JP4110879B2 - Optical components - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学部品に関し、より詳細には光増幅器の励起用光源として好適な光学部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、波長多重伝送(WDM)システムは長距離系の大容量伝送だけでなく、メトロアクセス系での実用化も進んでいる。このとき、図5に示すように、OADM(Optical Add-Drop Multiplexer)システム100内に光増幅器102を並列に配置し、各チャンネルを増幅し、かつパワーを均一化することが考えられる。
【0003】
このようなシステム100において、従来では1つの光増幅器102に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザ(LD)を使用していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、1つの光増幅器に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用すると、システム的に非常に高価なものとなる。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学部品は、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなる複数の出力ポートを備える光学部品であって、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することを特徴とする。
【0007】
この光学部品では、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積して構成されているため、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【0008】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、一のマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、二つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることが可能となる。
【0009】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、三つのマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、四つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることが可能となる。
【0010】
本発明に係る光学部品は、一対の入力端と一の出力端とを有する一組の非対称マッハツェンダ干渉計を備え、一組の非対称マッハツェンダ干渉計それぞれの一対の入力端の一方は、マッハツェンダ干渉計の一対の出力端のそれぞれと接続されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、半導体レーザからの光(励起光)と他の光(信号光)との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【0011】
本発明に係る光学部品は、光増幅器の励起用光源として用いられることを特徴としてもよい。このように、この光学部品は、光増幅器の励起用光源として好適に用いることができる。特に、波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、1つの光増幅器に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られ、コストの低減を図ることが可能となる。
【0012】
本発明に係る光学部品は、(1)第1光導波路と、(2)第1光カプラ及び第2光カプラそれぞれを介して第1光導波路と光結合され、第1光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第2光導波路と、(3)第1光カプラと第2光カプラとの間における第1光導波路及び第2光導波路の少なくとも一方に設けられた第1ヒータと、(4)第1光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、を備え、第1〜第2光導波路、第1ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積されていることを特徴とする。
【0013】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第1ヒータの温度とを調整することで、第1及び第2光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【0014】
本発明に係る光学部品は、(1)第1光導波路と、(2)第1光カプラ及び第2光カプラそれぞれを介して第1光導波路と光結合され、第1光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第2光導波路と、(3)第1光カプラと前記第2光カプラとの間における第1光導波路及び第2光導波路の少なくとも一方に設けられた第1ヒータと、(4)第1光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、(5)第3光導波路と、(6)第3光カプラ及び第4光カプラそれぞれを介して第3光導波路と光結合され、第3光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第4光導波路と、(7)第3光カプラと第4光カプラとの間における第3光導波路及び第4光導波路の少なくとも一方に設けられた第2ヒータと、(8)第5光導波路と、(9)第5光カプラ及び第6光カプラそれぞれを介して第5光導波路と光結合され、第5光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第6光導波路と、(10)第5光カプラと第6光カプラとの間における第5光導波路及び第6光導波路の少なくとも一方に設けられた第3ヒータと、を備え、第1〜第6光導波路、第1〜第3ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第1光導波路の出力端と第4光導波路の入力端とは光学的に結合され、第2光導波路の出力端と第5光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【0015】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第1〜第3ヒータの温度とを調整することで、第3〜第6光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。
【0016】
本発明に係る光学部品は、(1)第1光導波路と、(2)第1光カプラ及び第2光カプラそれぞれを介して第1光導波路と光結合され、第1光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第2光導波路と、(3)第1光カプラと前記第2光カプラとの間における第1光導波路及び第2光導波路の少なくとも一方に設けられた第1ヒータと、(4)第1光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、(5)第3光導波路と、(6)第3光カプラ及び第4光カプラそれぞれを介して第3光導波路と光結合され、第3光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第4光導波路と、(7)第5光導波路と、(8)第5光カプラ及び第6光カプラそれぞれを介して第5光導波路と光結合され、第5光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第6光導波路と、を備え、第1〜第6光導波路、第1ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第1光導波路の出力端と第4光導波路の入力端とは光学的に結合され、第2光導波路の出力端と第5光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【0017】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第1ヒータの温度とを調整することで、第1〜第2光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。また、第1〜第2光導波路の出力端それぞれから出力された光と、第3及び第6光導波路の入力端それぞれから入力された光との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0019】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る光学部品を示す平面図である。図1に示すように、本実施形態に係る光学部品10は、シリコン等からなる基板12上に集積された、第1光導波路14、第2光導波路16、ヒータ(第1ヒータ)18、及び半導体レーザ20を備えている。
【0020】
第1光導波路14は、光入力端22と基板12の一端面に設けられた光出力端24とを有している。第2光導波路16は、基板12の一端面に設けられた光出力端26を有している。第2光導波路16は、基板12上において第1光導波路14に沿うように設けられている。これら第1及び第2光導波路14,16は、2箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第1光カプラ28及び第2光カプラ30が構成されている。そして、これら第1及び第2光導波路14,16と第1及び第2光カプラ28,30とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【0021】
これら第1及び第2光導波路14,16は、積層型の平面導波路であり、基板12上に設けられたコア領域として設けられている。そして、このコア領域は、コア領域よりも屈折率の低いクラッド領域により覆われている。コア領域は、例えば、石英(SiO2)中にゲルマニウム(Ge)を添加して形成されており、石英(SiO2)のみからなるクラッド領域に対し高屈折率とされている。
【0022】
ヒータ18は、第1光カプラ28と第2光カプラ30との間における第1光導波路14上(第1光導波路14のアーム部上)と、第1光カプラ28と第2光カプラ30との間における第2光導波路16上(第2光導波路16のアーム部上)とに設けられている。ただし、ヒータ18は第1及び第2光導波路14,16上のいずれかにのみ設けてもよい。このヒータ18は、例えば、第1及び第2光導波路14,16上にタンタルシリサイド(TaSi2)等の金属を蒸着してなる、いわゆる薄膜ヒータと呼ばれるものである。このヒータ18は、光導波路の温度を調整して屈折率を調整することにより、光導波路を伝搬する光の位相を調整する。
【0023】
半導体レーザ20は、第1光導波路14の光入力端22が設けられている側に配置されており、光入力端22と光学的な結合が図られている。
【0024】
この光学部品10では、半導体レーザ20から出射され光入力端22から第1光導波路14に入力された光は、第1光カプラ28において分岐されて第1及び第2光導波路14,16内をそれぞれ伝搬し、第2光カプラ30で干渉された後、出力ポートとしての第1及び第2光導波路14,16の光出力端24,26それぞれから、所定のパワーで出力される。このとき、外部に設けられた制御部32により、半導体レーザ20の注入電流とヒータ18の温度とを制御することにより、光出力端24,26それぞれから出力される光のパワーを任意に制御することができる。
【0025】
ここで、第1及び第2光カプラ28,30の結合率をCとしたとき、光出力端24,26それぞれから出力される光のパワーP1,P2は、次の(1)式及び(2)式により表される。
P1/P0=4・C・(1−C)・cos2(Δφ/2) ・・・ (1)
P2=P0−P1 ・・・ (2)
【0026】
ここで、P0は半導体レーザ20から出力され第1光導波路14の光入力端22に入力される光のパワーを示し、Δφは第2光カプラ30に到達した第1及び第2光導波路14,16を伝搬してきた光の位相差(位相シフト量)を示す。
【0027】
図2は、上記した(1)式及び(2)式に基づいて、第1及び第2光カプラ28,30の結合率Cを0.5として、光パワーP0と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーP1,P2を計算した結果を示すグラフである。図2において、L1及びL2はそれぞれ光パワーP0が500mWのときの結果を示し、L3及びL4はそれぞれ光パワーP0が350mWのときの結果を示し、L5及びL6はそれぞれ光パワーP0が200mWのときの結果を示している。
【0028】
図2に示すように、光パワーP1,P2をそれぞれ100mWとしたいときには、半導体レーザ20への注入電流を調整して光パワーP0を200mWとし、ヒータ18の温度を調整して位相シフト量Δφを90度とすればよい。また、光パワーP1,P2をそれぞれ250mW,100mWとしたいときには、半導体レーザ20への注入電流を調整して光パワーP0を350mWとし、ヒータ18の温度を調整して位相シフト量Δφを64.6度とすればよい。さらに、光パワーP1,P2をそれぞれ400mW,100mWとしたいときには、半導体レーザ20への注入電流を調整して光パワーP0を500mWとし、ヒータ18の温度を調整して位相シフト量Δφを53.1度とすればよい。
