JPH06232844A - 光半導体装置及びそれを用いた光通信方式及び光通信システム - Google Patents

光半導体装置及びそれを用いた光通信方式及び光通信システム

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JPH06232844A
JPH06232844A JP5208268A JP20826893A JPH06232844A JP H06232844 A JPH06232844 A JP H06232844A JP 5208268 A JP5208268 A JP 5208268A JP 20826893 A JP20826893 A JP 20826893A JP H06232844 A JPH06232844 A JP H06232844A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光通信において、偏波依存性を解消するための
光半導体装置及びそれを用いた光通信方式である。 【構成】 受信側で半導体導波型フィルタ１を用いて信
号を分波する光通信において、送信側で、２つの異なる
波長の光信号を、同じ変調信号により半導体レーザ２、
３を変調して伝送する。送信側の２つの異なる波長のう
ち、１つは受信側の半導体導波型フィルタ１のＴＥモー
ドの透過波長に一致させ、もう１つは半導体導波型フィ
ルタ１のＴＭモードの透過波長に一致させる。受信側
で、光を２つに分岐し、２つの光検出器によって直接検
波しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数多重通信など
において、偏波依存性を解消する為の光半導体装置及び
それを用いた光通信方式ないしシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信分野において伝送容量を拡
大することが望まれており、複数の光周波数の信号を１
本の光ファイバに多重させた光周波数多重（光ＦＤＭ）
通信の開発が行われている。
【０００３】光ＦＤＭ通信の技術は受信方法によって２
つに大別できる。１つは、局発光源と信号のビートを取
って中間周波数の出力を得て検出するコヒーレント光通
信であり、他の１つは、波長可変フィルタで所望の波長
（周波数）の光のみを透過させて検出する方法である。
ここでは、後者の光周波数可変フィルタ方式について述
べる。
【０００４】上記波長可変フィルタには、マッハツェン
ダ型、ファイバファブリペロー型、ＡＯ（音響光学）変
調器型、半導体型などがあり、夫々開発がすすめられて
いる。
【０００５】マッハツェンダ型、ファイバファブリペロ
ー型は透過帯域幅が比較的自由に設計でき、数Å程度の
狭いものが得られる為、光ＦＤＭ通信の周波数多重度を
大きくできる利点がある。更に、信号の偏波状態の影響
を受けないという大きなメリットがある。マッハツェン
ダ型の公知例としては、Ｋ． Ｏｄａ ｅｔ ａｌ．
“光ＦＤＭ用フィルタのチャネル選択特性”， ＯＣＳ
８９−６５ １９８９に開示があり、ファイバファブ
リペロー型の公知例としては、Ｉ． Ｐ． Ｋａｍｉｎ
ｏｗ ｅｔ ａｌ． “ＦＤＭＡ−ＦＳＫ Ｓｔａｒ
Ｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈ ａ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｆｉｌｔｅｒ Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅ
ｒ”， ＩＥＥＥ Ｊ． Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌ．， ｖｏｌ．６， ＮＯ．９， ｐ．１４０
６， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ， １９８８等に開示があ
る。しかし、これらは、光の損失がある、半導体光検出
器とフィルタの集積化が不可能で受信装置の小型化が困
難である等の欠点がある。
【０００６】ＡＯ変調器型の場合は、透過帯域幅が大き
く数１０Å程度となる為、受信制御は容易であるが、波
長多重数が大きくできない。従来例としては、“Ｎ．
Ｓｈｉｍｏｓａｋａ ｅｔ ａｌ． “音響光学フィル
タを用いた波長分割／時分割複合多重型放送局内光ネッ
トワーク”， ＯＣＳ ９１−８３ １９９１に開示が
ある。これの欠点としては、光の損失がある、集積化不
可能である、信号の偏波状態の影響を受けるので偏波制
御が必要である等が挙げられる。
【０００７】一方、半導体型の場合、例えば単一縦モー
ド化の為に光ガイド層に回折格子を備えたＤＦＢフィル
タは、透過帯域幅を狭く（数Å）できて、光の増幅作用
（２０ｄＢ程度）を合わせもち、波長多重度を大きくし
かも最低受信感度を小さくできるという利点を持つ。そ
の公知例としては、Ｔ． Ｎｕｍａｉ ｅｔ ａｌ．
“半導体可変波長フィルタ”， ＯＱＥ ８８−６５
１９８８に開示がある。これは、半導体光検出器と同じ
材料で構成できる為、集積化可能であり小型化できる。
【０００８】以上より、半導体ＤＦＢ型は光ＦＤＭ通信
に適した特性をもつ光フィルタであるといえる。
【０００９】また、信号変調方式の現状は次の様なもの
である。現在、光フィルタを用いた伝送系で最も多く用
いられている方式は、ディジタル強度変調方式（ＡＳ
Ｋ；Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）
である。この変調を行うには、ＬＤの注入電流を直接変
調する方法と、外部強度変調器を使う方法がある。前者
