JPH04288891A - Optical wavelength changing laser apparatus - Google Patents

Optical wavelength changing laser apparatus

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JPH04288891A
JPH04288891A JP7712391A JP7712391A JPH04288891A JP H04288891 A JPH04288891 A JP H04288891A JP 7712391 A JP7712391 A JP 7712391A JP 7712391 A JP7712391 A JP 7712391A JP H04288891 A JPH04288891 A JP H04288891A
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JP
Japan
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optical
wavelength
light
wavelength conversion
conversion laser
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Application number
JP7712391A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Mutsukawa
六川 裕幸
Nobuhiro Fujimoto
藤本 暢宏
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the out put power level of laser light whose wavelength is changed by a laser apparatus for changing the wave-length of input signal light. CONSTITUTION:A light wavelength changing laser 1 is controlled by a first controller 2 to change the wavelength lambdai of an input light signal into a wavelength lambdaj. The light signal of the wavelength lambdaj is amplified by a light amplifier 3. The power level of light outputted from the light amplifier 3 is detected by a second controller 4. Thus, the second controller 4 controls the light amplifier 3 so as to make the output power level constant.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、入力光信号の波長を変
換し且つ出力光レベルを安定化した光波長変換レーザ装
置に関する。光通信ネットワークに於ける光交換系や光
加入者系の光信号の伝送方式について、各種の検討がな
されている。その中で、光ファイバの長所である広帯域
特性を利用すると、複数波長の光信号を同時に伝送でき
るから、加入者や端末に対して光波長を割当て、宛先に
応じて光信号の波長を変換して伝送する波長多重通信シ
ステムが提案されている。この場合に、光信号の波長を
任意に変換できる光波長変換装置を必要とすることにな
り、半導体レーザ等を利用した構成等が研究,提案され
ている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength conversion laser device that converts the wavelength of an input optical signal and stabilizes the level of output light. Various studies have been made regarding optical signal transmission systems for optical switching systems and optical subscriber systems in optical communication networks. Among these, by utilizing the broadband characteristics that are an advantage of optical fiber, optical signals of multiple wavelengths can be transmitted simultaneously, so optical wavelengths can be assigned to subscribers and terminals, and the wavelength of the optical signal can be converted according to the destination. A wavelength division multiplexing communication system has been proposed that transmits signals using the same wavelength. In this case, an optical wavelength conversion device that can arbitrarily convert the wavelength of the optical signal is required, and configurations using semiconductor lasers and the like have been researched and proposed.

【0002】0002

【従来の技術】入力光信号の波長を変換して出力する光
波長変換レーザは、例えば、図12に示す構成を有し、
双安定半導体レーザを基本構成として、波長制御領域を
設けたものである。電流I1 ,I2 を供給する領域
が利得領域を形成し、電流IDBR ,IP を供給す
る領域が、分布帰還型の活性層の構成により波長制御領
域を形成している。これらの電流I1 ,I2 ,IP
 ,IDBR を適切に制御すると、波長λinの光信
号の入力パワーPinと光出力パワーPout との間
に、図13に示す閾値関係が生じる。即ち、波長λin
の光信号がパワーが閾値Pthより低い場合は、レーザ
発振しないので、光出力パワーはほぼ零であるが、その
閾値Pthを超えるパワーで信号光が入力されると、急
にレーザ発振を開始して、波長λout (≠λin)
の光出力パワーPout が得られる。この出力光波長
λout は、主に波長制御領域に注入する電流によっ
て決定される。
2. Description of the Related Art An optical wavelength conversion laser that converts the wavelength of an input optical signal and outputs the converted signal has, for example, the configuration shown in FIG.
The basic configuration is a bistable semiconductor laser, and a wavelength control region is provided. The region supplying the currents I1 and I2 forms a gain region, and the region supplying the currents IDBR and IP forms a wavelength control region due to the structure of the distributed feedback active layer. These currents I1, I2, IP
, IDBR are appropriately controlled, a threshold value relationship shown in FIG. 13 occurs between the input power Pin of the optical signal of wavelength λin and the optical output power Pout. That is, the wavelength λin
If the power of the optical signal is lower than the threshold Pth, the laser will not oscillate, so the optical output power will be almost zero. However, if the signal light is input with a power exceeding the threshold Pth, the laser will suddenly start oscillating. Therefore, the wavelength λout (≠λin)
The optical output power Pout is obtained. This output light wavelength λout is mainly determined by the current injected into the wavelength control region.

【0003】又一般的な半導体レーザの光出力を安定化
する為に、例えば、図14に示す構成が知られている。 即ち、駆動電流制御部44から抵抗47を介して半導体
レーザ41に駆動電流を供給し、この半導体レーザ41
からの主光ビームを光信号として光ファイバ43に入射
し、又モニタ光ビームをフォトダイオード42に入射す
る。そして、電源から抵抗48,49を介してフォトダ
イオード42に流れる電流による抵抗49の両端の電圧
が、半導体レーザ41の出力光レベルに比例するから、
差動増幅器45により基準電圧46と比較し、その差を
誤差信号として駆動電流制御部44に加え、誤差信号が
零となるように半導体レーザ41の駆動電流を制御して
、出力光レベルを一定化するものである。
Furthermore, in order to stabilize the optical output of a general semiconductor laser, a configuration shown in FIG. 14, for example, is known. That is, a drive current is supplied from the drive current controller 44 to the semiconductor laser 41 via the resistor 47, and the semiconductor laser 41
The main light beam from the main light beam is input to the optical fiber 43 as an optical signal, and the monitor light beam is input to the photodiode 42. Since the voltage across the resistor 49 due to the current flowing from the power supply to the photodiode 42 via the resistors 48 and 49 is proportional to the output light level of the semiconductor laser 41,
A differential amplifier 45 compares it with a reference voltage 46, applies the difference as an error signal to a drive current controller 44, controls the drive current of the semiconductor laser 41 so that the error signal becomes zero, and keeps the output light level constant. It is something that becomes.

