JPH04226433A

JPH04226433A - 光増幅装置

Info

Publication number: JPH04226433A
Application number: JP3131860A
Authority: JP
Inventors: Michiyo Nishimura; 西村　三千代; Atsushi Nitta; 淳新田; Kenji Nakamura; 憲司中村; Masao Majima; 正男真島; Toru Nakada; 透中田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1992-08-17
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: EP0459514A2; DE69103959D1; US5223972A; DE69103959T2; EP0459514B1; JP2980723B2; EP0459514A3

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体光増幅器、半導
体光増幅器とこれに接続する入出力手段などを備えた半
導体光増幅器モジュールなどの光増幅装置、及びそれを
用いた光通信ネットワークないしシステム、集積型光ノ
ードに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体光増幅器ないし装置と言
えば、活性層やクラッド層などを含む半導体レーザ構造
を備え、閾値以下のバイアス電流を与えて外部からの入
力光に対して光増幅を行なうものを言い、光通信分野な
どにおいては、光ファイバ内やファイバ間での接続の際
などに生じる光損失を補うデバイスとして開発が進めら
れている。

【０００３】しかし、こうした半導体光増幅器を光ファ
イバ通信システムないしシステムに用いる場合の問題点
の１つとして、光増幅率の偏光依存性（異なる偏光モー
ドに対して増幅率が異なる性質）が挙げられる。一般に
、光ファイバ内を伝送されてきた出力光は偏光状態が安
定ではなく、従って、その様な光を偏光依存性のある上
記の如き光増幅器に入力すると、該光増幅器からの出力
光のレベルは一定とはならない。しかも、こうした出力
の変動は受信系にダイナミックレンジなどに関して多大
な負担を与えることになり、通信システム規模を制限す
る致命的な欠点となる。

【０００４】これに対して、偏光面保存ファイバを伝送
に用いればこうした問題は解決できるが、これではコス
トが高くなり、また他のシステムとの整合性が良くない
と言う別の問題が生じてくる。

【０００５】そのために、従来から偏光に無依存な光増
幅器を構成する試みが幾つかなされている。１つの方法
は、半導体光増幅器の活性層を厚くして偏光依存性を無
くすものである。また、他の方法としては、偏光依存性
のある素子を、他の光学素子と組み合わせて用いるもの
があり、これには幾つか提唱されている。例えば、特開
平１−１０２９８３では光増幅器の前段に偏光回転器を
用いる方法が示され、特開平１−６１０７９では入力光
を２つの偏光成分に分解し、これらを２つの光増幅器に
別々に入力して増幅された出力光を再び合成する方法が
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例には夫々に欠点がある。第１に、活性層厚を厚く
する方法では、他の特性の劣化が問題となる。つまり、
活性層厚を厚くすると注入電流量が増加し、熱の発生や
自然放出光の増加の影響により雑音特性の劣化が起こる
。第２に、外部の光学系を利用する方法では、一般的に
部品点数が多くなり、モジュール化した場合に大きくな
ってしまう、生産性が劣る、コスト高になる等の問題が
起こる。この事情を、特開平１−６１０７９で示された
例を取り図１９に沿って説明する。この構成では、光フ
ァイバ９３を伝送されてきた信号光を偏光ビームスプリ
ッタ９６により２つの偏光成分に分け、夫々に対し別個
の光増幅器９２を備える必要がある上に、こうした偏光
ビームスプリッタ９６やミラー９７などが必要になる。更に、各光学部品間の光学アライメントが必須であり、
アライメントの精度は光増幅装置の性能を左右し、また
光学部品間で反射光が生じない様に光学部品を構成する
必要もあり、その為にはビームスプリッタ端面に無反射
コーティングを施すなどの特別な配慮が必要である。こ
うして、モジュールにする場合に大型化すると共にコス
ト高になってしまう。

【０００７】従って、本発明の目的は、以上の課題に鑑
み、光増幅部自体が持つ偏光依存性は、あればそのまま
にして、他の特性を劣化させることなく装置全体として
偏光による増幅度の差を補償する様にし、更にモジュー
ル化にも適した構成を持つ光増幅装置、及びそれを用い
て光通信の質の向上、システム構成の簡易化を図った光
通信ネットワークないしシステム、集積型光ノードを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する本発明
の光増幅装置では、外部からの入力光に対して利得を与
える光増幅部と入出力光間の増幅率の偏光依存性を補償
する為の偏光選択損失部とを有することを特徴とする偏
光無依存型の光増幅装置となっている。

【０００９】より具体的には、前記光増幅装置は半導体
レーザ構造を有したり、光増幅部と偏光選択損失部は同
一の半導体基板上にモノリシックに形成されていたり、
入力光及び増幅された出力光を結合する為の光結合手段
を更に有したり、偏光選択光損失部は、少なくとも光増
幅部内部の異なる偏光モードに対する利得差を補償する
為に該偏光モードに対して損失差を与える様に構成され
ていたり、偏光選択光損失部は、少なくとも光入力及び
光出力が行なわれる当該装置の半導体端面の異なる偏光
モードに対する反射率差を補償する為に該偏光モードに
対して損失差を与える様に構成されていたり、偏光選択
光損失部は、少なくとも光入力及び増幅された光出力を
結合する為の光結合手段における異なる偏光モードに対
する入出力結合率差を補償する為に該偏光モードに対し
て損失差を与える様に構成されていたり、異なる偏光モ
ードがＴＥ及びＴＭモードに対応していたり、偏光選択
光損失部が方向性結合器から構成されていたり、偏光選
択光損失部が導波型偏光子から構成されていたり、光増
幅部と偏光選択光損失部の少なくとも一部が同一の光導
波路中に一体化して構成されていたり、光入力及び光出
力が行なわれる第１の半導体端面とそれとは別の第２の
半導体端面が設けられ、偏光選択光損失部が該第２の半
導体端面での異なる偏光モードに対する反射率の差を利
用して構成されていたりする。

【００１０】また、上記目的を達成する本発明の光通信
ネットワークないしシステムでは、送信端局と受信端局
との間を伝送路で接続した光通信システムにおいて、送
信端局と受信端局の少なくとも１か所に上記特徴を持つ
本発明の光増幅装置を備えたことを特徴としたり、中継
装置を介して、送信端局と受信端局を光伝送路で接続し
た光通信システムにおいて、送信端局と受信端局及び中
継装置の少なくとも１か所に上記特徴を持つ光増幅装置
を備えたことを特徴としたり、端局装置間を光伝送路で
接続した双方向光通信システムにおいて、端局装置の少
なくとも１か所に上記特徴を持つ光増幅装置を備えたこ
とを特徴としたり、中継装置を介して、端局装置間を光
伝送路で接続した双方向光通信システムにおいて、端局
装置と中継装置の少なくとも１か所に上記特徴を持つ光
増幅装置を備えたことを特徴としたり、少なくとも１本
の光伝送路を介して、複数の端末が該端末に夫々接続さ
れた端局装置を用いて互いに光通信を行なうバス型光通
信ネットワークにおいて、いずれかの端局装置の光送信
部から、他のいずれかの端局装置の光受信部までの、光
の伝送される経路上の少なくとも１か所に上記特徴を持
つ光増幅装置を設けたことを特徴としたり、少なくとも
、複数の光信号を送信する手段と、複数の光信号を受信
する手段と、通信を制御する手段とを備える光ノードに
端末が接続され、該光ノードが光伝送路によって他の同
様の光ノードに接続されて成るアクティブバス型光通信
ネットワークにおいて、或る光ノードの前記光信号を送
信する手段と、他の光ノードの前記光信号を受信する手
段との間の光の伝送される経路上の少なくとも１か所に
上記特徴を持つ光増幅装置を設けたことを特徴としたり
、送信部及び受信部を有する複数の端局とスターカップ
ラと該端局と該スターカップラを接続する光伝送路から
なるスター型光通信ネットワークにおいて、光の伝送さ
れる経路上の少なくとも１か所に上記特徴を持つ光増幅
装置を備えることを特徴としたり、送信部及び受信部を
有する複数の端局と該端局を接続する光伝送路からなる
ループ型光通信ネットワークにおいて、光の伝送される
経路上の少なくとも１か所に上記特徴を持つ光増幅装置
を備えることを特徴としたりする。

