JPH0554716B2 - - Google Patents
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- JPH0554716B2 JPH0554716B2 JP16660784A JP16660784A JPH0554716B2 JP H0554716 B2 JPH0554716 B2 JP H0554716B2 JP 16660784 A JP16660784 A JP 16660784A JP 16660784 A JP16660784 A JP 16660784A JP H0554716 B2 JPH0554716 B2 JP H0554716B2
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- Japan
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- light
- loop
- optical amplifier
- loops
- active medium
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、所望の波長の光を選択して増幅する
ようにした光増幅器に関するものである。
ようにした光増幅器に関するものである。
［従来技術］
第１図は、従来から知られている光増幅器の概
略構成を示す。この光増幅器５は、フアブリペロ
ー共振器の内部の媒質を半導体で構成した活性媒
質により満たしたものである。すなわち、光増幅
器１１は図示するように、２枚の半透鏡（ハーフ
ミラー）１２，１３を所定距離だけ離して平行に
向かい合わせ、その間を発光する活性媒質１４で
満たした素子である。
略構成を示す。この光増幅器５は、フアブリペロ
ー共振器の内部の媒質を半導体で構成した活性媒
質により満たしたものである。すなわち、光増幅
器１１は図示するように、２枚の半透鏡（ハーフ
ミラー）１２，１３を所定距離だけ離して平行に
向かい合わせ、その間を発光する活性媒質１４で
満たした素子である。
半導体で構成されている活性媒質１４に対し、
バイアス回路（直流電源）１５から安定化コイル
１６を介して直流電流を注入する。その電流値
は、光増幅器１１のレーザ発振しきい値以下にな
るように制御されている。
バイアス回路（直流電源）１５から安定化コイル
１６を介して直流電流を注入する。その電流値
は、光増幅器１１のレーザ発振しきい値以下にな
るように制御されている。
なお、光増幅器１１への注入電流が発振しきい
値に比べて十分大であるときには、活性媒質１４
内でレーザ発振が得られる。
値に比べて十分大であるときには、活性媒質１４
内でレーザ発振が得られる。
そして、外部から半透鏡１２を通じて活性媒質
１４に入力光１７を入射すると、入力光の一部は
反射光１８として活性媒質１４の中に入ることな
く反射される。他方、活性媒質１４に入射した光
は増幅され、その光の一部は出力光１９としては
半透鏡１３を通して出射される。
１４に入力光１７を入射すると、入力光の一部は
反射光１８として活性媒質１４の中に入ることな
く反射される。他方、活性媒質１４に入射した光
は増幅され、その光の一部は出力光１９としては
半透鏡１３を通して出射される。
ところが、活性媒質１４内に入射して増幅され
た光の一部は、逆に半透鏡１２を通して出力光２
０として出射されてしまう。
た光の一部は、逆に半透鏡１２を通して出力光２
０として出射されてしまう。
このように従来から知られている光増幅器にお
いては、入力光１７を発光する光源２１に向かつ
て、反射光１８と出力光２０とが併せて進行して
しまう。その結果として、光源２１はこれら光線
１８，２０の影響を受けて安定に発光できなくな
るという欠点があつた。
いては、入力光１７を発光する光源２１に向かつ
て、反射光１８と出力光２０とが併せて進行して
しまう。その結果として、光源２１はこれら光線
１８，２０の影響を受けて安定に発光できなくな
るという欠点があつた。
しかも、従来の光増幅器では、増幅することが
できる光の波長を任意に選択することができない
という欠点があつた。
できる光の波長を任意に選択することができない
という欠点があつた。
［目的］
本発明の目的は、上述の点に鑑み、増幅すべき
入力光を射出する光源に向かつて進む光を出力す
ることなく、且つ、増幅し得る光の波長を可変と
して任意に選択できるようにした光増幅器を提供
することにある。
入力光を射出する光源に向かつて進む光を出力す
ることなく、且つ、増幅し得る光の波長を可変と
して任意に選択できるようにした光増幅器を提供
