JP5794698B2 - Optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、光通信システムに関し、具体的には、限定された高次モードの励振のみによる伝搬を行いモード分散の低減を行う光通信システムに関する。 The present invention relates to an optical communication system, and more specifically to an optical communication system that performs propagation only by excitation of a limited higher-order mode and reduces mode dispersion.
光ファイバ等の導波路に結合させる前に、光源からの波面を螺旋状に形成させる手法として、回折型レンズを導入する方式が従来から知られている（特許文献１、特許文献２を参照）。 As a method for forming a wavefront from a light source in a spiral shape before being coupled to a waveguide such as an optical fiber, a method of introducing a diffractive lens is conventionally known (see Patent Document 1 and Patent Document 2). .
図１に示すように、特許文献１、特許文献２に記載されたような従来の光通信システムでは、光の進行方向において螺旋状の波面を形成するため、光軸からθ方向に対して位相面を変化させるための、exp(imθ)（ただし、mは１以上の整数）を極座標系で満たす回折格子（１−２）を光源（１−１）の直後に配置し、レンズ（１−３）によって、光ファイバ等の光導波路（１−４）に光結合させていた。 As shown in FIG. 1, in the conventional optical communication system as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a spiral wavefront is formed in the traveling direction of light, so that the phase from the optical axis to the θ direction is A diffraction grating (1-2) that satisfies exp (imθ) (where m is an integer of 1 or more) for changing the surface is disposed immediately after the light source (1-1), and the lens (1- 3), it was optically coupled to an optical waveguide (1-4) such as an optical fiber.
回折格子は波長依存性を備えるため、光源の波長毎に異なる回折格子を配置させる必要があった。さらに、より大きな整数ｍで位相面をより早く変化させる場合では、波面を螺旋状に１回転させるための位相２π変化領域を回折格子面内に複数配置する必要が生じるが、回折格子の大きさによって回折格子面内に配置可能な２π変化領域の最大値が制限されていた。 Since the diffraction grating has wavelength dependency, it is necessary to arrange a different diffraction grating for each wavelength of the light source. Further, when the phase plane is changed more quickly with a larger integer m, it is necessary to arrange a plurality of phase 2π change regions for rotating the wavefront once in a spiral manner in the diffraction grating plane. This limits the maximum value of the 2π change region that can be arranged in the diffraction grating plane.
大きな整数ｍの導入により、螺旋状に波面が進む際での波面の角運動量の上昇が得られ、軸方向からより離れた領域で光強度をよりシャープに同心円状に形成することが可能なモード生成が得られる。従って、大きな整数ｍを導入した光通信システムは、マルチモード光ファイバ伝送時におけるモード分散が比較的少ない限定高次モード励振用の光通信システムとして好適であることから、軸中心からθ方向により早く位相を変化させる方式が必要とされていた。 By introducing a large integer m, an increase in the angular momentum of the wavefront when the wavefront advances in a spiral shape is obtained, and the light intensity can be formed sharper and concentrically in a region farther from the axial direction. Production is obtained. Therefore, an optical communication system in which a large integer m is introduced is suitable as an optical communication system for limited high-order mode excitation with relatively little mode dispersion during multimode optical fiber transmission. A method of changing the phase was required.
本発明は、面発光レーザと、面発光レーザと当接している円弧形状導波路を備えた光増幅器とから構成された光源が基板上に配置されたマルチモード光源であって、面発光レーザは、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜と、上部半導体膜上の表面電極とから構成され、光増幅器は、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜とから構成され、下部半導体膜の下部境界面は、上部半導体膜の上部境界面より高い反射率を有し、面発光レーザで前記基板の主面法線方向とは異なる所定の角度をもって発生したレーザ光は、下部境界面および上部境界面で反射されながら、光増幅器を伝搬し、かつ、光増幅器上部の上部境界面から、基板主面法線方向と所定の角度で出力され、これによって、出力された光の進行方向において螺旋状の波面を形成することを特徴とする。 The present invention is a multimode light source in which a light source composed of a surface-emitting laser and an optical amplifier having an arc-shaped waveguide in contact with the surface-emitting laser is disposed on a substrate. A lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, an upper semiconductor film on the active region, and a surface electrode on the upper semiconductor film. The optical amplifier is formed on the lower semiconductor film and the lower semiconductor film. An active region and an upper semiconductor film on the active region, the lower boundary surface of the lower semiconductor film has a higher reflectivity than the upper boundary surface of the upper semiconductor film, and the main surface method of the substrate with a surface emitting laser Laser light generated at a predetermined angle different from the linear direction propagates through the optical amplifier while being reflected by the lower boundary surface and the upper boundary surface, and from the upper boundary surface above the optical amplifier, the substrate main surface normal direction And output at a predetermined angle Thus, and forming a helical wavefront in the traveling direction of the light output.
