JPH03282433A - Wavelength conversion device - Google Patents

Wavelength conversion device

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JPH03282433A
JPH03282433A JP8073290A JP8073290A JPH03282433A JP H03282433 A JPH03282433 A JP H03282433A JP 8073290 A JP8073290 A JP 8073290A JP 8073290 A JP8073290 A JP 8073290A JP H03282433 A JPH03282433 A JP H03282433A
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JP
Japan
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wavelength
light
optical
intensity
semiconductor laser
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Application number
JP8073290A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Sakano
伸治 坂野
Naoki Kayane
茅根 直樹
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify an optical isolator and an optical system by imposing optical intensity modulation upon a frequency-modulated signal which has specific wavelength in a multiplexed converted light group, and making this intensity-modulated light incident on a laser which oscillates with the wavelength of a transmission destination not in the direction of the optical axis of the laser resonator. CONSTITUTION:A wavelength filter 4 whose light output is adjustable with multiplexed different-wavelength wavelenth-converted light beams 1 which have frequency modulated signals converts the frequency-modulated signal light 2. Then the signal is made incident on the flank of the semiconductor laser 5 which oscillates with the target wavelength. The laser intensity is varied with the incident light 2 which varies in incidence intensity and wavelength variation is caused at the same time to cause frequency variation. The optical axis 3-3' of the oscillation laser and the optical axis 2-2' of the incident light are different from each other, so oscillation light beams 3 and 3' are not coupled with the frequency filter 4 by the flank incidence method and the optical isolator is therefore needed. Consequently, the optical system is simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信における波長変換を用いた交換の中での
周波数変調信号の伝達法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of transmitting frequency modulated signals during exchange using wavelength conversion in optical communications.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光通信の伝送容量を高める方法として一本の光ファイバ
で多数の波長の送る波長多重通信がある。
One method of increasing the transmission capacity of optical communications is wavelength division multiplexing, in which multiple wavelengths are transmitted through a single optical fiber.

この多重化された信号光の間で信号のやり取りが行なえ
る、即ち゛波長交換″が可能となると一層光通信の機能
が上がる。さて、波長交換を行なう上で鍵となるのは、
被変換光内の情報(信号)を変換光に伝える手段である
If it becomes possible to exchange signals between these multiplexed signal lights, that is, to perform "wavelength exchange," the functionality of optical communication will further improve.The key to wavelength exchange is as follows.
It is a means for transmitting information (signal) in the converted light to the converted light.

光信号を電気信号に変換することなく直接的に伝ること
は、構成の容易さ、スピード等から強く望まれるところ
である。
Direct transmission of optical signals without converting them into electrical signals is strongly desired from the viewpoint of ease of construction, speed, etc.

この信号伝達を行なう方法として光増幅器内の非線型性
を利用した4光波混合を用いる方法が、アイ オー オ
ー シー′89・テクニカル ダイジェスト 第2巻(
1989)136頁から137頁 (I  OOC’ 
 8 9  Technical  DigestVo
12.2  pp、136−137  (1989))
に述べられている。この方法の原理は信号光の波長の近
傍の波長を有するポンプ光と呼ばれる励起光を重ねて光
増幅器に入射し、さらに信号を移したい波長を有するプ
ローブ光と呼ばれる光を入射すると信号光とポンプ光の
差分の波長はとプローブ光からずれた所に信号光を反映
した光が現われ、信号光の情報が別の波長の光に伝わる
というものである。
As a method of transmitting this signal, a method using four-wave mixing that takes advantage of nonlinearity within an optical amplifier is described in IOC '89 Technical Digest Volume 2 (
1989) pp. 136-137 (I OOC'
8 9 Technical DigestVo
12.2 pp, 136-137 (1989))
It is stated in The principle of this method is that excitation light called pump light, which has a wavelength close to the wavelength of signal light, is superimposed and input into an optical amplifier, and then light called probe light, which has a wavelength to which the signal is to be transferred, is input. Light that reflects the signal light appears at a location where the wavelength of the difference in light is shifted from the probe light, and the information in the signal light is transmitted to light of a different wavelength.