することにある。
［発明の構成］
かかる目的を達成するために、本発明では、３
入力３出力の光スターカプラを用いて、第１の出
力側を第１の入力側に帰還させてなる第１のルー
プと、第２の出力側を第２の入力側に帰還させて
なる第２のループとを形成し、 これらループの光路長をそれぞれ独立して変化
させる制御手段を前記ループの所定部位に装着し
たことを特徴とするものである。
入力３出力の光スターカプラを用いて、第１の出
力側を第１の入力側に帰還させてなる第１のルー
プと、第２の出力側を第２の入力側に帰還させて
なる第２のループとを形成し、 これらループの光路長をそれぞれ独立して変化
させる制御手段を前記ループの所定部位に装着し
たことを特徴とするものである。
ここで、前記ループの各々には、活性媒質を挿
入して所望の光増幅率を得るのが好適である。
入して所望の光増幅率を得るのが好適である。
また、電極を介して前記制御手段を前記活性媒
質に接続し、電流を注入するように構成するのが
好適である。
質に接続し、電流を注入するように構成するのが
好適である。
更に、電極を介して前記制御手段を前記活性媒
質以外のループ上に接続し、２つのループの光路
長を独立に変化させるようにすることも可能であ
る。
質以外のループ上に接続し、２つのループの光路
長を独立に変化させるようにすることも可能であ
る。
前記活性媒質は半導体で構成し、それぞれ独立
に電流を注入するように構成することができる。
に電流を注入するように構成することができる。
［実施例］
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例を示す平面構成図、
第３図は同実施例の立体構成を示す概略斜視図、
第４図は同実施例の電極４１〜４３を含む断面構
成図である。ここで、第１図示の従来例と対応す
る部分には、同一の番号を付してある。
第３図は同実施例の立体構成を示す概略斜視図、
第４図は同実施例の電極４１〜４３を含む断面構
成図である。ここで、第１図示の従来例と対応す
る部分には、同一の番号を付してある。
以下、第２ないし第４図を参照して、本実施例
の構成・作用を説明していく。
の構成・作用を説明していく。
第２図に示すように、入力光１７は反射防止膜
２２を介して導波路層２３に入つてゆく。この導
波路層２３は、３入力３出力のスターカプラ２４
に含まれる３つの入力のうちのひとつとなる。
２２を介して導波路層２３に入つてゆく。この導
波路層２３は、３入力３出力のスターカプラ２４
に含まれる３つの入力のうちのひとつとなる。
導波路層２３に到達した光は、スターカプラ２
４の作用によつて３つの光２５，２６，２７に分
割される。そして、分割された一方の光２５は活
性層２８に入り、再びスターカプラ２４に入力さ
れ、第１のループ２９を構成する、 他方の光２６は活性層３０に入り、再びスター
カプラに入力され、第２のループ３１を構成す
る。
４の作用によつて３つの光２５，２６，２７に分
割される。そして、分割された一方の光２５は活
性層２８に入り、再びスターカプラ２４に入力さ
れ、第１のループ２９を構成する、 他方の光２６は活性層３０に入り、再びスター
カプラに入力され、第２のループ３１を構成す
る。
上述した活性層２８の入射側（入射面）３２、
出射側（出射面）３３および活性層３０の入射側
（入射面）３４、出射側（出射面）３５はすべて
光の進行方向に対して斜めに設定してあり（θ≠
90゜）、活性層２８の中だけで、あるいは、活性層
３０の中だけで光がループを形成して発振するこ
とのないようにしてある。なおθ＝40゜にした場
合には、反射率が10-4程度になるものと推定され
る。
出射側（出射面）３３および活性層３０の入射側
（入射面）３４、出射側（出射面）３５はすべて
光の進行方向に対して斜めに設定してあり（θ≠
90゜）、活性層２８の中だけで、あるいは、活性層
３０の中だけで光がループを形成して発振するこ
とのないようにしてある。なおθ＝40゜にした場
合には、反射率が10-4程度になるものと推定され
る。
そして、光２７は反射防止膜３６を介して出力
光１９として出射される。
光１９として出射される。
また、第３図および第４図に示すように、光増
幅器１１は半導体多層構造をなしている。すなわ
ち、ｎ形InP基板３７の上には導波路層２３およ
びスターカプラ２４をGa0.31In0.69As0.68P0.32によ
り形成すると共に、活性層２８および活性層３０
をGa0.43In0.57As0.95P0.05により形成する。そして、
埋め込み層３８をＰ形InPで形成する。更に、埋