はＬＤの波長チャーピング（数Å程度）の為、高密度波
長多重には向かず、後者は変調器での光の損失に問題が
ある。そこで、ＬＤの注入電流に微小振幅の信号を重畳
してディジタル周波数変調（ＦＳＫ； Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を行い、光フィルタ
の波長弁別特性を利用して復調する方法も開発されてい
る（例えば、Ｍ．Ｊ．Ｃｈａｗｓｋｉ ｅｔ ａｌ．
“１．５６ Ｇｂｉｔ／ｓ ＦＳＫ Ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｔｗｏ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｄｅ ＤＦＢ Ｌａｓｅｒ Ａｓ Ａ Ｔｕｎ
ａｂｌｅ ＦＳＫ Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ／Ｐｈ
ｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ”， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｌ
ｅｔｔ． Ｖｏｌ． ２６ Ｎｏ． １５ １９９０
参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＦＢ
フィルタは、偏波依存性をもつ。図２５に示す様なＤＦ
Ｂフィルタでは、素子の積層面と平行な電界成分を持つ
光（ＴＥモード）に対する同調波長（ＤＦＢフィルタで
透過できる光の波長）と、素子の積層面と垂直な電界成
分を持つ光（ＴＭモード）に対する同調波長が異なるか
らである。これは、ＴＥ、ＴＭモードで感じる導波路の
有効屈折率が異なる為、回折格子のブラック条件 λ＝２ｎΛ／ｍ （λ：光の波長、ｎ：有効屈折率、Λ：回折格子のピッ
チ、ｍ：整数（回折格子の次数））に両者間でずれが生
じる為である。尚、図２５のフィルタでは、導波層３４
１にグレーティング３４２が設けられ、導波方向に沿っ
て３つに分かれた電極３４３、３４４、３４５が形成さ
れ、夫々両端の電極３４３、３４５はゲインを持たせる
と同時に、キャリア密度を変えることで屈折率を変え、
グレーティング３４２によって分布反射される波長を変
化させている。中央の電極３４４は同様にキャリア密度
分布により屈折率を制御して、導波路を通る光の位相を
変化させ、より広い範囲の波長を選択できる様にしてい
る。
【００１１】一般に、ＴＭモードに対する屈折率ｎの方
が小さい為、ＴＭモードの同調波長はＴＥモードに対し
て短波長側にずれる。そこで、例えばＴＥモードで利得
が最大になる様に、ＤＦＢフィルタの同調波長を調整し
ておくと、光ファイバを伝送中に偏波面の回転が生じる
場合、ＴＥモード成分が変化し、フィルタの透過強度が
時間的に変化してしまう。従って、受信強度が時間的に
変化し、受信感度の劣化、誤り率の上昇等を招く。最悪
の場合、信号がすべてＴＭモードでＤＦＢフィルタと結
合すれば、殆ど受信できないことになる。
【００１２】また、高密度波長多重が可能な上記ＦＳＫ
伝送を行う場合、受信側で従来は１つの光フィルタで分
波していた為、安定に受信する為の波長トラッキングが
困難であった。これは、ＦＳＫ伝送の場合、信号の１、
０に対応するマーク周波数とスペース周波数があり、例
えば、マーク周波数にフィルタの同調波長を安定化させ
るとき、スペース周波数の信号を分離することが困難な
為である。
【００１３】従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑
み、光周波数多重通信などの光通信において、上記の如
き偏波依存性を解消する為の光半導体装置及びそれを用
いた光通信方式ないしシステム等を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決する為の手段】上記目的は、送信側で２つ
の異なる波長の光を同じ変調信号により変調して信号を
伝送することを特徴とする光通信方式、送信側で２つの
異なる波長の光を同じ変調信号により変調して信号を伝
送し、受信側で光を２つに分岐し、２つの分岐光を２つ
の光検出器によって直接検波することを特徴とする光通
信方式、受信側でフィルタを用いて分波する光通信にお
いて、送信側で２つの異なる波長の光を同じ変調信号に
より変調して信号を伝送することを特徴とする光通信方
式、受信側でフィルタを用いて分波する光通信におい
て、送信側で２つの異なる波長の光を同じ変調信号によ
り変調して信号を伝送し、受信側で光を２つに分岐し、
２つの分岐光を２つのフィルタを用いて分波し、２つの
光検出器によって直接検波することを特徴とする光通信
方式等により達成される。
【００１５】より具体的には、実施例の記載から明瞭と
なるが、具体例を挙げれば、上記目的を達成する本発明
では、受信側のＤＦＢフィルタなどにおけるこの様な偏
波の問題を解決する為に、フィルタの、例えば、ＴＥモ
ードの同調波長と同じ波長の光を送出するレーザと、同
じくＴＭモードの同調波長と同じ波長の光を送出するレ
ーザのペアを光源として送信する光通信方式とそこで用
いる光半導体装置であることを特徴とする。
【００１６】本発明の原理を図１及び図２によって簡単
に説明する。例えば、受信側のＤＦＢフィルタ１におい
て、ＴＥモードで１５５３ｎｍ（λ1）の波長で同調す
る様に設定されているとする。同じ状態で、ＴＭモード
では０．７ｎｍ短波長側の１５５２．３ｎｍ（λ２）で
同調できるとする。その場合、送信側では１５５３ｎｍ
及び１５５２．３ｎｍの波長で発振する２つのレーザ
２、３を用意し、同じ強度の２つの光を合波し、同じ信