本発明は、マルチモード光源と、マルチモード光源からの光を集光するレンズと、螺旋状の波面が結合され、レンズで集光された光が伝搬する光ファイバとから構成された光通信システムであって、光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させることにより、モード分散を低減させたことを特徴とする。 The present invention relates to an optical communication system comprising a multimode light source, a lens for condensing light from the multimode light source, and an optical fiber in which a spiral wavefront is coupled and light collected by the lens propagates. The mode dispersion is reduced by exciting only the predetermined radial direction away from the center without exciting the axial center of the optical fiber and propagating only limited high-order mode excitation. And
本発明は、面発光レーザと、面発光レーザと当接している円弧形状導波路を備えた光増幅器とから構成された光源が複数個基板上に配置されたマルチモード光源であって、複数個の光源を構成する夫々の円弧形状導波路の円弧形状は、同一の中心および異なる径を有し、面発光レーザは、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜と、上部半導体膜上の表面電極とから構成され、光増幅器は、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜とから構成され、下部半導体膜の下部境界面は、上部半導体膜の上部境界面より高い反射率を有し、面発光レーザで前記基板の主面法線方向とは異なる所定の角度をもって発生したレーザ光は、下部境界面および上部境界面で反射されながら、光増幅器を伝搬し、かつ、光増幅器上部の上部境界面から、基板主面法線方向と所定の角度で出力され、これによって、出力された光の進行方向において螺旋状の波面を形成することを特徴とする。 The present invention is a multimode light source in which a plurality of light sources each including a surface emitting laser and an optical amplifier having an arc-shaped waveguide in contact with the surface emitting laser are arranged on a substrate. The arc shapes of the respective arc-shaped waveguides constituting the light source have the same center and different diameters, and the surface emitting laser has a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, and an upper portion on the active region The optical amplifier is composed of a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, and an upper semiconductor film on the active region. The lower boundary surface has a higher reflectance than the upper boundary surface of the upper semiconductor film, and laser light generated at a predetermined angle different from the normal direction of the main surface of the substrate is generated by the surface emitting laser. While being reflected at the interface Propagating through the optical amplifier and output from the upper boundary surface above the optical amplifier at a predetermined angle with the normal direction of the main surface of the substrate, thereby forming a helical wavefront in the traveling direction of the output light It is characterized by.
本発明は、マルチモード光源と、マルチモード光源からの光を集光するレンズと、螺旋状の波面が結合され、レンズで集光された光が伝搬する光ファイバと、光ファイバからの光を平行光にするコリメータレンズと、コリメータレンズからの光を波長毎に分ける分波器と、分波器からの光が結像する光受信機とから構成された光通信システムであって、光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させることにより、モード分散を低減させたことを特徴とする。 The present invention relates to a multimode light source, a lens that collects light from the multimode light source, an optical fiber in which a spiral wavefront is coupled, and light collected by the lens propagates, and light from the optical fiber. An optical communication system comprising a collimator lens for collimating light, a demultiplexer for dividing light from the collimator lens for each wavelength, and an optical receiver for imaging the light from the demultiplexer. The mode dispersion is reduced by exciting only a predetermined radial direction away from the center without exciting the center of the axis, and propagating only the excitation of the limited higher-order mode.
本発明により、光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させることによって、モード分散を低減させた光通信システムを提供することができる。 According to the present invention, an optical communication system in which mode dispersion is reduced by exciting only a predetermined radial direction away from the center without exciting the axial center of the optical fiber and propagating only limited high-order mode excitation. Can be provided.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例においては、面発光レーザや光増幅素子の基板材料をＧａＡｓ、分布ブラッグ反射鏡（Distributed Bragg Reflector：本明細書では「ＤＢＲ」ともいう）をＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ半導体多層膜反射鏡、そして活性領域をＧａＩｎＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸として実施しているが、決してこれに限られることはない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the substrate material of the surface emitting laser or the optical amplifying element is GaAs, and the distributed Bragg reflector (also referred to as “DBR” in this specification) is a GaAlAs / GaAs semiconductor multilayer mirror. The active region is implemented as a GaInAs / GaAs multiple quantum well, but is not limited to this.
たとえば、基板材料をＩｎＰ、ＤＢＲをＩｎＧａＡｓP／ＩｎＰ半導体多層膜反射鏡、活性領域をＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸としても本発明を適用可能であることはいうまでもない。 For example, it goes without saying that the present invention can be applied even when the substrate material is InP, DBR is an InGaAsP / InP semiconductor multilayer mirror, and the active region is an InGaAsP / InP multiple quantum well.
（第１の実施例）
図２は、本発明の第１の実施例に係る光通信システムで利用するマルチモード光源（２）の構成を示す斜視図である。半導体基板（２−０）上に、面発光レーザ（２−２）と円弧形状導波路を備えた光増幅器（２−３）とが集積して配置されている。面発光レーザ（２−２）と光増幅器（２−３）とは、当接している。
(First embodiment)
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the multimode light source (2) used in the optical communication system according to the first embodiment of the present invention. On the semiconductor substrate (2-0), a surface emitting laser (2-2) and an optical amplifier (2-3) having an arc-shaped waveguide are integrated and arranged. The surface emitting laser (2-2) and the optical amplifier (2-3) are in contact with each other.
面発光レーザ（２−２）の上部は金属で構成された表面電極（２−４）によって覆われているため、面発光レーザ（２−２）からの基板（２−０）の主面法線方向のレーザ出力は無い。 Since the upper surface of the surface emitting laser (2-2) is covered with the surface electrode (2-4) made of metal, the principal surface method of the substrate (2-0) from the surface emitting laser (2-2) There is no linear laser output.
一方、面発光レーザ（２−２）内部のレーザ光は、当接されている光増幅器（２−３）を伝搬し、光増幅器（２−３）上部に備えられた光取出し窓（２−８）から、基板主面法線方向と所定の角度（θとする、図３（ｂ）を参照）をなす光（２−１１）として出力される。 On the other hand, the laser light inside the surface emitting laser (2-2) propagates through the abutting optical amplifier (2-3), and the light extraction window (2-) provided above the optical amplifier (2-3). 8) is output as light (2-11) that forms a predetermined angle (refer to FIG. 3B) with the normal direction of the main surface of the substrate.
図３（ｂ）は、面発光レーザ（２−２）およびそれと当接している光増幅器（２−３）の構造を示す断面図である。断面を得るにあたっては、図３（ａ）で示すところの面（２−１０）を用いている。 FIG. 3B is a cross-sectional view showing the structure of the surface emitting laser (2-2) and the optical amplifier (2-3) in contact therewith. In obtaining the cross section, the surface (2-10) shown in FIG. 3A is used.
図３（ａ）および図３（ｂ）で示すように、本実施例に係る面発光レーザ（２−２）は、下部半導体膜（２−５）と、下部半導体膜（２−５）の上の活性領域（２−７）と、活性領域（２−７）の上の上部半導体膜（２−６）と、上部半導体膜（２−６）の上の表面電極（２−４）とから構成されている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the surface emitting laser (2-2) according to this example includes a lower semiconductor film (2-5) and a lower semiconductor film (2-5). An upper active region (2-7), an upper semiconductor film (2-6) on the active region (2-7), and a surface electrode (2-4) on the upper semiconductor film (2-6), It is composed of
光は、下部半導体膜（２−５）と、活性領域（２−７）と、上部半導体膜（２−６）とから構成されている光導波路内部を伝搬し、下部半導体膜（２−５）の下部境界面と上部半導体膜（２−６）の上部境界面とが、伝搬する光の反射鏡（本明細書では「半導体多層膜反射鏡」ともいう）として機能する。下部半導体膜（２−５）の下部境界面を下部反射鏡という。上部半導体膜（２−６）の上部境界面を上部反射鏡という。 The light propagates inside the optical waveguide composed of the lower semiconductor film (2-5), the active region (2-7), and the upper semiconductor film (2-6), and the lower semiconductor film (2-5 ) And the upper boundary surface of the upper semiconductor film (2-6) function as a reflecting mirror for propagating light (also referred to as “semiconductor multilayer film reflecting mirror” in this specification). The lower boundary surface of the lower semiconductor film (2-5) is called a lower reflecting mirror. The upper boundary surface of the upper semiconductor film (2-6) is called an upper reflecting mirror.
光増幅器（２−３）は、面発光レーザ（２−２）と同一半導体プロセスで一括形成可能である。面発光レーザ（２−２）で得られたレーザ光（２−９）は、共振器内を多重反射すると共に、その一部が当接されている光増幅器（２−３）へと伝搬する。 The optical amplifier (2-3) can be collectively formed by the same semiconductor process as the surface emitting laser (2-2). The laser beam (2-9) obtained by the surface emitting laser (2-2) is reflected multiple times in the resonator and propagates to the optical amplifier (2-3) in which a part thereof is in contact. .
光増幅器（２−３）に備えられた半導体多層膜反射鏡は、上部反射鏡の反射率が下部反射鏡の反射率と比較して低くなるように構成されており、その結果、光取出し窓（２−８）を形成している。 The semiconductor multilayer reflector provided in the optical amplifier (2-3) is configured such that the reflectance of the upper reflector is lower than that of the lower reflector, and as a result, the light extraction window (2-8) is formed.
光増幅器（２−３）へと伝搬したレーザ光は、スネルの法則に従い、次の（式１）
nwg×sin(θi)=sin(θ) （式１）
を満たす角度θで光取出し窓（２−８）から空間へと出射される。ただし、nwgは光増幅器（２−３）の等価屈折率である。
The laser light propagated to the optical amplifier (2-3) follows Snell's law and the following (formula 1)
n wg × sin (θ i ) = sin (θ) (Formula 1)
Is emitted from the light extraction window (2-8) to the space at an angle θ satisfying Here, n wg is the equivalent refractive index of the optical amplifier (2-3).
図２に示すような、面発光レーザ（２−２）と光増幅器（２−３）とが当接されて構成されている光源（２−１−１）に関し、直径50μmの円弧導波路を備える光増幅器（２−３）から構成された光源（２−１−１）を用いて、実験を行ったところ、図４に示すような放射パターンが得られた。ここで、図４のグラフの横軸は、基板主面法線方向と出射光とのなす角度（θ）であり、縦軸は、光強度を表す。図４に示すように、放射パターンは、θ=-10°または10°でそれぞれ単峯性のピーク（４）を有する。 As shown in FIG. 2, an arc waveguide having a diameter of 50 μm is used for a light source (2-1-1) configured by contacting a surface emitting laser (2-2) and an optical amplifier (2-3). When an experiment was performed using the light source (2-1-1) constituted by the optical amplifier (2-3) provided, a radiation pattern as shown in FIG. 4 was obtained. Here, the horizontal axis of the graph of FIG. 4 is an angle (θ) between the normal direction of the substrate main surface and the emitted light, and the vertical axis represents the light intensity. As shown in FIG. 4, the radiation pattern has a monotonic peak (4) at θ = −10 ° or 10 °, respectively.
（第２の実施例）
図５は、本発明の第２の実施例に係る光通信システムで利用するマルチモード光源（３）の構成を示す斜視図である。３つの光源（２−１−１、２−１−２、２−１−３）が同一半導体基板（２−０）上に、形成されている。３つの光源（２−１−１、２−１−２、２−１−３）は夫々、異なる直径の円弧導波路を備える。直径が異なる円弧導波路の中心は同一である。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a multimode light source (3) used in the optical communication system according to the second embodiment of the present invention. Three light sources (2-1-1, 1-2-2-1, 2-1-3) are formed on the same semiconductor substrate (2-0). Each of the three light sources (2-1-1, 1-2-1-2, 2-1-3) includes circular waveguides having different diameters. The centers of the circular waveguides having different diameters are the same.
３つの光源（２−１−１、２−１−２、２−１−３）からの光の波長を夫々相違させたマルチモード光源３を使用する。このようなマルチモード光源３を用いて、図６に示すようなマルチモード波長多重光通信システムを構成する。マルチモード光源３から出力された３波長が合波されているレーザ光は、レンズ（４−１）によって光ファイバ（５）へ結合される。 A multimode light source 3 is used in which the wavelengths of light from the three light sources (2-1-1, 1-2-2, 2-1-3) are different from each other. Such a multimode light source 3 is used to configure a multimode wavelength division multiplexing optical communication system as shown in FIG. The laser beam combined with the three wavelengths output from the multimode light source 3 is coupled to the optical fiber (5) by the lens (4-1).
このとき、光ファイバ（５）に入力するレーザ光の波面は、光の進行方向において螺旋状の波面が形成されている。本実施形態に係るマルチモード波長多重光通信システムでは、光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させるので、モード分散を低減させた伝送が可能となっている。 At this time, the wavefront of the laser beam input to the optical fiber (5) has a helical wavefront in the light traveling direction. In the multimode wavelength division multiplexing optical communication system according to the present embodiment, only the predetermined radial direction away from the center is excited without exciting the axial center of the optical fiber, and only limited high-order mode excitation is propagated. Transmission with reduced mode dispersion is possible.
光ファイバ（５）で伝送された後は、光はコリメータレンズ（４−２）によって平行光とされた後、分波器（６）へと導かれる。分波器（６）でそれぞれの波長毎に分波された後に、レンズ（４−３）を介して光受信器（７）へと結像し、波長多重マルチモード光通信を提供する。 After being transmitted through the optical fiber (5), the light is converted into parallel light by the collimator lens (4-2) and then guided to the duplexer (6). After being demultiplexed for each wavelength by the demultiplexer (6), an image is formed on the optical receiver (7) through the lens (4-3) to provide wavelength division multimode optical communication.
なお、本実施例では、図５および図６に示したように、各々が異なる直径の円形導波路を備える光源の数を３としているが、光源の数は任意の自然数としてよい。任意の数の光源から成るマルチモード光源に対し、本発明を適用可能であることは言うまでもない。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the number of light sources each having a circular waveguide having a different diameter is set to 3, but the number of light sources may be an arbitrary natural number. It goes without saying that the present invention can be applied to a multimode light source composed of an arbitrary number of light sources.
１−１、２−１−１、２−１−２、２−１−３：光源
１−２：回折格子
１−３：レンズ
１−４：光導波路
２、３：マルチモード光源
２−０：半導体基板
２−２：面発光レーザ
２−３：光増幅器
２−４：表面電極
２−５：下部半導体膜
２−６：上部半導体膜
２−７：活性領域
２−８：光取出し窓
２−９：面発光レーザ２−２で得られたレーザ光
２−１０：面
２−１１：基板主面法線方向と所定の角度θで出射される光
４：ピーク
４−１、４−３：レンズ
４−２：コリメータレンズ
５：光ファイバ
６：分波器
７：光受信器
1-1, 2-1-1, 2-1-2, 2-1-3: light source 1-2: diffraction grating 1-3: lens 1-4: optical waveguide 2, 3: multimode light source 2-0 : Semiconductor substrate 2-2: Surface emitting laser 2-3: Optical amplifier 2-4: Surface electrode 2-5: Lower semiconductor film 2-6: Upper semiconductor film 2-7: Active region 2-8: Light extraction window 2 -9: Laser light obtained by the surface emitting laser 2-2 2-10: Surface 2-11: Light emitted at a predetermined angle θ with respect to the normal direction of the main surface of the substrate 4: Peaks 4-1 and 4-3 : Lens 4-2: Collimator lens 5: Optical fiber 6: Demultiplexer 7: Optical receiver
Claims (4)
前記面発光レーザと当接している円弧形状導波路を備えた光増幅器と
から構成された光源が基板上に配置されたマルチモード光源であって、
前記面発光レーザは、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜と、上部半導体膜上の表面電極とから構成され、
前記光増幅器は、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜とから構成され、当該下部半導体膜の下部境界面は、当該上部半導体膜の上部境界面より高い反射率を有し、
前記面発光レーザで前記基板の主面法線方向とは異なる所定の角度をもって発生したレーザ光は、前記下部境界面および前記上部境界面で反射されながら、前記光増幅器を伝搬し、かつ、前記光増幅器上部の上部境界面から、前記基板主面法線方向と所定の角度で出力され、これによって、出力された光の進行方向において螺旋状の波面を形成することを特徴とするマルチモード光源。 A surface emitting laser;
A light source composed of an optical amplifier having an arc-shaped waveguide that is in contact with the surface emitting laser is a multimode light source disposed on a substrate,
The surface-emitting laser includes a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, an upper semiconductor film on the active region, and a surface electrode on the upper semiconductor film,
The optical amplifier includes a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, and an upper semiconductor film on the active region, and a lower boundary surface of the lower semiconductor film is higher than an upper boundary surface of the upper semiconductor film. Has high reflectivity,
Laser light generated at a predetermined angle different from the main surface normal direction of the substrate by the surface emitting laser propagates through the optical amplifier while being reflected by the lower boundary surface and the upper boundary surface, and A multi-mode light source characterized by being output from the upper boundary surface of the upper part of the optical amplifier at a predetermined angle with the normal direction of the main surface of the substrate, thereby forming a helical wavefront in the traveling direction of the output light .