【００１１】更に、上記目的を達成する本発明の集積型
光ノードでは、半導体基板と、該基板上に形成され光通
信ネットワークないしシステムの光伝送路を連結するチ
ャネル導波路からなり、該チャネル導波路に、導波路中
を伝搬する光を増幅する上記特徴を持つ光増幅装置と、
前記光伝送路に光送信部と光受信部の少なくとも１つを
結合する為の光カップラないし光分岐合流部とを設けた
ことを特徴とする。

【００１２】この様に、本発明による光増幅装置は、異
なる偏光モードに対して異なる光損失を与える如く構成
された偏光選択光損失部を光増幅部に付加して設けてい
るので、たとえ光増幅部、光入出力端面などが偏光依存
性を持っていても、光増幅装置全体としては偏光無依存
な増幅度を持つ様に構成することができる。また、この
様な光増幅装置を光通信ネットワークないしシステムに
用いれば、比較的簡単な構成で光通信の質、規模等を向
上できる。更に、こうした構成の光増幅装置を光集積ノ
ードに組み込めば、性能が良くコンパクトな光ノードが
実現される。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の光増幅装置の原理ないし概念
を説明する図である。同図において、１は例えば導波路
内を進行するＴＥ光、ＴＭ光に対して異なる量の損失を
持つ偏光選択光損失部、２は例えば誘導放出を用いた光
増幅部、３は光伝送路である光ファイバ、４は光ファイ
バ３を通して両部１、２へ入力される信号光、５は光増
幅装置より出力される増幅信号光である。光増幅部２は
半導体光増幅器などからなり、光ファイバ３は例えば先
端が球状になった所謂先球ファイバなどから成って光増
幅器への結合効率を良くしている。

【００１４】図２と図３は本発明の光増幅装置の第１実
施例を示し、図３（ａ）、（ｂ）は夫々図２のＡ−Ａ′
、Ｂ−Ｂ′断面図である。

【００１５】第１実施例では、ｎ−ＧａＡｓである基板
１１上に、厚さ１μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層１２、
厚さ１．５μｍのｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓクラッ
ド層１３、厚さ０．２μｍのノンドープＡｌ０．０５Ｇ
ａ０．９５Ａｓ活性層１４、厚さ１．５μｍのｐ−Ａｌ
０．３Ｇａ０．７Ａｓクラッド層１５、厚さ０．５μｍ
のｐ−ＧａＡｓキャップ層１が分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ）法を用いて、先ず、順次積層される。

【００１６】次に、図３に示す如く、２つのストライプ
（図２に示す如く１つは直線的で第１導波路２１となり
、他の１つはこれに近接した平行部とこれから離れた平
行部と両者の平行部を結ぶ接続部から成る第２導波路２
２となる）の幅領域を残し活性層１４を越えてｎ−クラ
ッド層１３に至るまでエッチングを行なう。その後、液
相エピタキシー（ＬＰＥ）法を用いて、ｎ−Ａｌ０．３
Ｇａ０．７Ａｓクラッド層１８で埋め込み、更に偏光選
択光損失部１に隣接する光増幅部２にある一方のストラ
イプ部にｐ型電極１９を形成し、基板１１裏面全面に亙
ってｎ型電極２０を形成する。そして、両端面に無反射
コーティング（不図示）を施し、進行波型の半導体光増
幅装置を作製した。

【００１７】この様に本実施例では、通常の半導体光増
幅器の構成である光増幅部２に偏光選択光損失部１を付
加した構成の光増幅装置となっている。この構成におい
て、光増幅部２の偏光に対する利得の差を補償する如き
損失差が偏光選択損失部１で与えられて、偏光無依存と
されている。

【００１８】本実施例で示す様な、活性層１４厚の薄い
ダブルヘテロ（ＤＨ）構造の光増幅器では、閉じ込め係
数の偏光依存性から図４に示す如き利得の差（Δｇ）が
ＴＥ、ＴＭ光間で生じてしまう。よって、ＴＥ光が常に
ＴＭ光より大きな利得を持つことになり、この偏光依存
性を解消する為に、利得の大きなＴＥ光に選択的に損失
を与える光損失部１を付加して装置全体として偏光無依
存としている。

【００１９】第１実施例では、光損失部１の一例として
方向性結合器を用いている。即ち、光ファイバ３から入
力された信号光４は、活性層１４を中心とした導波モー
ドと結合し光増幅器中を導波し光増幅部２で増幅された
後に端面から出射し、再び光ファイバ３に結合される。この時、光増幅部２の前段にはストライプ幅を同一とし
た２つの導波路２１、２２が隣接して並び、結合導波路
を形成している（この領域長が図２においてＬで示され
る）。この結合導波路が方向性結合器を構成し、下記の
如き適当な光損失の機能を持つ様に設計されている。

【００２０】光増幅部２前段の第１光導波路２１とそれ
に隣接する第２光導波路２２とは、モード同期した結合
導波路となっており、その結合導波路の結合効率をκと
すると、Ｌ＝π／２κの領域長とすることでパワーを完
全に第１光導波路２１から第２光導波路２２へ移行でき
る。しかし、本導波路では、ＴＥ光とＴＭ光とでは光の
界分布が異なるので両者の伝搬定数と結合効率κが違い
、よって両者の完全結合長が異なる。このことは逆に言
えば、特定の長さＬではＴＥ光とＴＭ光のパワー移行率
が異なってくることになる。このパワー移行率の違いを
利用して所望の偏光依存性の光損失を与えるのである。即ち、ＴＭ光に対するパワー移行率が０若しくは殆ど０
であり、且つＴＥ光に対するパワー移行率が図４に示す
利得差Δｇに相当するものとなる様に領域長Ｌを選択す
れば、装置全体として偏光無依存の光増幅機能を持つこ
とになる。この際、第２光導波路２２に結合した光波は
、再び光増幅部２に入力されない様に、また出力側の光
ファイバ３にも結合されない様に構成する必要がある。この為には、例えば、図２に示す様に光増幅部２におい
て第１と第２の光導波路２１、２２を十分離しておけば
よい。

【００２１】こうして、ＴＭ光は方向性結合器によって
損失を受けず、ＴＥ光は方向性結合器によってΔｇに相
当する光損失を受け、両者の利得ないし増幅率は装置全
体として等しくなる。

【００２２】この様な構成をとることで、光ファイバ３
からの入力光４がどの様な偏波状態であっても、また入
力光４の偏波状態が時間的に変動しても、常に各偏光成
分に対する増幅率は一定で出力光レベルが変わらない。

【００２３】尚、第１実施例では、結合導波路２１、２
２のストライプ幅を同一とした方向性結合器の例を示し
たが、必ずしも同一の幅にする必要はなく、ストライプ
幅を適当に選んでＴＥ光とＴＭ光の界分布の差及び結合
効率κを適当に定めることで、所望の利得差を補償する
光損失を与える構造としてもよい。また、本実施例では
、光損失部１は入力側に設けたが、光損失部１は光増幅
器内のいかなる位置に設置してもよく、例えば、光増幅
部２の後段や、光信号が進行する方向に関して光増幅部
２の両側に置いてもよい。

