JPH04282881A - 光強度−波長変換装置 - Google Patents
光強度−波長変換装置Info
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- JPH04282881A JPH04282881A JP4515991A JP4515991A JPH04282881A JP H04282881 A JPH04282881 A JP H04282881A JP 4515991 A JP4515991 A JP 4515991A JP 4515991 A JP4515991 A JP 4515991A JP H04282881 A JPH04282881 A JP H04282881A
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- Japan
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- wavelength
- light
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- semiconductor laser
- light intensity
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 13
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- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
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- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムにおけ
る光信号処理に用いる光強度−波長変換装置に関する。
る光信号処理に用いる光強度−波長変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムの長距離・大容量
化が急速に発達した。今後、広帯域ＩＳＤＮの導入によ
り、さらに大量の光信号が使用されることが予想されて
いる。従来の光通信システムは、信号処理部において光
信号を一旦電気信号に変換し、変換された信号を電気的
に処理した後、再び変換して光信号に戻す方法が用いら
れていた。
化が急速に発達した。今後、広帯域ＩＳＤＮの導入によ
り、さらに大量の光信号が使用されることが予想されて
いる。従来の光通信システムは、信号処理部において光
信号を一旦電気信号に変換し、変換された信号を電気的
に処理した後、再び変換して光信号に戻す方法が用いら
れていた。
【０００３】しかし、この方法は、光の高速性を有効に
利用することができず、また、信号処理部を構成する素
子数を減少させることができないという欠点を有してい
た。そこで、光信号を電気信号に変換することなく、光
の状態のままで信号処理することができる新しい信号処
理システムの開発が要求されている。この新しい信号処
理システムを構成するための素子の一つに光強度−波長
変換素子がある。従来の光強度−波長変換素子及び光強
度−波長変換方法を図２に示す。光強度−波長変換素子
は、入力光の強度信号を波長信号に変換する素子であり
、特に波長多重又は波長分割型の光信号処理システムに
用いると波長多重度を大きくとれるので、大規模な信号
処理システムを構築できるものと期待されている。
利用することができず、また、信号処理部を構成する素
子数を減少させることができないという欠点を有してい
た。そこで、光信号を電気信号に変換することなく、光
の状態のままで信号処理することができる新しい信号処
理システムの開発が要求されている。この新しい信号処
理システムを構成するための素子の一つに光強度−波長
変換素子がある。従来の光強度−波長変換素子及び光強
度−波長変換方法を図２に示す。光強度−波長変換素子
は、入力光の強度信号を波長信号に変換する素子であり
、特に波長多重又は波長分割型の光信号処理システムに
用いると波長多重度を大きくとれるので、大規模な信号
処理システムを構築できるものと期待されている。
【０００４】ＤＦＢ半導体レーザを用いた、従来の光強
度−波長変換素子を図２（ｂ）に示す。ｎ型ＩｎＰ基板
１上に、ガイド層組成λｇ＝１．３μｍのｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層２が形成され、その界面に回折格子が形
成されている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層２上には、
活性層組成λａ＝１．５５μｍのノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４が形成されている。ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４上にｐ型ＩｎＰクラッド層６が形成され、
その上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が形成され
ている。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８上部にはｐ
側電極１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１下部にはｎ側
電極１２が形成されている。
度−波長変換素子を図２（ｂ）に示す。ｎ型ＩｎＰ基板
１上に、ガイド層組成λｇ＝１．３μｍのｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層２が形成され、その界面に回折格子が形
成されている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層２上には、
活性層組成λａ＝１．５５μｍのノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４が形成されている。ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４上にｐ型ＩｎＰクラッド層６が形成され、