前記マルチモード光源からの光を集光するレンズと、
前記螺旋状の波面が結合され、前記レンズで集光された光が伝搬する光ファイバと
から構成された光通信システムであって、
前記光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させることにより、モード分散を低減させたことを特徴とする光通信システム。 A multimode light source according to claim 1;
A lens that collects light from the multimode light source;
An optical communication system comprising an optical fiber to which the spiral wavefront is coupled and light collected by the lens propagates,
The mode dispersion is reduced by exciting only a predetermined radial direction away from the center without exciting the axial center of the optical fiber and propagating only limited high-order mode excitation. Communications system.
前記面発光レーザと当接している円弧形状導波路を備えた光増幅器と
から構成された光源が複数個基板上に配置されたマルチモード光源であって、
前記複数個の光源を構成する夫々の円弧形状導波路の円弧形状は、同一の中心および異なる径を有し、
前記面発光レーザは、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜と、上部半導体膜上の表面電極とから構成され、
前記光増幅器は、下部半導体膜と、下部半導体膜上の活性領域と、活性領域上の上部半導体膜とから構成され、当該下部半導体膜の下部境界面は、当該上部半導体膜の上部境界面より高い反射率を有し、
前記面発光レーザで前記基板の主面法線方向とは異なる所定の角度をもって発生したレーザ光は、前記下部境界面および前記上部境界面で反射されながら、前記光増幅器を伝搬し、かつ、前記光増幅器上部の上部境界面から、前記基板主面法線方向と所定の角度で出力され、これによって、出力された光の進行方向において螺旋状の波面を形成することを特徴とするマルチモード光源。 A surface emitting laser;
A multimode light source in which a plurality of light sources configured with an optical amplifier having an arc-shaped waveguide in contact with the surface emitting laser is disposed on a substrate,
The arc shape of each arc-shaped waveguide constituting the plurality of light sources has the same center and different diameters,
The surface-emitting laser includes a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, an upper semiconductor film on the active region, and a surface electrode on the upper semiconductor film,
The optical amplifier includes a lower semiconductor film, an active region on the lower semiconductor film, and an upper semiconductor film on the active region, and a lower boundary surface of the lower semiconductor film is higher than an upper boundary surface of the upper semiconductor film. Has high reflectivity,
Laser light generated at a predetermined angle different from the main surface normal direction of the substrate by the surface emitting laser propagates through the optical amplifier while being reflected by the lower boundary surface and the upper boundary surface, and A multi-mode light source characterized by being output from the upper boundary surface of the upper part of the optical amplifier at a predetermined angle with the normal direction of the main surface of the substrate, thereby forming a helical wavefront in the traveling direction of the output light .
前記マルチモード光源からの光を集光するレンズと、
前記螺旋状の波面が結合され、前記レンズで集光された光が伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバからの光を平行光にするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズからの光を波長毎に分ける分波器と、
前記分波器からの光が結像する光受信機と
から構成された光通信システムであって、
前記光ファイバの軸中心を励振せず中心から離れた所定の半径方向のみを励振させ、限定された高次モードの励振のみを伝搬させることにより、モード分散を低減させたことを特徴とする光通信システム。 A multimode light source according to claim 3;
A lens that collects light from the multimode light source;
An optical fiber through which the spiral wavefront is coupled and the light collected by the lens propagates;
A collimator lens for collimating light from the optical fiber;
A duplexer that divides the light from the collimator lens by wavelength;
An optical communication system comprising an optical receiver for imaging light from the duplexer,
The mode dispersion is reduced by exciting only a predetermined radial direction away from the center without exciting the axial center of the optical fiber and propagating only limited high-order mode excitation. Communications system.
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