JPH0353227A - 光増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体光増幅器に関する。

〔従来の技術〕

近年、光信号を光の状態のまま増幅する半導体光増幅器
の研究開発が盛んになってきている。先増幅器が実用化
されれば、光ファイバ通信用の中継器を従来に比べ小型
の目立つ軽量なものにすることができる利点がある。（
従来の中継器では、送信されて来た光信号を一旦受光器
で電気信号に変換し、これを増幅、波型整形した後、再
び半導体レーヂで光信号に変え、送信していた。その為
、電気回路が複雑で、且つ装置が大型なものになってい
た。また、光増幅器の駆動回路は構成が簡単であるが故
に、長期信頼度の面でも従来の中継器に比べ大きな改善
となる。従って、半導体光増幅器を用いた光中ｍ器は、
光海底伝送システムの海底中継器等に適していると言え
る。更に、光増幅器では、増幅後も同じ光の周波数及び
位桐を保つことができるため、周波数多重（ＦＤＭ）伝
送や、将来の光コヒーレント伝送への応用も期待される
。

従来の光増幅装置の構成を第３図（ａ）に示す。

光増Ｉ５ｒ器１はストライプ状の活性層２を有する半導
体ダブルへテロ構造（基本的には半導体レーザと同一構
造）からなり、両端面にレーザ発振を抑えるための無反
射コーティング３が施されている。

この光増幅器１に順方向電流を注入することにより、光
信号を増幅する利得が得られる。光信号は光ファイバの
ボー｝　（Ｃ−１）から光増幅器１の１方の端面を通過
して活性層２に導かれ、活性層２の内部で増幅された後
、他方の端面から光ファイバの出力ボー｝　（Ｃ−２）
に導かれる。

第３図（ｂ）は光ファイバと光増幅器ｌとの結合部を詳
細に示す図である。ボー｝（Ｃ−１），（Ｃ−２）は光
ファイバの先端を球面状に加工した先球ファイバとなっ
ており、この先球ファイバにより光結合が達成されてい
る。光結合効率はそれぞれの結モ・部で約−６ｄＢであ
る。光増幅器１に約１５０ｍＡの電流を注入することに
より、光増幅器１内で約２５〜２７ｄＢ程度の利得が得
られる。ボー｝　（（”：−１）／　（Ｃ−２）間では
、この値から結合損失約１２ｄＢを差し引いた利得、約
１５ｄＢが得られている（例えば、Ｇ，ＧＲＯＳＳＫＯ
ＦＦ他．エレクトロニクスレターズ誌，第２４巻，５５
１頁，１９８８年〉。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の光増幅装置では、光増幅器１とポート（
Ｃ−１），　　（Ｃ−２）との間に光結合部が２ケ所あ
るため、既に実用化されている半導体レーザ・モジュー
ル（光結合部１ケ所）等に比べ、光学的アラインメント
が難しく、且つ、振動等の機械的ショックに弱いなどの
問題を有していた。

本発明は上述の従来技術の問題点を克服するために、光
ファイバと光増幅器との光結合部を１ケ所とすることに
より、モジュール化の際、光学的アラインメントが容易
な光増幅装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光増幅装置は、一方の端面に無反射膜が、他方
の端面に高反射膜が形成された進行波型半導体光増幅器
と、３つ以上のポートを有する光分岐回路とから構威さ
れてなり、前記光分岐回路の第１のポートは前記進行波
型光増幅器の低反射率端面側と光学的に結合し、前記第
１ポートと対向する第２，第３のポートのうち、前記第
２のポートより信号光を入力し、前記進行波型光増幅器
で増幅された信号光を前記第３のポートより出力する手
段を備えたことを特徴としている。

〔実施例ｌ〕

本発明の実施例を図面を用いて以下に詳細に説明する。

第１図（ａ）本発明の第１の実施例の構成図である。光
の増幅領域である活性層２を有するダブルへテロ構造光
増幅器１の端面は、一方が無反射コーティグ３、他方が
高反射コーティング４が施されている。４つの光ファイ
バからなるポートを有する方向性結合器５のポー｝　（
Ａ−２）は、光増幅器１の無反射コーティング３が形戒
された端面側と光学結合している。方向性結合器５の結
合係数は−３ｄＢとなっている。第ｌ図（ｂ）にはポー
｝　（Ａ−２）と光増幅器１との結合部の構成を示した
図であるが、ボー｝　（Ａ〜２）、光増幅器１とは、従
来の半導体レーザモジュールで一般に採用されているロ
ンドレンズ８による結合系で結合されている。ボー｝　
（Ａ−２）と光増幅器ｌとの結合効率は−３ｄＢである
。上述の光増幅装置では、ボー｝（Ａ−１）から入力さ
れた光信号がポー｝（Ａ−２）より光増幅器１に導かれ
、光増幅器ｌに入力した光信号は入力端面と対向する高
反射コーティング４が形成された端面で反射され、光増
幅器１内を往復する間に増幅され、再び無反射コーティ
ング３が形成された端面側からポー｝　（Ａ−２）に結
合する。増幅された光信号はボー｝（Ａ−２）から方向
性結合器５を通り、ポート　（Ｂ−１）から出力される
。