【００２４】次に、図５と図６に沿って第２実施例を説
明する。図６（ａ）、（ｂ）は、夫々、図５のＡ−Ａ′
、Ｂ−Ｂ′断面図である。本実施例は偏光選択損失部１
を導波型偏光子で構成しており、その他は第１実施例と
実質的に同じである。よって、第１実施例と同一の符号
は同一部分を示す。

【００２５】第２実施例では、図６（ａ）で示す様に活
性層１４を中心としたチャネル導波路の両側に金属部分
３１を設けることで、ＴＥ光に対して選択的に損失を与
える金属装荷型の導波型偏光子を光損失部１に構成して
いる。この金属部分３１の金属としては上面電極１９の
ものを用いればよい。この構成で、偏光依存性をなくす
為には、光増幅部２で生じる利得差Δｇに合わせて、金
属部分３１の領域長を適当に設定したり、光損失部１と
光増幅部２における導波路の幅を変えることなどで損失
量を調整すればよい。

【００２６】図７は第２実施例の変形例を示す。第２実
施例では、光増幅部２と光損失部１とは分離された構成
となっていたが、この変形例では同一の光導波路上に両
部１、２が形成されている。図７は光増幅部と光損失部
とを兼ねる構成の断面を示し、活性層１４の両側に上面
電極１９から引き続いて金属部４１を設け、光増幅を行
なうと同時にＴＥ光に対して選択的に光損失を与えてい
る。この機能を行なわせる為に、キャップ層１６の上部
を除いて電極１９ないし金属部４１と各層１３〜１６と
の間に絶縁層４２を設けている。

【００２７】半導体光増幅装置全体をこの様な一体型に
すると、素子の全長が短くなると言う利点があるが、反
面、光損失量の調整が困難になる。従って、光損失の量
によって、一体型とする部分と光増幅を行なう部分とを
設け、両者を適当な長さに設定するのがよい。

【００２８】図８は本発明の第３実施例を示す。本実施
例では、偏光選択光損失部１は端面５１での反射率の偏
光による違いを利用している。光ファイバ３から結合し
て光導波路部５２に結合した信号光４は、端面５１に入
射角θで入射し、一部は反射して一部は透過する。反射
した光は方向を変え、再び光増幅部２の光導波路５３と
結合して電極１９のある部分で増幅され、他方、透過し
た光は外部へ出射して光損失となる。

【００２９】この時、入射角θを変えることで各偏光に
対する反射率が異なる。通常はＴＥ光の反射率が低いの
でＴＥ光に選択的に光損失を与えることができ、入射角
θを適当に設定して所望の損失量の割合とすることがで
きる。

【００３０】図８では、入射側の端面５４を光導波路５
２に垂直に加工してあるが、これは光ファイバ３との結
合効率を良くする為である。勿論、この端面５４は反射
端面５１と平行にしてもよいし、更に導波路５２を折り
曲げて任意の位置で光ファイバ３と接続してもよい。ま
た、入射角θの傾斜に加えて反射端面５１にコーティン
グを施し、各偏光に対する光損失量の割合を調整しても
よい。

【００３１】この様にして、本実施例でも、第１及び第
２実施例と同様に、利得を光増幅装置全体として偏光無
依存とすることができる。

【００３２】ところで、以上の実施例で示した偏光選択
光損失部の構成例のほかにも、偏光選択光損失手段とし
ては従来から公知のあらゆる手段が適用できる。例えば
、方向性結合器にグレーティングを用いることも出来る
し、第１実施例の如き横方向の結合導波路の外に積層方
向の結合導波路として偏光選択光損失部を構成すること
も出来る。

【００３３】また、上記実施例では活性層１４はバルク
構造で説明したが、本発明の効果は他のいかなる形態の
活性層を有する半導体光増幅器に対しても有効であり、
夫々の活性層の有する偏光に対する利得差に応じて、光
損失量の割合を調節すればよい。特に、極薄い井戸層と
バリア層が交互に積層された量子井戸構造を持つ活性層
では、ＴＥとＴＭ光間の利得の差は、閉じ込め係数の違
いの外に量子効果（例えば、活性層に量子井戸構造を用
いると、縮退が解けて価電子帯の重いホールと軽いホー
ルのバンド構造が分離し、その結果、量子井戸に平行な
電界ベクトルを持つＴＥ光が、量子井戸に垂直な電界ベ
クトルを持つＴＭ光より大きな利得を得ることになり、
大きな偏光依存性が生じる）による光学利得自体の違い
から、バルク構造のものに比べて更に大きくなる。しか
し、この場合も、利得差の違いが何であってもそれに応
じて光損失量の割合を調整すればよい。

【００３４】更に、以上の実施例では、偏光選択光損失
部は光増幅部内部の利得差を補償するものとしていたが
、光増幅部内部の利得が各偏光成分に対して同等であっ
て光ファイバと光増幅部間の接続の際の結合効率に偏光
依存性が生じる場合などにも、入出力ファイバ間の偏光
成分に対する増幅度を等しくする目的で、偏光に対する
結合効率などの差に相当するだけの偏光選択光損失を光
損失部で与える様にしてもよい。

【００３５】また、以上の実施例では、進行波型の光増
幅装置として、主に単一通過利得の偏光依存性を補償す
る様に構成していたが、例えば、第１実施例の構成で説
明すると、図９（ａ）に示す如く、溝６８で形成された
端面６１及び出射端面６２を反射面で構成する共振型の
光増幅器に対しても本発明の原理は適用できる。共振型
の場合、進行波型では殆ど無視していたデバイスの端面
反射率の偏光依存性が利得の偏光依存性を生じる要因と
なる。しかし、通常、端面反射率はＴＥ光の方がＴＭ光
より大きくその為に利得もＴＥ光が大きくなることから
、前記の実施例で説明した偏光選択光損失部の構成が共
振型の場合にもそのまま適用できる。この場合も、単一
通過利得及び端面反射率の偏光依存性によって生じる光
増幅部内部の利得の差を補償する様に偏光選択光損失部
の損失量の割合を設計すればよい。更に、図９（ｂ）に
示す如く、光増幅部２の光導波路２１の両端部分６３、
６４、又は全部６５に亙ってグレーティングを形成した
分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）、又は分布帰還型（ＤＦ
Ｂ）の光増幅器としてもよい。この場合、端面６６には
無反射コーティングが施されている。

【００３６】次に、図１０に上記光増幅装置を備えた光
通信システムを示す。図１０において、１０１、１０２
は送信端局、１１５、１１７は分岐合流器、１０６は中
継装置、１０３、１０４は受信端局、１１８、１１９は
光伝送路である。送信端局１０１、１０２は、夫々、信
号処理部と電気−光変換（Ｅ／Ｏ）部を含む光送信部１
１１、１２１と、光送信部１１１、１２１からの光信号
出力を増幅する為の光増幅器１１２、１２２より構成さ
れる。中継装置１０６は光増幅器１１６で構成されてい
る。受信端局１０３、１０４は、夫々、入力光信号を増
幅する為の光増幅器１３２、１４２と、光−電気変換（
Ｏ／Ｅ）部と信号処理部を含む光受信部１３１、１４１
より構成されている。