【0029】
このように、本実施形態に係る光学部品10によれば、ヒータ18の電力供給により調整可能なΔφと、半導体レーザ20の注入電流により調整可能な光パワーP0とを制御することにより、出力ポートとしての第1及び第2光導波路14,16の光出力端24,26それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品10を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、8チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は8個から4個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【0030】
(第2実施形態)
次に、本発明に係る光学部品の第2実施形態について説明する。なお、上記した第1実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【0031】
上記した第1実施形態では二出力の光学部品10について説明したが、本実施形態では四出力の光学部品40について説明する。
【0032】
本実施形態に係る光学部品40は、図3に示すように、シリコン等からなる基板12上に集積された、第1光導波路14、第2光導波路16、ヒータ(第1ヒータ)18、及び半導体レーザ20を備えている他に、更に、第3〜第6光導波路42〜48、ヒータ(第2ヒータ)50、及びヒータ(第3ヒータ)52を備えている。
【0033】
第4光導波路44は、光入力端54と基板12の一端面に設けられた光出力端56とを有している。そして、第1光導波路14の光出力端24と第4光導波路44の光入力端54とは光学的に結合されている。第3光導波路42は、基板12の一端面に設けられた光出力端58を有している。第3光導波路42は、基板12上において第4光導波路44に沿うように設けられている。これら第3及び第4光導波路42,44は、2箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第3光カプラ60及び第4光カプラ62が構成されている。そして、これら第3及び第4光導波路42,44と第3及び第4光カプラ60,62とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【0034】
ヒータ50は、第3光カプラ60と第4光カプラ62との間における第3光導波路42上(第3光導波路42のアーム部上)と、第3光カプラ60と第4光カプラ62との間における第4光導波路44上(第4光導波路44のアーム部上)とに設けられている。ただし、ヒータ50は第3及び第4光導波路42,44上のいずれかにのみ設けてもよい。
【0035】
第5光導波路46は、光入力端64と基板12の一端面に設けられた光出力端66とを有している。そして、第2光導波路16の光出力端26と第5光導波路46の光入力端64とは光学的に結合されている。第6光導波路48は、基板12の一端面に設けられた光出力端68を有している。第6光導波路48は、基板12上において第5光導波路46に沿うように設けられている。これら第5及び第6光導波路46,48は、2箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第5光カプラ70及び第6光カプラ72が構成されている。そして、これら第5及び第6光導波路46,48と第5及び第6光カプラ70,72とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【0036】
ヒータ52は、第5光カプラ70と第6光カプラ72との間における第5光導波路46上(第5光導波路46のアーム部上)と、第5光カプラ70と第6光カプラ72との間における第6光導波路48上(第6光導波路48のアーム部上)とに設けられている。ただし、ヒータ52は第5及び第6光導波路46,48上のいずれかにのみ設けてもよい。
【0037】
この光学部品40では、半導体レーザ20から出射され光入力端22から第1光導波路14に入力された光は、第1光カプラ28において分岐されて第1及び第2光導波路14,16内をそれぞれ伝搬し、第2光カプラ30で干渉された後、第1及び第2光導波路14,16の光出力端24,26それぞれに至る。そして、第4光導波路44の光入力端54に入力された光は、第3光カプラ60において分岐されて第3及び第4光導波路42,44内をそれぞれ伝搬し、第4光カプラ62で干渉された後、出力ポートとしての第3及び第4光導波路42,44の光出力端58,56から、所定のパワーで出力される。また、第5光導波路46の光入力端64に入力された光は、第5光カプラ70において分岐されて第5及び第6光導波路46,48内をそれぞれ伝搬し、第6光カプラ72で干渉された後、出力ポートとしての第5及び第6光導波路46,48の光出力端66,68から、所定のパワーで出力される。
【0038】
このとき、外部に設けられた制御部32により、半導体レーザ20の注入電流とヒータ18,50,52の温度とを制御することにより、光出力端68,66,56,58それぞれから出力される光のパワーP1〜P4を任意に制御することができる。
【0039】
このように、本実施形態に係る光学部品40においても、ヒータ18,50,52の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ20の注入電流により調整可能な光パワーP0とを制御することにより、出力ポートとしての第3〜第6光導波路42〜48の光出力端58,56,66,68それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品40を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで四つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、8チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品40を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は8個から2個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【0040】
(第3実施形態)
次に、本発明に係る光学部品の第3実施形態について説明する。なお、上記した第1実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【0041】