【0004】0004

【発明が解決しようとする問題点】前述の図12に示す
光波長変換レーザの異なる出力波長λout に於ける
利得領域に対する電流I1 〔mA〕と光出力〔mW〕
との関係を図15に示す。その場合の出力波長λout
 は、1.53820μmと1.53399μmとした
場合を示す。同図から判るように、ヒステリシス特性を
有すると共に、出力波長が異なることにより、同一の電
流I1 に於いて光出力が異なることになる。その差は
光出力1mW前後に於いて相対値で1.4dBとなる。 この程度の差は、光波長変換レーザの出力光を直接的に
受信するシステムでは殆ど問題がないが、交換システム
等の実際の波長多重光通信システムに於いては、波長変
換を施した光信号を異なる波長の光信号と多重化して伝
送し、所望の回線に分配したり、或いは波長選択フィル
タにより分離したりすることになり、光受信部に入力さ
れる或る波長の光信号のレベルが変化すると、他の波長
の光信号によるパワーペナルティが生じる問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Current I1 [mA] and optical output [mW] for the gain region at different output wavelengths λout of the optical wavelength conversion laser shown in FIG. 12 described above
The relationship with is shown in FIG. In that case, the output wavelength λout
shows the case of 1.53820 μm and 1.53399 μm. As can be seen from the figure, the optical outputs are different for the same current I1 due to the hysteresis characteristics and the different output wavelengths. The difference is a relative value of 1.4 dB when the optical output is around 1 mW. This degree of difference is almost no problem in a system that directly receives the output light of an optical wavelength conversion laser, but in actual wavelength multiplexing optical communication systems such as switching systems, it The signal is multiplexed with optical signals of different wavelengths and transmitted, distributed to a desired line, or separated using a wavelength selection filter, and the level of the optical signal of a certain wavelength input to the optical receiver is If the wavelength is changed, there is a problem in that a power penalty occurs due to optical signals of other wavelengths.

【0005】前述のような光出力の変化により、例えば
、受信レベルが1.4dB低下してクロストークによる
信号/クロストーク比が、10dBから1.4dB劣化
したとすると、パワーペナルティが約0.3dB生じる
。この劣化により、多数のチャネルが接続されたシステ
ムに於いては、光信号のレベルに対するシステム内配分
を、パワーペナルティ等により最悪の条件となるチャネ
ルに合わせる必要があるから、光波長変換レーザの光出
力のばらつきにより、多重度等のシステム構成そのもの
が制約を受けることになる。
For example, if the reception level drops by 1.4 dB and the signal/crosstalk ratio due to crosstalk deteriorates from 10 dB to 1.4 dB due to the above-mentioned change in optical output, the power penalty will be approximately 0. 3dB occurs. Due to this deterioration, in a system in which many channels are connected, it is necessary to adjust the distribution of optical signal levels within the system to the channel with the worst condition due to power penalty, etc. Due to variations in output, the system configuration itself, such as the degree of multiplicity, is subject to restrictions.

【0006】そこで、図14に於ける半導体レーザ41
を光波長変換レーザとし、その光波長変換レーザの光出
力レベルを検出して帰還制御することが考えられる。そ
の場合、光波長変換レーザの利得領域の電流I1 ,I
2 に帰還をかけるとすると、光入力に対する利得も変
化するから、光入力レベルに対する感度特性が変化して
安定な動作が期待できない問題が生じる。又波長変換領
域の電流IP ,IDBR に帰還をかけるとすると、
それによって出力波長が変化するから、所定の出力波長
を安定に得ることができなくなる問題が生じる。本発明
は、光波長変換された出力光レベルを安定化させること
を目的とする。
Therefore, the semiconductor laser 41 in FIG.
It is conceivable to use the optical wavelength conversion laser as an optical wavelength conversion laser, and to perform feedback control by detecting the optical output level of the optical wavelength conversion laser. In that case, the currents I1 and I in the gain region of the optical wavelength conversion laser
If feedback is applied to 2, the gain with respect to the optical input also changes, and the sensitivity characteristic with respect to the optical input level changes, causing a problem that stable operation cannot be expected. Also, if feedback is applied to the currents IP and IDBR in the wavelength conversion region,
As a result, the output wavelength changes, resulting in a problem that a predetermined output wavelength cannot be stably obtained. An object of the present invention is to stabilize the output light level after optical wavelength conversion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の光波長変換レー
ザ装置は、図1を参照して説明すると、光波長変換レー
ザ1と、この光波長変換レーザ1の駆動条件を制御する
第1の制御部2と、光波長変換レーザ1の出力光を増幅
する光増幅器3と、この光増幅器3の光出力レベルを一
定とするようにこの光増幅器3を制御する第2の制御部
4とを備えるものである。
[Means for Solving the Problems] The optical wavelength conversion laser device of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The optical wavelength conversion laser device of the present invention will be described with reference to FIG. A control section 2, an optical amplifier 3 that amplifies the output light of the optical wavelength conversion laser 1, and a second control section 4 that controls the optical amplifier 3 so as to keep the optical output level of the optical amplifier 3 constant. It is something to be prepared for.

【0008】又前記光波長変換レーザ1からの信号光の
波長帯域よりも充分に広く、且つ前記光増幅器3からの
自然放出光の波長帯域より充分に狭い波長通過帯域を有
する光波長フィルタを介して、前記光増幅器3の出力光
の一部を前記第2の制御部4に加える構成とすることが
できる。
[0008] Furthermore, the signal light is transmitted through an optical wavelength filter having a wavelength pass band that is sufficiently wider than the wavelength band of the signal light from the optical wavelength conversion laser 1 and sufficiently narrower than the wavelength band of the spontaneously emitted light from the optical amplifier 3. Thus, a part of the output light of the optical amplifier 3 can be added to the second control section 4.

【0009】又光波長変換レーザ1に入力する信号光を
、この光波長変換レーザ1の活性層に対してTM偏光と
し、この光波長変換レーザ1の出力光をTE偏光のみ通
過させる偏光子を介して前記光増幅器3に入力する構成
とすることができる。
Further, the signal light input to the optical wavelength conversion laser 1 is made into TM polarized light with respect to the active layer of this optical wavelength conversion laser 1, and a polarizer is provided that allows only the TE polarized light to pass through the output light of this optical wavelength conversion laser 1. It may be configured such that the signal is input to the optical amplifier 3 via the optical amplifier 3.

【0010】又光波長変換レーザ1に入力する信号光を
、この光波長変換レーザ1の活性層に対してTM偏光と
し、TE偏光で発振する光波長変換レーザ1の波長変換
出力光を、半導体レーザ光増幅器の活性層に対してTE
偏光で入力する構成とすることができる。
Further, the signal light input to the optical wavelength conversion laser 1 is made into TM polarized light for the active layer of this optical wavelength conversion laser 1, and the wavelength-converted output light of the optical wavelength conversion laser 1 which oscillates with TE polarization is converted into a semiconductor. TE for the active layer of a laser optical amplifier
It can be configured to input polarized light.

【0011】又光増幅器3を、波長選択型半導体レーザ
光増幅器とし、この光増幅器に対して第2の制御部4か
ら波長に対する利得を制御する構成とすることができる
The optical amplifier 3 may be a wavelength-selective semiconductor laser optical amplifier, and the second control section 4 may control the gain of this optical amplifier with respect to the wavelength.

【0012】0012

【作用】光波長変換レーザ1は、入力信号光の波長λi
 を、第1の制御部2により設定された駆動条件により
出力波長λj に変換して出力する。光増幅器3は光フ
ァイバ増幅器や半導体レーザ光増幅器により構成され、
光波長変換レーザ1の出力光を増幅出力し、その出力光
の一部をハーフミラーや光カプラ等に分岐して第2の制
御部4に入力し、第2の制御部4は、その出力光レベル
が一定となるように、光増幅器3を制御する。従って、
波長λi の入力信号光は、波長λj の出力信号光に
変換され、且つ出力光レベルは一定に制御される。
[Operation] The optical wavelength conversion laser 1 converts the wavelength λi of the input signal light into
is converted into an output wavelength λj according to the driving conditions set by the first control unit 2 and output. The optical amplifier 3 is composed of an optical fiber amplifier or a semiconductor laser optical amplifier,
The output light of the optical wavelength conversion laser 1 is amplified and output, and a part of the output light is branched to a half mirror, an optical coupler, etc. and inputted to the second control section 4. The optical amplifier 3 is controlled so that the light level is constant. Therefore,
Input signal light with wavelength λi is converted into output signal light with wavelength λj, and the output light level is controlled to be constant.

【0013】又光増幅器3の出力光の一部を光波長フィ
ルタを介して第2の制御部4に入力することにより、光
増幅器3の出力光に含まれる自然放出光が光波長フィル
タにより除去され、波長変換された出力信号光のみが第
2の制御部4に入力され、その出力レベルが一定化され
ることになる。
Further, by inputting a part of the output light of the optical amplifier 3 to the second control unit 4 via the optical wavelength filter, the spontaneous emission light included in the output light of the optical amplifier 3 is removed by the optical wavelength filter. Only the wavelength-converted output signal light is input to the second control unit 4, and its output level is made constant.

【0014】又光波長変換レーザ1の活性層にTM偏光
の信号光を入力し、TE偏光で発振する波長変換出力光
のみを偏光子を介して光増幅器3に入力することにより
、この光増幅器3に入力される波長λi の入力信号光
成分を除去し、波長λj の波長変換された出力信号の
みを光増幅器3で増幅し、波長間のクロストークを低減
するものである。
Furthermore, by inputting the TM polarized signal light into the active layer of the optical wavelength conversion laser 1 and inputting only the wavelength converted output light oscillated with TE polarization to the optical amplifier 3 via the polarizer, this optical amplifier The optical amplifier 3 removes the input signal optical component having the wavelength λi input to the optical amplifier 3, and amplifies only the wavelength-converted output signal having the wavelength λj by the optical amplifier 3, thereby reducing crosstalk between wavelengths.