【００３７】図１０の構成の光通信システムにおいて、
送信端局１０１、１０２の光送信部１１１、１２１より
出力された光信号は、光増幅器１１２、１２２により、
夫々、増幅されて、送信端局１０１、１０２より出力さ
れる。その出力光信号は、時分割多重、波長多重、或は
ＣＳＭＡ（ｃａｒｒｉｅｒ　　ｓｅｎｓｅ　　ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅ　　ａｃｃｅｓｓ　　）／ＣＤ（ｃｏｌｌｉｓ
ｉｏｎ　　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等の予め決められた多
重化方式を用いて、光伝送路１１８上で衝突しない様に
制御されて、分岐合流器１１５を通って光伝送路１１８
に送出される。光伝送路１１８中を光信号が伝送される
と、光量が減衰する為、中継装置１０６でこの光信号を
増幅させる。図１０の構成では、中継装置１０６が１か
所にのみ配置してあるが、必要に応じて数カ所配置して
もよく、また中継装置が必要なければ用いなくてもよい
。

【００３８】中継装置１０６で増幅された光信号は、光
伝送路１１９を通って分岐合流器１１７に入力され、多
重化方式に応じた分離方法で分離されて受信端局１０３
、１０４に入力される。各受信端局１０３、１０４に入
力された光信号は、光伝送路１１９や分岐合流器１１７
でのロスを補うべく、光増幅器１３２、１４２で増幅さ
れて、光受信部１３１、１４１に入力される。この様に
して送信端局１０１から受信端局１０３への通信と、送
信端局１０２から受信端局１０４への通信が、１本の光
伝送路１１８、１１９を通して行なわれる。

【００３９】図１０においては、送信端局２台、受信端
局２台の例を示したが、分岐合流器１１５、１１７の分
岐数を増やして、送信端局Ｎ台、受信端局Ｎ台でＮ体Ｎ
の通信も可能である。また、分岐合流器１１５、１１７
を用いず、１対１の通信もできる。図１０に示す光増幅
器は、図示の全箇所に配置する必要はなく、各部の光信
号の減衰を補償する必要のある所に配置すればよい。

【００４０】本発明による偏光無依存型光増幅装置をこ
の様な光通信システムに用いれば、たとえ偏光状態が安
定でない信号光が増幅装置に入ってきても常にそこから
の出力光は一定のレベルに増幅されて出てくるので、光
受信部にダイナミックレンジなどに関して多大な負担を
かけることがなくなり、良好な光通信システムを構成で
きると共に、光信号のパワー変動がないからシステムの
規模を制限する必要がなくなる。また、光増幅器の利得
特性以外の他の特性、例えば雑音特性などを劣化するこ
となく偏光依存性が解決されているので、この点でも良
好な通信システムが構成できる。また、上記の如き偏光
無依存型光増幅装置を用いるので、図１０のシステムで
使われる信号処理手段、光−電気及び電気−光変換手段
、光伝送路などには、偏光状態が変化することについて
特別の工夫が施されたものを使う必要はなく、通常の公
知のものを用いることができる。

【００４１】次に、図１１に、本発明による偏光無依存
型光増幅装置を用いた双方向光通信システムの実施例を
示す。図１１の構成の光通信システムにおいて、２０１
、２０２は端局装置、２０３は中継装置、２１８、２１
９は光伝送路である。端局装置２０１、２０２は、夫々
、送信部と受信部を持っており、送信部は、信号処理部
と電気−光変換部を含む光送信部２１１、２４１と、光
送信部２１１、２４１からの光信号出力を増幅する為の
光増幅器２１２、２４２より構成される。受信部は、入
力光信号を増幅する為の光増幅器２２２、２３２と、光
−電気変換部と信号処理部を含む光受信部２２１、２３
１より構成されている。端局装置２０１、２０２におい
て、送信部と受信部は、夫々、分岐合流器２１５、２１
７で接続されている。中継装置２０３は光増幅器２１３
で構成されており、各端局装置２０１、２０２と光伝送
路２１８、２１９で接続されている。

【００４２】図１１の構成において、端局装置２０１の
光送信部２１１及び端局装置２０２の光送信部２４１よ
り出力された光信号は、光増幅器２１２、２４２により
、夫々、増幅されて、分岐合流器２１５、２１７を通っ
て各端局装置２０１、２０２より出力される。その出力
光信号は、光伝送路２１８、２１９を夫々逆方向に伝送
される。光伝送路２１８、２１９中を光信号が伝送され
ると、光量が減衰される為、中継装置２０３で光信号を
増幅させる。

【００４３】図１１においては、中継装置２０３を１か
所にのみ配置してあるが、必要に応じて数カ所配置して
もよく、また中継装置が必要なければ用いなくてもよい
。中継装置２０３で増幅された光信号は、更に光伝送路
２１９、２１８を通って相手側の端局装置２０２、２０
１に入力される。光入力信号は、分岐合流器２１７、２
１５により光受信部２３１、２２１の方向に分岐され、
光増幅器２３２、２２２で光伝送路２１８、２１９と分
岐合流器２１５、２１７のロスを補うべく増幅されて、
光受信部２３１、２２１に入力される。この様にして、
端局装置２０１、２０２の間で、１本の伝送路２１８、
２１９を通して双方向の通信が行なわれる。

【００４４】図１１においては、送信部と受信部を１つ
ずつ持つ端局装置２台の双方向通信の例を示したが、端
局装置内に複数の送信部と受信部を持つ構成又は複数の
端局装置を分岐合流器で接続した構成も可能である。図
１１に示す光増幅器は、図示の全箇所に配置する必要は
なく、各部の光信号の減衰を補償する必要のある所に配
置すればよい。その他の点については、図１１のシステ
ムも図１０のシステムと同様なことが言える。

【００４５】図１２、図１３は、本発明の偏光無依存型
光増幅装置を用いた本発明のバス型光通信ネットワーク
の実施例を説明する図である。図１２は本実施例のシス
テム全体構成を示し、図１３は本実施例における端局装
置の構成を示すブロック図を示す。

【００４６】図１２において、３００は光ファイバ等の
光伝送路、３２１〜３２９はこの光伝送路３００を用い
て通信を行なう端末、３１１〜３１９は、夫々、端末３
２１〜３２９からの電気信号を光信号に変換して光伝送
路３００に送出し、光伝送路上の光信号を電気信号に変
換して端末へ伝達し、更には、光伝送路３００上の通信
状態を検出して他の端末からの信号と自端末からの信号
が伝送路上で衝突しない様に通信を制御する端局装置で
ある。また、３３１〜３３９は前記光ファイバ等の光伝
送路３００に接続され、光伝送路上の信号の一部を取り
出して端局装置３１１〜３１９に伝達し、或は、端局装
置３１１〜３１９からの光信号を光伝送路３００へと送
り出す光カップラである。更に、３４１〜３４２は光伝
送路３００上の光信号を増幅して伝送する為の光増幅器
であり、この光増幅器には前記偏光無依存型光増幅装置
を用いる。

【００４７】図１３は、図１２の端局装置３１２の構成
を一例として示し、同図において、３５０は端末３２２
からの信号を光信号に変換し、他端末からの信号と光伝
送路３００上で衝突しない様に制御して光伝送路上へ送
出する光送信部、３６０は光送信部３５０からの光信号
を増幅する光増幅器、３７０は光伝送路３００を伝送さ
れてきた光信号を電気信号に変換し、この信号が自端局
装置３１２に接続された端末（この例の場合３２２）へ
のものであれば、信号をこの端末へと伝達する光受信部
、３８０は光伝送路３００を伝達されてきた信号を増幅
して光受信部３７０へと伝達する光増幅器、３９０は光
増幅器３６０からの光信号を光カップラ（この場合３３
２）へと送出し、また光カップラからの光信号を光増幅
器３８０へと伝達する分岐合流素子である。光増幅器３
６０、３８０には前記偏光無依存型光増幅装置を用いる
。ここでは、端局装置３１２を例にこの装置の構成を示
したが、他の端局装置３１１〜３１９も同様の構成とな
っている。