め込み層３８の上部の層３９をｎ形InPで形成す
る。そして、活性層２８，３０の上部、導波路層
２３の上部、スターカプラ２４の上部にはＰ形
InPを用いて層４０を形成する。
幅器１１は半導体多層構造をなしている。すなわ
ち、ｎ形InP基板３７の上には導波路層２３およ
びスターカプラ２４をGa0.31In0.69As0.68P0.32によ
り形成すると共に、活性層２８および活性層３０
をGa0.43In0.57As0.95P0.05により形成する。そして、
埋め込み層３８をＰ形InPで形成する。更に、埋
め込み層３８の上部の層３９をｎ形InPで形成す
る。そして、活性層２８，３０の上部、導波路層
２３の上部、スターカプラ２４の上部にはＰ形
InPを用いて層４０を形成する。
電極４１，４２，４３には金を用いるのが好適
である。
である。
活性層２８と活性層３０にはそれぞれ安定化コ
イル４６，４７を介して直流電源４４，４５を接
続し、これにより直流電流を独立に注入できるよ
うにしてある。
イル４６，４７を介して直流電源４４，４５を接
続し、これにより直流電流を独立に注入できるよ
うにしてある。
いま、活性層２８に注入する電流がI1であつた
ときに、第１ループ２９の許すモードを第５図Ａ
の実線で示す。また、活性層３０に注入する電流
がI2であつたときに、第２ループ３１の許すモー
ドを第５図Ｂの実線で示すものとする。但し、こ
れら電流I1およびI2は、両方とも同時に注入した
場合にも入力光１７なしに光増幅器１１は発振せ
ず、出力光１９を出射しないような電流値として
ある。
ときに、第１ループ２９の許すモードを第５図Ａ
の実線で示す。また、活性層３０に注入する電流
がI2であつたときに、第２ループ３１の許すモー
ドを第５図Ｂの実線で示すものとする。但し、こ
れら電流I1およびI2は、両方とも同時に注入した
場合にも入力光１７なしに光増幅器１１は発振せ
ず、出力光１９を出射しないような電流値として
ある。
このとき、光増幅器１１の許すモードは、第５
図Ａに示すモードと第５図Ｂに示すモードとが一
致したモード、すなわち第５図Ｃに実線で示すモ
ードである。
図Ａに示すモードと第５図Ｂに示すモードとが一
致したモード、すなわち第５図Ｃに実線で示すモ
ードである。
しかし、活性層２８および活性層３０の利得分
布は第５図Ｄに示すように波長依存性を呈してい
るので、結局は、第５図Ｅに実線で示す１つのモ
ードだけが許される。
布は第５図Ｄに示すように波長依存性を呈してい
るので、結局は、第５図Ｅに実線で示す１つのモ
ードだけが許される。
このように電流I1およびI2を注入することによ
り、第５図Ｅの実線で示す波長λpだけを増幅する
ことができる。
り、第５図Ｅの実線で示す波長λpだけを増幅する
ことができる。
次に、活性層２８に注入する電流をI1′に変化
させると、活性層２８の屈折率も併せて変化する
ので、第１ループ２９の許すモードは第５図Ａに
点線で示すように波長がずれる。同様に、活性層
３０に注入する電流をI2′に変化させると、活性
層３０の屈折率も併せて変化するので、第２ルー
プ３１の許すモードは第５図Ｂに点線で示すよう
に波長がずれる。但し、これら電流I1′および
I2′は、両方とも同時に注入したとしても、入力
光１７なしでは出力光１９を出射しないような電
流値としてある。
させると、活性層２８の屈折率も併せて変化する
ので、第１ループ２９の許すモードは第５図Ａに
点線で示すように波長がずれる。同様に、活性層
３０に注入する電流をI2′に変化させると、活性
層３０の屈折率も併せて変化するので、第２ルー
プ３１の許すモードは第５図Ｂに点線で示すよう
に波長がずれる。但し、これら電流I1′および
I2′は、両方とも同時に注入したとしても、入力
光１７なしでは出力光１９を出射しないような電
流値としてある。
このとき、光増幅器１１の許すモードは、第５
図Ａに点線で示すモードと第５図Ｂに点線で示す
モードとが一致したモード、すなわち第５図Ｃに
点線で示すモードとなる。
図Ａに点線で示すモードと第５図Ｂに点線で示す
モードとが一致したモード、すなわち第５図Ｃに
点線で示すモードとなる。
しかし、活性層２８および活性層３０の利得分
布は第５図Ａに示すように波長依存性を呈してい
るので、結局は、第５図Ｅに点線で示す１つのモ
ードだけが許されることになる。
布は第５図Ａに示すように波長依存性を呈してい
るので、結局は、第５図Ｅに点線で示す１つのモ
ードだけが許されることになる。
このように電流I1′およびI2′を注入することに
より、第５図Ｅの点線で示す波長λp′だけを増幅
することができるようになる。