しかし、上記方法では被変換光と変換光の波長域が異っ
ていなければならないため、多重化された波長域を同一
とする場合直接的には適用できない、また変調光出力が
μWのオーダと低いなどの問題があった。
However, in the above method, the wavelength ranges of the converted light and the converted light must be different, so it cannot be directly applied when the multiplexed wavelength ranges are the same, and the modulated light output is on the order of μW. There were problems such as low

これに対し、被変調光の周波数変調信号を光学フィルタ
ーで光強度変調光の形にして、変換光を発する半導体レ
ーザに入射し、変換光に変調信号を伝える方法がエレク
トロニクス・レターズ第25巻(1989年)第136
0頁から1362頁に示されている。
On the other hand, a method is described in Electronics Letters, Vol. 1989) No. 136
Shown on pages 0 to 1362.

この方法では1強度変調に変換された光を変換光を発す
るレーザの偏光と直交させて変換光との干渉を起さない
ように入射し、実際に変換光が周波数変調されることを
確認している。
In this method, the light that has been converted to 1-intensity modulation is made incident perpendicularly to the polarization of the laser that emits the converted light so as not to cause interference with the converted light, and it is confirmed that the converted light is actually frequency modulated. ing.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術では、変調光を発する半導体レーザの光軸
上からレーザの偏光と直交した強度変調光を入射する構
成とっていた。入射前に光増幅器で強度調節する構成で
もあるため、変調光からの光が光増幅器に結合して増幅
特性が乱れないように、高いアイソレーションを有する
光アイソレータを挿入する必要があった。この構成を一
部変えて光増幅器とフィルタの替りに能動フィルタを用
いても状況は同じである。この光アイソレータを組み込
むことが必要なため、ワンチップ構成ができない。さら
に、同じ光軸上にあると光信号から情報を得るためには
わざわざ光分岐を挿入して、一部の光を取り呂し受光器
で受ける必要があった。
The above-mentioned conventional technology has a configuration in which intensity-modulated light that is perpendicular to the polarization of the laser is incident from on the optical axis of a semiconductor laser that emits modulated light. Since the structure is such that the intensity is adjusted using an optical amplifier before inputting the light, it was necessary to insert an optical isolator with high isolation to prevent the light from the modulated light from coupling to the optical amplifier and disturbing the amplification characteristics. The situation is the same even if this configuration is partially changed and an active filter is used instead of the optical amplifier and filter. Since it is necessary to incorporate this optical isolator, a one-chip configuration is not possible. Furthermore, in order to obtain information from optical signals that are on the same optical axis, it was necessary to insert an optical branch to intercept some of the light and receive it at the optical receiver.

本発明の目的は、被変換光を強度変調光に変えた信号光
の光路と変換光を発するレーザの光路の光軸を分離し、
光アイソレータ及びそれに関連する光学系を簡単するこ
とにある。
The purpose of the present invention is to separate the optical axis of the signal light that has converted the converted light into intensity modulated light and the optical axis of the laser that emits the converted light,
The objective is to simplify optical isolators and optical systems related thereto.

また、本発明の目的は、光分岐を使わずに信号を取り出
すことにある。
Another object of the present invention is to extract signals without using optical branches.

さらに、本発明の目的は、入力光と出力光の間での周波
数変調信号の伝達をワンチップで可能とすることにある
A further object of the present invention is to enable transmission of a frequency modulated signal between input light and output light using a single chip.

本発明のさらに他の目的は、伝送後の弱まった入力信号
によっても充分に半導体レーザの周波数変調を加えられ
る構造を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a structure that can sufficiently modulate the frequency of a semiconductor laser even with a weakened input signal after transmission.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明のデバイスは多重化
された被変換光群の中から特定の波長の周波数変調信号
を光強度変調に変換する手段をとり、次にこの強度変調
光を伝える伝達先の波長で発振するレーザに入射する方
法として、レーザ共振器の光軸以外の方向から入射する
構造を有するものである。
In order to achieve the above object, the device of the present invention takes means for converting a frequency modulated signal of a specific wavelength into light intensity modulation from among a multiplexed group of converted light, and then transmits this intensity modulated light. As a method of inputting light into a laser that oscillates at the destination wavelength, the laser resonator has a structure in which the light is input from a direction other than the optical axis of the laser resonator.

また、上記他の目的を達成するために、強度変調光のレ
ーザの透過光を受光するように受光器を配置するもので
ある。
In addition, in order to achieve the other objects mentioned above, a light receiver is arranged so as to receive the intensity-modulated light transmitted by the laser.