上記した第1及び第2実施形態では任意のパワーの光を出力可能な複数の出力ポートを有する光学部品10,40について説明したが、本実施形態では更に外部からの入力光の合波機能を有する二入力二出力の光学部品80について説明する。
【0042】
本実施形態に係る光学部品80は、図4に示すように、シリコン等からなる基板12上に集積された、第1光導波路14、第2光導波路16、ヒータ(第1ヒータ)18、及び半導体レーザ20を備えている他に、更に、第3〜第6光導波路42〜48を備えている。
【0043】
第4光導波路44は、光入力端54を有している。そして、第1光導波路14の光出力端24と第4光導波路44の光入力端54とは光学的に結合されている。第3光導波路42は、基板12の一端面に設けられた光入力端82と、他端面に設けられた光出力端58を有している。第3光導波路42は、基板12上において第1及び第4光導波路14,44に沿うように設けられている。これら第3及び第4光導波路42,44は、2箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第3光カプラ60及び第4光カプラ62が構成されている。そして、これら第3及び第4光導波路42,44と第3及び第4光カプラ60,62とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第3光カプラ60と第4光カプラ62との間の第3及び第4光導波路42,44の長さが異なるものを指す。
【0044】
第5光導波路46は、光入力端64を有している。そして、第2光導波路16の光出力端26と第5光導波路46の光入力端64とは光学的に結合されている。第6光導波路48は、基板12の一端面に設けられた光入力端84と、他端面に設けられた光出力端68を有している。第6光導波路48は、基板12上において第2及び第5光導波路16,46に沿うように設けられている。これら第5及び第6光導波路46,48は、2箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第5光カプラ70及び第6光カプラ72が構成されている。そして、これら第5及び第6光導波路46,48と第5及び第6光カプラ70,72とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第5光カプラ70と第6光カプラ72との間の第5及び第6光導波路46,48の長さが異なるものを指す。
【0045】
この光学部品80では、半導体レーザ20から出射され光入力端22から第1光導波路14に入力された光は、第1光カプラ28において分岐されて第1及び第2光導波路14,16内をそれぞれ伝搬し、第2光カプラ30で干渉された後、第1及び第2光導波路14,16の光出力端24,26それぞれに至る。そして、第4光導波路44の光入力端54に入力された光は、第3光カプラ60及び第4カプラ62を介して光入力端82から入力され第3光導波路42を伝搬してきた波長λ2の光と合波され、出力ポートとしての第3光導波路42の光出力端58から出力される。また、第5光導波路46の光入力端64に入力された光は、第5光カプラ70及び第6カプラ72を介して光入力端84から入力され第6光導波路48を伝搬してきた波長λ1の光と合波され、出力ポートとしての第6光導波路48の光出力端68から出力される。
【0046】
このとき、外部に設けられた制御部32により、半導体レーザ20の注入電流とヒータ18の温度とを制御することにより、光出力端58,68それぞれから出力される半導体レーザ20からの光のパワーP1,P2を任意に制御することができる。
【0047】
このように、本実施形態に係る光学部品80においても、ヒータ18の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ20の注入電流により調整可能な光パワーP0とを制御することにより、出力ポートとしての第3及び第6光導波路42,48の光出力端58,68それぞれから出力される光のパワーP2,P1任意に調整することができる。従って、この光学部品80を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して1つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。
【0048】
特に、この光学部品80では、光入力端82,84から入力された光を合波する合波機能を有するため、二入力二出力の光回路を小型に形成することが可能となる。
【0049】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【0050】
例えば、上記した第1及び第2実施形態では、マッハツェンダ干渉計を一段で構成した二出力の光学部品10、及びマッハツェンダ干渉計を二段縦列で構成した四出力の光学部品40について説明したが、マッハツェンダ干渉計を更に多段化して出力ポートを増やすことが可能である。
【0051】
また、上記した第3実施形態に係る光学部品80では、第3及び第6光導波路42,48の光出力端58,68から光を取り出すように構成したが、第4及び第5光導波路44,46から光を取り出すように構成してもよい。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図2】光パワーP0と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーP1,P2を計算した結果を示すグラフである(第1及び第2光カプラの結合率Cを0.5とした)。
【図3】第2実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図4】第3実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図5】波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器が配置されたOADM(Optical Add-Drop Multiplexer)システムを示す図である。
【符号の説明】
10,40,80…光学部品、12…基板、14…第1光導波路、16…第2光導波路、18…第1ヒータ、20…半導体レーザ、28…第1光カプラ、30…第2光カプラ、42…第3光導波路、44…第4光導波路、46…第5光導波路、48…第6光導波路、50…第2ヒータ、52…第3ヒータ、60…第3光カプラ、62…第4光カプラ、70…第5光カプラ、72…第6光カプラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical component, and more particularly to an optical component suitable as an excitation light source for an optical amplifier.
[0002]
[Prior art]