この増幅装置において光信号が受ける損失は、方向性結
合器５において６ｄＢ，光増幅器ｌとポート（Ａ−２＞
の間において６ｄＢ，｝一タル１２ｄＢである。この損
失は従来例で示した光増幅装置の結合損失１　２ｄＢと
同じ値である。しかしながら、光ファイバと光増幅器１
との結合部がｌケ所で済むため、モジュール化に際し、
光学的アラインメントが極めて簡単に済みという利点が
ある。

発明者らの実験によれば、光増幅器１として、波長１．
５５μｍの光を増幅するＩｌ，Ｇ．　Ａ．　Ｐ／Ｉ，Ｐ
系のＢＨ型光増幅器を用い、バイアス電流を１５０ｍＡ
に設定し、光信号として、ポートＡ−■への入力パワー
−２ＱｄＢｍの１．２Ｇｂ／ｓパルス変調信号を用いた
場合、光増幅器１内での利得２７ｄＢ，ポート（Ａ−１
）からポー｝　（Ｂ−１）間での増幅率１５ｄＢを得る
ことができた。

〔実施例２〕 第２図に本発明の第２の実施例の構戒図を示す。

基本構戊は第１の実施例と同じである。異なる点は、ボ
ー｝　（Ａ−１）と方向性結合器５との間にアイソレー
タ６を設けたことと、ポート　（Ｂ−２＞の終端に受光
素子７を設けた点である。アイソレータ６を設けた理由
は、光増幅器１で増幅された光信号の一部が入カボー｝
　（Ａ−１）側に戻ることを防ぐためである。こうする
ことにより、発信元である信号光源が安定に動作し、デ
ィジクル伝送時のビット誤り率の改善がなされる。また
、受光素子７は、発信元から伝送されてきた光信号モニ
タするためのものである。この様なモニタ機能を付加す
ることにより、多段階に光増幅装置を接続した光伝送シ
ステムにおいても、故障箇所を即かに発見できるなどの
利点を有している。

光増幅器ｌとしてＩ。Ｇ．ＡＳＰ／Ｉ．Ｐ系のＢＨ型光
増幅器を用いた波長１．５５μｍでの光増幅／伝送実験
にお！）で、ボー｝（Ａ−１）、（Ｂ−１）間の利得１
３ｄＢを得ると共に、１、２Ｇｂ／ｓ　−１　２　０Ｋ
ｍ　（中間に光増幅装置１段を設けている）の伝送では
、受信側での最高受信感度−３３ｄＢｍ（＠・エラーレ
ー｝ＩＱ−１１の時）を得ることができた。この値は、
光増幅装置及び光ファイバを用いないバックートウーバ
ックの伝送時の受信感度−３３．５ｄＢｍに対し、パワ
ーペナルティが約０．５ｄＢと小さな、極めて優れた伝
送特性であることを示している。

０．５ｄＢのパワーペナルティは、主に光増幅器ｌから
発せられる自然放出光のホワイトノイズに起因したもの
である。尚、本発明では光分岐回路５として方向性結合
器を用いたが、光分岐回路５はスター型分岐導泡路等か
らなっていてもよく、且つ、ポートの数は５つ以上であ
ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明による光増幅装置では、光増
幅器１と光ファイバとの結合部が１ケ所で済むため、従
来の光増幅装置に比べ、モジュール化する際の光学的ア
ラインメントが極めて簡単になるという利点がある。

更に、構戊が簡単であるが故に、信頼性の面でも優れて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例である光増幅装置
の構戊図、第ｌ図（ｂ）は第１の実施例の光結合部の構
戊図、第２図は本発明の第２の実施例である光増幅装置
の構戊図、第３図（ａ）は従来の光増幅装置のＭＩｔＦ
ｆｔ．図、第３図（ｂ）は従未例の先結合部の構戊図で
ある。 図において、ｌは光増幅器、２は活性層、３は無反射コ
ーティング膜、４は高反射コーティング膜、５は方向性
結合器、６はアイソレータ、７は受光素子、８はロッド
レンズ、Ａ−１，　Ａ−２，Ｂ−１．８−２は光ファイ
バ、Ｃ−１，Ｃ−２は先球ファイバである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の端面に無反射膜が、他方の端面に高反射膜が形成
   された進行波型半導体光増幅器と、３つ以上のポートを
   有する光分岐回路とから構成されており、前記光分岐回
   路の第１のポートは、前記進行波型光増幅器の低反射率
   端面側と光化学に結合し、前記第１のポートと対向する
   第２、第３のポートのうち、前記第２のポートより信号
   光を入力し、前記進行波型光増幅器で増幅された信号光
   を前記第３のポートより出力する手段を備えたことを特
   徴とする光増幅装置。