さらにもう一つの目的を達成するために、一つの基板上
で(1)被変換光を選択、さらに(2)周波数変調を強
度変調に変えて、(3)変換光を発するレーザに照射す
る3つの機能を持つ構造を形成するものである。
In order to achieve yet another purpose, on one substrate, (1) select the light to be converted, (2) change the frequency modulation to intensity modulation, and (3) irradiate the laser that emits the converted light. It forms a structure with two functions.

上記4番目の目的を達成するために、波長フィルタを構
成する光導波路と半導体レーザの光導波路を斜めに交差
させるか又は、波長フィルタをλ/4位相シフト分布帰
還型レーザ構造とし、その中央で半導体レーザと交差さ
せるものである。
In order to achieve the fourth objective above, the optical waveguide constituting the wavelength filter and the optical waveguide of the semiconductor laser are diagonally crossed, or the wavelength filter is made into a λ/4 phase shift distributed feedback laser structure, and the center This crosses the semiconductor laser.

〔作用〕[Effect]

基本構成と動作原理を第1図を用いて説明する。 The basic configuration and operating principle will be explained using FIG.

基本的な構成は、周波数フィルタ4とレーザ5があり、
その配置を周波数フィルタ4からの呂射光2がレーザ5
の分振光の光軸方向3−3′に一致しない側面方向から
入射するように配することにある。
The basic configuration includes a frequency filter 4 and a laser 5.
The arrangement is such that the light 2 emitted from the frequency filter 4 is transmitted to the laser 5.
The purpose of the present invention is to arrange the light so that it enters from a side direction that does not coincide with the optical axis direction 3-3' of the separated light.

動作原理は、周波数変調信号を有する多重化された複数
の異なる波長の被波長変換光1から光呂力が調節できる
波長フィルタ4、例えばマツAツエンダ干渉系と光増幅
器を組合わせたり、半導体レーザを発振閾値以下で動作
させる能動フィルタにより特定の波長の周波数変調信号
を強度変調信号光2に変換する。
The principle of operation is that a wavelength filter 4 whose optical power can be adjusted from a multiplexed wavelength-converted light 1 of a plurality of different wavelengths having a frequency modulation signal, for example, a combination of a Matsu A-Zender interference system and an optical amplifier, or a semiconductor laser. A frequency modulated signal of a specific wavelength is converted into intensity modulated signal light 2 by an active filter that operates below the oscillation threshold.

次に信号を移したい波長で発振している半導体レーザ5
の側面から入射する。入射強度が変化する入射光2によ
り、例えばアプライド・フィジツクス・レター51.(
1987)第1780頁から第1782頁(Appl、
Phys、Lett、 51 (22)p p 。
Next, the semiconductor laser 5 oscillating at the wavelength to which you want to transfer the signal
incident from the side. For example, the applied physics letter 51. (
1987) pp. 1780-1782 (Appl.
Phys, Lett, 51 (22) p p.

1780−1782(1987))に記述のようにレー
ザ光強度が変わる。この出力変動はキャリア変動を伴う
ため、同時に波長変化が生じて周波数変化が起こる。従
来はレーザ発振の停止を目的とした。このため、周波数
変調用としての記載は全くなかった。このようにして、
周波数変調信号を伝える。
1780-1782 (1987)), the laser light intensity changes. Since this output fluctuation is accompanied by carrier fluctuation, a wavelength change occurs at the same time, resulting in a frequency change. Conventionally, the purpose was to stop laser oscillation. For this reason, there was no description at all for use in frequency modulation. In this way,
Conveys frequency modulated signals.

側面注入の方法では、発振レーザの光軸33′と入射光
の光軸2−2′が異なるため周波数フィルタ4に発振光
3,3′が結合することばない。このため光アイソレー
タが不要である。また、強度変調光2の透過光2′を受
光器6で受光することにより同時に伝えたい情報を取り
畠すことができる。
In the side injection method, since the optical axis 33' of the oscillating laser and the optical axis 2-2' of the incident light are different, the oscillating lights 3 and 3' are never coupled to the frequency filter 4. Therefore, an optical isolator is not required. Further, by receiving the transmitted light 2' of the intensity modulated light 2 with the light receiver 6, it is possible to simultaneously collect information to be transmitted.