In recent years, wavelength division multiplexing (WDM) systems have been put to practical use not only in long-distance large-capacity transmission but also in metro access systems. At this time, as shown in FIG. 5, it is conceivable to arrange
[0003]
In such a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the system in which an optical amplifier is arranged in each channel after wavelength demultiplexing as described above, if one or more pumping semiconductor lasers are used for one optical amplifier, the system is very expensive. It will be something.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical component that can obtain more power output that can be power controlled with a small number of semiconductor lasers used. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An optical component according to the present invention is an optical component having a plurality of output ports formed by integrating a semiconductor laser and a Mach-Zehnder interferometer on a substrate, and includes an injection current to the semiconductor laser and a temperature of an arm portion of the Mach-Zehnder interferometer. And adjusting the intensity of light output from each of the plurality of output ports.
[0007]
In this optical component, a semiconductor laser and a Mach-Zehnder interferometer are integrated on a substrate. Therefore, by adjusting the injection current to the semiconductor laser and the temperature of the arm part of the Mach-Zehnder interferometer, multiple outputs can be obtained. The intensity of light output from each port can be adjusted. As described above, according to this optical component, it is possible to obtain more light output that can be power-controlled with a small number of semiconductor lasers used.
[0008]
The optical component according to the present invention may be characterized in that one semiconductor laser and one Mach-Zehnder interferometer are integrated on a substrate and provided with two output ports. In this way, it is possible to obtain two light outputs whose power can be arbitrarily controlled with respect to one semiconductor laser.
[0009]
The optical component according to the present invention may be characterized in that one semiconductor laser and three Mach-Zehnder interferometers are integrated on a substrate and provided with four output ports. In this way, it is possible to obtain four light outputs whose power can be arbitrarily controlled with respect to one semiconductor laser.
[0010]
An optical component according to the present invention includes a pair of asymmetric Mach-Zehnder interferometers having a pair of input ends and one output end, and one of the pair of input ends of each of the pair of asymmetric Mach-Zehnder interferometers is a Mach-Zehnder interferometer. It may be characterized by being connected to each of the pair of output terminals. In this way, a two-input two-output circuit having a function of combining light from the semiconductor laser (excitation light) and other light (signal light) can be formed on a single substrate. .