号で変調して、光ファイバ６に結合させる。
【００１７】光ファイバ６で伝送後、ＤＦＢフィルタ１
に結合させる場合、図２に示す様にλ1、λ2が同じ偏波
状態になる様にする。このとき、電界のうち１５５３ｎ
ｍのＴＥモード成分（素子の積層面と同方向成分）及び
１５５２．３ｎｍのＴＭモード成分がＤＦＢフィルタ１
を透過し光検出器５で受信されることになる。１５５３
ｎｍのＴＭモード成分及び１５５２．３ｎｍのＴＥモー
ド成分は透過しない。つまり、受信される光は、１５５
３ｎｍのＴＥモード成分と１５５２．３ｎｍのＴＭモー
ド成分の和となる。ここで、ＤＦＢフィルタ１のＴＥモ
ードとＴＭモードの利得が同じになる様に設計していれ
ば、偏波面が回転しても受信される光強度はあまり大き
く変化せず、原理的には、１〜√２の間で変化するのみ
である。尚、図２において、１６はＤＦＢフィルタ１の
活性層である。
【００１８】受信側で２つの光が同じ偏波状態１４、１
５になるには、光ファイバ６による偏波の波長分散を考
慮に入れた上で、送信側の２つの光を合波する際、それ
らの偏波状態を傾けておけば良い。受信側での２つの光
の偏波状態の傾き角は光ファイバ６の長さ及び２つの光
の波長差によって決まる為、伝送路を施設する際に一意
的に決まる。もし、光ファイバ６では波長分散が殆どな
い或は波長分散が問題にならないほど伝送距離が短く、
２つの波長の光の偏波状態に差が生じない場合には、送
信側で同じ偏波状態１２、１３で２つの光を合波すれば
良い。
【００１９】また、ＦＳＫ信号を安定に受信する為に、
上記のＤＦＢフィルタ１０１、１０２を図１２の様に２
つ用意する。ＦＳＫ信号のマーク周波数とスペース周波
数の波長差は、通常、０．２Å程度であるので、２つＤ
ＦＢフィルタ１０１、１０２の構造は同じでよく、２つ
ＤＦＢフィルタへの注入電流の僅かな差で同調波長の差
をつける。１つのフィルタでマーク周波数のみを、もう
１つのフィルタでスペース周波数のみを透過できる様に
同調し、２つの光出力の差信号で信号検波を行う。
【００２０】ＤＦＢフィルタの波長トラッキング方法を
簡単に説明する。図１６に２つのＤＦＢフィルタの同調
波長及び信号光の波長の配置を示す。２つのＤＦＢフィ
ルタ１０１、１０２の差出力の静特性（低周波成分）曲
線は図１４の様になり、マークとスペースの平均周波数
（波長）の出力（つまり差出力の低周波成分）が０のと
き感度が最大となり、その出力が正のときはフィルタの
同調が短波長側に、負のときは長波長側にずれているこ
とになる。従って、これが常に０になる様にフィードバ
ック制御を行えば良い。それには、差出力の一部を低域
通過フィルタに入れ、その出力に基づいた信号を、２つ
のＤＦＢフィルタの注入電流に同じ信号として負帰還す
れば良い。
【００２１】
【実施例１】本発明による第１の実施例を図１に沿って
説明する。
【００２２】図１において、１は３電極の波長可変ＤＦ
Ｂフィルタである。ＤＦＢフィルタ１に流す電流は、両
端電極に短絡して流す同じ電流ＩFS、中央電極にそれと
独立して流す電流ＩFCの２つである。その電流比を制御
することで、増幅度及び透過帯域幅を一定に保ちなが
ら、フィルタ１の中心透過波長を変化できる。その透過
特性の波長依存性を図３に示す。ＤＦＢフィルタ１の回
折格子は、１次（２４００Å）であり中央にλ／４シフ
ト領域を有する。フィルタ１の導波路は、ＴＥモードと
ＴＭモードでは、有効屈折率で約１．４６×１０-3の差
がある為、そのブラック条件（即ち、同調波長）は波長
にして約０．７ｎｍの差がでる。その為、図３（ａ）の
実線で示したＴＥモードでの同調波長と破線で示したＴ
Ｍモードでの同調波長は、後者が０．７ｎｍ短波長側に
ある。
【００２３】一方、電流比が０．２３のときの透過特性
を図３（ｂ）に示す。透過利得を、例えば、２０ｄＢと
し、ＴＥモードとＴＭモードでのゲイン差がない様な構
造とする為には、例えば、歪超格子活性層を設ける。ま
た、半値幅は０．０２ｎｍ、ゲインが１０ｄＢダウンし
たところの透過帯域幅は０．０３ｎｍである。この特性
は、ＴＥモードでの同調波長が１．５５３５μｍ〜１．
５５２５μｍの約１ｎｍの範囲で略一定である。また、
図１において、５は光検出器、８は増幅器である。
【００２４】次に、２、３は３電極の波長可変ＤＦＢレ
ーザで、構造はＤＦＢフィルタ１と略同じである。この
レーザはＤＢＲ型でも良い。
【００２５】発振波長は、ＤＦＢフィルタ１と同様に電
流比を０．１〜０．６の範囲で変化させることで、単一
モードを保持して約１．５ｎｍの可変幅が得られる。ま
た、２つのレーザ２、３いずれもＴＥモード１０、１１
で発振する。レーザ２で、例えば、１．５５３μｍの波
長で発振する様に調整した場合、レーザ３では０．７ｎ
ｍ短波長側の１．５５２３μｍで発振する様に調整す
る。レーザ２の光は、ＤＦＢフィルタ１でのＴＥモード
同調用であり、レーザ３の光はＴＭモード同調用であ
る。波長多重信号を送る場合には、レーザ２とレーザ３
の波長間隔を略０．７ｎｍに保ったまま、同時に両発振
波長を変化させる。
【００２６】２つのレーザ２、３の光出力を一定に保つ
為、制御（ＡＰＣ：ａｕｔｏ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒ
ｏｌ）がかけられ、その出力端には戻り光による影響を
避ける為、光アイソレータが配してある。
【００２７】これら２つの光を同じ偏波状態で合波した
あと変調器４に入射し、これを変調信号７で駆動して光
強度変調を行う。本実施例では、強度変調時の波長変動
（チャーピング）を抑える為、ＬＮ（ニオブ酸リチウ
ム）マッハツェンダ型の変調器を用いたが、半導体電界
吸収型等の変調器でも良い。
