JP5373653B2 - 光変調信号生成装置及び光変調信号生成方法 - Google Patents
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Description
図4は、本発明の実施例1にかかる光変調信号生成装置の構成を示す。本装置は、DBR型周波数変調光源101と、EA型変調器102がモノリシックに集積された構成である。DBR型周波数変調光源101は、複数の領域で構成されている。DBR型周波数変調光源101は、長さ600μmの第1の超周期構造回折格子(SSG)−DBR型反射器領域103と、長さ200μmの周波数変調領域104と、長さ300μmの活性領域105と、長さ300μmの第2のSSG−DBR型反射器領域106とで構成される。第1のSSG−DBR型反射器領域103には直流電流源118が接続され、周波数変調領域104には変調電圧源119が接続され、活性領域105には直流電流源120が接続され、第2のSSG−DBR型反射器領域106には直流電流源121が接続されている。第1のSSG−DBR型反射器領域103及び第2のSSG−DBR型反射器領域106には、凹凸形状の超周期型回折格子が加工されており、それぞれ櫛型の反射スペクトルを有する。
本装置の動作原理について説明する。直流電流源120によって活性領域105に電流を注入することにより、自然放出光が発生する。導波モードに結合した自然放出光は、第1のSSG−DBR型反射器領域103及び第2のSSG−DBR型反射器領域106のInGaAsP層109により反射され、活性層用8層InGaAsP量子井戸層110による誘導放出が発生する。第1の回折格子112及び第2の回折格子113は共に9本の反射ピークを有しているが、反射スペクトルのFSRが僅かに異なるため、単一波長のみを選択的に反射させることが可能である。誘導放出における光利得がDBR型周波数変調光源101の光吸収による損失を上回るとレーザ発振が生ずる。このときの発振周波数は、以下のように与えられる。
本装置を用いて光ファイバ伝送を行う手法について説明する。活性領域105に電流注入を行うことに加え、第1のSSG−DBR型反射器領域103及び第2のSSG−DBR型反射器領域106に電流注入を行い、発振波長1.55μmでのレーザ発振を行う。加えて、周波数変調領域104及びEA型変調器領域107にビットレート10Gb/sのNRZ変調信号を重畳した逆バイアスを印加する。EA型変調器領域107のチャープはゼロとする。周波数変調領域104とEA型変調器102とを同一のビットパターンを用いて駆動し、EA型変調器102に入力された周波数変調信号とEA型変調器102において生成される強度変調信号との間の同期を取るためには、以下の手法を用いることが可能である。
本発明の実施例2にかかる光変調信号生成装置の構成を示す。EA型変調器102においては、最適な駆動バイアスを設定する必要があるが、バンドギャップ波長と駆動波長とが近いため、図17に示したように、バイアス電圧を印加した際に伝搬損失が生じることが避けられない。図17は、その損失補償のために半導体光増幅器(SOA)を集積した構成を示す。
本装置においては、実施例1と同様の周波数変調と強度変調とを組み合わせた変調動作に加え、SOA領域128への電流注入により、SOA用8層InGaAsP量子井戸層128の誘導放出による光増幅動作が実現できる。このことにより、レーザの高出力動作が実現できる。実施例2の特徴は、DBR型周波数変調光源101とEA型変調器102との間にSOA123を配置していることにある。
以上の実施例においては、InGaAsP材料系におけるDBR型周波数変調光源101及びEA型変調器102の構造を示したが、本構成が材料に限定されるものでなく、InAlGaAs系等、他の化合物半導体デバイスに適用できることは明らかである。また、本構成は、周波数変調光源と強度変調器とを組み合わせることにより実現されるものである。そのため、周波数変調光源は、本実施例で例に挙げたSSG−DBRレーザのみならず、通常のDBRレーザ、SG−DBRレーザ、二重共振器型リング型レーザ、DFB(Distributed Feedback)レーザなどの構成に適用することが可能であるし、強度変調器に関しては、マッハ・ツェンダ型変調器を適用することも可能である。
102 EA型変調器
103 第1のSSG−DBR型反射器領域
104 周波数変調領域
105 活性領域
106 第2のSSG−DBR型反射器領域
107 EA型変調器領域
108 n型InPクラッド層
109 InGaAsP層
110 InGaAsP量子井戸層
111 InGaAsP量子井戸層
112 第1の回折格子
113 第2の回折格子
114 p型InPクラッド層
115 コンタクト層
116 n型電極
117 p型電極
118 直流電流源
119 変調電圧源
120 直流電流源
121 直流電流源
122 変調電圧源
123 コア層
124 SiO2絶縁膜
125 BCB
126 SOA
127 SOA領域
128 InGaAsP量子井戸層
129 直流電流源
Claims (8)
- 周波数変調信号を生成して出力する周波数変調光源と、強度変調信号を生成し、前記周波数変調信号を入力して、前記強度変調信号によって前記周波数変調信号に強度変調を付加する強度変調器とから構成される光変調信号生成装置を利用して光変調信号を生成する光変調信号生成方法であり、
前記光変調信号生成装置は、前記周波数変調光源と前記強度変調器とを同一のNRZビットパターンを用いて駆動し、
前記強度変調器は正のチャープパラメータを有し、
前記光変調信号は、前記周波数変調信号の周波数変調成分と前記強度変調信号の強度変調成分とが同一のNRZビットパターンとして同期をとるように変調されることを特徴とする光変調信号生成方法。 - 周波数変調信号を生成して出力する周波数変調光源と、強度変調信号を生成し、前記周波数変調信号を入力して、前記強度変調信号によって前記周波数変調信号に強度変調を付加する強度変調器とから構成される光変調信号生成装置を利用して光変調信号を生成する光変調信号生成方法であり、
前記光変調信号生成装置は、前記周波数変調光源と前記強度変調器とを同一のNRZビットパターンを用いて駆動し、
前記強度変調器は負のチャープパラメータを有し、
前記光変調信号は、前記周波数変調信号の周波数変調成分と前記強度変調信号の強度変調成分とが同一のNRZビットパターンとして同期をとるように変調されることを特徴とする光変調信号生成方法。 - 前記強度変調器は、電界吸収型変調器であることを特徴とする請求項1または2に記載の光変調信号生成方法。
- 前記周波数変調光源は、分布ブラッグ反射型レーザであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光変調信号生成方法。
- 前記周波数変調光源は、前記分布ブラッグ反射型レーザの位相調整領域をバイアス変調することにより周波数変調信号を生成することを特徴とする請求項4に記載の光変調信号生成方法。
- 前記周波数変調光源は、分布帰還型レーザであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光変調信号生成方法。
- 前記光変調信号生成装置は、前記周波数変調光源と前記強度変調器の間に半導体光増幅器を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光変調信号生成方法。
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