【0015】又光波長変換レーザ1の活性層にTM偏光
の信号光を入力し、TE偏光で発振する波長変化出力光
を、半導体レーザ光増幅器の活性層に入力すると、この
半導体レーザ光増幅器は、TM偏光とTE偏光とに対す
る利得差を有し、波長変換されたTE偏光の出力光に対
する利得が大きいことから、波長λiの入力信号光と、
波長λj の出力信号光とを分離することができる。
Further, when a TM polarized signal light is input to the active layer of the optical wavelength conversion laser 1 and a wavelength-changed output light oscillated with TE polarization is input to the active layer of a semiconductor laser optical amplifier, this semiconductor laser optical amplifier , has a gain difference between the TM polarized light and the TE polarized light, and since the gain of the wavelength-converted TE polarized light is large for the output light, the input signal light of wavelength λi and
It is possible to separate the output signal light having the wavelength λj.

【0016】又DFB構造の波長選択型半導体レーザ光
増幅器は、特定波長に対する利得が大きいもので、この
特定波長を第2の制御部4によって制御することにより
、光波長変換レーザ1により変換された波長の信号光の
みを増幅して出力し、且つその出力レベルを一定化する
ことができる。
Further, the wavelength selective semiconductor laser optical amplifier having the DFB structure has a large gain for a specific wavelength, and by controlling this specific wavelength by the second control section 4, the wavelength-selective semiconductor laser optical amplifier has a large gain for a specific wavelength. It is possible to amplify and output only the signal light of the same wavelength, and to make the output level constant.

【0017】[0017]

【実施例】図2は本発明の第1の実施例の説明図であり
、11は光波長変換レーザ、12は第1の制御部、13
は光増幅器、14は第2の制御部、15はハーフミラー
である。波長λi の信号光は、第1の制御部12によ
って制御される光波長変換レーザ11により、波長λj
 の信号光に変換される。この波長λj の信号光は光
増幅器13により増幅されて出力される。この出力光の
一部はハーフミラー15により分岐されて第2の制御部
14に入力され、出力レベルが一定となるように、第2
の制御部14により光増幅器13の利得が制御される。 この場合のハーフミラー15は、第2の制御部14で検
出が可能な程度のできるだけ小さい比率で、光増幅器1
3の出力光を分岐する構成とすることが好適である。
[Embodiment] FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention, in which 11 is an optical wavelength conversion laser, 12 is a first control section, and 13 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.
14 is an optical amplifier, 14 is a second control section, and 15 is a half mirror. The signal light having the wavelength λi is converted into the wavelength λj by the optical wavelength conversion laser 11 controlled by the first controller 12.
signal light. This signal light of wavelength λj is amplified by the optical amplifier 13 and output. A part of this output light is branched by the half mirror 15 and inputted to the second control unit 14, and the second
The gain of the optical amplifier 13 is controlled by the control section 14 . In this case, the half mirror 15 is connected to the optical amplifier 1 at a ratio as small as possible to the extent that it can be detected by the second control unit 14.
It is preferable to have a configuration in which the three output lights are branched.

【0018】光波長変換レーザ11は、例えば、図12
に示す構成を有し、利得制御領域と波長制御領域とに対
する電流I1 ,I2 ,IP ,IDBR を、第1
の制御部12により所望の波長変換を行うように制御さ
れる。そして、光波長変換レーザ11の出力レベルが変
換波長に対応して変化しても、光増幅器13の出力レベ
ルは、第2の制御部14により変換波長に関係なく一定
化されるから、光波長変換レーザ装置としては、安定な
波長変換が可能となる。
The optical wavelength conversion laser 11 is, for example, shown in FIG.
The currents I1, I2, IP, IDBR for the gain control region and the wavelength control region are controlled by the first
The control unit 12 performs control to perform desired wavelength conversion. Even if the output level of the optical wavelength conversion laser 11 changes in accordance with the conversion wavelength, the output level of the optical amplifier 13 is made constant by the second control unit 14 regardless of the conversion wavelength. As a conversion laser device, stable wavelength conversion is possible.

【0019】図3は本発明の第2の実施例の説明図であ
り、図2と同一符号は同一部分を示す。この実施例は、
第1の実施例のハーフミラーを光カプラ16とし、この
光カプラ16により、光波長変換レーザ11の波長λj
 の出力光を増幅する光増幅器13の出力光の一部を分
岐して第2の制御部14に入力させ、第2の制御部14
により光増幅器13を制御して、出力レベルを一定化す
るものである。この光カプラ16も、光増幅器13の出
力光を1/2に分配するものではなく、第2の制御部1
4で検出できる程度のできるだけ小さい比率で分配する
構成とすることが好適である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same parts. This example is
The half mirror of the first embodiment is an optical coupler 16, and this optical coupler 16 allows the wavelength λj of the optical wavelength conversion laser 11 to be
A part of the output light of the optical amplifier 13 that amplifies the output light of is branched and inputted to the second control section 14.
The optical amplifier 13 is controlled to keep the output level constant. This optical coupler 16 also does not divide the output light of the optical amplifier 13 into 1/2, but distributes the output light of the optical amplifier 13 into 1/2.
It is preferable to adopt a configuration in which the distribution is performed at the smallest possible ratio that can be detected at 4.