【００４８】今、端末３２２と端末３２９との間で通信
を行なう場合を想定して本実施例の動作を説明する。端
末３２２から信号を送出する場合、先ず光送信部３５０
は時分割多重、波長多重、或はＣＳＭＡ／ＣＤなどの予
め決められた多重化方式を好適に用いて、他の端末から
の信号と、端末３２２からの信号が光伝送路３００上で
衝突しない様に制御して、端末３２２からの信号を光信
号に変換して光増幅器３６０へと送出する。この信号は
光増幅器３６０で増幅され、分岐合流素子３９０を通り
、光カップラ３３２によって光伝送路３００上に双方向
に送出される。この光信号は、光カップラ３３３、・・
・、３３８を通り、中継光増幅器３４２へと到達する。この時、各光カップラでこの光信号のパワーの一部は分
岐されて、端局装置３１３、・・・、３１８へと伝達さ
れるが、これらの端局装置は、この信号が自端局装置に
接続された端末３２３、・・・、３２８へ宛てたもので
ないことを識別し、これらの光信号は捨てられる。中継光増幅器３４２へと到達した光信号は、各光カップ
ラを通ってパワーの一部を分岐された為、光信号強度が
低下しているが、中継光増幅器３４２によって増幅され
て再び強度が大きくなって光伝送路３００上を光カップ
ラ３３９の方向へと送出される。

【００４９】光カップラ３３９では、この光信号の一部
は分岐されて端局装置３１９へ伝達され、図１３に示し
た光分岐合流素子３９０、光増幅器３８０と同様の素子
を介して光受信部へ伝達される。この光受信部は、伝達
されてきた光信号を電気信号に変換し、この信号が端末
３２９へ宛てたものであることを認識して、端末３２９
へと信号を伝達する。

【００５０】端末３２９から端末３２２へ信号を伝送す
る場合も、今説明したのと同様の手順で光伝送路３００
上を逆方向に信号が伝送されて通信が行なわれる。この
時、端局装置３１２へ到達する光信号は、光カップラ３
３８、・・・、３３３、３３２を通過し、その後、この
信号は光分岐合流素子３９０も通るので、各部において
光信号が減衰し、強度が弱くなっているが、光受信部３
７０へ入射する前に光増幅器３８０で増幅され十分な強
度となって光受信部３７０に伝達される。

【００５１】この様に、光増幅器３６０は光送信部３５
０からの信号を増幅して伝送路３００上へ送出し、光増
幅器３４１、３４２や３８０は光ノード等の光信号の経
路での光パワーの減衰を補償して、受信に十分なパワー
を持つ様に光信号を増幅する。この時、前記偏光無依存
型光増幅装置は、たとえ偏光状態が安定でない信号光が
増幅装置に入ってきても常にそこからの出力光は一定の
レベルに増幅されて出てくるので、光受信部に検出ダイ
ナミックレンジなどに関して多大な負担をかけることが
なくなり、質の良い良好な光通信システムを構成できる
と共に、光信号の強度の変動がないので端局を何台でも
繋げられてシステムの規模を制限する必要がなくなる。また、光増幅器の利得特性以外の他の特性、例えば雑音
特性などを劣化することなく偏光依存性が解決されてい
るので、この点でも良好な通信システムが構成できる。また、上記の如き偏光無依存型光増幅装置を用いるので
、図１２のシステムで使われる信号処理手段、光電気及
び電気光変換手段、光伝送路などには、偏光状態が変化
することについて特別の工夫が施されたものを使う必要
はなく、通常の公知のものを用いることができる。

【００５２】本実施例では、光送信部３５０の直後、光
受信部３８０の直前、及び、光伝送路３００上の全てに
光増幅器を設けた場合について説明したが、例えば光送
信部３５０が十分なパワーの光信号を送出できるならば
光増幅器３６０は必要なく、また、光受信部３７０が受
信するのに充分なパワーが分岐合流素子３９０の出力で
得られるならば、光増幅器３８０を省略することが可能
である。或は、光伝送路３００上の光カップラ数が少な
く、光カップラでの減衰が問題にならなければ、伝送路
３００上の光増幅器３４１、３４２を省くことができる
。この様に、図１２、１３に示した全ての光増幅器が必
要と言う訳ではなく、このうちの少なくとも１つに光増
幅器を用いれば、上記の効果を有するバス型光通信ネッ
トワークシステムが実現できる。

【００５３】また、図１２のシステムでは、中継光増幅
器３４１、３４２が、光カップラ３３１、・・・、３３
９とは独立に光伝送路３３０上に設置されている場合を
例示してあるが、各光カップラに、中継光増幅器を内蔵
した場合でも、光増幅器に本発明によって構成された偏
光無依存型光増幅装置を用いていれば上記の効果を達成
できる。

【００５４】更に、本実施例では、単一の光伝送路３０
０を用いたときの形態で説明を行なったが、光伝送路と
して、例えば、光ファイバを複数本用いて、双方向伝送
や多重化伝送を行なう場合でも、各光伝送路に上記偏光
無依存型光増幅装置を用いれば、上記効果が得られる。

【００５５】図１４、図１５は、本発明による偏光無依
存型光増幅装置を用いたアクティブバス型光通信ネット
ワークの実施例を説明する図である。図１４は本実施例
のシステム全体構造を示し、同図において、４００、４
０１は光ファイバ等の光伝送路、４１１、・・・、４１
９は通信を行なう端末、４２１、・・・、４２９は、光
送信、光受信、及び通信制御を行なうアクティブ光ノー
ド、４８０は光信号を増幅する中継光増幅器である。こ
の中継光増幅器４８０には、前述の偏光無依存型光増幅
装置を用いる。図１５は、前記アクティブ光ノードのう
ちの１つ４２２を一例としてその構成を説明するブロッ
ク図であり、同図において、４５０、４５１は光信号を
電気信号に変換する光−電気変換（Ｏ／Ｅ）素子、４４
０、４４１は電気信号を光信号に変換する電気−光変換
（Ｅ／Ｏ）素子、４３０は通信制御部であり、伝送路４
００、４０１上を伝送されてきて、Ｏ／Ｅ素子４５０或
は４５１で電気信号に変換された信号が端末４１２に宛
てられたものであるか否かを判別し、そうであればこの
信号を端末４１２へ伝達し、そうでなければこの信号を
Ｅ／Ｏ素子４４０、４４１を用いて再び光信号に変換し
て光伝送路４００、４０１上に送出する。また、通信制
御部４３０は、端末４１２から信号が送られてきた場合
、他の端末からの光信号と衝突しない様に制御して、Ｅ
／Ｏ素子４４０、４４１を用いて光信号に変換し、光伝
送路４００、４０１上に送出する機能も備える。４９１
〜４９４は光増幅器であり、上記偏光無依存型光増幅装
置が用いられている。