さらに、本構成において周波数フィルタを半導体レーザ
で構成し、変換光の半導体レーザ5と導波路を交差させ
る構成にすることでワンチップ化が可能になる。
Furthermore, in this configuration, by configuring the frequency filter with a semiconductor laser and having a configuration in which the semiconductor laser 5 for converted light and the waveguide intersect, it becomes possible to integrate the frequency filter into one chip.

また、弱い入力光に対し波長フィルタの光と半導体レー
ザとを効果的に結合させるために、両者・の光導波路を
斜めに交差させるとき、交差角をθ。
Furthermore, in order to effectively couple the light from the wavelength filter and the semiconductor laser for weak input light, when the optical waveguides for both are diagonally crossed, the crossing angle is set to θ.

波長フィルタの幅df、半導体レーザの幅d、とおくと
交差面積SはS ” d i・d、/cosθ となり
交差面積を広げることができる。また、波長フィルタと
してλ/4位相シフト分布帰還型レーザの構造を取るこ
とにより、光強度はλ/4位相シフト領域に集中するよ
うになる。このλ/4位相シフト領域の半導体レーザの
光導波路を配置することにより、波長フィルタ内の光と
半導体レーザを有効に結合させることができる。
If the width df of the wavelength filter and the width d of the semiconductor laser are set, the intersection area S becomes S '' d i・d,/cosθ, and the intersection area can be expanded.Also, as a wavelength filter, a λ/4 phase shift distribution feedback type is used. By adopting the laser structure, the light intensity becomes concentrated in the λ/4 phase shift region.By arranging the optical waveguide of the semiconductor laser in this λ/4 phase shift region, the light inside the wavelength filter and the semiconductor Lasers can be effectively coupled.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 一実施例を第2図により説明する。同図(a)は複数の
被変調光が伝搬する光ファイバ11からの信号光lが波
長フィルタ40と半導体レーザ50及び受光器60をワ
ンチップ上に形成した波長変換素子に結合し、変換光3
を出力する構成の上面図である。同図(b)は半導体レ
ーザ部5゜のA−A’断面図である。(c)は波長フィ
ルタ40と受光器60部のB−B’断面図である。
Example 1 An example will be described with reference to FIG. In the figure (a), a signal light l from an optical fiber 11 through which a plurality of modulated light beams propagate is coupled to a wavelength conversion element that includes a wavelength filter 40, a semiconductor laser 50, and a light receiver 60 formed on one chip, and the converted light is 3
FIG. 2 is a top view of a configuration for outputting. FIG. 2B is a sectional view taken along line AA' of the semiconductor laser section at 5 degrees. (c) is a BB' cross-sectional view of the wavelength filter 40 and the light receiver 60 part.

上面から見た構成を(a)図を用いて説明する。The configuration seen from the top will be explained using FIG.

波長変換素子は1つの電極51からなる半導体レーザ5
0に対し、はぼ直交するように半導体レーザの電極51
とは分離された2つの電極41゜42からなる能動波長
フィルタ40とその波長フィルタの延長線上に配され、
独立した電極61を有する受光器60により構成される
The wavelength conversion element is a semiconductor laser 5 consisting of one electrode 51.
The electrode 51 of the semiconductor laser is arranged so as to be approximately perpendicular to 0.
An active wavelength filter 40 consisting of two electrodes 41 and 42 separated from each other and arranged on an extension line of the wavelength filter,
It is composed of a light receiver 60 having an independent electrode 61.

次に断面構造とその作製法を(b)及び(c)を用いて
述べる。
Next, the cross-sectional structure and its manufacturing method will be described using (b) and (c).

まずn型InP基板上に半導体レーザ50の領域にその
半導体レーザ50のストライプ方向A−A′方向に凹凸
のうねりを持つ回折格子17と波長可変フィルタ40の
領域に前記凹凸方向と直交する凹凸を形成する。これは
電子線描画装置を使ったり、又は位相投影法により、部
分的にマスキングしなから2光束干渉露光を行ない、露
光方向を各領域で変えることでパターニングができる。
First, on an n-type InP substrate, in the area of the semiconductor laser 50, a diffraction grating 17 having uneven undulations in the stripe direction A-A' of the semiconductor laser 50, and in the area of the wavelength tunable filter 40, unevenness perpendicular to the direction of the unevenness are formed. Form. This can be patterned by using an electron beam drawing device or by phase projection method, performing two-beam interference exposure without partially masking, and changing the exposure direction in each region.

