸定数が
−０．５ｄＢ≧η≧−１０ｄＢ
１％≦ＲFG≦９０％
の範囲で変化すると、アイソレーションに関して、
(a)最も有利な条件：η＝−１０ｄＢ、ＲFG＝９０％
(b)最も不利な条件：η＝−０．５ｄＢ、ＲFG＝１％
であると考えられる。これらの特性は図６に示されている。これらの特性についても一次式に当てはめると、
(a) Ｉ＝−６３．４−７．９×ｌｏｇ(ＢＥＲ)
(b) Ｉ＝−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)
が得られる。図６においては、それぞれの直線の上側の領域において、所定のビットエラー率が達成されている。
【００６８】
これらの式から次の内容が理解される。条件(a)のファイバグレーティングレーザでは、実験に使用されたレーザに比べて、ηが７．２ｄＢ程度悪いので、この分に相当してアイソレーションを小さくできる。条件(b)のファイバグレーティングレーザでは、実験に使用されたレーザに比べて、ηが２．３ｄＢ程度良いので、この分に相当した大きなアイソレーションが必要である。
【００６９】
ここでは、一般的な諸特性値を有するファイバグレーティングレーザといった外部共振器型発光デバイスに対するアイソレーションの決定方法が示された。この方法を採用すれば、ここで採用された数字と異なる数字を用いて、ここで示された見積りと同様な計算を行うことができる。また、各部品の温度特性までも考慮に入れてアイソレーション値を決定できる。更に、伝送レートを変更したときのアイソレーション値もまた求めることができる。加えて、ηおよびＲFGの少なくとも一方のばらつきを考慮したアイソレーション値を見積もることもできる。
【００７０】
図７は、第２の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。図１および図２の同一の部分には、同一の符号を付している。図７を参照すると、ファイバグレーティングレーザ１１を含む発光デバイス１Ｂが図示されている。発光デバイス１Ｂに含まれるファイバグレティングレーザ１１では、光アイソレータ４２が光アイソレータ４０に置き換えられている点を除いて、図１および図２に示されたファイバグレーティングレーザ１Ａと同じである。光アイソレータ４０は、ハウジング１２に取り付けられることもでき、またハウジング１２とは別個に配置されることができる。つまり、光アイソレータ４０は、グレーティングファイバ１４と、光導波路５０との間に設けられている。
【００７１】
ファイバグレーティングレーザ１Ｂは、半導体光増幅器１６、グレーティングファイバ１４、および光アイソレータ４０を含む。ファイバグレーティング１４は、中心波長λ0の反射スペクトルを有する回折格子１４ｃを有する。半導体光増幅器１６の光放出面１６ａは、グレーティングファイバ１４の一端１４ａと光学的に結合している。グレーティングファイバ１４の他端１４ｂは、ファイバ型アイソレータといった光アイソレータ４０の入力に光学的に結合されている。光アイソレータ４０の出力は、光ファイバといった光導波路５０に光学的に結合されている。半導体光増幅器１６およびグレーティングファイバ１４と一端部は、ハウジング１２内に収納されている。半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂは、モニタ用フォトダイオード(図１の１８)の受光面と光学的に結合されることができる。半導体光増幅器１６は、外部からの信号５１によって変調される。変調された信号は、光アイソレータ４０を介して光導波路５０に送出される。一方、光伝送路５０からの戻り光は、光アイソレータ４０によって所定の値未満にまで遮断されている。この結果、実用的な環境においても、１０-10程度以下のビットエラー率を達成される。
【００７２】
図８は、第３の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。図１および図２の同一の部分には、同一の符号を付している。図８を参照すると、ＷＤＭ用発光デバイス１Ｃが図示されている。発光デバイス１Ｃは、複数のファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、光アイソレータ４１と、光合波手段５２を有する。
【００７３】
複数のファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各々は、図９に示されるような構造を備えることができる。図９においては、図１および図２と同一の部分には、同一の符号を付している。また、ファイバグレーティングレーザ１１ａは発振波長λ1の光を発生し、ファイバグレーティングレーザ１１ｂは発振波長λ2の光を発生し、ファイバグレーティングレーザ１１ｃは発振波長λnの光を発生する。ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの出力は、光合波手段５２の入力ポート５２ａ、５２ｂ、５２ｃに結合されている。光合波手段５２は、これらの入力ポートに与えられた光を合波し単一の出力ポート５２ｄに提供することができる。光合波手段５２は、光カプラまたはＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating)といった光合波器５２であることができる。光合波手段５２の出力ポート５２ｄには、光導波路５４を介して光アイソレータ４１の入力に結合されている。光アイソレータ４１の出力は、光ファイバといった光導波路５０に結合されている。
【００７４】
光導波路５０には、波長成分(λ1、λ2、… λn)を含むＷＤＭ信号が与えられる。ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに含まれる半導体光増幅器１６は、それぞれ、外部からの信号５１ａ、５１ｂ、５１ｃによって変調される。変調された信号は、それぞれ、光合波手段５２によって合波され単一の光アイソレータ４１を介して光伝送路５０に送出される。一方、光伝送路５０からの戻り光は、光アイソレータ４０によって所定の値未満にまで遮断されている。このため、ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに含まれる半導体光増幅器１６に対する戻り光は、所定値に未満に抑えられている。この結果、実用的な環境において、１０-10程度以下のビットエラー率を達成される。
【００７５】
図１０は、ＷＤＭ光通信システム９を示す図面である。光通信システム９は、光受信器３、光送信器４、並びに光送信器４および光受信器３を結合する光伝送路８を備える。
【００７６】
光受信器３は、光入力ポート３ａ、電気出力端子３ｂ、複数の受光素子３ｃ、および光分波手段３ｄを有する。光分波手段３ｄは、入力ポートに受けた光を複数の波長成分毎に空間的に分けることができる。光入力ポート３ａからのＷＤＭ光信号は、例えばＡＷＧといった光分波器３ｄによって、空間的に異なる位置に波長成分毎に分けられる。各信号が伝送される各波長成分毎に、異なる受光素子３ｄに入力され、電気信号７に変換される。電気信号７は、出力ポート３ｂから送出される。
【００７７】
光通信器４には、例えば図８に示された発光デバイス１Ｃを採用することができる。光送信器４では、出力ポート４ａは光伝送路８に接続されている。光送信器４は、送信されるべき変調信号５１を入力端子４ｂに受けて、この信号５１で変調されたＷＤＭ光信号を出力ポート４ａから提供する。
【００７８】
光伝送路８は、光増幅器６ａ、６ｂ、並びに光導波路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備える。光導波路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、それぞれ、光増幅器６ａ、６ｂの間を接続し、光増幅器６ａと光送信器４とを接続し、光増幅器６ｂと光受信器３との間を接続する。
【００７９】
このようなＷＤＭ光通信システムでは、光送信器４の出力と、半導体光増幅器との間に所定の減衰度の光アイソレータが挿入されているので、伝送特性の要求に適合したビットエラー率のデータ伝送が実現される。本実施の形態では、光送信器４として第３の実施の形態に係わる装置を採用したが、第１および第２に実施の形態に係わる装置を採用することもでき、同様な作用および効果が得られる。
【００８０】