[0011]
The optical component according to the present invention may be used as an excitation light source of an optical amplifier. Thus, this optical component can be suitably used as an excitation light source for an optical amplifier. In particular, in a system in which an optical amplifier is arranged in each channel after wavelength demultiplexing, it is not necessary to use one or more pumping semiconductor lasers for one optical amplifier, and the number of semiconductor lasers used is reduced. As a result, the cost can be reduced.
[0012]
The optical component according to the present invention includes (1) a first optical waveguide and (2) an optical coupling with the first optical waveguide via the first optical coupler and the second optical coupler, respectively, and a Mach-Zehnder interferometer together with the first optical waveguide. (3) a first heater provided in at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide between the first optical coupler and the second optical coupler; and (4) a second optical waveguide. A semiconductor laser optically coupled to an input end of one optical waveguide, wherein the first to second optical waveguides, the first heater, and the semiconductor laser are integrated on the same substrate. .
[0013]
In this optical component, the intensity of light output from each of the output ends of the first and second optical waveguides can be adjusted by adjusting the injection current to the semiconductor laser and the temperature of the first heater. As described above, according to this optical component, it is possible to obtain two optical outputs whose power can be arbitrarily controlled with respect to one semiconductor laser, and the power can be controlled with a small number of semiconductor lasers used. A lot of light output can be obtained.
[0014]
The optical component according to the present invention includes (1) a first optical waveguide and (2) an optical coupling with the first optical waveguide via the first optical coupler and the second optical coupler, respectively, and a Mach-Zehnder interferometer together with the first optical waveguide. (3) a first heater provided in at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide between the first optical coupler and the second optical coupler; and (4) A semiconductor laser optically coupled to the input end of the first optical waveguide; (5) a third optical waveguide; and (6) an optical coupling with the third optical waveguide via the third optical coupler and the fourth optical coupler, respectively. A fourth optical waveguide that constitutes a Mach-Zehnder interferometer together with the third optical waveguide; and (7) provided at least one of the third optical waveguide and the fourth optical waveguide between the third optical coupler and the fourth optical coupler. A second heater, and (8) a fifth optical waveguide. (9) a sixth optical waveguide optically coupled to the fifth optical waveguide via the fifth optical coupler and the sixth optical coupler, respectively, and constituting a Mach-Zehnder interferometer together with the fifth optical waveguide; (10) a fifth optical coupler; A third heater provided in at least one of the fifth optical waveguide and the sixth optical waveguide between the sixth optical coupler, the first to sixth optical waveguides, the first to third heaters, and the semiconductor laser Are integrated on the same substrate, the output end of the first optical waveguide and the input end of the fourth optical waveguide are optically coupled, and the output end of the second optical waveguide and the input end of the fifth optical waveguide are optically coupled. It is characterized by being connected.
[0015]
In this optical component, the intensity of light output from each of the output ends of the third to sixth optical waveguides can be adjusted by adjusting the injection current to the semiconductor laser and the temperatures of the first to third heaters. it can. As described above, according to this optical component, it is possible to obtain four optical outputs capable of arbitrarily controlling power with respect to one semiconductor laser, and it is possible to control power with a small number of semiconductor lasers used. A lot of light output can be obtained.
[0016]
The optical component according to the present invention includes (1) a first optical waveguide and (2) an optical coupling with the first optical waveguide via the first optical coupler and the second optical coupler, respectively, and a Mach-Zehnder interferometer together with the first optical waveguide. (3) a first heater provided in at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide between the first optical coupler and the second optical coupler; and (4) A semiconductor laser optically coupled to the input end of the first optical waveguide; (5) a third optical waveguide; and (6) an optical coupling with the third optical waveguide via the third optical coupler and the fourth optical coupler, respectively. A fourth optical waveguide that forms an asymmetric Mach-Zehnder interferometer with the third optical waveguide, (7) a fifth optical waveguide, and (8) a fifth optical waveguide through the fifth optical coupler and the sixth optical coupler, respectively. Optically coupled and asymmetric Mach's with fifth optical waveguide A first optical waveguide, a first heater, and a semiconductor laser integrated on the same substrate, and an output end of the first optical waveguide and a fourth optical waveguide. The input end of the waveguide is optically coupled, and the output end of the second optical waveguide and the input end of the fifth optical waveguide are optically coupled.