その後、液相波長法や気相結晶成長法により、例えばバ
ンドギャップ波長λgが1.3μmのInGaAsP 
 4元混晶をガイド層13に、λ冨が1.55 μm 
のInGaAsP 4元混晶を活性層高をアンチメルト
バット層15、p型InPをクラッド層16.1gがp
型1.15μmのInGaAsP  4元混晶をキャッ
プN17として結晶成長する。その後、半導体レーザ5
0.波長フィルタ40.受光器60の領域に幅1〜数μ
mのストライプ状に残るように上記結晶成長層を上記ス
トライプ以外の領域をエツチングで除去する。
After that, for example, InGaAsP with a bandgap wavelength λg of 1.3 μm is grown by liquid phase wavelength method or vapor phase crystal growth method.
A quaternary mixed crystal is used as the guide layer 13, and the λ-thickness is 1.55 μm.
InGaAsP quaternary mixed crystal active layer height is 15, anti-melt butt layer 15 is p-type InP cladding layer 16.1g is p
Crystal growth is performed using a 1.15 μm type InGaAsP quaternary mixed crystal as a cap N17. After that, the semiconductor laser 5
0. Wavelength filter 40. A width of 1 to several μ in the area of the photoreceiver 60
The region of the crystal growth layer other than the stripes is removed by etching so that m stripes remain.

特に半導体レーザ50の領域は単一波長で発振するよう
に活性層14が幅1μm程度となるようにする。これに
対し、波長フィルタ40の幅は数μmとなり、固有発振
波長を複数有することもあるが選択波長領域内で1つの
発振波長がとれるように設定すれば問題はない。
In particular, in the region of the semiconductor laser 50, the active layer 14 is made to have a width of about 1 μm so that it oscillates at a single wavelength. On the other hand, the wavelength filter 40 has a width of several μm and may have a plurality of natural oscillation wavelengths, but there is no problem if it is set so that one oscillation wavelength can be obtained within the selected wavelength range.

例えば、ガイド層13の厚さを〜0.25μm、活性層
14の厚さを〜0.13μm、アンチメルトバック層1
5の厚さを〜0.04μm とするとき、半導体レーザ
5oの回折格子19のピッチを0.238μm とする
と活性層の幅が1μmのとき発振波長はほぼ1.540
μm となる。これに対し、波長フィルタの活性層の幅
は結晶方位のエツチング形状への影響から1μmと狭く
することができず、4μmと広くなることがあるが、回
折格子のピッチを0.233μm とすることで光フィ
ルタ40の波長域を1.540μm に一致させること
ができる。このストライプを形成した後、ストライプ以
外の領域に電流阻止層を結晶成長する。最後に各領域に
P電極51,41,42゜61を形成し、n電極71を
形成する。波長フィルタ及び半導体レーザはDFB (
分布帰還型)レーザ構造である。
For example, the thickness of the guide layer 13 is ~0.25 μm, the thickness of the active layer 14 is ~0.13 μm, and the anti-meltback layer 1 is
When the thickness of the semiconductor laser 5o is ~0.04 μm, and the pitch of the diffraction grating 19 of the semiconductor laser 5o is 0.238 μm, the oscillation wavelength is approximately 1.540 μm when the width of the active layer is 1 μm.
It becomes μm. On the other hand, the width of the active layer of a wavelength filter cannot be made as narrow as 1 μm due to the influence of the crystal orientation on the etching shape, and may be as wide as 4 μm, but the pitch of the diffraction grating can be set to 0.233 μm. The wavelength range of the optical filter 40 can be made to match 1.540 μm. After forming the stripes, a current blocking layer is crystal-grown in areas other than the stripes. Finally, P electrodes 51, 41, 42° 61 are formed in each region, and an N electrode 71 is formed. The wavelength filter and semiconductor laser are DFB (
It is a distributed feedback (distributed feedback) laser structure.