以上詳細に説明した発明の実施の形態に係わる発光デバイスによれば、光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光アイソレータは、光発生部と出力との間に配置されている。このような発光デバイスにおいて、光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)以上に規定されている。
【００８１】
外部共振器型の発光デバイスが所定のビットエラー率を達成することを可能にするアイソレーション値を決定する方法によれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量と、システム戻り光量とからアイソレーション値を決定する。このため、発光デバイスが備えるべき光アイソレータの最低アイソレーション値が得られる。
【００８２】
したがって、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、光通信システム並びにアイソレーション値を決定する方法が提供される。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、光通信システム、並びにアイソレーション値を決定する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係わるファイバグレーティングレーザの斜視図を示す。
【図２】図２は、図１のI-I断面における図面を示す。
【図３】図３(a)および図３(ｂ)は、光アイソレータの構造を示す図面である。
【図４】図４は、ビットエラー率を測定した光学系を表した実験システムを示す図面である。
【図５】図５は、反射戻り光とビットエラー率との関係を示す特性図である。
【図６】図６は、アイソレーションと、ビットエラー率との関係を示す特性図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。
【図８】図８は、第３の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。
【図９】図９は、ファイバグレーティングレーザを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、ＷＤＭ光通信システムの模式図である。
【符号の説明】
１Ａ…レーザモジュール、１Ｂ、１Ｃ…発光デバイス、３…光受信器、４…光送信器、６ａ、６ｂ…光増幅器、７…電気信号、８…光伝送路、９…ＷＤＭ光通信システム、１０…レーザモジュール主要部、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…ファイバグレティングレーザ、１２…ハウジング、１４…グレーティングファイバ、１６、１８…半導体光学素子、２０…熱電子冷却器（サーモエレクトリッククーラ）、２２、２４、２６…搭載部材、２８…位置合わせ機構部、４０、４１、４２…光アイソレータ、４２ａ…第１の複屈折デバイス、４２ｂ…第２の複屈折デバイス、４２ｃ…ファラデー回転子、４２ｄ、４２ｅ…レンズ、４４…フェルール、４８…光ファイバ、５０…光導波路、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…外部からの信号、５２…光合波手段、５４…光導波路、６３…光カプラ、６４…光アイソレータ、６５…ビットエラー率(ＢＥＲ)測定器、６８ａ〜６８ｄ…光ファイバ、
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを有する発光デバイス、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを用いて信号光を発生する方法、並びに光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバグレーティングレーザは、半導体光増幅器(以下、ＳＯＡともいう)およびグレーティングファイバを有する。このファイバグレーティングレーザは、ファイバグレーティングの回折格子と、ＳＯＡの一端面とから成る光共振器を備える。ＳＯＡは、光を取り出す前端面およびグレーティングファイバと対面する後端面を有する。このような構造のレーザは、外部共振器型半導体レーザモジュールとして知られている。このモジュールでは、その発光波長がファイバグレーティングのブラッグ波長によって決定されるので、ＳＯＡを作製した後においても光波長を調整することができるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光通信の分野、特にＷＤＭ光通信システムの分野において実用的に使用可能な半導体レーザモジュールを製造するために、発明者は様々な検討を行った。
【０００４】
この検討結果の一つとして、発明者は、半導体レーザモジュールにおいては、エラービット率(ＢＥＲ)がＤＦＢ半導体レーザに比較して下がり難い傾向にあることを見出した。ＷＤＭ光通信システムでは、達成されるべきビットエラー率として、少なくとも１０-10、好ましくは１０-12が要求される。
【０００５】
しかしながら、文献(ECOC 97,22-25 September 1997, Conference Publication No. 448, "DENSE WDM TRASMISSION IN STRANDARD FIBRE USING DIRECTLY-MODULATED FIBRE GRATING LASERS AT 2.6 GBIT/S")に示された実験結果および発明者の検討結果によれば、実験室での測定においてさえも上記の目標値に到達することができなかった。例えば、文献に示されるデータによれば、１０-10程度でビットエラー率が飽和する傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、並びに光通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、発明者はさらに検討を進めた。発明者がまず着目したことは、半導体レーザとの比較である。
【０００８】
ファイバグレーティングレーザといった発光デバイスは、半導体素子を光発生源として使用する点、並びに回折格子および半導体素子の一端面からなる光共振器を有する点、において共通する。しかしながら、ＤＦＢ型半導体レーザでは、光共振器は、半導体素子の一端面と半導体素子内に設けられた回折格子とから成る。ファイバグレーティングレーザでは、光共振器は、半導体素子の一端面と半導体素子の外のグレーティングファイバに設けられた回折格子とから成る。
【０００９】
発明者は、この構造的な差に関してさらに検討を進めた。この結果、ファイバグレーティングレーザは、ＤＦＢ型半導体レーザに比べて長い共振器長を備えていることに気づいた。これは、ＤＦＢ型半導体レーザと大きく異なる点である。
【００１０】
長い共振器長を備える発光デバイスでは、発振スペクトル幅が狭くなる。一方、スペクトル幅が狭いということは、外部からの攪乱、つまり外部干渉に弱いことを意味する。したがって、このような発光デバイスに何らかの外部攪乱に加わると、その攪乱はＤＦＢ型半導体レーザよりも顕著にその特性に影響を与えることが考えられる。
【００１１】
そこで、発明者は、ファイバグレーティングといった発光デバイスにどのような攪乱が加えられているかについて検討した。ビットエラー率が、非常に速い現象、例えば２．５Ｇｂｉｔ／ｓ程度の現象に係わるので、温度といった環境要因は検討から除外される。このため、発明者は、電気的な攪乱および光学的な攪乱について調査した。
【００１２】
まず、電気的な攪乱について検討した。ＤＦＢ型半導体レーザおよびファイバグレーティングレーザは共に類似にしたパッケージ、例えばバタフライ型パッケージに組み立てられる。また、ファイバグレーティングレーザの半導体光増幅器は、半導体レーザと非常に似た構造を有している。このため、電源および駆動配線のインピーダンス等も似たような値になると考えられる。故に、電流を光に変換する過程において、ファイバグレーティングレーザとＤＦＢ型半導体レーザとの間において、ビットエラー率を悪化させるような大きな違いはないと考えた。
【００１３】
次いで、光学的な攪乱について検討した。非常に高い周波数の攪乱であることを考慮すると、自らが発生した光信号が候補となり得る。では、どのような経路で、この光信号が、攪乱としてファイバグレーティングレーザに加えられるのであろうかと考えた。攪乱の入力として最も可能性がある経路は、グレーティングファイバである。つまり、グレーティングファイバを通って半導体光増幅器に加えられる経路が考えられる。これが原因であると仮定すると、既に言及したように、ファイバグレーティングレーザはＤＦＢ型半導体レーザに比べて長い光共振器長を有するという構造的な要因とも矛盾しない。
【００１４】
しかしながら、一般に、この経路には光アイソレータが配置されている。そこで、戻り光に関して更に詳細な検討を行うべく実験を行った。この実験については後述し、ここでは、その結果のみ示す。その結果によれば、発明者は、戻り光が、ビットエラー率を低下させていることを発見すると共に、光アイソレーション値は、達成されるビットエラー率と関連していることを発見した。
【００１５】
そこで、発明者は、本発明を以下のような構成とした。
【００１６】
本発明の一側面の発光デバイスは、複数の光発生部と、出力と、光合波器と、光アイソレータとを備える。
【００１７】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００１８】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含むと共に、半導体光増幅器において発生された光を該回折格子と半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射させて増幅する。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００１９】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、外部信号に応じて変調された光を発生し光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２０】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに、一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子を有するグレーティングファイバを含む。グレーティングファイバの一端部は、半導体光増幅器の光放出面に光学的に直接に結合されている。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。光合波器は、複数の光発生部からの信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２１】
本発明の発光デバイスでは、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含む。この発光デバイスは、グレーティングファイバの先端部分を覆うフェルールを更に備えており、回折格子は、フェルールに覆われた部分に位置している。複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっている。出力は、複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられている。光合波器は、複数の光発生部において発生された信号光を合波する。光アイソレータは、光合波器と出力との間に配置されている。光アイソレータのアイソレーションは、ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２２】
また、本発明では、光合波器は、光カプラ及びＡＷＧのいずれかであることができる。さらに、複数の光発生部は、それぞれ異なる波長成分の信号光を発生することができる。光アイソレータは、光合波器に光学的に結合されている第１の複屈折デバイス、出力に光学的に結合された第２の複屈折デバイス、並びに第１および第２の複屈折デバイスの間に配置されたファラデー回転子を有することができる。
【００２３】
本発明の別側面の光通信システムは、光送信器と、光受信器と、光伝送路とを備える。光送信器は、下記の発光デバイスまたは上記の発光デバイスのいずれかを含み複数の波長成分を有する光信号を送出する。光受信器は、光信号を受ける。光伝送路は、光送信器および光受信器の間を光学的に結合する。光受信器は、光伝送路から受けた信号光を分波するための光分波手段を有する。
【００２４】
本発明の更なる別の側面は、複数の信号光を発生する方法である。本方法は、第１の半導体光増幅器において第１の外部信号に応じて生成された光を、第１の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と第１の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、第１の信号光を生成するステップと、第２の半導体光増幅器において第２の外部信号に応じて生成された光を、第２の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と第２の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、第１の信号光の波長と異なる波長の第２の信号光を生成するステップと、第１及び第２の信号光を合波して合波信号光を生成するステップと、ビットエラー率ＢＥＲに関して、複数の信号光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従ってｄＢ単位で規定された値以上の光アイソレーションを介して光伝送路に前記合波信号光を提供するステップと、を備える。
【００２５】
本発明に係わる発光デバイスは、複数の光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光アイソレータは、複数の光発生部と出力との間に配置されている。さらに、このような発光デバイスでは、複数の光発生部において発生されたそれぞれの光を合波するための光合波手段を備えることができる。本発明に係わる発光デバイスでは、光アイソレータは、光合波手段と出力との間に配置されることができる。
【００２６】
本発明に係わる発光デバイスは、光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光発生部は、半導体光増幅器およびグレーティングファイバを含む。半導体光増幅器は、光放出面および光反射面を有する活性層にキャリアが注入されると光を発生する。グレーティングファイバは、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有する。出力は、光発生部において発生された光を提供するように設けられている。光アイソレータは、光発生部と出力との間に配置されている。このような発光デバイスにおいて、光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上である。
【００２７】
本発明に係わる発光デバイスでは、光アイソレータは、グレーティングファイバの他端と光学的に結合されていることができる。
【００２８】
本発明に係わる信号光を発生する方法は、(1)半導体光増幅器において光信号を発生し、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と、半導体光増幅器の光反射面とにおいて信号光を反射させて増幅し、(2)伝送速度２．５Ｇｂｐｓの１．５５μｍ帯の光に対して達成されるべきｄＢ単位におけるビットエラー率ＢＥＲに関して−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従って規定される値以上の光アイソレーションを介して光伝送路に信号光を光伝送路に提供する、それぞれのステップを備える。
【００２９】
本発明に係わる信号光を送出する方法は、所定のビットエラー率を達成するように調整された信号光を送出することを可能にする。この方法は、(3)半導体光増幅器において１．５５μｍ帯の信号光を発生し、半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と、半導体光増幅器の光反射面とにおいて信号光を反射させて増幅し、(4)増幅された信号光に対して達成されるべきｄＢ単位におけるビットエラー率ＢＥＲに関して−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従って決定された値以上の光アイソレーションを介して増幅された信号光を送出する、それぞれのステップを備える。