【0020】図4は光増幅器の説明図であり、21は合
波器、22は励起光源、23は希土類ドープ光ファイバ
、24は分波器である。入力光と励起光源22からの入
力光波長に近似した波長の励起光とを合波器21により
合波して、希土類ドープ光フイァバ23に入力し、この
希土類ドープ光ファイバ23中を伝搬する過程に於いて
励起光により希土類元素が励起され、入力光が増幅され
ることになる。増幅された出力光には励起光が含まれる
から、分波器24により励起光を分波し、増幅された信
号光のみを出力するものである。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an optical amplifier, in which 21 is a multiplexer, 22 is a pumping light source, 23 is a rare earth doped optical fiber, and 24 is a demultiplexer. A process in which input light and pump light having a wavelength similar to the wavelength of the input light from the pump light source 22 are multiplexed by the multiplexer 21, input to the rare earth doped optical fiber 23, and propagated through the rare earth doped optical fiber 23. In this process, the rare earth element is excited by the excitation light, and the input light is amplified. Since the amplified output light includes pumping light, the pumping light is split by the demultiplexer 24 and only the amplified signal light is output.

【0021】又図5は半導体レーザ光増幅器の説明図で
あり、概略断面を示すように、端面28,29は無反射
コート面或いは劈開面とし、電極26,27間に流す電
流を、半導体レーザの発振閾値を超えない程度の値で供
給し、端面28側から活性層25に対して信号光を入力
すると、レーザ発振を開始して増幅出力光が端面29側
から出力される。前述の光増幅器13は、このような希
土類ドープ光ファイバを用いた光増幅器や、半導体レー
ザ光増幅器を用いることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a semiconductor laser optical amplifier, and as shown in a schematic cross section, the end faces 28 and 29 are anti-reflection coated surfaces or cleaved surfaces, and the current flowing between the electrodes 26 and 27 is directed to the semiconductor laser. When signal light is input to the active layer 25 from the end face 28 side, laser oscillation is started and amplified output light is output from the end face 29 side. The aforementioned optical amplifier 13 can be an optical amplifier using such a rare earth doped optical fiber or a semiconductor laser optical amplifier.

【0022】図6は本発明の第3の実施例の説明図であ
り、図2,図3と同一符号は同一部分を示し、17は光
波長フィルタである。この実施例は、光増幅器13の出
力光の一部を分岐し、光波長フィルタ17を介して第2
の制御部14に入力するもので、この光波長フィルタ1
7の通過帯域は、光増幅器13の自然放出光の帯域より
充分に狭く、且つ光波長変換レーザ11の変換波長帯域
を充分にカバーできる広さとするものである。従って、
第2の制御部14には、光増幅器13の自然放出光を含
む出力光の中の信号光に相当する部分が入力され、その
レベルが一定となるように、光増幅器13の制御が行わ
れる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIGS. 2 and 3 indicate the same parts, and 17 is an optical wavelength filter. In this embodiment, a part of the output light of the optical amplifier 13 is branched and passed through the optical wavelength filter 17 to the second branch.
This optical wavelength filter 1 is input to the control unit 14 of
The pass band 7 is sufficiently narrower than the spontaneous emission band of the optical amplifier 13 and wide enough to cover the conversion wavelength band of the optical wavelength conversion laser 11. Therefore,
A portion of the output light including the spontaneous emission light of the optical amplifier 13 corresponding to the signal light is input to the second control unit 14, and the optical amplifier 13 is controlled so that the level thereof is constant. .

【0023】図7は本発明の第4の実施例の説明図であ
り、前述の各実施例に於ける符号と同一符号は同一部分
を示し、18は偏光子である。この実施例は、光波長変
換レーザ11の活性層に、TM偏光の信号光を入力し、
TE偏光で発振する光波長変換レーザ11からのTE偏
光のみを偏光子18を介して光増幅器13に入力するも
のである。即ち、波長λi の入力信号光が波長λjに
変換され、波長λi のTM偏光の信号光が光波長変換
レーザ11を透過しても、偏光子18により阻止されて
光増幅器13には入力されないことになり、波長変換前
の信号光と波長変換後の信号光とを確実に分離し、波長
変換前の信号は除去されるので、波長変換された信号光
の出力レベルを一定化することができる。従って、波長
多重した場合の波長間のクロストークを低減することが
できる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those in the previous embodiments indicate the same parts, and 18 is a polarizer. In this embodiment, TM polarized signal light is input to the active layer of the optical wavelength conversion laser 11,
Only the TE polarized light from the optical wavelength conversion laser 11 that oscillates with TE polarized light is input to the optical amplifier 13 via the polarizer 18. That is, even if the input signal light with the wavelength λi is converted to the wavelength λj and the TM polarized signal light with the wavelength λi passes through the optical wavelength conversion laser 11, it will be blocked by the polarizer 18 and will not be input to the optical amplifier 13. Since the signal light before wavelength conversion and the signal light after wavelength conversion are reliably separated, and the signal before wavelength conversion is removed, the output level of the wavelength-converted signal light can be made constant. . Therefore, crosstalk between wavelengths when wavelength multiplexed can be reduced.