本素子に電流を流し、半導体レーザ50を発振閾値電流
の2番で発振させ、波長フィルタの電極41と42の電
流比を変えて発振閾値での主モードの波長を測定したと
ころ1.54μm±o、oosμm変った。この波長フ
ィルタとして使用するため発振閾値下0.98程度に2
電極41.42の注入電流をセツティングした。この状
態で光ファイバ11から波長1.542μmの2GHz
はど周波数変調を加えた信号光を入射した。受光器60
に逆バイアスを加えてこの信号をモニタして。
A current was applied to this device to cause the semiconductor laser 50 to oscillate at the oscillation threshold current No. 2, and the wavelength of the main mode at the oscillation threshold was measured by changing the current ratio of the electrodes 41 and 42 of the wavelength filter, and it was 1.54 μm ± o, oosμm changed. In order to use this as a wavelength filter, the oscillation threshold is set to about 0.98 below the oscillation threshold.
The injection currents of electrodes 41 and 42 were set. In this state, 2 GHz with a wavelength of 1.542 μm is transmitted from the optical fiber 11.
A signal light with frequency modulation was input. Light receiver 60
Add reverse bias to and monitor this signal.

波長フィルタ40の注入電流の比を変えたところ、特定
の比で受光器から入力光1の信号に対応する電気出力を
取り出すことができた。
By changing the ratio of the currents injected into the wavelength filter 40, it was possible to extract an electrical output corresponding to the signal of the input light 1 from the light receiver at a specific ratio.

この受光器出力が特定の値となるように波長フィルタの
電流比を調節することにより、半導体レーザ50の波長
1.540μm の出力光3が2GHzの周波数変調と
受けた。1.540±0.005μmの波長内の他の入
力光についても調べたが、同様に波長1.540μmの
半導体レーザ出力光3に周波数変調信号が伝達された。
By adjusting the current ratio of the wavelength filter so that the output of the photoreceiver becomes a specific value, the output light 3 of the semiconductor laser 50 having a wavelength of 1.540 μm is received as a frequency modulation of 2 GHz. Other input light within a wavelength of 1.540±0.005 μm was also investigated, and a frequency modulated signal was similarly transmitted to the semiconductor laser output light 3 having a wavelength of 1.540 μm.

実施例2 別の実施例を第3図を用いて説明する。実施例1と比較
して異なる点は半導体レーザ50の電極が3つ、即ち、
52,53.54に分離されている点である。このよう
に電極を分離することで、半導体レーザ50の発振波を
1.540μm±o、o o sμmの範囲で変えるこ
とができるようになった。実施例1と同様の測定を行な
い、任意の波長に周波数変調信号が伝達することを確認
した。
Example 2 Another example will be described using FIG. 3. The difference from Example 1 is that the semiconductor laser 50 has three electrodes, namely:
This point is separated into 52, 53, and 54 points. By separating the electrodes in this way, the oscillation wave of the semiconductor laser 50 can be changed within the range of 1.540 μm±o, o s μm. The same measurements as in Example 1 were performed, and it was confirmed that a frequency modulated signal was transmitted at any wavelength.

実施例3 別の実施例を第4図を用いて説明する。実施例1、実施
例2と比較して異なる点は半導体レーザ50が3電極波
長可変DBR(分布ブラッグ反射)レーザとなっている
ことである。この3電極波長可変DBRレーザ50は3
つの領域、ブラッグ反射領域(電極55が対応する領域
)9位相調節領域(電極56が対応する領域)、光増幅
領域(電極57が対応する領域)を有する。前2者を受
動的な、例えばλg=x、3μmの光導波路で形成し、
注入キャリアによって生じる屈折率変化を利用して発振
波長を変える。この波長可変レーザ50の光増幅領域の
一部で波長フィルタ40が交差するように配置する。こ
の波長可変DBPレーザでは3nm程度まで波長域を変
えることができるため実施例2のときより、波長設定の
枠が広がる。前実施例と同様に測定した結果、同様数変
調信号の伝達が確認できた。
Example 3 Another example will be described using FIG. 4. The difference from Examples 1 and 2 is that the semiconductor laser 50 is a three-electrode wavelength tunable DBR (Distributed Bragg Reflection) laser. This three-electrode wavelength tunable DBR laser 50 has three
It has nine regions, a Bragg reflection region (a region to which electrode 55 corresponds), nine phase adjustment regions (a region to which electrode 56 corresponds), and a light amplification region (a region to which electrode 57 corresponds). The first two are formed by passive optical waveguides, for example, λg=x, 3 μm,
The oscillation wavelength is changed using the change in refractive index caused by injected carriers. The wavelength filters 40 are arranged so as to intersect at a part of the optical amplification region of the wavelength tunable laser 50. Since this wavelength tunable DBP laser can change the wavelength range up to about 3 nm, the range of wavelength settings is wider than in the second embodiment. As a result of measurement in the same manner as in the previous example, transmission of the same numerically modulated signal was confirmed.