その上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が形成され
ている。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８上部にはｐ
側電極１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１下部にはｎ側
電極１２が形成されている。
【０００５】従来の光強度−波長変換素子の動作を説明
する。まず、ＤＦＢ半導体レーザを発振させておき、こ
れに外部より波長１．２μｍの光を入力する。入力光は
ガイド層２で吸収され、キャリアが生成される。従って
、ガイド層２の屈折率が小さくなり、ＤＦＢ半導体レー
ザの発振波長が短波側に移動する。即ち、ＤＦＢ半導体
レーザに入射する入力光強度を変化させることにより出
力光波長を変化させることができ、光強度−波長変換動
作が達成される。
する。まず、ＤＦＢ半導体レーザを発振させておき、こ
れに外部より波長１．２μｍの光を入力する。入力光は
ガイド層２で吸収され、キャリアが生成される。従って
、ガイド層２の屈折率が小さくなり、ＤＦＢ半導体レー
ザの発振波長が短波側に移動する。即ち、ＤＦＢ半導体
レーザに入射する入力光強度を変化させることにより出
力光波長を変化させることができ、光強度−波長変換動
作が達成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図２（ｂ）
で示したＤＦＢ半導体レーザ構造の光強度−波長変換素
子では、図２（ａ）のように、入射光強度が増加に対し
出力光波長が直線的に減少する光強度−波長変換特性を
示すため、入力光の強度がわずかに変化しても出力波長
が変動してしまい、動作が不安定になるという問題があ
った。
で示したＤＦＢ半導体レーザ構造の光強度−波長変換素
子では、図２（ａ）のように、入射光強度が増加に対し
出力光波長が直線的に減少する光強度−波長変換特性を
示すため、入力光の強度がわずかに変化しても出力波長
が変動してしまい、動作が不安定になるという問題があ
った。
【０００７】本発明の目的は、入力光強度が微小変動し
ても、出力光の波長が変動しない光強度−波長変換装置
を提供することにある。
ても、出力光の波長が変動しない光強度−波長変換装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ファブリ・
ペロ型共振器によって発振を行う半導体レーザをファブ
リ・ペロ型共振器による発振波長で発振させ、前記半導
体レーザの活性層に、強度変調された前記発振波長より
短波長側の光を入力光として入力し、前記入力光の強度
変化を前記半導体レーザの出力光の波長変化に変換する
ことを特徴とする光強度−波長変換装置によって達成さ
れる。
ペロ型共振器によって発振を行う半導体レーザをファブ
リ・ペロ型共振器による発振波長で発振させ、前記半導
体レーザの活性層に、強度変調された前記発振波長より
短波長側の光を入力光として入力し、前記入力光の強度
変化を前記半導体レーザの出力光の波長変化に変換する
ことを特徴とする光強度−波長変換装置によって達成さ
れる。
【０００９】
【作用】本発明によれば、入力光強度が微小変動しても
、出力光の波長が変動しない光強度−波長変換を実現で
きる。
、出力光の波長が変動しない光強度−波長変換を実現で
きる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例による光強度−波長変換方
法を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、ファブリ・
ペロ型半導体レーザにおける注入キャリア数の変化に対
する出力光の波長の変化を示している。半導体レーザは
、一次利得だけを考えた場合、レーザ発振を起こすと活
性層のキャリア数がクランプ（一定値に固定）される。 しかし、三次利得の効果によりレーザ発振波長は注入キ
ャリア数を増加させるとともに長波長側にジャンプする
。従って、注入キャリアに対する出力光の変化は階段状
になる。この現象を用いれば、注入キャリア数がわずか
に変化しても、レーザ発振波長は変化せず、同じ波長で
安定に動作させることができる。本発明の一実施例によ
る、ファブリ・ペロ型半導体レーザを用いた光強度−波
長変換素子を図１（ｂ）に示す。
法を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、ファブリ・
ペロ型半導体レーザにおける注入キャリア数の変化に対
する出力光の波長の変化を示している。半導体レーザは
、一次利得だけを考えた場合、レーザ発振を起こすと活
性層のキャリア数がクランプ（一定値に固定）される。 しかし、三次利得の効果によりレーザ発振波長は注入キ
ャリア数を増加させるとともに長波長側にジャンプする
。従って、注入キャリアに対する出力光の変化は階段状
になる。この現象を用いれば、注入キャリア数がわずか
に変化しても、レーザ発振波長は変化せず、同じ波長で
安定に動作させることができる。本発明の一実施例によ
る、ファブリ・ペロ型半導体レーザを用いた光強度−波
長変換素子を図１（ｂ）に示す。
【００１１】ｎ型ＩｎＰ基板１上に、長さ３００μｍで
活性層組成λａ＝１．５５μｍのノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４が形成されている。ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４上にｐ型ＩｎＰクラッド層６が形成され、
その上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が形成され
ている。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８上部にはｐ
側電極１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１下部にはｎ側
電極１２が形成されている。
活性層組成λａ＝１．５５μｍのノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４が形成されている。ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４上にｐ型ＩｎＰクラッド層６が形成され、