【0024】図8は本発明の第5の実施例の説明図であ
り、前述の各実施例に於ける符号と同一符号は同一部分
を示し、13Aは光増幅器を構成する波長選択型半導体
レーザ光増幅器である。この波長選択型半導体レーザ光
増幅器13Aは、分布帰還型(DFB)半導体レーザに
類似した構成を有し、図9に示すような波長選択特性を
有するものである。この最大利得となる入力光波長λi
nは、電流又は温度により変化するから、第1の制御部
12により波長λi を波長λj に変換するように光
波長変換レーザ11を制御すると共に、変換された波長
λj に於いて最大利得が得られるように、第2の制御
部14から波長選択型半導体レーザ光増幅器13Aに供
給する電流を制御するか、或いは図示を省略した手段に
より第1の制御部12から波長選択型半導体レーザ光増
幅器13Aの温度を制御し、変換された波長λj に於
いて最大利得となるようにすることができる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a fifth embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those in the previous embodiments indicate the same parts, and 13A is a wavelength selective semiconductor laser constituting an optical amplifier. It is an optical amplifier. This wavelength selective semiconductor laser optical amplifier 13A has a configuration similar to a distributed feedback (DFB) semiconductor laser, and has wavelength selective characteristics as shown in FIG. The input optical wavelength λi that provides this maximum gain
Since n changes depending on the current or temperature, the first control section 12 controls the optical wavelength conversion laser 11 to convert the wavelength λi to the wavelength λj, and at the same time, the maximum gain is obtained at the converted wavelength λj. The second controller 14 controls the current supplied to the wavelength selective semiconductor laser optical amplifier 13A, or the first controller 12 controls the wavelength selective semiconductor laser optical amplifier 13A by means not shown. The temperature of the converter can be controlled to achieve maximum gain at the converted wavelength λj.

【0025】又半導体レーザ光増幅器は、入力信号光の
偏光による利得特性が異なるものであり、例えば、図1
0に示すように、TE偏光に比較してTM偏光の利得は
低く、閾値電流に対する供給電流の比がほぼ1の場合に
、両者の利得差は約8dB程度となる。そこで、光波長
変換レーザ11の活性層にTM偏光の波長λi の信号
光を入力し、TE偏光で発振する光波長変換レーザ11
の波長λj の出力光を、半導体レーザ光増幅器の活性
層に入力すると、光波長変換レーザ11のTE偏光の出
力レベルに比較してTM偏光の出力レベルが低いから、
半導体レーザ光増幅器から出力されるTM偏光成分はT
E偏光成分に比較して充分に低くなり、波長λi の入
力信号光と、波長λjの変換出力光とを確実に分離して
出力することができる。
Further, semiconductor laser optical amplifiers have different gain characteristics depending on the polarization of input signal light. For example, as shown in FIG.
0, the gain of TM polarized light is lower than that of TE polarized light, and when the ratio of the supply current to the threshold current is approximately 1, the gain difference between the two is about 8 dB. Therefore, a signal light having a wavelength λi of TM polarization is input to the active layer of the optical wavelength conversion laser 11, and the optical wavelength conversion laser 11 oscillates with TE polarization.
When the output light with the wavelength λj is input to the active layer of the semiconductor laser optical amplifier, the output level of the TM polarized light is lower than that of the TE polarized light of the optical wavelength conversion laser 11
The TM polarization component output from the semiconductor laser optical amplifier is T
It is sufficiently lower than the E polarization component, and the input signal light having the wavelength λi and the converted output light having the wavelength λj can be reliably separated and output.

【0026】図11は本発明の第6の実施例の説明図で
あり、31は光分配器、32−1〜32−nは光波長選
択フィルタ、33は光合成器、11−1〜11−nは光
波長変換レーザ、12−1〜12−nは第1の制御部、
13−1〜13−nは光増幅器、14−1〜14−nは
第2の制御部である。波長λ1 〜λn の波長多重光
信号が光分配器31によりそれぞれ光波長選択フィルタ
32−1〜32−nに分配され、それぞれ異なる波長の
光信号が選択出力され、光波長変換レーザ11−1〜1
1−nに入力される。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the sixth embodiment of the present invention, in which 31 is an optical splitter, 32-1 to 32-n are optical wavelength selection filters, 33 is an optical combiner, and 11-1 to 11- n is an optical wavelength conversion laser, 12-1 to 12-n are first control units,
13-1 to 13-n are optical amplifiers, and 14-1 to 14-n are second control units. The wavelength multiplexed optical signals with wavelengths λ1 to λn are distributed by the optical splitter 31 to the optical wavelength selection filters 32-1 to 32-n, respectively, and the optical signals with different wavelengths are selectively output, and the optical wavelength conversion lasers 11-1 to 11-n are selectively output. 1
1-n.

【0027】各光波長変換レーザ11−1〜11−nは
、図示を省略した上位のプロセッサ等により制御される
第1の制御部12−1〜12−nにより、入力波長と異
なる波長に変換されるように制御される。そして、波長
変換された出力光は光増幅器13−1〜13−nにより
増幅され、その出力レベルが一定となるように、第2の
制御部14−1〜14−nにより制御されて、光合成器
33に入力される。即ち、光合成器33に入力されるそ
れぞれ波長変換された信号光のレベルは一定に制御され
るから、光信号の受信部に於けるパワーペナルティの劣
化が生じないことになる。
Each of the optical wavelength conversion lasers 11-1 to 11-n is converted into a wavelength different from the input wavelength by a first control unit 12-1 to 12-n controlled by a host processor (not shown) or the like. controlled so that Then, the wavelength-converted output light is amplified by optical amplifiers 13-1 to 13-n, and controlled by second control units 14-1 to 14-n so that the output level thereof is constant, and optically synthesized. The signal is input to the device 33. That is, since the level of each wavelength-converted signal light input to the optical combiner 33 is controlled to be constant, there is no deterioration of the power penalty in the optical signal receiving section.