より、第５図Ｅの点線で示す波長λp′だけを増幅
することができるようになる。
従つて、λpおよびλp′の２種の波長により波長
多重された光を光増幅器１１に入力光１７として
注入した場合、注入電流をI1とI2に設定すれば出
力光１９としてλpの波長の光だけが増幅されて出
力され、他方、注入電流をI1′とI2′に設定すれば
λp′の波長の光だけが増幅されて出力されること
になる。
多重された光を光増幅器１１に入力光１７として
注入した場合、注入電流をI1とI2に設定すれば出
力光１９としてλpの波長の光だけが増幅されて出
力され、他方、注入電流をI1′とI2′に設定すれば
λp′の波長の光だけが増幅されて出力されること
になる。
しかも、入力光１７を射出する光源２１に向か
つて進行する光は存在しない。
つて進行する光は存在しない。
また、２つの活性層２８および３０への注入電
流は一定値として発振しきい値以下に保持してお
き、活性層２８および３０の上部ではなく２つの
ループ２９，３１の所定上部に電極を独立して設
け、独立に電流が注入できるよう構成した場合に
も、２つのループ２９，３１の光路長を独立に変
えることができるので、上記実施例と同様の作
用・効果が得られる。
流は一定値として発振しきい値以下に保持してお
き、活性層２８および３０の上部ではなく２つの
ループ２９，３１の所定上部に電極を独立して設
け、独立に電流が注入できるよう構成した場合に
も、２つのループ２９，３１の光路長を独立に変
えることができるので、上記実施例と同様の作
用・効果が得られる。
最後に、ループの光路長を変化させた場合の作
用・効果についてまとめると次の通りである。
用・効果についてまとめると次の通りである。
入射される光１７は２つのループ２９，３１を
回つて出力光１９として出射されるが、このルー
プ２９，３１はそれぞれが共振器となつており、
各ループの光路長（＝ループ長×屈折率）が入射
光の波長の整数倍になつたときに、より強い出力
光が出射される。この強く出射するピーク波長は
第５図ＡおよびＢに示した通りである。すなわ
ち、第５図Ａは第１ループ２９で許される波長
を、第５図Ｂは第２ループ３１で許される波長を
示す。
回つて出力光１９として出射されるが、このルー
プ２９，３１はそれぞれが共振器となつており、
各ループの光路長（＝ループ長×屈折率）が入射
光の波長の整数倍になつたときに、より強い出力
光が出射される。この強く出射するピーク波長は
第５図ＡおよびＢに示した通りである。すなわ
ち、第５図Ａは第１ループ２９で許される波長
を、第５図Ｂは第２ループ３１で許される波長を
示す。
そして、入射光１７は２つのループ２９，３１
を回ることになるので、２つのループ２９，３１
で共通して許される波長のみが許されることにな
り、結局は、活性層２８，３０の波長依存性によ
つて、波長λpあるいはλp′といつた波長の光が出
力されることになる。
を回ることになるので、２つのループ２９，３１
で共通して許される波長のみが許されることにな
り、結局は、活性層２８，３０の波長依存性によ
つて、波長λpあるいはλp′といつた波長の光が出
力されることになる。
このように、２つのループ２９，３１の光路長
を変化させることにより、許される光の波長が変
化する。このとき、活性媒質（活性層２８，３
０）への注入電流を変化させた場合のみならず、
２つのループ２９，３１上のその他の一部領域に
電流を注入してその電流値を変化させた場合に
も、この光路長を変化させることができる。
を変化させることにより、許される光の波長が変
化する。このとき、活性媒質（活性層２８，３
０）への注入電流を変化させた場合のみならず、
２つのループ２９，３１上のその他の一部領域に
電流を注入してその電流値を変化させた場合に
も、この光路長を変化させることができる。
［効果］
以上説明したとおり、本発明によれば、波長多
重された入力光の中から所望の波長の光を選択し
て増幅すると共に、入力光の光源に向つて光を射
出しないようにした光増幅器を得ることができ
る。
重された入力光の中から所望の波長の光を選択し
て増幅すると共に、入力光の光源に向つて光を射
出しないようにした光増幅器を得ることができ
る。
第１図は従来から知られている光増幅器の構成
図、第２図ないし第４図は本発明の一実施例を示
す構成図、第５図は本実施例の動作原理を示す線
図である。 １１……光増幅器、１２，１３……半透鏡、１
４，２８，３０……活性媒質（活性層）、１５，
４４，４５……直流電源、１６，４６，４７……
安定化コイル、１７……入力光、１８……反射
光、１９，２０……出力光、２１……光源、２