【００５６】ここで、端末４１２から端末４１９へと信
号を伝送する場合を例にして本実施例の動作を説明する
。端末４１２から信号が出されると、アクティブ光ノー
ドの通信制御部４３０は、時分割多重、波長多重或はＣ
ＳＭＡ／ＣＤなどの予め決められた多重化方式を好適に
用いて、端末４１２からの信号が光伝送路４００、４０
１上で他端末からの信号と衝突しない様に制御して、端
末４１２からの信号を、Ｅ／Ｏ素子４４０、４４１によ
り光信号に変換し、光増幅器４９２、４９４によって増
幅して、双方向に光伝送路４００、４０１上に送出する
。この信号は、アクティブ光ノード４２１、４２３に入
射し、一度電気信号に変換されてアクティブ光ノード４
２１、４２３の通信制御部に入力されるが、ここではこ
の信号が端末４１１或は４１３へ宛てられたものではな
いので、再び光信号へと変換されて光伝送路上へ送出さ
れる。

【００５７】端末４２３と端末４２９はその距離が長く
、光伝送路に用いている光ファイバにより光信号の損失
が生じるが、この信号を増幅して損失を補償し、アクテ
ィブ光ノード４２９に充分な強度の光信号が入力される
様に、中継光増幅器４８０が挿入されている。中継光増
幅器４８０で増幅された光信号は、アクティブ光ノード
４２９に設けられた光増幅器で増幅されＯ／Ｅ素子で電
気信号に変換されて通信制御部に達する。アクティブ光
ノード４２９の通信制御部は、この信号が端末４１９に
宛てられたものであることを識別して、該信号を端末４
１９へと送出する。

【００５８】一方、アクティブ光ノード４２２から、伝
送路４０１を介してアクティブ光ノード４２１の方向へ
と送出された信号は、次々とアクティブ光ノードを通過
し、光通信システムの左端まで伝送されて捨てられる。

【００５９】上記の如く、光伝送路４００は図１４にお
いて右方向への信号伝送を、また光伝送路４０１は左方
向への信号伝送を行なっており、どの端末から送出され
た信号も、両方向へ同時に伝送されて必ず宛先の端末へ
と到達する。

【００６０】この様に、光増幅器４９２、４９４はＥ／
Ｏ素子４４０、４４１からの信号を増幅して光伝送路４
００、４０１上へ送出し、光増幅器４９１、４９３は光
伝送路での光パワーの減衰を補償して、受信に充分なパ
ワーを持つ様に光信号を増幅する。また、中継光増幅器
４８０は、アクティブ光ノード間の距離が長い場合に、
そこにおける光損失を補償する機能を有する。これらの
光増幅器は前記偏光無依存型光増幅器を用いている。こ
の時、前記偏光無依存型光増幅装置は、たとえ偏光状態
が安定でない信号光が増幅装置に入ってきても常にそこ
からの出力光は一定のレベルに増幅されて出てくるので
、光受信部にダイナミックレンジなどに関して多大な負
担をかけることがなくなり、良好な光通信ネットワーク
システムを構成できると共にその規模を制限する必要が
なくなる。また、光増幅器の利得特性以外の他の特性、
例えば雑音特性などを劣化することなく偏光依存性が解
決されているので、この点でも良好な通信システムが構
成できる。また、上記の如き偏光無依存型光増幅装置を
用いるので、図１４のシステムで使われる信号処理手段
、光電気及び電気光変換手段、光伝送路などには、偏光
状態が変化することについて特別の工夫が施されたもの
を使う必要はなく、通常の公知のものを用いることがで
きる。

【００６１】本実施例では、Ｅ／Ｏ素子４４０、４４１
の直後、Ｏ／Ｅ素子４５０、４５１の直前、及び光伝送
路４００、４０１上の全てに光増幅器を設けた場合につ
いて説明したが、例えばＥ／Ｏ素子４４０、４４１が十
分なパワーの光信号を送出できるならば光増幅器４９２
、４９４は必要なく、また、Ｏ／Ｅ素子４５０、４５１
にが受信するのに充分なパワーが光アクティブ光ノード
に入射するならば、光増幅器４９１、４９３を省略する
ことが可能である。また、端末間の距離が、ファイバに
よる損失が問題になる程長くない場合、中継光増幅器４
８０を省くことも出来る。この様に、図１４、図１５に
示した全ての光増幅器が必要と言う訳ではなく、このう
ちの少なくとも１つに光増幅器を用いれば、上記の効果
を有するアクティブバス型光通信ネットワークシステム
が実現できる。

【００６２】また、図１４のシステムでは、各アクティ
ブ光ノード間に２本の光伝送路を用いて双方向に信号を
伝送する形態で説明したが、図１１の前記実施例の如く
、光分岐合流素子を用いて１本の光伝送路を双方向に信
号が伝搬する場合、或は、３本以上の光伝送路を用いて
信号を多重化して伝送する場合にも、各光伝送路に上記
偏光無依存型光増幅装置を用いれば、上記効果が得られ
る。

【００６３】次に、図１６は本発明による偏光無依存型
光増幅装置を用いたスター型光通信ネットワークの実施
例の構成図である。本実施例は端局数は４であり、又各
光ファイバでは光信号が双方向に伝送している。図１６
中、６０１〜６０４は端末をネットワークに接続する端
局、６０５はネットワーク内の端局６０１〜６０４の入
出力をマトリクス的に接続するスターカップラ、６０６
〜６１３は伝送路となる光ファイバ、６１４〜６１７は
電気信号を光信号に変換しこれをネットワークに送出す
る送信部、６１８〜６２１はネットワークから入射する
光信号を電気信号に変換する受信部、６２２〜６２５は
端局の送、受信部６１４〜６１７、６１８〜６２１と光
ファイバ６１０〜６１３を接続する光分岐合流器、６２
６〜６３８は光信号を直接増幅する上記光増幅装置であ
る。光増幅器のうち、６２６〜６２９は送信部６１４〜
６１７のブースタ増幅器、６３０〜６３３は受信部６１
８〜６２１の前置増幅器、６３４はスターカップラ６０
５のブースタ増幅器、６３５〜６３８は伝送路の中継増
幅器として機能する。

【００６４】次に、端局６０１から端局６０３への通信
を想定して本実施例の動作を説明する。端局６０１の送
信部６１４において電気信号は光信号に変換され、これ
は光増幅器６２６で増幅され光分岐合流器６２２を経て
ネットワークの伝送路である光ファイバ６１０に入射す
る。光ファイバ６１０に入射した光信号は光増幅器６３
５で増幅され、光ファイバ６０６を経てスターカップラ
６０５に入射する。光信号はスターカップラ６０５の内
部の光増幅器６３４で増幅され、スターカップラ６０５
に接続された全ての光ファイバ６０６〜６０９に送出さ
れる。光ファイバ６０６〜６０９に入射した光信号は光
増幅器６３５〜６３８で増幅され、光分岐合流器６２２
〜６２５で分岐され、その光信号の一部は光増幅器６３
０〜６３３で増幅され、受信部６１８〜６２１に入射す
る。

【００６５】受信部６１８〜６２１はその光信号を電気
信号に変換する。端局６０１〜６０４はこの電気信号の
うち自局宛ての信号を識別する。この信号は端局６０３
宛てであるので、端局６０３はこの信号を識別後、受信
し通信は終了する。尚、スター型のシステムでも、どの
端局から送出された光信号も伝送路全体を伝搬する為、
時分割多重、波長分割多重方式等を用いて光信号が伝送
路上で衝突しない様に通信が行なわれる。

【００６６】本実施例では、ネットワーク内の光の伝送
される経路全てに本発明による光増幅器を備えた例を挙
げたが、その経路の一部に光増幅器を備えたシステムも
可能である。また、送信部と受信部を光分岐合流器で接
続し、１端局につき１本の光ファイバで双方向伝送する
様になっているが、送、受信を分け１端局につき２本の
光ファイバを用いるシステムも可能である。