【0028】又各制御部12−1〜12−n,14−1
〜14−nに於ける基準電圧等を共通化することも可能
であり、又光増幅器13−1〜13−nの特性のばらつ
き等を考慮して、各制御部14−1〜14−nに微調整
を可能とする構成を設けることができる。又光波長変換
レーザと光増幅器とを1チップに集積回路化することも
可能であり、又複数の光波長変換レーザと複数の光増幅
器とをそれぞれ1チップ集積回路化するか或いは全体を
1チップに集積回路化することも可能である。それによ
って、波長多重光通信システムの装置の小型化を図るこ
とができる。
[0028] Also, each control section 12-1 to 12-n, 14-1
It is also possible to share the reference voltage etc. in the optical amplifiers 13-1 to 14-n, and it is possible to make the reference voltage etc. in common among the optical amplifiers 13-1 to 14-n. A configuration may be provided that allows fine adjustment. It is also possible to integrate an optical wavelength conversion laser and an optical amplifier into a single chip, or it is possible to integrate a plurality of optical wavelength conversion lasers and a plurality of optical amplifiers into a single-chip integrated circuit, or to integrate the entire optical wavelength conversion laser into a single chip. It is also possible to integrate it into an integrated circuit. Thereby, it is possible to downsize the device of the wavelength division multiplexing optical communication system.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光波長
変換レーザ1に於いて入力信号光の波長を所望の波長に
変換し、その出力光を光増幅器3により増幅すると共に
、その出力レベルが一定となるように、第2の制御部4
により制御するものであり、変換波長対応に出力レベル
が変化する特性を有する光波長変換レーザ1を用い、各
種の波長多重光通信システムを構築した場合、波長変換
特性に影響を及ぼさない光増幅器3を用いて出力レベル
の安定化を行うものであるから、安定な波長変換を行う
ことができる利点がある。
As explained above, the present invention converts the wavelength of input signal light into a desired wavelength in the optical wavelength conversion laser 1, amplifies the output light with the optical amplifier 3, and The second control unit 4 controls the level to be constant.
When various wavelength multiplexing optical communication systems are constructed using an optical wavelength conversion laser 1 whose output level changes depending on the converted wavelength, an optical amplifier 3 that does not affect the wavelength conversion characteristics is used. Since the output level is stabilized using , it has the advantage of being able to perform stable wavelength conversion.

【0030】又光波長フィルタにより光増幅器3の出力
光に含まれる自然放出光の殆どを除去し、信号光成分を
第2の制御部4に入力することにより、波長変換された
信号光の出力レベルを安定化することができる。従って
、波長間のクロストークを低減することができる利点が
ある。
Furthermore, by removing most of the spontaneous emission light contained in the output light of the optical amplifier 3 using an optical wavelength filter and inputting the signal light component to the second control section 4, the output of the wavelength-converted signal light is level can be stabilized. Therefore, there is an advantage that crosstalk between wavelengths can be reduced.

【0031】又光波長変換レーザ1の活性層にTM偏光
の信号光を入力し、TE偏光で発振する光波長変換レー
ザ1の出力光を偏光子を介して光増幅器3に入力するこ
とにより、入力波長λi の入力信号光成分と、変換波
長λj の信号光とを分離して光増幅器3により増幅す
ることができるから、波長間のクロストークを低減する
ことができる。
Furthermore, by inputting the TM polarized signal light into the active layer of the optical wavelength conversion laser 1 and inputting the output light of the optical wavelength conversion laser 1 which oscillates with TE polarization into the optical amplifier 3 via the polarizer, Since the input signal light component having the input wavelength λi and the signal light having the conversion wavelength λj can be separated and amplified by the optical amplifier 3, crosstalk between wavelengths can be reduced.

【0032】又半導体レーザ光増幅器は、TE偏光とT
M偏光とに対する利得差を有するものであるから、光波
長変換レーザ1の活性層にTM偏光の信号光を入力し、
TE偏光で発振する光波長変換レーザ1の出力光を、そ
の半導体レーザ光増幅器の活性層に入力することにより
、入力波長λi の入力信号光成分と、変換波長λj 
の信号光とを、半導体レーザ光増幅器の利得差によって
分離することができる。
Further, the semiconductor laser optical amplifier has TE polarized light and T
Since it has a gain difference with respect to M-polarized light, the TM-polarized signal light is input to the active layer of the optical wavelength conversion laser 1,
By inputting the output light of the optical wavelength conversion laser 1 that oscillates with TE polarization into the active layer of the semiconductor laser optical amplifier, an input signal light component of input wavelength λi and a converted wavelength λj are generated.
can be separated from the signal light by the gain difference of the semiconductor laser optical amplifier.