【００２８】変調した光は光ファイバ６に結合され伝送
する。光ファイバ６は、１．５５μｍ帯用の分散シフト
シングルモードファイバを用いる。結合した２つの光
は、ファイバ６中で偏波状態の波長分散が小さく、送信
側で同じ偏光状態であれば、伝送後ＤＦＢフィルタ１に
結合するときも２つの光は略同じ偏光状態である。伝送
距離が数１０ｋｍ以上と長い場合、或は２つの光の波長
差が更に大きく偏波状態の波長分散が問題になる場合
は、伝送後、同じ偏波状態になる様に送信側で予め２つ
の光の偏波面を傾けておけば良い。
【００２９】１．３μｍ帯、０．８μｍ帯の光で伝送す
る場合には、それぞれ適した光ファイバを用いる。
【００３０】ＤＦＢフィルタ１及び光検出器５で信号を
受信する場合、フィルタ１の透過ピークを所望の波長に
安定的に一致させなければならないが、素子の温度だけ
で制御するのは難しい。そこで、図４のブロック図に示
す様な手段でフィルタ制御を行い安定化する。その原理
を簡単に説明する。
【００３１】発振器２０により低周波正弦波（１０ｋＨ
ｚ）でＤＦＢフィルタ１を微小変調し、光検出器５で受
けた電気信号と上記低周波正弦波とを乗算器２１でミキ
シングする。その出力信号から、低域通過フィルタ２３
（カットオフ１００Ｈｚ）によって低周波成分のみを取
り出し、アンプ２４で増幅する。その出力と発振器２０
からの低周波正弦波とを加算器２２で加えて、電流源２
５のＤＣ成分に負帰還制御を施す。これによって、ＤＣ
〜１００Ｈｚの帯域で、レーザ光の波長にＤＦＢフィル
タ１の透過ピークを合わせ込むことができる。
【００３２】この様な方法で信号を伝送した場合、光フ
ァイバ６中に偏波制御素子を挿入して意図的に信号の偏
波面を回転させても、誤り率は受信感度−２６ｄＢｍに
おいて１０-9程度で殆ど変化しなかった。
【００３３】次に本方法によって光伝送する場合の光周
波数多重化法を図５に沿って述べる。あるチャネルのＴ
Ｅモード用の光の波長を実線で、ＴＭモード用の波長を
破線で示した。各チャネルは図５の様に、波長で０．７
ｎｍ離れた２つの波長のペアになっている。ＤＦＢフィ
ルタ１の１０ｄＢ透過帯域幅は、既に述べた様に０．０
３ｎｍである為、クロストーク１０ｄＢで周波数多重を
実現する為には、０．０３５ｎｍ程度の波長間隔で多重
化すれば良い。すると、図５の様にＣｈ１から波長を並
べて行って、Ｃｈ１のＴＥモード用の波長の０．０３ｎ
ｍ短波長側の位置にＣｈｎのＴＭモード用の波長がきた
ところで限界となる。この場合、ｎ＝０．７／０．０３
５＝２０で２０チャネルの多重伝送が可能である。
【００３４】ＤＦＢフィルタ１のＴＥモードとＴＭモー
ドの同調波長の差及び波長可変幅によって、波長の並べ
方は変化し、多重数を更に増やすことも可能である。
【００３５】
【実施例２】図６に本発明による第２の実施例を説明す
る図を示す。図６において、図１と同符号で示すものは
同一機能部または素子である。第１実施例では、変調を
外部変調器による強度変調で行っていたが、本実施例で
は、レーザ２、３を直接周波数変調するものである。レ
ーザ２、３の中央部電極に印加されるバイアス電流に同
じ変調信号７を重畳することで、簡単に周波数変調する
ことができる。符号伝送する場合には、ＦＳＫ（ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調すれば
良い。
【００３６】ＦＳＫ変調の最大周波数偏移（“０”に対
応するスペース周波数と“１”に対応するマーク周波数
の差）は、ＤＦＢフィルタ１の１０ｄＢ帯域幅の半分と
する。すなわち、０．０１５ｎｍ（＝２ＧＨｚ）とし
た。従って、ＴＥモード用発振波長λ1及びＴＭモード
用発振波長λ2それぞれの両側に±０．００７５ｎｍ離
れた位置にサイドモードがたつ様な状態になるが、λ1
とλ2は０．７ｎｍ離れている為、クロストークを与え
る様なことはない。
【００３７】この場合、ＤＦＢフィルタ１の透過ピーク
の位置の設定の仕方が第１実施例と異なる。図７に示す
様に、マーク周波数λmarkに透過ピークを一致させ、ス
ペース周波数λspaceは透過利得が１０ｄＢダウンした
位置に来る様に設定する。この場合、波長の占有帯域が
広がる為、多重度は第１実施例に比べて低くなるが、外
部変調器を必要としないという利点がある。
【００３８】
【実施例３】本発明による第３の実施例は、変調をレー
ザの直接強度変調により行うもので、伝送系は図６と同
じ様になる。
【００３９】直接強度変調を行う場合には、波長のチャ
ーピングが起こり、１つのチャネルの占有帯域が広がる
為、多重度は大幅に小さくなる。その幅は、約３Åであ
る。また、ＤＦＢフィルタ１の透過帯域幅もこれに合わ
せ広く、数Å程度に設計する。
【００４０】この場合、外部変調器が不要、送受信とも
に波長の安定化が不要になるという利点がある。
【００４１】
【実施例４】図８は、本発明による集積型光送信器の斜
視図を示す。第１実施例における光通信を行う為に、２
つの波長可変レーザ及び電界吸収型の変調器を集積化し
たものである。
【００４２】層の構成は、図９に示す様に、レーザ部分
３１は、ＩｎＰ基板４２上に形成された１．３μｍ組成
のＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層４６、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓＰの歪ＭＱＷ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｑｕａｎｔ
ｕｍ ｗｅｌｌ）活性層４５、ＩｎＰクラッド層４８、
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４９となっている。変調器
３３及び導波路部分３２の層構成は、ＩｎＰ基板４２の
上に形成された１．４μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ光ガイ
ド層４７、ＩｎＰクラッド層４８、ＩｎＧａＡｓＰコン
タクト層４９となっている。レーザ部３１と導波路部分
３２の層はつき合わせ結合（ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎｔ ｃ
ｏｕｐｌｉｎｇ）である。レーザ部分３１は、ＩｎＰ基
板４２にλ／４シフト１次回折格子４２ａが形成されて
おり、λ／４シフト領域４２ｂが中央に来る様な３電極
４０構造となっている。変調器部分３３は、導波路４１
が１本になったところに形成されており、電極４０から
電界がかけられる様になっている。導波路４１はＩｎＰ
４３による埋め込み構造となっている。
【００４３】製造方法を簡単に説明する。ＩｎＰ基板４
２の所望の位置にλ／４シフト回折格子４２ａを形成
し、ＭＯＣＶＤ法により光ガイド層４６、活性層４５、
クラッド層４８、コンタクト層４９を成長する。一部を
基板４２までエッチングし、再びＭＯＣＶＤ法により光
ガイド層４７、クラッド層４８、コンタクト層４９を再
成長する。その後、図８に示す様に、Ｙ分岐構造の導波
路４１をパターニングしてエッチングしたあと、高抵抗
のＩｎＰ４３で埋め込み再成長し、図８に示す様なパタ
ーンの電極４０を形成をする。
【００４４】ここで、２つのレーザの発振波長が、夫々
の３つの電極４０に同じ電流を均一注入したときに、
０．７ｎｍずれる様に設計すると良い。例えば、回折格
子４２ａのピッチ或は導波路４１のメサ幅を制御するこ
とでこれを行う。
【００４５】本装置では、集積化している為、同じ信号
で２つのレーザを駆動することで発振された２つの光は
同じ偏波状態で伝送路に結合する。そこで、受信側にお
いて２つの偏波状態に差がでる場合には、偏波制御素子
を挿入する必要がある場合がある。
【００４６】
【実施例５】図１０は、第４実施例と同様に、第１実施
例の光通信を行う為の集積化光源の断面図である。図１
０において、図９と同符号で示すものは同一機能部また
は素子である。レーザを３電極４０のＤＢＲ型として、
波長可変範囲を約２倍の３ｎｍとした。
【００４７】層構成は第４実施例と殆ど同じである。製
造方法を簡単に述べる。ＩｎＰ基板４２上の所望の位置
に回折格子４２ａを形成した後、光ガイド層４７、活性
層４５、クラッド層４８、コンタクト層４９を成長す
る。一部、活性層４５までエッチングし、露出した光ガ
イド層４７上にクラッド層４８を再成長する。この後、
埋め込み工程、電極４０の作成工程を施す。
【００４８】以上、第４、第５実施例では、送信側を集
積化した素子を示したが、受信側でＤＦＢフィルタ１と
光検出器５を集積化した素子を用いても良い。
【００４９】また、１．５５μｍ帯で述べてきたが、
１．３μｍ帯及び０．８μｍ（ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系）でも適用できる。
【００５０】
【実施例６】図１１に、本発明による装置及び光通信方
式を光ＬＡＮシステムに適用する場合の各端末に接続さ
れる光−電気変換部（ノード）の構成例を示し、図２３
にそのノードを用いた光ＬＡＮシステムの構成例を示
す。
【００５１】外部に接続された光ファイバ５０を媒体と
して光信号がノード６０に取り込まれ、分岐部５１によ
りその一部が波長可変フィルタ５２に入射する。この波
長可変フィルタ５２により所望の波長の光信号だけ透
過、増幅せしめ、これをフィルタ５２と集積された受光
器５３により直接検波して電気信号に変換する。
【００５２】一方、ノード６０から光信号を送信する場
合には、本発明による第４実施例或は第５実施例の集積
型光送信器５４からの光を、集積化された光変調器５４
ａで変調し、アイソレータ５５を通してから分岐部５１
を介して光伝送路５０に入射せしめる。また、波長可変
フィルタ５２は２つ以上の複数、及び波長可変レーザ５
４ｂは２組以上の複数組を設けて、波長可変範囲を広げ
ることもできる。
【００５３】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図２３に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノード６０を接続しネットワーク化された多数の端末７
０及びセンタを設置することができる。だだし、多数の
ノード６０を接続する為には、光の減衰を補償する為に
光増幅器を伝送路５０上に直列に配することが必要とな
る。また、各端末７０にノード６０を２つ接続し伝送路
５０を２本にすることでＤＱＤＢ方式による双方向の伝
送が可能となる。
【００５４】この様な光ネットワークシステムにおい
て、本発明による装置を用いれば、第１実施例で述べた
様に多重度２０で偏波依存性のない波長多重光伝送ネッ
トワークを構築できる。
【００５５】また、ネットワークの方式として、図２３
のＡとＢをつなげたループ型、スター型或はそれらを複
合した形態のものでも良い。
【００５６】
【実施例７】以下、ＦＳＫ信号を安定に受信する為の構
成を有する第７の実施例を図１２に沿って説明する。
【００５７】図１２において、１０１、１０２は２つと
も同じ３電極の波長可変ＤＦＢフィルタである。ＤＦＢ
フィルタ１０１、１０２に流す電流は、両端部電極に短
絡して流す同じ電流ＩFS、中央部電極に流すそれと独立
した電流ＩFCの２つであり、その電流比を制御すること
で、増幅度及び透過帯域幅を一定に保ちながら、その透