その上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が形成され
ている。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８上部にはｐ
側電極１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１下部にはｎ側
電極１２が形成されている。
【００１２】次に、本実施例による光強度−波長変換素
子の動作を説明する。まず、ファブリ・ペロ型半導体レ
ーザを発振波長１．５５μｍで発振させる。次に、外部
より活性層４に活性層組成λｇ＝１．５５μｍより短波
長側の光を入力光として入力する。実際には波長１．５
２μｍ以下程度がよいので波長１．４μｍの光を入力し
た。活性層で吸収されるような光を入力光とするこのと
きの入力光強度−出力波長特性を図１（ｃ）に示す。入
力光は活性層で吸収され、活性層のキャリア数が増加す
る。活性層のキャリア数が増加すると、図１（ａ）と同
様にレーザ発振波長が長波長側に階段状に移動する。図
中階段状曲線の１ステップが１１Å程度である。
子の動作を説明する。まず、ファブリ・ペロ型半導体レ
ーザを発振波長１．５５μｍで発振させる。次に、外部
より活性層４に活性層組成λｇ＝１．５５μｍより短波
長側の光を入力光として入力する。実際には波長１．５
２μｍ以下程度がよいので波長１．４μｍの光を入力し
た。活性層で吸収されるような光を入力光とするこのと
きの入力光強度−出力波長特性を図１（ｃ）に示す。入
力光は活性層で吸収され、活性層のキャリア数が増加す
る。活性層のキャリア数が増加すると、図１（ａ）と同
様にレーザ発振波長が長波長側に階段状に移動する。図
中階段状曲線の１ステップが１１Å程度である。
【００１３】この入力光に対する出力光の変化が階段状
になることを用いて、入力光強度がわずかに変化しても
、レーザ発振波長が変化せず、出力光の波長が変動しな
い、安定した動作をさせることができる。なお、図１（
ｂ）のファブリ・ペロ型半導体レーザは通常の液相成長
法およびウェーハプロセスによって作成することができ
る。
になることを用いて、入力光強度がわずかに変化しても
、レーザ発振波長が変化せず、出力光の波長が変動しな
い、安定した動作をさせることができる。なお、図１（
ｂ）のファブリ・ペロ型半導体レーザは通常の液相成長
法およびウェーハプロセスによって作成することができ
る。
【００１４】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、入力光強
度が微小変動しても、出力光の波長が変動しない光強度
−波長変換を実現できる。
度が微小変動しても、出力光の波長が変動しない光強度
−波長変換を実現できる。
【図１】本発明の一実施例による光強度−波長変換方法
を示す図である。
を示す図である。
【図２】従来の光強度−波長変換方法を示す図である。
１…ｎ型ＩｎＰ基板
２…ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層
４…ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
６…ｐ型ＩｎＰクラッド層
８…ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
１０…ｐ側電極
１２…ｎ側電極
Claims (1)
- 【請求項１】 ファブリ・ペロ型共振器によって発振
を行う半導体レーザをファブリ・ペロ型共振器による発
振波長で発振させ、前記半導体レーザの活性層に、強度
変調された前記発振波長より短波長側の光を入力光とし
て入力し、前記入力光の強度変化を前記半導体レーザの
出力光の波長変化に変換することを特徴とする光強度−
波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4515991A JPH04282881A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光強度−波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4515991A JPH04282881A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光強度−波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04282881A true JPH04282881A (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=12711490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4515991A Withdrawn JPH04282881A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光強度−波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04282881A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001050189A1 (fr) * | 2000-01-07 | 2001-07-12 | Yoshiaki Nakano | Convertisseur optique de longueurs d'onde |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP4515991A patent/JPH04282881A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001050189A1 (fr) * | 2000-01-07 | 2001-07-12 | Yoshiaki Nakano | Convertisseur optique de longueurs d'onde |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |