JPH04118637A - 半導体光増幅装置 - Google Patents

半導体光増幅装置

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JPH04118637A
JPH04118637A JP23878090A JP23878090A JPH04118637A JP H04118637 A JPH04118637 A JP H04118637A JP 23878090 A JP23878090 A JP 23878090A JP 23878090 A JP23878090 A JP 23878090A JP H04118637 A JPH04118637 A JP H04118637A
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optical amplifier
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    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

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) 本発明は利得安定化手段を持つ半導体光増幅装置に関す
る。
(従来の技術) 近年、半導体や稀土類元素を添加した光ファイバを用い
た光増幅器に於て実用的な特性か得られるようになり、
光増幅器を種々の光通信・交換システムに適用する動き
が盛んになってきている。
このうち、半導体光増幅器は、半導体レーザの利得機構
を利用して、注入電流を発振しきい値以下にバイアスし
外部からの入射光に対して増幅器として動作させるもの
である。小型、広い利得波長帯域幅、高飽和出力、アレ
イ化/集積化可能等の特長を持ち、光交換システムの様
な多数点対多数点の光ネットワークの規模拡大への応用
が期待されている。
半導体光増幅器の利得は、周囲の温度、入射光の偏光状
態等により変化する。従って、半導体光増幅器を実際に
システムの中で用いる際には、光増幅器の利得の安定化
制御が不可欠である。従来、光増幅器の利得安定化方式
としては、送信信号に予め10KHz程度の低周波数パ
イロット信号を重畳して光ファイバで伝送し、リピータ
として用いる光増幅器の部分で、光増幅器出力の一部を
分岐して分岐光を得、この分岐光を電気信号に変換して
パイロット信号を検出するか、又は光増幅器の端子電圧
変化からパイロット信号を検出し、そのパイロット信号
の大きさを一定値に保つように制御する方法が°知られ
ている。この技術については、雑誌「エレクトロニクス
・レターズ(Elect−ronics Letter
s) J 、第25巻、1989年、235−236頁
や、「電子情報通信学会英文論文誌」、第E72巻、1
989年、1059−1060頁に述べられている。
(発明が解決しようとする課題〉 しかし、従来の光増幅器の利得安定化方法では、周波信
号を伝送信号に重畳するために、光送信器として特殊な
方式のものを採用するか、又は外部変調器を用いる必要
がある。
本発明の目的は、上述の課題を解決し、特殊な光送信器
や光変調器を用いずに利得の安定化制御が可能な半導体
光増幅装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明による半導体光増幅装置は、活性層の光軸方向に
配列されていて互いに独立な複数の電流注入領域を持つ
半導体光増幅器と、前記複数の電流注入領域のうち入力
端面に近い第一の注入領域に直流電流と共に低周波の特
定周波数信号を印書口する手段と、前記光増幅器の出力
光中の前記特定の周波数信号成分を検出し、その大きさ
を一定値に保つように、前記光増幅器の前記第一の注入
領域以外の電流注入領域への注入電流を制御する手段と
からなることを特徴とするものである。
(作用) 本願と同一の出願人により先に出願されている特願昭6
3−123142に述べられているように、半導体光増
幅器では、エピタキシャル層側の電極を分離することに
より、互いに独立に電流を注入できる多電極構造を実現
することが可能である。また、「電子情報通信学会論文
誌j、第871巻、第10号、1988年、第972−
974頁に述べられているように、半導体光増幅器は注
入電流を変調することにより、利得をもつ光変調器とし
て利用できる。従って、多電極構造半導体光増幅器を用
いた場合、入力側に近い電極に直流バイアスと共に低周
波パイロット信号を印加し、光増幅器出力のパイロット
信号成分を抽出して、それを一定値になるように制御す
ることにより。
利得安定化が可能となる。この場合、パイロット信号印
加のための光変調器と光増幅器がモノリシック集積され
ている素子を用いているから、特殊な光送信器や光変調
器を用いずに利得の安定化制御ができる半導体光増幅装
置が可能となる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の半導体光増幅装置を示すブ
ロック図である。本図において、半導体増幅器20は、
光軸に沿い、かつ基盤に垂直な面における断面図で示し
である。先ず初めに、本実施例に用いる半導体光増幅器
の製作方法に付いて説明する。
まず気相成長法により、n−InPnラバ1フフ p−InPクラッド層13、P−InGaAsPキャッ
プ層14を(100)n−1 nP基板10上に連続的
に成長する。次に、ここでは図示していないが、エツチ
ングと埋込の成長により特開昭58−067087号に
開示されているような二重チャンネルプレーナ埋込み(
DC−PBH)構造を形成する。この半導体光増幅器に
おいては、利得の偏光依存性を低減するための活性層を
0、2μm,幅を1μmとした。
次にP側にオーム性電極を前面に蒸着した後、通常のフ
ォトリングラフィ法及びドライエツチング法によりpl
FI電極15、p− I nGaAs P’rヤップ1
14及びp−InPクラッド層13の途中迄を光軸に垂
直な方向にストライプ状に除去する。図ではplF!!
電極15のうちの信号入力側を15a、出力側を15b
として符号を付している。
次いでn1Il!電極16を形成し、へき開により入出