過波長を変化できる。その透過特性の波長依存性等は、
図３を参照して第１実施例の所で述べたものと同じであ
る。
【００５８】２つのＤＦＢフィルタ１０１、１０２は僅
かに同調波長をずらし、一方はＦＳＫ信号のマーク波
長、もう一方はスペース波長になる様にする。今、その
２つの波長差はＤＦＢフィルタ１０１、１０２の半値幅
程度の０．０２ｎｍとした為、２つのＤＦＢフィルタ１
０１、１０２の波長間隔を０．０２ｎｍに保ったまま、
同調波長を変化させる。
【００５９】次に、１０３、１０４は２つとも同じ３電
極の波長可変ＤＦＢレーザで、構造はＤＦＢフィルタと
略同じである。このレーザはＤＢＲ型でも良い。
【００６０】発振波長は、ＤＦＢフィルタ１０１、１０
２と同様に電流比を０．１〜０．６まで変化させること
で、単一モードを保持して約２．０ｎｍの可変幅が得ら
れる。また、２つのレーザ１０３、１０４いずれもＴＥ
モード１１１、１１２で発振する。レーザ１０３で例え
ば１．５５３μｍの波長で発振する様に調整した場合、
レーザ１０４では０．７ｎｍ短波長側の１．５５２３μ
ｍで発振する様に調整する。レーザ１０３の光は、ＤＦ
ＢフィルタでのＴＥモード同調用であり、レーザ１０４
の光はＴＭモード同調用である。波長多重信号を送る場
合には、レーザ１０３とレーザ１０４の波長間隔を略
０．７ｎｍに保ったまま、同時に波長を変化させる。
【００６１】２つのレーザ１０３、１０４の光出力は一
定に保つ為、ＡＰＣ制御がかけられる。変調は、レーザ
１０３、１０４の中央部電極に印加されるバイアス電流
に同じ変調信号１０７を重畳することでＦＳＫ変調を行
う。レーザの周波数変調効率（周波数変化量／電流変化
量）はＤＣ〜３ＧＨｚの範囲で、略一定で８００ＭＨｚ
／ｍＡである。今、ＦＳＫ信号の周波数偏移量はすでに
述べた様に０．０２ｎｍ（〜３ＧＨｚ）とした。そこ
で、２つのレーザ１０３、１０４は約４ｍＡの微小電流
振幅で変調を行えば良い。
【００６２】変調した２つの光は同じ偏波状態１１１、
１１２で合波したあと、戻り光の影響を避ける為、光ア
イソレータ１０５を通して、光ファイバ１０６に結合さ
れそこを伝送される。光ファイバ１０６は、１．５５μ
ｍ帯用の分散シフトシングルモードファイバを用いる。
結合した２つの光は、ファイバ１０６中で偏波の波長分
散が小さく、送信側で同じ偏光状態１１３、１１４であ
れば、伝送後、ＤＦＢフィルタ１０１、１０２に結合す
るときも２つの光は略同じ偏光状態１１５、１１６であ
る。伝送距離が数１０ｋｍ以上と長い場合、或は２つの
光の波長差が更に大きく偏波の波長分散が問題になる場
合は、伝送後、同じ偏波状態になる様に送信側で予め２
つの光の偏波面を傾けておけば良い。１．３μｍ帯、
０．８μｍ帯の光で伝送する場合には、それぞれ適した
光ファイバを用いる。
【００６３】ＤＦＢフィルタ及び光検出器で信号を受信
する場合、それぞれの光検出器１０８、１０９の出力を
差動アンプ１１０に入力しそれを判定回路１２４に入れ
て信号検知を行う。このとき、差動アンプ１１０を用い
るので、同相の雑音は除去され１つの検出器で行った場
合に比べて感度が向上する。
【００６４】また、フィルタ１０１、１０２の透過ピー
クを所望の波長に安定に一致させなければならないが、
素子の温度だけで制御するのは難しい。そこで、図１３
のブロック図で示す様な手段で制御し安定化する。その
原理を簡単に説明する。
【００６５】ＤＦＢフィルタ１０１、１０２の同調波長
間隔は、温度及びバイアス電流でＦＳＫのマーク波長と
スペース波長の間隔に安定化されている。入力光とフィ
ルタ１０１、１０２の波長の絶対値が何らかの原因でず
れると、２つのフィルタ１０１、１０２を透過した光出
力の差信号の低周波成分が正負のいずれかの方向にずれ
る。通常の変調信号は、マークとスペースの比が５０％
になっている為、フィルタが正しく同調された場合に
は、差信号の低周波成分が０になるはずだからである。
その様子を図１４に示す。
【００６６】そこで、図１３の安定化機構の様に、低域
通過フィルタ１２５にて差信号の低周波成分で波長のず
れた方向を検知する。そして、それが正であれば、ＤＦ
Ｂフィルタ１０１、１０２の同調波長を長波長側にずら
す為に、バイアス電流の比ＩFC／（ＩFC＋ＩFS）を小さ
くし（図３（ａ）のフィルタの同調波長特性参照）、負
であればその逆にという負帰還制御を行えば良い。尚、
図１３において、１２６はアンプ、１２７、１２８は夫
々フィルタ１０１、１０２の電流源である。
【００６７】この様な方法で伝送し、ＦＳＫ信号を差動
アンプ１１０で得られた差信号で検出した場合、光ファ
イバ１０６中に偏波制御素子を挿入して意図的に信号の
偏波面を回転させても、誤り率は受信感度−２６ｄＢｍ
において１０-9程度で殆ど変化しなかった。
【００６８】次に、本方法によって光伝送する場合の光
周波数多重化法を図１５に沿って述べる。図１５におい
て、或るチャネルのＴＥモード用の光の波長を実線で、
ＴＭモード用の波長を破線で示した。各チャネルＣｈ１
〜Ｃｈ１４は、図１５で示す様に、波長で０．７ｎｍ離
れた２つの波長のペアになっている。１つのＤＦＢフィ
ルタの１０ｄＢ透過帯域幅は、既に述べた様に０．０３
ｎｍであるが、１つのチャネルを受信するのに中心透過
波長を０．０２ｎｍ離した２つのＤＦＢフィルタ１０
１、１０２で分波する為、クロストーク１０ｄＢで周波
数多重を実現する為には、図１６に示す様に０．０５ｎ
ｍ程度の波長間隔で多重化すれば良い。すると、図１５
の様にＣｈ１から波長を並べて行くと、Ｃｈ１のＴＥモ
ード用の波長の０．０５ｎｍ短波長側の位置にＣｈｎの
ＴＭモード用の波長が来たところで限界となる。この場
合、ｎ＝０．７／０．０５＝１４で１４チャネルの多重
伝送が可能である。
【００６９】ＤＦＢフィルタのＴＥモードとＴＭモード
の同調波長の差及び波長可変幅によって、波長の並べ方
は変化し、多重数を更に増やすことも可能である。
【００７０】
【実施例８】図１７は、本発明による第８の実施例の同
調波長安定化機構を説明する図である。第７実施例で
は、ＤＦＢフィルタ１０１、１０２の波長トラッキング
を、差信号の低周波成分を取り出すことで行ったが、本
実施例ではウォブリングと呼ばれる方法で行うものであ
る。
【００７１】２つのＤＦＢフィルタ１０１、１０２にお
いて、発振器１２２からの同相の低周波正弦信号を、中
央電極と両端電極に印加されるバイアス電流に重畳し、
２つとも同相で選択ないし同調波長を僅かに変調する。
発振器１２２からの低周波正弦信号と乘算器１２１でミ
キシングした差信号の低周波成分（発振器１２２の変調
周波数以下）を低域通過フィルタ１２５で取り出し、上
記フィルタ１０１、１０２を変調した信号との加算を加
算器１２３で行う。
【００７２】図１８は、フィルタ透過後の差信号による
透過特性と入力光との位置関係及び出力信号の様子を説
明する図である。フィルタ１０１、１０２の選択波長に
対し入力光の波長が（ａ）の様に短波長側の場合は、フ
ィルタの選択波長が長波長側にシフトすれば出力信号が
小さく、短波長側にシフトすれば出力信号が大きくとい
う様に、フィルタ１０１、１０２の中央電極の変調信号
に対し同相の出力が得られる。逆に（ｃ）の様にフィル
タの選択波長が長波長側の場合は逆相の出力が得られ、
（ｂ）の様にフィルタ１０１、１０２の選択波長が入力
光のマーク波長とスペース波長に一致した時はピークを
中心に同相、逆相が反転する為、倍周波の出力が得られ
る。これらの信号の低域通過フィルタ１２５からのミキ
シング出力は、ＤＣになるが、同相の場合は正、逆相の
場合は負、倍周波の場合は０となり、これをもとにフィ
ルタ１０１、１０２のバイアス電流に負帰還を施す。本
実施例では、ウォブリングに使用した変調信号は、振幅
１ｍＡ、周波数１０ｋＨｚの正弦波とした。
【００７３】
【実施例９】図１９は、本発明による第９実施例である
集積型光送信器或は受信器の斜視図を示す。第７実施例
における光通信を行う為に、２つの波長可変レーザ或は
２つの波長可変フィルタと光分岐器及び２つの光検出器
を集積したものである。レーザとフィルタは全く同じ構
造でよく、その駆動方法で両者を使い分ければ良い。
【００７４】層の構成は図２０に示す様に、レーザ部分
及び光検出器はＩｎＰ基板１４２上に１．３μｍ組成の
ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１４７、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓＰの歪ＭＱＷ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｑｕａｎｔ
ｕｍ ｗｅｌｌ）活性層１４５、ＩｎＰクラッド層１４
８、ＩｎＧａＡｓＰ１コンタクト層４９となっている。
導波路部分１４１は、ＩｎＰ基板１４２の上に１．３μ
ｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１４７、ＩｎＰクラ
ッド層１４８となっており、上記の層から活性層を取り
除いたものである。レーザ部分は、ＩｎＰ基板１４２に
λ／４シフト１次回折格子１５０が形成されており、λ
／４シフト位置が中央に来る様な３電極構造１３２、１
３３、１３４となっている。導波路部分の端面が光の出
射端或は入射端となり、無反射膜１３０が形成されてい
る。
【００７５】製造方法を簡単に説明する。ＩｎＰ基板１
４２の所望の位置にλ／４シフト回折格子１５０を形成
し、ＭＯＣＶＤ法により光ガイド層１４７、活性層１４
５、クラッド層１４８、コンタクト層１４９を成長す
る。一部を光ガイド層１４７を残して活性層１４５まで
エッチングし、再びＭＯＣＶＤ法によりクラッド層１４
８を再成長する。その後、Ｙ分岐構造の導波路１４１を
パターニングしてエッチングしたあと、高抵抗のＩｎＰ
１４３で埋め込み再成長し、電極形成（１３１、１３
２、１３３、１３４、１４９）してへき開の後、無反射
膜１３０をコーティングする。
【００７６】次に駆動方法を簡単に説明する。レーザと
して駆動する場合は、しきい値以上にバイアスしてレー
ザ発振させ、中央電極３１３と両端電極１３２、１３４
の電流比で発振波長を決める。第７実施例で述べた様
に、２つのレーザの発振波長を異ならせる様に電流を流
せば良い。また、レーザの発振光パワーを、終端部に集
積した光検出器の光電流として電極１４０にて検出し、
パワーが一定になる様にバイアス電流にフィードバック
してＡＰＣをかける。この場合、この光検出器の活性層
１４５が光吸収層として作用する為、光検出器側の端面
には、ＤＦＢレーザとして動作させる為の無反射膜が必
要なくなるというメリットもある。
【００７７】また、２つのレーザが同じ半導体基板１４
２上に集積されている為、温度の変動状態等が同じにな
り、レーザの発振波長自体は僅かに変動するが、波長間
隔についてはあまり変動しない為、受信側のフィルタの
波長トラッキングによって安定な送受信が簡単に実現で
きるというメリットもある。本装置では、集積化してい
る為、２つの光は同じ偏波状態で結合する。そこで、受
信側において２つの偏波状態に差がでる場合には、偏波
制御素子を挿入する必要がある場合がある。
【００７８】フィルタとして駆動する場合は、発振しき
い値以下にバイアスを設定し、中央電極１３３と両端電
極１３２、１３４の電流比で選択波長を決める。やは