【００３０】
本発明に係わる光通信システムは、光送信器と、光受信器と、光送信器および光受信器を光学的に結合する光伝送路と、を備える。光送信器は、１または複数の波長を有する光信号を送出し、光受信器はこの光信号を受ける。このような光通信システムにおいて、光送信器は、１または複数の光発生部と、１または複数の光発生部において発生された光を提供するように設けられた出力と、１または複数の光発生部と出力との間に配置された光アイソレータと、を有する。光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上に設定されている。
【００３１】
本発明に係わる光通信システムでは、光送信器は、１または複数の光発生部において発生されたそれぞれの光を合波するための光合波手段を有することができ、光受信器は、光伝送路から受けた光を分波するための光分波手段を有することができる。
【００３２】
本発明は、外部共振器型の発光デバイスが所定ビットエラー率を達成するために必要なアイソレーション値を決定する方法に関連する。試験デバイスは外部共振器を含む光発生部を含む。発光デバイスは、アイソレーション値を達成する光アイソレータと、光発生部とを含む。この方法には、以下のステップが含まれる。(5)試験デバイスを準備するステップが含まれる。(6)試験デバイスにおいて信号光を発生させ信号光の所定量を試験デバイスに戻した状態で、試験デバイスのビットエラー率を測定するステップが含まれる。（7）所定量を変化させて試験デバイスビットエラー率を測定するステップが含まれる。これによって、光アイソレータを除いた部分が有する特性を知ることができる。(8)所定のビットエラー率を達成できる戻り光量と、発光デバイスの出力が受けると見積もられたシステム戻り光量とから、発光デバイスのアイソレーション値を決定するステップが含まれる。例示的に説明すれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量を達成するまで、システム戻り光量を減衰させるようにアイソレーション値が決定される。
【００３３】
この方法によれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量を求める。見積もられたシステム戻り光量に対して所定のビットエラー率を達成できる戻り光量が得られるように、アイソレーション値が決定される。これによって、発光デバイスが備えるべき光アイソレータの最低アイソレーション値が得られる。
【００３４】
アイソレーション値を決定する方法は、以下のステップを含むように適用されることができる。光反射率Ｒ1を有する回折格子を含む光学部品と、回折格子と結合効率η1で光学的に結合された半導体光増幅器とを含む試験デバイスを準備するステップが含まれることができる。また、試験デバイスのビットエラー率と戻り光の所定量との関係からＰc＝η1×(１−Ｒ1)×Ｐrに基づいて、半導体光増幅器への戻り光量を求めるステップが含まれることができる。さらに、半導体光増幅器への戻り光量を基づいて、光反射率Ｒ2を有する回折格子を含む光学部品と、回折格子と結合効率η2で光学的に結合された半導体光増幅器とを有する発光デバイスに対する戻り光量をＰr＝Ｐc／(η2×(１−Ｒ2))に基づいて求めるステップが含まれることができる。さらにまた、回折格子と結合効率η2で光学的に結合された半導体光増幅器とを有する発光デバイスに対する戻り光量からアイソレーション値を求めるステップが含まれることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。同一または類似の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、本明細書において、１．５５μｍ帯とは、１．５３μｍ以上１．６２μｍ以下の範囲の波長帯域をいう。
【００３６】
図１および図２を用いて、第１の実施の形態に係わる発光デバイス(発光装置)について説明する。この発光デバイスは、ファイバグレーティングレーザモジュールの構造を有する。図１は、レーザモジュールの斜視図であり、その内部の様子が明らかになるように一部破断図になっている。図２は、レーザモジュール主要部を表し図１のＩ−Ｉ断面における断面図である。
【００３７】
図１を参照すると、レーザモジュール１は、レーザモジュール主要部１０と、ハウジング１２とを備える。ハウジング１２は、図１に示された実施例では、バタフライ型パッケージである。パッケージ１２内の底面上にレーザモジュール主要部１０が配置されている。レーザモジュール主要部１０は、不活性ガス、例えば窒素ガス、が封入された状態でパッケージ１２内に封止されている。ハウジング１２は、半導体レーザレーザモジュール主要部１０を収納している本体部１２ａ、光ファイバ４８を保持する筒状部１２ｂ、および複数のリードピン１２ｃを備える。
【００３８】
レーザモジュール主要部１０は、光学部品１４と、半導体光学素子１６、１８と、搭載部材２２、２４、２６と、位置合わせ機構部２８と、を有する。
【００３９】
搭載部材２２は半導体光増幅器１６を搭載し、搭載部材２８は半導体受光素子１８を搭載している。搭載部材２４は、搭載部材２２、２８を搭載している。搭載部材２４は、熱電子冷却器（サーモエレクトリッククーラ）２０の上に配置されている。熱電子冷却器２０は、例えば、ペルチェ効果を利用した温度制御素子として実用化されている。熱電子冷却器２０は、半導体光増幅器１６が搭載部材２４上に配置されているので、半導体光増幅器１６の温度を制御できる。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャリアに利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）といった熱良導体が好ましい。
【００４０】
半導体光増幅器１６は、ＩｎＰ半導体領域を有する基板上に複数の半導体層を備える。例えば、ｎ型ＩｎＰ基板上に、ｎ型ＩｎＰ半導体層を含む第１のクラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ半導体層を含む多重量子井戸活性層、ｐ型ＩｎＰ半導体層を含む第２のクラッド層、を順次に積層する。これらの上からＩｎＧａＡｓ半導体層とＳｉＮ膜層といったマスク材層を形成する。メサ部を形成するようにストライプ状のＳｉＮ膜層を形成し、これをマスクにしてメサ部以外の領域を基板に至るまでエッチングによって除去する。次いで、このマスクを残した状態で、ｐ型ＩｎＰ半導体層およびｎ型ＩｎＰ半導体層を含む電流阻止部を選択成長によって形成する。メサ部は、この電流阻止部によって両側面から挟まれる。マスクを除去した後に、ほぼ平坦なメサ部および電流阻止部の上にｐ型ＩｎＰ半導体層を成長し、ついでｐ型ＩｎＧａＡｓ半導体層を含むコンタクト層を形成する。
【００４１】
多重量子井戸活性層が備えるＭＱＷ構造は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体井戸層およびＩｎＧａＡｓＰ半導体障壁層からなる３０層の積層を含む。井戸層および障壁層は、元素組成を変更することによって禁制帯幅を変更している。ＭＱＷ構造部を両側から挟むように、ＭＱＷ構造部と両クラッド層との間にＳＣＨ(Separateｄ Confinement Layer)層をそれぞれ設けることができる。
【００４２】
このような半導体光増幅器１６の光放出面１６ａにおける光反射率は、十分に低い値(例えば、１％以下、好ましくは０．１％以下)に設定され、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂは、十分に大きな値(例えば９０％以上)に設定される。光放出面１６ａの光反射率は、光反射面１６ｂの光反射率より低く、実質的に光を反射しない程度に低い。これによって、光放出面１６ａにおける光反射は十分に小さくできるので、光反射面１６ｂとグレーティングファイバ１４の回折格子１４ａとから成る光共振器が形成される。
【００４３】
図２を参照すると、光学部品１４は、２つの端部１４ａ、１４ｂ、およびこれらの端部１４ａ、１４ｂの間の光導波路に設けられたグレーティング（回折格子）１４ｃを有する。光学部品１４は、Ｓｉ基板に設けられたＳｉＯ2導波路といった光導波路を含む導波路基板および光ファイバであることができる。以下、光学部品１４が光ファイバである場合について説明される。光ファイバ１４は、酸化ゲルマニウムを含むと共に所定の屈折率を有するコア部と、このコア部の周囲に設けられコア部よりも小さい屈折率を有するクラッド部を有する。このような光ファイバのコア部は、紫外線に対して感光性を有し、コア部は、周期的な屈折率の変化が設けられると、この部分は回折格子として機能する。回折格子１４ｃは、所定の波長帯において光を反射する反射スペクトルを有し、後述の半導体光増幅器１６と光学的に結合して光共振器を構成する。本実施の形態では、光学部品として、グレーティングファイバ（コア部に回折格子を有する光ファイバ、以下、単に光ファイバともいう）を例示して本発明を説明するが、より一般には、光導波路に設けられた回折格子を有する光学部品に適用することができる。
【００４４】
光ファイバ１４の一方の端部１４ａは、光共振器長を短くするために、レンズ化端部を有する。レンズ化端部においては、集光機能を持つように端部の外形が形成され、先球加工された端部とも呼ばれる。その他端１４ｂは、光アイソレータ４２に対面し、この端部は、光ファイバ１４を端面研磨することによって形成されるので、研磨面とも呼ばれる。
【００４５】
パッケージ１２の筒状部１２ｂは、本体部１２ａに通じる貫通孔を有する。この貫通孔を、半導体光増幅器１６から光を導く光ファイバ１４が通過する。筒状部１２ｂの先端部分には、光アイソレータ４２が位置する。
【００４６】
光ファイバ１４は、位置合わせ機構部２８といった支持部材によって支持されている。光ファイバ１４の一端部１４ａは、半導体光増幅器１６に光学的に結合するように位置合わせ機構部２８によって位置合わせされている。また、光ファイバ１４の他端１４ｂは、光アイソレータ４２に対面するように位置合わせされ、位置合わせ機構部２８に保持されている。このため、光ファイバ１４の他端１４ｂは、光アイソレータ４２と光学的に結合される。このような配置によって、半導体光増幅器１６において発生された光は、光アイソレータに導かれる。
【００４７】
パッケージ１２の筒状部１２ｂの先端部分からは、光ファイバ４８が導入される。光ファイバ４８は、フェルール４４によって先端部分が覆われ保護されている。光アイソレータ４２は、スリーブ４６を保持している。フェルール４４がスリーブ４６に挿入されると、光ファイバ４８はパッケージ１２に対して光学的に位置決めされる。光ファイバ４８の端部４８ａは、光ファイバ４８を端面研磨することによって形成され、このため研磨面とも呼ばれる。光ファイバ４８の端部４８ａは、光アイソレータ４２に対面するように位置合わせされるので、光アイソレータ４２と光学的に結合される。
【００４８】
このような配置によって、光ファイバ４８が、光アイソレータ４２およびファイバグレーティング１４を介して半導体光増幅器１６に光学的に結合される。この結果、光学的な軸２に合わせて、半導体光学素子１６、１８、ファイバグレーティング１４、光アイソレータ４２、光ファイバ４８が所定の精度で配置される。
【００４９】
また、半導体光増幅器１６において発生され光アイソレータ４２を通過した光は、光ファイバ４８に導かれる。つまり、光アイソレータ４２は、光ファイバ１４と光ファイバ４８との間に配置され、光ファイバ１４からの光を透過させると共に、光ファイバ４８からの光を所定の減衰度で遮断する。これによって、グレーティングファイバ１４に到達する外部攪乱光の量が低減される。
【００５０】
結局、図１および図２に示されたモジュールでは、半導体光増幅器１６の光放出面１６ａにグレーティングファイバ１４が光結合され、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂにおいて光が反射される。この形態では、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂの光反射率は比較的大きめに設定され、半導体光増幅器１６の光放出面１６ａの光反射率は十分に小さく設定される。発生された光はグレーティングファイバ１４から取り出されることができる。
【００５１】
これと異なる光モジュールの形態がある。この形態では、半導体光増幅器の光放出面にグレーティングファイバが結合され、半導体光増幅器の光反射面から光が取り出される。この形態では、半導体光増幅器の光反射面の光反射率は比較的に小さく設定され、半導体光増幅器の光反射面の光反射率は通常に半導体レーザと同程度の光反射率に設定される。発生された光は、半導体光増幅器の光反射面から取り出すことができる。光反射面に対面する光取り出し用光ファイバの端部と、半導体光増幅器の光反射面との間に光アイソレータを挿入することができる。
【００５２】
図３(ａ)および図３(ｂ)は、ファイバ型光アイソレータといった光アイソレータの一実施の形態を模式的に示した図面である。光アイソレータ４２は、所定の軸に沿って整列された第１の複屈折デバイス４２ａ、第２の複屈折デバイス４２ｂ、並びにファラデー回転子４２ｃを有する。第１および第２の複屈折デバイス４２ａ、４２ｂは、ルチルおよびくさび型複屈折板といった複屈折材料を含む複屈折部材(複屈折光学素子)である。第１の複屈折デバイス４２ａは、グレーティングファイバ１４の一端１４ｂと光学的に結合するように対面している。第２の複屈折デバイス４２ｂは、光ファイバ４８の一端４８ａと光学的に結合するように対面している。ファラデー回転子４２ｃは、例えばＢｉ−ＹＩＧ結晶を含む。ファラデー回転子４２ｃは、第１および第２の複屈折デバイス４２ａ、４２ｂの間に配置されている。
【００５３】
グレーティングファイバ１４からの光は、レンズ４２ｄといったレンズ手段を介して第１の複屈折デバイス４２ａに導かれる。第２の複屈折デバイス４２ｂからの光は、レンズ４２ｅといったレンズ手段を介して光ファイバ４８に導かれる。
【００５４】
このような構造の光アイソレータは、例えば、１．５５μｍ帯の光に対して挿入損失２ｄＢ以下でアイソレーション４０ｄＢという特性を有する。更なるアイソレーションが必要な場合は、複数の光アイソレータを直列して接続することができる。
【００５５】
図３(ａ)および図３(ｂ)において、順方向および逆方向に進む光の経路について説明する。グレーティングファイバ１４の一端１４ｂから出射された光は、レンズ４２ｄでほぼ平行な光になる。この光は第１の複屈折デバイス４２ａにおいて正常光(実線)と異常光(破線)とに分離された後に、ファラデ回転子４２ｃを通過する。通過した光は、第２に複屈折デバイス４２ｂを再び通過した後にレンズ４２ｅに入射すると、光ファイバ４８の一端４８ａに集光される。一方、光ファイバ４８からの光は、レンズ４２ｅでほぼ平行な光になる。この光は第２の複屈折デバイス４２ｂにおいて正常光(実線)と異常光(破線)とに分離された後に、ファラデ回転子４２ｃを通過する。通過した光は、第１に複屈折デバイス４２ａを再び通過した後にレンズ４２ｄに入射すると、グレーティングファイバ１４の一端１４ｂと異なる位置に集光される。このように光アイソレータ４２では、一方のポートからの光(順方向の光)と他方のポートからの光(逆方向の光)との経路が異なるので、一方向に進む光は光アイソレータ４２を通過するけれども、他方向からの光は光アイソレータ４２を通過することができない。
【００５６】
発光デバイスへの戻り光に関して更に詳細な検討を行うべくなされた実験について説明する。図４は、この実験の際の光学的な結合の状態を示した図面である。
【００５７】
図４を参照すると、実験に使用されるファイバグレーティングレーザといった試験デバイスが、ハウジング１２に収納されている。ハウジング１２内には、回折格子１４ｃがコア部に形成されたグレーティングファイバ１４と、このグレーティングファイバ１４の一端１４ａと光学的に結合された半導体光増幅器１６、および半導体光増幅器１６の発光状態を監視するフォトダイオード１８が配置されている。発光デバイスおよび試験デバイスを例示的に示せば、発光デバイスが図１に示された構造を備えるとき、試験デバイスは図９に示される構造を備えることができる。
【００５８】
グレーティングファイバ１４は、光カプラ６３の第１のポート６３ａに接続されている。第２のポート６３ｂは、光ファイバ６８ａを介して光アイソレータ６４の入力６４ａに接続されている。光アイソレータ６４の出力６４ｂには、ビットエラー率(ＢＥＲ)測定器６５が光ファイバ６８ｂを介して接続されている。また、光カプラ６３の第３のポート６３ｃには、光ファイバ６８ｃを介して可変アッテネータ６６の入力６６ａに接続され、その出力は光ファイバ６８ｄを介して、１．５５μｍにおいて受けた光をほぼ全反射する全反射ミラー６７に結合されている。光カプラ６３の第４のポートは、無反射処理が施されている。例えば、光アイソレータ６４は、６０ｄＢ程度のアイソレーションを有する。
【００５９】
ここで、ビットエラー率ＢＥＲは、Ｅ(t)／Ｎ(t)で規定される。Ｅ(t)は時間ｔの間にエラーで受信されたビット数を示し、Ｎ(t)は時間ｔの間に伝送された全ビット数を示している。
【００６０】
実験系においては、グレーティングファイバ１４と半導体光増幅器１６との光結合は、−２．８ｄＢである。半導体光増幅器１６の光送出面の反射率は１．５５μｍ帯において０．１％以下であり、光反射面の反射率は１．５５μｍ帯において８０％である。
【００６１】
図４の実験系によれば、半導体光増幅器１６において発生され光放出面１６ａから放出された光Ａは、回折格子１４ｃにおいて一部は反射され反射光Ｃとなると共に、残りは透過光Ｅとなる。モニタ光Ｂは、半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂから放出されてフォトダイオードに入射される。
【００６２】
このような実験系を用いた実験において、発明者は、アイソレーションとビットエラー率との関連を見出した。反射戻り光量を変化させると、この戻り量に応じてビットエラー率が変化したのである。つまり、上記の実験系においては、可変アッテネータ６６の減衰量を変化させると、ファイバグレーティングレーザへの戻り光量が変わる。故に、可変アッテネータ６６の減衰量を変えながら、ビットエラー率を測定器６５で測定すれば、光アイソレーションを変更したことと等価になる。
【００６３】
発明者は、実験結果を解析するために更に検討を行った。実際に、ビットエラー率に影響を与える戻り光は、半導体光増幅器１６にまで達する光Ｄであることに気づいた。ファイバグレーティングレーザは光量Ｐ0を発光する。グレーティングファイバ１４の回折格子１４ａに戻る光量Ｐrと、半導体光増幅器１６にまで戻る光量Ｐcとの関係は、Ｐc＝Ｐr×η×(１−ＲFG)と表される。ここで、ηは半導体光増幅器１６とグレーティングファイバ１４との結合効率を示し、１−ＲFGは回折格子１４ｃでの透過率を示す。本実験系では、η＝−２．８ｄＢ、ＲFG＝７０％であるので、η×(１−ＲFG)＝−８ｄＢ≒１／６．３となる。故に、Ｐc≒Ｐr／６．３となる。
【００６４】
図５は、この実験系において、反射光の戻り光の割合を変化させたときのビットエラー率を測定した特性図である。測定は、伝送速度２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、測定パターンＮＺＲ、ＰＲＢＳ１０23−１で行われた。横軸には、Ｐr／Ｐ0をｄＢ単位で示している。 HYPERLINK "http://www8.ipdl.jpo.go.jp/Tokujitu/tjitemdrw.ipdl?N0000=235&N0500=9E#N/;><?6;=?:///&N0001=56&N0552=9&N0553=000007" \t "tjitemdrw" 図５には、戻り光量を低減すれば、ビットエラー率も低下することが示されている。
【００６５】
発明者は、図５に示された特性に基づいて、Ｐc／Ｐ0＝η×(１−ＲFG)×Ｐr／Ｐ0ｌｏｇ(Ｐc／Ｐ0)＝ｌｏｇ(η×(１−ＲFG))＋ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)となる。本実験に使用されたファイバグレーティングレーザの諸定数を代入すると、ｌｏｇ(Ｐc／Ｐ0)＝―８ｄＢ＋ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)が得られることを見出した。この関係式によって、図５の横軸を半導体光増幅器１６への戻り光量Ｐcに読み替えることができる。故に、半導体光増幅器１６への戻り光量Ｐcとビットエラー率(ＢＥＲ)との関係が得られる。また、発明者は、想定しているシステムにおけるシステム戻り光量(最大反射量)が１０×ｌｏｇ(Ｐr／Ｐ0)＝−２５ｄＢ程度である、と考えている。したがって、この戻り光量と、達成されるべきビットエラー率に対応する戻り光量との差が、必要なアイソレーションとなる。「必要なアイソレーション」は、光アイソレータ、η、およびＲFGによって達成されるべき値である。このため、光アイソレータの値を決定するためには、ηおよびＲFGから寄与を除かなければならない。このようにして求めた結果を図６に示す。図６では、光アイソレータが達成すべきアイソレーションと、ビットエラー率との関係を示す特性図である。最小自乗法を用いて図６における黒丸を一次式に当てはめると、Ｉ＝−５８．６−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)が得られる。故に、アイソレーションは、達成されるべきビットエラー率１０-10、１０-12以上の範囲において、この関係式に従って設定されることが好ましい。
【００６６】
次いで、実験において採用したファイバグレーティングレーザに限られることなく、一般的に適用可能な関係を導く手順を発明者は考えついた。一般には、ηおよび(１−ＲFG)は様々な値を取り得る。
【００６７】
Ｐc／Ｐ0＝η×(１−ＲFG)×Ｐr／Ｐ0
において、ファイバグレーティングレーザの諸定数が
−０．５ｄＢ≧η≧−１０ｄＢ
１％≦ＲFG≦９０％
の範囲で変化すると、アイソレーションに関して、
(a)最も有利な条件：η＝−１０ｄＢ、ＲFG＝９０％
(b)最も不利な条件：η＝−０．５ｄＢ、ＲFG＝１％
であると考えられる。これらの特性は図６に示されている。これらの特性についても一次式に当てはめると、
(a) Ｉ＝−６３．４−７．９×ｌｏｇ(ＢＥＲ)
(b) Ｉ＝−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)
が得られる。図６においては、それぞれの直線の上側の領域において、所定のビットエラー率が達成されている。
【００６８】
これらの式から次の内容が理解される。条件(a)のファイバグレーティングレーザでは、実験に使用されたレーザに比べて、ηが７．２ｄＢ程度悪いので、この分に相当してアイソレーションを小さくできる。条件(b)のファイバグレーティングレーザでは、実験に使用されたレーザに比べて、ηが２．３ｄＢ程度良いので、この分に相当した大きなアイソレーションが必要である。
【００６９】
ここでは、一般的な諸特性値を有するファイバグレーティングレーザといった外部共振器型発光デバイスに対するアイソレーションの決定方法が示された。この方法を採用すれば、ここで採用された数字と異なる数字を用いて、ここで示された見積りと同様な計算を行うことができる。また、各部品の温度特性までも考慮に入れてアイソレーション値を決定できる。更に、伝送レートを変更したときのアイソレーション値もまた求めることができる。加えて、ηおよびＲFGの少なくとも一方のばらつきを考慮したアイソレーション値を見積もることもできる。
【００７０】
図７は、第２の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。図１および図２の同一の部分には、同一の符号を付している。図７を参照すると、ファイバグレーティングレーザ１１を含む発光デバイス１Ｂが図示されている。発光デバイス１Ｂに含まれるファイバグレティングレーザ１１では、光アイソレータ４２が光アイソレータ４０に置き換えられている点を除いて、図１および図２に示されたファイバグレーティングレーザ１Ａと同じである。光アイソレータ４０は、ハウジング１２に取り付けられることもでき、またハウジング１２とは別個に配置されることができる。つまり、光アイソレータ４０は、グレーティングファイバ１４と、光導波路５０との間に設けられている。
【００７１】
ファイバグレーティングレーザ１Ｂは、半導体光増幅器１６、グレーティングファイバ１４、および光アイソレータ４０を含む。ファイバグレーティング１４は、中心波長λ0の反射スペクトルを有する回折格子１４ｃを有する。半導体光増幅器１６の光放出面１６ａは、グレーティングファイバ１４の一端１４ａと光学的に結合している。グレーティングファイバ１４の他端１４ｂは、ファイバ型アイソレータといった光アイソレータ４０の入力に光学的に結合されている。光アイソレータ４０の出力は、光ファイバといった光導波路５０に光学的に結合されている。半導体光増幅器１６およびグレーティングファイバ１４と一端部は、ハウジング１２内に収納されている。半導体光増幅器１６の光反射面１６ｂは、モニタ用フォトダイオード(図１の１８)の受光面と光学的に結合されることができる。半導体光増幅器１６は、外部からの信号５１によって変調される。変調された信号は、光アイソレータ４０を介して光導波路５０に送出される。一方、光伝送路５０からの戻り光は、光アイソレータ４０によって所定の値未満にまで遮断されている。この結果、実用的な環境においても、１０-10程度以下のビットエラー率を達成される。
【００７２】
図８は、第３の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。図１および図２の同一の部分には、同一の符号を付している。図８を参照すると、ＷＤＭ用発光デバイス１Ｃが図示されている。発光デバイス１Ｃは、複数のファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、光アイソレータ４１と、光合波手段５２を有する。
【００７３】
複数のファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各々は、図９に示されるような構造を備えることができる。図９においては、図１および図２と同一の部分には、同一の符号を付している。また、ファイバグレーティングレーザ１１ａは発振波長λ1の光を発生し、ファイバグレーティングレーザ１１ｂは発振波長λ2の光を発生し、ファイバグレーティングレーザ１１ｃは発振波長λnの光を発生する。ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの出力は、光合波手段５２の入力ポート５２ａ、５２ｂ、５２ｃに結合されている。光合波手段５２は、これらの入力ポートに与えられた光を合波し単一の出力ポート５２ｄに提供することができる。光合波手段５２は、光カプラまたはＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating)といった光合波器５２であることができる。光合波手段５２の出力ポート５２ｄには、光導波路５４を介して光アイソレータ４１の入力に結合されている。光アイソレータ４１の出力は、光ファイバといった光導波路５０に結合されている。
【００７４】
光導波路５０には、波長成分(λ1、λ2、… λn)を含むＷＤＭ信号が与えられる。ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに含まれる半導体光増幅器１６は、それぞれ、外部からの信号５１ａ、５１ｂ、５１ｃによって変調される。変調された信号は、それぞれ、光合波手段５２によって合波され単一の光アイソレータ４１を介して光伝送路５０に送出される。一方、光伝送路５０からの戻り光は、光アイソレータ４０によって所定の値未満にまで遮断されている。このため、ファイバグレーティングレーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに含まれる半導体光増幅器１６に対する戻り光は、所定値に未満に抑えられている。この結果、実用的な環境において、１０-10程度以下のビットエラー率を達成される。
【００７５】
図１０は、ＷＤＭ光通信システム９を示す図面である。光通信システム９は、光受信器３、光送信器４、並びに光送信器４および光受信器３を結合する光伝送路８を備える。
【００７６】
光受信器３は、光入力ポート３ａ、電気出力端子３ｂ、複数の受光素子３ｃ、および光分波手段３ｄを有する。光分波手段３ｄは、入力ポートに受けた光を複数の波長成分毎に空間的に分けることができる。光入力ポート３ａからのＷＤＭ光信号は、例えばＡＷＧといった光分波器３ｄによって、空間的に異なる位置に波長成分毎に分けられる。各信号が伝送される各波長成分毎に、異なる受光素子３ｄに入力され、電気信号７に変換される。電気信号７は、出力ポート３ｂから送出される。
【００７７】
光通信器４には、例えば図８に示された発光デバイス１Ｃを採用することができる。光送信器４では、出力ポート４ａは光伝送路８に接続されている。光送信器４は、送信されるべき変調信号５１を入力端子４ｂに受けて、この信号５１で変調されたＷＤＭ光信号を出力ポート４ａから提供する。
【００７８】
光伝送路８は、光増幅器６ａ、６ｂ、並びに光導波路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備える。光導波路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、それぞれ、光増幅器６ａ、６ｂの間を接続し、光増幅器６ａと光送信器４とを接続し、光増幅器６ｂと光受信器３との間を接続する。
【００７９】
このようなＷＤＭ光通信システムでは、光送信器４の出力と、半導体光増幅器との間に所定の減衰度の光アイソレータが挿入されているので、伝送特性の要求に適合したビットエラー率のデータ伝送が実現される。本実施の形態では、光送信器４として第３の実施の形態に係わる装置を採用したが、第１および第２に実施の形態に係わる装置を採用することもでき、同様な作用および効果が得られる。
【００８０】
以上詳細に説明した発明の実施の形態に係わる発光デバイスによれば、光発生部と、当該発光デバイスの出力と、光アイソレータと、を備える。光アイソレータは、光発生部と出力との間に配置されている。このような発光デバイスにおいて、光アイソレータのアイソレーションは、１．５５μｍ帯において伝送速度２．５Ｇｂｐｓで達成されるべきビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)以上に規定されている。
【００８１】
外部共振器型の発光デバイスが所定のビットエラー率を達成することを可能にするアイソレーション値を決定する方法によれば、所定のビットエラー率を達成できる戻り光量と、システム戻り光量とからアイソレーション値を決定する。このため、発光デバイスが備えるべき光アイソレータの最低アイソレーション値が得られる。
【００８２】
したがって、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、光通信システム並びにアイソレーション値を決定する方法が提供される。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、所定のビットエラー率を越える特性を達成できる発光デバイス、信号光を発生する方法、光通信システム、並びにアイソレーション値を決定する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係わるファイバグレーティングレーザの斜視図を示す。
【図２】図２は、図１のI-I断面における図面を示す。
【図３】図３(a)および図３(ｂ)は、光アイソレータの構造を示す図面である。
【図４】図４は、ビットエラー率を測定した光学系を表した実験システムを示す図面である。
【図５】図５は、反射戻り光とビットエラー率との関係を示す特性図である。
【図６】図６は、アイソレーションと、ビットエラー率との関係を示す特性図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。
【図８】図８は、第３の実施の形態に係わる発光デバイスの模式図である。
【図９】図９は、ファイバグレーティングレーザを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、ＷＤＭ光通信システムの模式図である。
【符号の説明】