[0017]
In this optical component, the intensity of light output from each of the output ends of the first to second optical waveguides can be adjusted by adjusting the injection current to the semiconductor laser and the temperature of the first heater. As described above, according to this optical component, it is possible to obtain two optical outputs whose power can be arbitrarily controlled with respect to one semiconductor laser, and it is possible to control power with a small number of semiconductor lasers used. A lot of light output can be obtained. Also, a two-input two-output circuit having a function of combining light output from the output ends of the first to second optical waveguides and light input from the input ends of the third and sixth optical waveguides. , It can be formed small on one substrate.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0019]
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing an optical component according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
[0020]
The first
[0021]
The first and second
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
In this
[0025]
Here, when the coupling rate of the first and second
P 1 / P 0 = 4 ・ C ・ (1-C) ・ cos 2 (Δφ / 2) (1)
P 2 = P 0 -P 1 (2)
[0026]
Where P 0 Indicates the power of light output from the
[0027]
FIG. 2 shows the optical power P based on the above formulas (1) and (2), where the coupling ratio C of the first and second
[0028]
As shown in FIG. 1 , P 2 To 100 mW respectively, the injection power to the
[0029]
Thus, according to the
[0030]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the optical component according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as the element demonstrated in above-mentioned 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0031]
Although the two-output
[0032]
As shown in FIG. 3, the
[0033]
The fourth
[0034]
The
[0035]
The fifth
[0036]
The
[0037]
In this
[0038]
At this time, the
[0039]
Thus, also in the
[0040]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the optical component according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as the element demonstrated in above-mentioned 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0041]
In the first and second embodiments described above, the
[0042]
As shown in FIG. 4, the
[0043]
The fourth
[0044]
The fifth
[0045]
In this
[0046]
At this time, by controlling the injection current of the
[0047]
Thus, also in the
[0048]
In particular, since the
[0049]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
[0050]
For example, in the first and second embodiments described above, the two-output
[0051]
In the
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an optical component that can obtain more light output that can be power controlled with a small number of semiconductor lasers used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an optical component according to a first embodiment.
FIG. 2 Optical power P 0 And the optical power P of the output light when the phase shift amount Δφ is changed variously 1 , P 2 Is a graph showing the result of calculating (the coupling ratio C of the first and second optical couplers is 0.5).
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of an optical component according to a second embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of an optical component according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an OADM (Optical Add-Drop Multiplexer) system in which an optical amplifier is arranged in each channel after wavelength demultiplexing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
励起光を出力する1個の半導体レーザと、
前記励起光を2つに分岐するマッハツェンダ干渉計と、
前記2つの信号光のそれぞれを入力するための2つの光入力端と、
前記2つの信号光の一方と、前記2つに分岐された励起光の一方とを合波する2つの非対称マッハツェンダ干渉計と、
前記2つの非対称マッハツェンダ干渉計で合波された光を出力する2つの光出力端と、
を備え、
前記半導体レーザへの注入電流と前記マッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを外部からの制御により調整することで、前記2つに分岐された励起光のパワーを任意の大きさで調整することを特徴とする光学部品。An optical component that combines and outputs each of the two signal lights and the excitation light,
One semiconductor laser that outputs excitation light;
A Mach-Zehnder interferometer that splits the excitation light into two;
Two optical input terminals for inputting each of the two signal lights;
Two asymmetric Mach-Zehnder interferometers for multiplexing one of the two signal lights and one of the two branched excitation lights;
Two optical output terminals for outputting light combined by the two asymmetric Mach-Zehnder interferometers;
With
By adjusting the injection current to the semiconductor laser and the temperature of the arm part of the Mach-Zehnder interferometer by external control , the power of the pump light split into two can be adjusted to an arbitrary magnitude. Features optical components.