【0033】又光増幅器3を波長選択型半導体レーザ光
増幅器とし、最大利得が得られる波長を、光波長変換レ
ーザ1の出力波長λj に一致させることにより、変換
された波長λj の信号光のみを増幅し、且つその出力
レベルを一定化することができる利点がある。
Furthermore, by using the optical amplifier 3 as a wavelength-selective semiconductor laser optical amplifier and making the wavelength at which the maximum gain is made coincide with the output wavelength λj of the optical wavelength conversion laser 1, only the signal light having the converted wavelength λj can be used. It has the advantage of being able to amplify and keep the output level constant.

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

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】光増幅器の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an optical amplifier.

【図5】半導体レーザ光増幅器の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a semiconductor laser optical amplifier.

【図6】本発明の第3の実施例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】波長選択型半導体レーザ光増幅器の特性説明図
である。
FIG. 9 is a characteristic explanatory diagram of a wavelength selective semiconductor laser optical amplifier.

【図10】半導体レーザ光増幅器の入力光の偏光による
利得特性曲線図である。
FIG. 10 is a gain characteristic curve diagram depending on polarization of input light of a semiconductor laser optical amplifier.

【図11】本発明の第6の実施例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a sixth embodiment of the present invention.

【図12】光波長変換レーザの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of an optical wavelength conversion laser.

【図13】光波長変換レーザの光出力特性説明図である
FIG. 13 is an explanatory diagram of optical output characteristics of an optical wavelength conversion laser.

【図14】従来例の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図15】光波長変換レーザの波長変換特性の説明図で
ある。
FIG. 15 is an explanatory diagram of wavelength conversion characteristics of an optical wavelength conversion laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  光波長変換レーザ 2  第1の制御部 3  光増幅器 4  第2の制御部 1 Optical wavelength conversion laser 2 First control section 3. Optical amplifier 4 Second control section

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  光波長変換レーザ(1)と、該光波長
変換レーザ(1)の駆動条件を制御する第1の制御部(
2)と、前記光波長変換レーザ(1)の出力光を増幅す
る光増幅器(3)と、該光増幅器(3)の光出力レベル
を一定とするように該光増幅器(3)を制御する第2の
制御部(4)とを備えたことを特徴とする光波長変換レ
ーザ装置。
1. An optical wavelength conversion laser (1) and a first control unit (1) for controlling driving conditions of the optical wavelength conversion laser (1).
2), an optical amplifier (3) for amplifying the output light of the optical wavelength conversion laser (1), and controlling the optical amplifier (3) so as to keep the optical output level of the optical amplifier (3) constant. An optical wavelength conversion laser device comprising: a second control section (4).
【請求項2】  前記光波長変換レーザ(1)からの信
号光の波長帯域よりも充分に広く、且つ前記光増幅器(
3)からの自然放出光の波長帯域よりも充分に狭い波長
通過帯域を有する光波長フィルタを介して、前記光増幅
器(3)の出力光の一部を前記第2の制御部(4)に加
える構成としたことを特徴とする請求項1記載の光波長
変換レーザ装置。
2. The wavelength band is sufficiently wider than the wavelength band of the signal light from the optical wavelength conversion laser (1), and the optical amplifier (
3), a part of the output light of the optical amplifier (3) is sent to the second control unit (4) through an optical wavelength filter having a wavelength pass band sufficiently narrower than the wavelength band of the spontaneous emission light from the optical amplifier (3). 2. The optical wavelength conversion laser device according to claim 1, further comprising a configuration in which:
【請求項3】  前記光波長変換レーザ(1)に入力す
る信号光を、該光波長変換レーザ(1)の活性層に対し
てTM偏光とし、該光波長変換レーザ(1)の出力光を
TE偏光のみを通過させる偏光子を介して前記光増幅器
(3)に入力する構成としたことを特徴とする請求項1
記載の光波長変換レーザ装置。
3. Signal light input to the optical wavelength conversion laser (1) is made into TM polarized light with respect to the active layer of the optical wavelength conversion laser (1), and the output light of the optical wavelength conversion laser (1) is Claim 1 characterized in that the light is input to the optical amplifier (3) via a polarizer that allows only TE polarized light to pass through.
The optical wavelength conversion laser device described above.
【請求項4】  前記光波長変換レーザ(1)に入力す
る信号光を、該光波長変換レーザ(1)の活性層に対し
てTM偏光とし、TE偏光で発振する前記光波長変換レ
ーザ(1)の波長変換出力光を、半導体レーザ光増幅器
の活性層に対してTE偏光で入力する構成としたことを
特徴とする請求項1記載の光波長変換レーザ装置。
4. Signal light input to the optical wavelength conversion laser (1) is TM polarized with respect to the active layer of the optical wavelength conversion laser (1), and the optical wavelength conversion laser (1) oscillates with TE polarization. 2. The optical wavelength conversion laser device according to claim 1, wherein the wavelength-converted output light of ) is input to the active layer of the semiconductor laser optical amplifier as TE polarized light.
【請求項5】  前記光増幅器(3)を波長選択型半導
体レーザ光増幅器とし、且つ前記第2の制御部(4)か
ら前記光増幅器(3)の波長に対する利得を制御する構
成としたことを特徴とする請求項1記載の光波長変換レ
ーザ装置。
5. The optical amplifier (3) is a wavelength selective semiconductor laser optical amplifier, and the second control unit (4) controls the gain of the optical amplifier (3) with respect to the wavelength. The optical wavelength conversion laser device according to claim 1.
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