実施例4 第5図を用いて説明する。本実施例では波長フィルタ4
0と半導体レーザ50の交差角を60゜とすると交差面
積は2倍になる。実際の測定では光ファイバ11と波長
フィルタ40の曲り損が有り、2倍までは至らなかった
が改善が認められた。
Example 4 This will be explained using FIG. 5. In this embodiment, the wavelength filter 4
If the intersection angle between 0 and the semiconductor laser 50 is 60 degrees, the intersection area will be doubled. In actual measurements, there was a bending loss in the optical fiber 11 and the wavelength filter 40, and although the loss was not doubled, an improvement was observed.

実施例5 第2図を用いて説明する。実施例1とほとんど同様の構
造であるが、2つの点にポイントがある。
Example 5 This will be explained using FIG. 2. Although the structure is almost the same as that of Example 1, there are two points.

1つは波長フィルタ40の回折格子ユ8の構造で。One is the structure of the diffraction grating 8 of the wavelength filter 40.

中央部の半導体レーザ50と交差する領域を境にして回
折格子18の左右の凹凸の位相が反転するいわゆるλ/
4位相シフト構造を取っている。さらにもう一つは入射
側の端面反射の影響を除くためSiNの無反射コーティ
ングを行っている。この構造を取ることにより安定に低
い入力レベルでも充分な半導体レーザ光3の変調を得る
ことができた。この特定構造を用いた場合と、そうでな
い場合では平均で2dBのレベル差が認められた。
The phase of the left and right unevenness of the diffraction grating 18 is reversed with respect to the area intersecting the semiconductor laser 50 in the center.
It has a four-phase shift structure. Furthermore, a non-reflection coating of SiN is applied to eliminate the influence of reflection from the end face on the incident side. By adopting this structure, it was possible to stably obtain sufficient modulation of the semiconductor laser light 3 even at a low input level. An average level difference of 2 dB was observed between when this specific structure was used and when it was not.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、波長変換を行うときの信号伝達が光−
光で直接的に行なえると同時に(1)光学系が簡単とな
り、(2)周波数変調信号を光強度変化から受光器で直
接的に電気信号の強弱で取り呂せ、(3)ワンチップ化
が可能となり、光通信における構成の簡素化、高信頼性
化等の効果を派生させる。
According to the present invention, signal transmission when performing wavelength conversion is
At the same time as it can be done directly with light, (1) the optical system is simple, (2) the frequency modulation signal can be controlled directly by the intensity of the electrical signal at the receiver from changes in light intensity, and (3) it can be made into one chip. This makes it possible to simplify the configuration and improve reliability in optical communications.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本構成の説明図、第2図。 第3図および第4図は本発明の実施例のデバイスを示し
それぞれ(a)は上面図、(b)、(C)は断面図、第
5図は本発明のさらに他の実施例のデバイスの上面図で
ある。 1・・・周波数変調信号を有する被変換六方光、2゜2
′・・・強度変調信号に変換された久方光、3゜3′・
・・半導体レーザ出力光、4・・・波長フィルタ。 5・・・変換先の波長の光を発する半導体レーザ、6・
・・受光器、11・・・光ファイバ、12・・・n型I
nP基板、13−InGaAsP ガイド層、14 ・
・・InGaAsP活性層、15”・InGaAsP 
アンチメルトバック層、16・・・p型InPクラッド
層、17・・・InGaAsP  キャップ層、18・
・・能動波長フィルタ用回折格子、19・・・半導体レ
ーザ用回折格子、40・・・波長フィルタ、41.42
・・・波長可変波長フィルタ用電極、51・・半導体レ
ーザ用電極、52〜57・・・波長可変半導体レーザ用
電極、60・・・受光器、61・・・受光器用電極、7
1・・・n電極、72・・・波長フィルタ入射端面。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the basic configuration of the present invention, and FIG. 3 and 4 show a device according to an embodiment of the present invention, respectively (a) is a top view, (b) and (C) are sectional views, and FIG. 5 is a device according to another embodiment of the present invention. FIG. 1... Hexagonal light to be converted with frequency modulation signal, 2゜2
′... Kugata light converted to intensity modulation signal, 3゜3′・
... Semiconductor laser output light, 4... Wavelength filter. 5... Semiconductor laser that emits light at the wavelength of the conversion destination, 6.