【００６７】本実施例でも、本発明の光増幅装置を用い
ているので、図１２、図１４のネットワークと同様な効
果を得ることができる。

【００６８】図１７は、本発明による偏光無依存型光増
幅装置を用いたループ型光通信ネットワークの実施例の
構成図である。この実施例では、端局数は４であり、ま
た光信号はループネットワークを時計回りに伝送してい
る。図１７中、７０１〜７０４は端末をネットワークに
接続する端局、７０５〜７１２は伝送路となる光ファイ
バ、７１３〜７１６は電気信号を光信号に変換しネット
ワークに送出する送信部、７１７〜７２０はネットワー
クから入射する光信号を電気信号に変換する受信部、７
２１〜７３２は光信号を直接増幅する上記実施例の光増
幅器である。光増幅器のうち、７２１〜７２４は送信部
７１３〜７１６のブースタ増幅器、７２５〜７２８は受
信部７１７〜７２０の前置増幅器、７２９〜７３２は伝
送路の中継増幅器として機能する。

【００６９】次に、端局７０１から端局７０３への通信
を想定して本実施例の動作を説明する。端局７０１の送
信部７１３において電気信号は光信号に変換され、光増
幅器７２１で増幅されネットワークの伝送路である光フ
ァイバ７０５に入射する。この光信号は光増幅器７２９
で増幅され、光ファイバ７０６を経て、端局７０２の光
増幅器７２６で増幅され、受信部７１８で電気信号に変
換される。この信号は端局７０３宛てである為、端局７
０２はこの信号を送信部７１４で光信号に変換し、光増
幅器７２２で増幅しネットワークの伝送路である光ファ
イバ７０７に入射する。この光信号は光増幅器７３０で
増幅され、光ファイバ７０８を経て端局７０３の光増幅
器７２７で増幅され、受信部７１９で電気信号に変換さ
れる。この信号は端局７３０宛てである為、端局７０３
はこの信号を識別後、受信し通信は終了する。

【００７０】本実施例では、ネットワーク内の光の伝送
される経路全てに光増幅器を備えた例を挙げたが、その
経路の一部に光増幅器を備えたシステムも可能である。また、端局内での信号を再生、中継する能動型の例にな
っているが、光分岐合流器を用いて伝送路である光ファ
イバに端局を接続する受動型のシステムも可能である。

【００７１】本実施例でも、本発明の光増幅装置を用い
ているので、図１２、図１４のネットワークと同様な効
果を得ることができる。

【００７２】図１８は、前記システムを実現する為の本
発明の光増幅器を含む集積型光ノードの構成例を示す図
であり、図１２中のデバイスないし装置３４１、３３２
、３１２の機能を１つの基板上に集積した光ノードとな
っている。この光ノードについて説明する。

【００７３】集積型光ノードは、ＧａＡｓなどの半導体
基板８００上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓエピタキシャ
ル層を形成し、リッジ型の導波路を作製し、光入出力面
に無反射コーティング８２９が施された構造を有してい
る。送信部は２つの異なる波長の光を送信できる分布反
射型レーザ（ＤＢＲ−ＬＤ）８１０、８２０からなり、
Ｙ合流器８２２によって波長多重化された光信号が送出
される。Ｙ合流後の光波は更にアイソレータ８２３を通
過し、分岐カップラ８２４に入射する。アイソレータ８
２３は、例えば、ＧａＡｓエピタキシャル膜上に、Ｃｄ
ＭｎＴｅなどの希薄磁性半導体からなるエピタキシャル
膜をＭＢＥ法で形成し、相反部と非相反部及び偏光フィ
ルタを構成することによって実現できる。本実施例の様
にＶ字形の分岐カップラ８２４を用いる場合には、ここ
での反射が大きく、アイソレータ８２３は不可欠となる
。夫々、分岐カップラ８２４を挟んで両側にある光増幅
部８１５、８２５と偏光選択光損失部８３５、８４５か
らなる光増幅装置は、送信部からの光を増幅し光ファイ
バ８１１、８２１へ送り出すと共に、光ファイバ８１１
、８２１からの信号光を増幅して受信部に入力する。本実施例では、光増幅器の部分にのみ、本発明による偏
光無依存型光増幅器を用いており、図示例の偏光選択光
損失部８３５、８４５は図５〜図７で説明した構成のも
のとなっている。

【００７４】次に、受信部側について説明する。光信号
は分岐カップラ８２４で分岐導波路８２７に導かれ回折
格子８１６、８２６によってブラッグ回折され、所望の
光波長の光信号のみが、リッジ導波路８２７側部のスラ
ブ導波路部へ出射される。選択された光信号は、波長に
応じて、独立の光検出器８１８、８２８によって検波さ
れる。光検出器８１８、８２８は半導体レーザ構造を有
し逆バイアスを印加することによって光検出器として動
作させることができる。

【００７５】受信部側には、アイソレータを組み込んで
いないので、各段差部分での不要な反射を押える為、境
界を斜めに設定する、テーパ化する、などの工夫を行な
う必要がある。勿論、アイソレータを両分岐に設定すれ
ば、性能の向上が期待できる。

【００７６】本実施例の光増幅器と分岐カップラは広い
波長帯域を有している為、波長多重化された図１２に示
す様なバス型光通信システムなどの集積型光ノードとし
て有用である。本実施例は、モジュール化に適し増幅特
性に優れた本発明による光増幅装置を集積型光ノードに
組み込み、その特徴を生かしたものとなっている。

【００７７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明による偏光無
依存型光増幅装置では、半導体光増幅器などの構成を持
つ光増幅部に偏光選択光損失部を付加する構成で、光増
幅装置全体の増幅度の偏光依存性をなくしているので、
光増幅部の利得ないし増幅特性以外の他の特性、例えば
雑音特性を劣化することなく偏光依存性を解決でき、光
ファイバ通信ネットワークシステムなどに良好に適用で
きる光増幅装置が実現できる。また、外部の光学部品な
どを多用する必要がない為、モジュール化にも適する。更に、その構成は、いかなる形態の活性層構造を持つ半
導体光増幅器にも適用できる。

【００７８】また、本発明による光通信ネットワークな
いしシステムでは、本発明による偏光無依存型光増幅装
置を用いることで、質が良く規模の制限などを受けず且
つ比較的簡単なシステム構成となっている。

【００７９】更に、本発明による集積型光ノードにおい
ては、本発明による偏光無依存型光増幅装置を共通基板
上に組み込むことで、機能豊富で比較的コンパクトにで
きる良質な光ノードとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光無依存型光増幅装置の概念を示す
図である。