注入電流を外部からの制御により調整することによりパワーが調整された励起光を出力する1個の半導体レーザと、
前記励起光を入力する光入力端を有し、前記半導体レーザと光学的に結合される第1光導波路と、
第1光カプラ及び第2光カプラそれぞれを介して前記第1光導波路と光結合され、該第1光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第2光導波路と、
前記第1光カプラと前記第2光カプラとの間における前記第1光導波路及び前記第2光導波路の少なくとも一方に設けられ、外部からの制御により前記第1光導波路及び前記第2光導波路の少なくとも一方の温度を調整可能な第1ヒータと、を備え、
前記励起光は、前記第1光カプラにおいて分岐されて前記第1および第2光導波路をそれぞれ伝搬し、前記第2光カプラで干渉された後、前記第1および第2光導波路の光出力端のそれぞれから任意の大きさのパワーで出力され、
前記光学部品は、
前記信号光の一方を入力する光入力端を有する第3光導波路と、
前記第1光導波路の光出力端と光学的に結合される光入力端を有し、第3光カプラ及び第4光カプラそれぞれを介して前記第3光導波路と光結合され、該第3光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第4光導波路と、を備え、
前記第1光導波路の光出力端から前記第4光導波路の光入力端に入力された前記励起光は、前記第3および第4光カプラを介して前記信号光の一方と合波され、前記第3光導波路の光出力端から出力され、
前記光学部品は、
前記信号光の他方を入力する光入力端を有する第5光導波路と、
前記第2光導波路の光出力端と光学的に結合される光入力端を有し、第5光カプラ及び第6光カプラそれぞれを介して前記第5光導波路と光結合され、該第5光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第6光導波路と、を備え、
前記第2光導波路の光出力端から前記第5光導波路の光入力端に入力された前記励起光は、前記第3および第4光カプラを介して前記信号光の他方と合波され、前記第5光導波路の光出力端から出力され、
前記第1〜第6光導波路、前記第1ヒータ、及び前記半導体レーザは同一の基板上に集積されていることを特徴とする光学部品。An optical component that combines and outputs each of the two signal lights and the excitation light,
One semiconductor laser that outputs pumping light whose power is adjusted by adjusting the injection current by external control ;
A first optical waveguide having a light input end for inputting the excitation light and optically coupled to the semiconductor laser;
A second optical waveguide optically coupled to the first optical waveguide through a first optical coupler and a second optical coupler, respectively, and constituting a Mach-Zehnder interferometer together with the first optical waveguide;
Provided in at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide between the first optical coupler and the second optical coupler, and the first optical waveguide and the second optical waveguide are controlled by an external control. A first heater capable of adjusting at least one temperature ,
The pumping light is branched in the first optical coupler, propagates through the first and second optical waveguides, interferes with the second optical coupler, and then the optical output ends of the first and second optical waveguides. Are output with an arbitrary amount of power from each of the
The optical component is
A third optical waveguide having an optical input end for inputting one of the signal lights;
The third optical waveguide has an optical input end optically coupled to the optical output end of the first optical waveguide, and is optically coupled to the third optical waveguide via a third optical coupler and a fourth optical coupler, respectively. A fourth optical waveguide constituting an asymmetric Mach-Zehnder interferometer together with the waveguide,
The pumping light input from the light output end of the first optical waveguide to the light input end of the fourth optical waveguide is combined with one of the signal lights via the third and fourth optical couplers, Output from the light output end of the third optical waveguide,
The optical component is
A fifth optical waveguide having a light input end for inputting the other of the signal light;
The fifth optical waveguide has an optical input end optically coupled to the optical output end of the second optical waveguide, and is optically coupled to the fifth optical waveguide via a fifth optical coupler and a sixth optical coupler, respectively. A sixth optical waveguide constituting an asymmetric Mach-Zehnder interferometer together with the waveguide, and
The pumping light input from the light output end of the second optical waveguide to the light input end of the fifth optical waveguide is combined with the other of the signal light via the third and fourth optical couplers, Output from the light output end of the fifth optical waveguide,
The optical component, wherein the first to sixth optical waveguides, the first heater, and the semiconductor laser are integrated on the same substrate.
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