...Receiver, 11...Optical fiber, 12...n type I
nP substrate, 13-InGaAsP guide layer, 14 ・
・・InGaAsP active layer, 15”・InGaAsP
anti-meltback layer, 16... p-type InP cladding layer, 17... InGaAsP cap layer, 18.
... Diffraction grating for active wavelength filter, 19... Diffraction grating for semiconductor laser, 40... Wavelength filter, 41.42
... Electrode for wavelength tunable wavelength filter, 51... Electrode for semiconductor laser, 52-57... Electrode for wavelength tunable semiconductor laser, 60... Light receiver, 61... Electrode for light receiver, 7
1...n electrode, 72... wavelength filter entrance end face.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも1つの第1の波長を持つた強度変調光が
あり、この強度変調信号を第2の波長を持つて発振する
半導体レーザに、その半導体レーザ利得もしくは吸収波
長域内に第1の波長があるとき、半導体レーザの共振器
の側面から照射して、第1の波長の光の信号を第2波長
の周波数変調の形で伝達する構成を有する波長変換デバ
イス。 2、請求項1記載のデバイスにおいて、第1の波長を有
する強度変調光が第1の波長を有する周波数変調光を波
長フイルタにより、強度変調に変換した光とすることを
特徴とする波長変換デバイス。 3、請求項1記載のデバイスにおいて、照射された第1
の波長の光の一部を受光器で電気信号として取り出すこ
とを特徴とする波長変換デバイス。 4、第1の波長の周波数変調光を選択し、かつ強度変調
に変換する波長フイルタ用光導波路と第2の波長で発光
する半導体レーザの光導波路の光軸が交差するように配
したことを特徴とする波長変換デバイス。 5、請求項4記載のデバイスにおいて、各々の素子をモ
ノリシツクに形成したことを特徴とする波長変換デバイ
ス。 6、請求項5記載のデバイスにおいて、受光器を波長フ
イルタの光導波路の光軸の延長線上にモノリシツクに形
成したことを特徴とする波長変換デバイス。 7、請求項4記載のデバイスにおいて、2つの光導波路
の交差が斜めであることを特徴とする波長変換デバイス
。 8、請求項4記載のデバイスにおいて、波長フイルタの
構成がλ/4位相シフト回折格子からなり、位相シフト
領域に交差領域があることを特徴とする波長変換デバイ
ス。
[Claims] 1. There is intensity modulated light having at least one first wavelength, and this intensity modulated signal is transmitted to a semiconductor laser that oscillates at a second wavelength within the semiconductor laser gain or absorption wavelength range. 1. A wavelength conversion device having a configuration for transmitting an optical signal of a first wavelength in the form of frequency modulation of a second wavelength by irradiating from a side surface of a resonator of a semiconductor laser when there is a first wavelength. 2. The wavelength conversion device according to claim 1, wherein the intensity-modulated light having the first wavelength is light obtained by converting frequency-modulated light having the first wavelength into intensity-modulated light using a wavelength filter. . 3. The device of claim 1, wherein the irradiated first
A wavelength conversion device characterized by extracting a portion of light with a wavelength of , as an electrical signal using a light receiver. 4. The optical waveguide for the wavelength filter that selects the frequency modulated light of the first wavelength and converts it into intensity modulation is arranged so that the optical axes of the optical waveguide of the semiconductor laser that emits light at the second wavelength intersect. Featured wavelength conversion device. 5. The wavelength conversion device according to claim 4, wherein each element is formed monolithically. 6. The wavelength conversion device according to claim 5, wherein the light receiver is monolithically formed on an extension of the optical axis of the optical waveguide of the wavelength filter. 7. The wavelength conversion device according to claim 4, wherein the two optical waveguides intersect at an angle. 8. The wavelength conversion device according to claim 4, wherein the wavelength filter is composed of a λ/4 phase shift diffraction grating, and the phase shift region has a crossing region.
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