【図２】本発明の偏光無依存型光増幅装置の第１実施例
を示す平面図である。

【図３】同図（ａ）は図２のＡ−Ａ′断面図、同図（ｂ
）は図２のＢ−Ｂ′断面図である。

【図４】半導体光増幅器の利得の偏光依存性を示すグラ
フ図である。

【図５】本発明の偏光無依存型光増幅装置の第２実施例
を示す平面図である。

【図６】同図（ａ）は図５のＡ−Ａ′断面図、同図（ｂ
）は図５のＢ−Ｂ′断面図である。

【図７】本発明の偏光無依存型光増幅装置の第２実施例
の変形例の断面図である。

【図８】本発明の偏光無依存型光増幅装置の第３実施例
の平面図である。

【図９】本発明の偏光無依存型光増幅装置の第１実施例
の幾つかの変形例を示す斜視構成図である。

【図１０】送信端局と受信端局との間を光伝送路で接続
した本発明による光通信システムの構成図である。

【図１１】端局装置間を光伝送路で接続した本発明によ
る双方向光通信システムの構成図である。

【図１２】光伝送路を介して複数の端末が端局装置を用
いて互いに光通信を行なう本発明によるバス型光通信ネ
ットワークの構成図である。

【図１３】図１２の実施例における端局装置の構成を示
す図である。

【図１４】光伝送路を介して複数の端末がアクティブ光
ノードを用いて互いに光通信を行なう本発明によるバス
型光通信ネットワークの構成図である。

【図１５】図１４のアクティブ光ノードの構成を示すブ
ロック図である。

【図１６】本発明によるスター型光通信ネットワークの
構成図である。

【図１７】本発明によるループ型光通信ネットワークの
構成図である。

【図１８】本発明による集積型光ノードの構成を示す斜
視図である。

【図１９】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　偏光選択光損失部２　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光
増幅部３，１１８，１１９，・・，８２１　　光ファイ
バ１１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　基板１２　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　バッファ層１３，
１５，１７，１８　　　　　　　　　　　　クラッド層
１４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　活性層１６　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　キャップ層１９，
２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　電極２１，２２，５２，５３　　　　　　　　　　　
　光導波路３１，４１　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　金属部分４２　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　絶縁層５１
，５４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　端面６１，６２　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　反射端面６３，６４，６５　　　　　
　　　　　　　　　　　　　グレーティング形成部６６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　無反射コーティング端面６８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　溝１０１，１０２　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　送信端局１０３，１０４　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　受信端局１０６，２
０３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中継装
置１１５，１１７，２１５，２１９　　　　分岐合流器
２０１，２０２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　端局装置３３１〜３３９　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　光カップラ３９０　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　分岐合流素子
８００　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　基板８１０，８２０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　分布反射型レーザ８２２　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｙ
合波路８２３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　アイソレータ８２４　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　分岐カッ
プラ８１５，８２５　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　光増幅部８３５，８４５　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　偏光選択光損失部８１６，８２６
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　グレーティ
ング８２７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　分岐導波路８１８，８２８　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　光検出器８２９　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
無反射コーティング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　外部からの入力光に対して利得を与え
る光増幅部と入出力光間の増幅率の偏光依存性を補償す
る為の偏光選択損失部とを有することを特徴とする光増
幅装置。
【請求項２】　　前記光増幅装置は半導体レーザ構造を
有する請求項１記載の光増幅装置。
【請求項３】　　前記光増幅部と前記偏光選択損失部は
同一の半導体基板上にモノリシックに形成されている請
求項２記載の光増幅装置。
【請求項４】　　前記入力光及び増幅された出力光を結
合する為の光結合手段を更に有する請求項１記載の光増
幅装置。
【請求項５】　　前記偏光選択光損失部は、少なくとも
前記光増幅部内部の異なる偏光モードに対する利得差を
補償する為に該偏光モードに対して損失差を与える様に
構成されている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項６】　　前記偏光選択光損失部は、少なくとも
光入力及び光出力が行なわれる当該装置の半導体端面の
異なる偏光モードに対する反射率差を補償する為に該偏
光モードに対して損失差を与える様に構成されている請
求項１記載の光増幅装置。
【請求項７】　　前記偏光選択光損失部は、少なくとも
光入力及び増幅された光出力を結合する為の光結合手段
における異なる偏光モードに対する入出力結合率差を補
償する為に該偏光モードに対して損失差を与える様に構
成されている請求項４記載の光増幅装置。
【請求項８】　　前記異なる偏光モードがＴＥ及びＴＭ
モードに対応している請求項５、６又は７記載の光増幅
装置。
【請求項９】　　前記偏光選択光損失部が方向性結合器
から構成されている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１０】　　前記偏光選択光損失部が導波型偏光
子から構成されている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１１】　　前記光増幅部と前記偏光選択光損失
部の少なくとも一部が同一の光導波路中に一体化して構
成されている請求項１０記載の光増幅装置。
【請求項１２】　　前記光入力及び光出力が行なわれる
第１の半導体端面とそれとは別の第２の半導体端面が設
けられ、前記偏光選択光損失部が該第２の半導体端面で
の異なる偏光モードに対する反射率の差を利用して構成
されている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１３】　　前記光増幅部が進行波型光増幅器か
ら成っている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１４】　　前記光増幅部が共振型光増幅器から
成っている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１５】　　前記光増幅部が分布ブラッグ反射型
光増幅器から成っている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１６】　　前記光増幅部が分布帰還型光増幅器
から成っている請求項１記載の光増幅装置。
【請求項１７】　　送信端局と受信端局との間を伝送路
で接続した光通信システムにおいて、送信端局と受信端
局の少なくとも１か所に請求項１記載の光増幅装置を備
えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項１８】　　中継装置を介して、送信端局と受信
端局を光伝送路で接続した光通信システムにおいて、送
信端局と受信端局及び中継装置の少なくとも１か所に請
求項１記載の光増幅装置を備えたことを特徴とする光通
信システム。
【請求項１９】　　端局装置間を光伝送路で接続した双
方向光通信システムにおいて、端局装置の少なくとも１
か所に請求項１記載の光増幅装置を備えたことを特徴と
する双方向光通信システム。
【請求項２０】　　中継装置を介して、端局装置間を光
伝送路で接続した双方向光通信システムにおいて、端局
装置と中継装置の少なくとも１か所に請求項１記載の光
増幅装置を備えたことを特徴とする双方向光通信システ
ム。
【請求項２１】　　少なくとも１本の光伝送路を介して
、複数の端末が該端末に夫々接続された端局装置を用い
て互いに光通信を行なうバス型光通信ネットワークにお
いて、いずれかの端局装置の光送信部から、他のいずれ
かの端局装置の光受信部までの、光の伝送される経路上
の少なくとも１か所に請求項１記載の光増幅装置を設け
たことを特徴とするバス型光通信ネットワーク。
【請求項２２】　　少なくとも、複数の光信号を送信す
る手段と、複数の光信号を受信する手段と、通信を制御
する手段とを備える光ノードに端末が接続され、該光ノ
ードが光伝送路によって他の同様の光ノードに接続され
て成るアクティブバス型光通信ネットワークにおいて、
或る光ノードの前記光信号を送信する手段と、他の光ノ
ードの前記光信号を受信する手段との間の光の伝送され
る経路上の少なくとも１か所に請求項１記載の光増幅装
置を設けたことを特徴とするアクティブバス型光通信ネ
ットワーク。
【請求項２３】　　送信部及び受信部を有する複数の端
局とスターカップラと該端局と該スターカップラを接続
する光伝送路からなるスター型光通信ネットワークにお
いて、光の伝送される経路上の少なくとも１か所に請求
項１記載の光増幅装置を備えることを特徴とするスター
型光通信ネットワーク。
【請求項２４】　　送信部及び受信部を有する複数の端
局と該端局を接続する光伝送路からなるループ型光通信
ネットワークにおいて、光の伝送される経路上の少なく
とも１か所に請求項１記載の光増幅装置を備えることを
特徴とするループ型光通信ネットワーク。
【請求項２５】　　半導体基板と、該基板上に形成され
光通信ネットワークないしシステムの光伝送路を連結す
るチャネル導波路からなり、該チャネル導波路に、導波
路中を伝搬する光を増幅する請求項１記載の光増幅装置
と、前記光伝送路に光送信部と光受信部の少なくとも１
つを結合する為の光カップラとを設けたことを特徴とす
る集積型光ノード。