１Ａ…レーザモジュール、１Ｂ、１Ｃ…発光デバイス、３…光受信器、４…光送信器、６ａ、６ｂ…光増幅器、７…電気信号、８…光伝送路、９…ＷＤＭ光通信システム、１０…レーザモジュール主要部、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…ファイバグレティングレーザ、１２…ハウジング、１４…グレーティングファイバ、１６、１８…半導体光学素子、２０…熱電子冷却器（サーモエレクトリッククーラ）、２２、２４、２６…搭載部材、２８…位置合わせ機構部、４０、４１、４２…光アイソレータ、４２ａ…第１の複屈折デバイス、４２ｂ…第２の複屈折デバイス、４２ｃ…ファラデー回転子、４２ｄ、４２ｅ…レンズ、４４…フェルール、４８…光ファイバ、５０…光導波路、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…外部からの信号、５２…光合波手段、５４…光導波路、６３…光カプラ、６４…光アイソレータ、６５…ビットエラー率(ＢＥＲ)測定器、６８ａ〜６８ｄ…光ファイバ、
Claims (9)
- 複数の光発生部を備え、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに前記半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含むものであり、前記複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっており、
前記複数の光発生部からの光を提供するように設けられた出力を備え、
前記複数の光発生部において発生された光を合波するための光合波器を備え、
ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、前記複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上のアイソレーションを有する前記光合波器と前記出力との間に配置された光アイソレータを備える、発光デバイス。 - 複数の光発生部を備え、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに前記半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含むと共に、前記半導体光増幅器において発生された光を該回折格子と前記半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射させて増幅するものであり、前記複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっており、
前記複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられた出力を備え、
前記複数の光発生部からの信号光を合波するための光合波器を備え、
ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、前記複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上のアイソレーションを有しており前記光合波器と前記出力との間に配置された光アイソレータを備える、発光デバイス。 - 複数の光発生部を備え、各光発生部は、外部信号に応じて変調された光を発生し光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに前記半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバを含むものであり、前記複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっており、
各光発生部からの信号光を合波するための光合波器を備え、
各光発生部からの信号光を提供するように設けられた出力を備え、
ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、前記複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上のアイソレーションを有しており前記光合波器と前記出力との間に配置された光アイソレータを備える、発光デバイス。 - 複数の光発生部を備え、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器、並びに、一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子を有するグレーティングファイバを含むものであり、前記グレーティングファイバの一端部は、前記半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に直接に結合されており、前記複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっており、
前記複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられた出力を備え、
前記複数の光発生部からの信号光を合波するための光合波器を備え、
ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、前記複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上のアイソレーションを有しており前記光合波器と前記出力との間に配置された光アイソレータを備える、発光デバイス。 - 複数の光発生部を備え、各光発生部は、光放出面および光反射面を有する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器の前記光放出面に光学的に結合された一端、他端、およびコア部に設けられた回折格子、を有するグレーティングファイバと、前記グレーティングファイバの先端部分を覆うフェルールとを含むものであり、前記回折格子は、前記フェルールに覆われた部分に位置しており、前記複数の光発生部からの光の波長は互いに異なっており、
前記複数の光発生部からの信号光を提供するように設けられた出力を備え、
前記複数の光発生部からの信号光を合波するための光合波器を備え、
ビットエラー率ＢＥＲに関してｄＢ単位で、前記複数の光発生部からの光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)で規定されている値以上のアイソレーションを有しており前記光合波器と前記出力との間に配置された光アイソレータを備える、発光デバイス。 - 前記光合波器は、光カプラ及びＡＷＧのいずれかである、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発光デバイス。
- 前記光アイソレータは、前記光合波器に光学的に結合されている第１の複屈折デバイス、前記出力に光学的に結合された第２の複屈折デバイス、並びに第１および第２の複屈折デバイスの間に配置されたファラデー回転子を有する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発光デバイス。
- 請求項１〜７のいずれかに記載された発光デバイスを含み複数の波長成分を有する光信号を送出する光送信器と、
前記光信号を受ける光受信器と、
前記光送信器および前記光受信器の間を光学的に結合する光伝送路と
を備え、
前記光受信器は、前記光伝送路から受けた信号光を分波するための光分波手段を有する、光通信システム。 - 複数の信号光を発生する方法であって、
第１の半導体光増幅器において第１の外部信号に応じて生成された光を、前記第１の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と前記第１の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、第１の信号光を生成するステップと、
第２の半導体光増幅器において第２の外部信号に応じて生成された光を、前記第２の半導体光増幅器の光放出面に光学的に結合されたグレーティングファイバのコア部に設けられた回折格子と前記第２の半導体光増幅器の光反射面とにおいて反射することにより増幅して、前記第１の信号光の波長と異なる波長の第２の信号光を生成するステップと、
前記第１及び第２の信号光を合波して合波信号光を生成するステップと、
ビットエラー率ＢＥＲに関して、前記複数の信号光の波長の各々において−５２．４−８．７×ｌｏｇ(ＢＥＲ)に従ってｄＢ単位で規定された値以上の光アイソレーションを介して光伝送路に前記合波信号光を提供するステップと
を備える方法。
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