２，３６……反射防止膜、２３……導波路層、２
４……スターカプラ、２５，２６，２７……光、
２９，３１……ループ、３２，３４……活性層へ
の入射側（入射面）、３３，３５……活性層から
の出射側（出射面）、３７……ｎ形InP基板、３
８……埋め込み層、３９……埋め込み層の上部の
層、４０……活性層、導波路層およびスターカプ
ラの上部の層、４１，４２，４３……電極。
図、第２図ないし第４図は本発明の一実施例を示
す構成図、第５図は本実施例の動作原理を示す線
図である。 １１……光増幅器、１２，１３……半透鏡、１
４，２８，３０……活性媒質（活性層）、１５，
４４，４５……直流電源、１６，４６，４７……
安定化コイル、１７……入力光、１８……反射
光、１９，２０……出力光、２１……光源、２
２，３６……反射防止膜、２３……導波路層、２
４……スターカプラ、２５，２６，２７……光、
２９，３１……ループ、３２，３４……活性層へ
の入射側（入射面）、３３，３５……活性層から
の出射側（出射面）、３７……ｎ形InP基板、３
８……埋め込み層、３９……埋め込み層の上部の
層、４０……活性層、導波路層およびスターカプ
ラの上部の層、４１，４２，４３……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ３入力３出力の光スターカプラを用いて、第
１の出力側を第１の入力側に帰還させてなる第１
のループと、第２の出力側を第２の入力側に帰還
させてなる第２のループとを形成し、 これらループの光路長をそれぞれ独立して変化
させる制御手段を前記ループの所定部位に装着し
たことを特徴とする光増幅器。 ２ 前記ループの各々には、活性媒質を挿入した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
増幅器。 ３ 電極を介して前記制御手段を前記活性媒質に
接続し１電流を注入するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の光増幅器。 ４ 電極を介して前記制御手段を前記活性媒質以
外のループ上に接続し、２つのループの光路長を
独立に変化させるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の光増幅器。 ５ 前記活性媒質を半導体で構成し、それぞれ独
立に電流を注入するようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166607A JPS6146084A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166607A JPS6146084A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146084A JPS6146084A (ja) | 1986-03-06 |
| JPH0554716B2 true JPH0554716B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=15834434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166607A Granted JPS6146084A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146084A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038838A1 (fr) | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Fujikura Kasei Co., Ltd. | Pate a compose ag |
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-
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Cited By (1)
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| WO2003038838A1 (fr) | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Fujikura Kasei Co., Ltd. | Pate a compose ag |
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