力端面17a,17bを形成し、その上に無反射コート
膜となるSiN膜18a.18bをプラズマCVD法に
より形成する。ここで述べたP側電極と半導体層の途中
迄の除去はpfPI電極を15a。
15bに分割し電気的な分離を行うためのもので、半導
体層の除去の代わりにイオン打込等を用いてもよい。こ
のような構造をとることにより、活性層の光軸方向に、
互いに独立に電流を注入できる2つの領域を得ることが
できる。
次に本実施例の動作を説明する。光ファイバ1aにより
伝送された入力光信号19aはレンズ等の光結合手段(
図では省略)により光増幅器20のに結合される。電極
15aは、光増幅器20のp側電極のうち入力側に近い
電極である2発振器2aからの小振幅、低周波(ここで
は10kHz)パイロット信号と直流電源2bからの直
流電流とが駆動回路2Cにより加え合わされ、電極15
aに印可される。光増幅器20の光出力19bは、光フ
ァイバ1bに結合された後、一部は光分岐3により分岐
され、光検出器4により電気信号に変換される。光検出
器4の出力信号は、増幅器5により増幅される。増幅器
5の出力側には帯域フィルタが設けていて、この帯域フ
ィルタにより10KHzのパイロット信号周波成分が取
り出される。
このパイロット信号周波数成分は、整流回路6で整流さ
れ、整流回路6の出力の直流信号は、低域フィルタ7を
通り平滑化され、差動増幅器8の一つの入力端子8aに
入力される。差動増幅器8のもう一つの入力端子8bに
は、基準となる電圧が印可される。差動増幅器8の出力
は光増幅器駆動回路9で電力を増幅される。光増幅器駆
動回路9の出力は光増幅器20のもう一つのP側電極1
5bに駆動電流として加えられる。このような構成によ
り、半導体光増幅器20の光出力19bは、光分岐3、
光検出器4、増幅器5、整流回路6、低域フィルタ7、
差動増幅器8および光増幅器駆動回路9を経て、plI
l電極15bに帰還される。
この帰還回路により、差動増幅器8の出力が零になるよ
うに、光増幅器駆動回路9の出力の駆動電流が制御され
、ひいては半導体光増幅器20の利得が一定に制御され
る。
この構成によれば、低周波信号を伝送信号に重畳するた
めの特殊な光送信器や外部変調器を用いることなく光増
幅器の利得安定化制御が可能となる。光増幅器を光変調
器として用いる際には、自然放出光が問題になるが、入
力信号光強度に対して、利得の大きさ(直流バイアスの
大きさ)を最適化することによりこの問題は除くことが
出来る。
実験ではt1#115aへの直流注入電流3QmAパイ
ロット信号振幅1mAの状態で、光増幅器20のファイ
バ間利得を10dBに安定化することが確認できた。
また、従来、遠隔地に置かれた光送信器でパイロット信
号を印可していたのに比べ、光増幅器20の極≦近くで
パイロット信号を印加するから、遠隔地に置かれた光送
信器の状態、光送信器と光交換機の間の光フアイバ伝送
路1aの状態によらず、光増幅器20の利得の安定化制
御が容易に確実に実現できるという利点も生じる。
以上の実施例では、光増幅器出力中のパイロット信号の
強度のモニタを、光増幅器出力の一部を分岐して充電変
換することにより行ったが、雑誌「エレクトロニクス・
レターズ(E +ectron 1cstetters
 ) J 、第25巻、1989年、235−236頁
に述べられているように、光増幅器の端子電圧変化を検
知してもよい。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明によれば、従来の光増幅
器の利得安定化方法で必要であった低周波信号を伝送信
号に重畳するための特殊な光送信器や外部変調器を必要
とせずに利得の安定化制御が可能な半導体光増幅装置が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体光増幅装置の構成を示すブ
ロック図である。本図に於て、1a、1bは光ファイバ
、2aは発振器、2bは直流電源、2Cは駆動回路、3
は光分岐、4は光検出器、5は増幅器、6は帯域フィル
タ、7は整流回路、8は差動増幅器、8a、8bは端子
、9は駆動回路、10は半導体基板、11.12,13
.14は半導体、15a、L5b、16は電極、17a
、17bは端面、18a、18bは無反射コート膜、9
 a 9bは光信号である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  活性層の光軸方向に配列され互いに独立な複数の電流
    注入領域を持つ半導体光増幅器と、前記複数の電流注入
    領域のうち入力端面に近い第一の注入領域に直流電流と
    共に低周波の特定周波数信号を印加する手段と、前記光
    増幅器の出力光中の前記特定周波数信号の成分を検出し
    、その大きさを一定値に保つように、前記光増幅器にお
    ける前記第一の注入領域以外の電流注入領域への注入電
    流を制御する手段とからなることを特徴とする半導体光
    増幅装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9484708B2 (en) 2015-01-09 2016-11-01 Mitsubishi Electric Corporation Dual wavelength laser module with constant output intensity

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US6414770B2 (en) 1996-09-17 2002-07-02 Fujitsu Limited Optical communications system
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US9484708B2 (en) 2015-01-09 2016-11-01 Mitsubishi Electric Corporation Dual wavelength laser module with constant output intensity

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