り、第７実施例で述べた様に、２つのフィルタでは僅か
に選択波長を異ならせる。光検出器の電極１４０の出力
が信号検波出力となり、第７実施例で述べた様に２つの
出力を差動アンプ１１０に入力し、判別回路１２４を通
して復調する。温度に対し有利なことは上記と同じであ
る。
【００７９】
【実施例１０】図２１は第９実施例と同様に、第７実施
例の光通信を行う為の集積化光源及び受信器の断面図で
ある。レーザを３電極のＤＢＲ型として、波長可変範囲
を約２倍の４ｎｍとした。
【００８０】層構成は第９実施例と殆ど同じである。図
２１において、図２０に示した部分と同じ部分は同符号
で示す。第１０実施例の製造方法を簡単に述べる。Ｉｎ
Ｐ基板１４２上の所望の位置に回折格子１５０を形成し
た後、光ガイド層１４７、活性層１４５、クラッド層１
４８、コンタクト層１４９を成長する。一部を活性層１
４５までエッチングし、露出した光ガイド層１４７上に
クラッド層１４８を再成長する。この後、埋め込み工
程、電極工程を経る。
【００８１】駆動は、活性層１４５のある領域の中央電
極１３３に印加する電流で利得を与え、グレーティング
１５０によるブラッグ共振器を形成した領域の両端電極
１３４、１３２に印加する電流で波長を変化させる。電
極１４０のある領域で光電流を検出する。
【００８２】以上、１．５５μｍ帯で述べてきたが、
１．３μｍ帯及び０．８μｍ（ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系）でも適用できる。
【００８３】
【実施例１１】図２２に、本発明によるＦＳＫ信号を安
定に受信する為の装置及び光通信方式を光ＬＡＮシステ
ムに応用する場合の各端末に接続される光−電気変換部
（ノード）の構成例を、図２３にそのノードを用いた光
ＬＡＮシステムの構成例を示す。
【００８４】外部に接続された光ファイバ５０を媒体と
して光信号がノードに取り込まれ、分岐部１５１により
その一部が第９或は第１０実施例による集積型受信装置
１５２に入射する。但しこの装置は、光の入射と出射を
分離する為、集積導波路１５４をｘ型にした。この装置
の波長可変フィルタ１５６により所望の波長の光信号だ
け透過増幅せしめ、フィルタ１５６と集積された受光器
１５７により直接検波して電気信号に変換する。
【００８５】一方、ノードから光信号を送信する場合に
は、同じく集積型光送信器装置１５２のレーザ１５６か
らの光をアイソレータ１５５を通してから分岐部１５１
を介して光伝送路５０に入射せしめる。光信号を送信す
る場合、受光器１５７はモニタ用受光器として働く。送
信、受信の使い分けは第９実施例で説明した通りであ
る。但し、送信器として使用する場合には、伝送路から
入射される光が雑音になる為、変調器１５３を挿入して
受信する時のみ光がここを通るようにする。受信、送信
の使い分けは時分割で行えば良い。これにより、非常に
簡単な装置で高機能な光ノードとして動作できる。ま
た、集積装置１５２を複数設けて、波長可変範囲を広げ
る或は夫々を送信、受信専用に駆動させることもでき
る。
【００８６】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図２３に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノード６０を接続しネットワーク化された多数の端末７
０及びセンタを設置することができる。但し、多数のノ
ード６０を接続する為には、光の減衰を補償する為に光
増幅器が伝送路５０上に直列に配すことが必要となる。
また、各端末７０にノード６０を２つ接続し伝送路を２
本にすることでＤＱＤＢ方式による双方向の伝送が可能
となる。
【００８７】この様な光ネットワークシステムにおい
て、本発明によるＦＳＫ信号を安定に受信する為の装置
を用いれば、第７実施例で述べた様に多重度１４で偏波
依存性のない波長多重光伝送ＦＳＫネットワークを構築
できる。
【００８８】また、ＦＳＫネットワークの方式として、
図２３のＡとＢをつなげたループ型、スター型或はそれ
らを複合した形態のものでも良い。
【００８９】
【実施例１２】本発明による装置及び光通信方式によ
り、光ＣＡＴＶの構築ができる。ＣＡＴＶセンタにおい
て本発明による集積型波長可変レーザを用い、受け手と
なる加入者側において従来型の波長可変ＤＦＢフィルタ
を用いる。従来は、偏波の影響により、ＤＦＢフィルタ
をこの様なシステムに用いることが困難であったが、本
発明により可能となった。
【００９０】更に、加入者に外部変調器を持たせ（簡易
型双方向光ＣＡＴＶの一形態、例えば、石川、古田“光
ＣＡＴＶ加入者系における双方向ＬＮ外部変調器” Ｏ
ＣＳ９１−８２ （１９９１）参照）、加入者からの信
号をその外部変調器からの反射光（加入者に送られてき
た信号光の反射光）で受け取り、図２４の様なスター型
ネットワークを構築することで、双方向ＣＡＴＶが可能
となり、サービスの高機能化が図れる。
【００９１】
【発明の効果】本発明により、偏波依存性のない高密度
光周波数多重通信システムなどを、コヒーレント光通信
の様な高度な波長制御技術、電子回路技術を必要とせず
に構築できる。
【００９２】特に、技術的な比重が受信側に比較して送
信側にかかるので、受信側で従来型の波長可変ＤＦＢフ
ィルタなどが用いられて、光ＣＡＴＶシステムなどに有
効である。また、ＦＳＫネットワークにおいて送信器、
受信器を同じ装置で実現できる為に、コスト、生産性な
どの面で優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例の光通信方式を説明
する図。
【図２】ＤＦＢフィルタに光が結合する時の偏光状態を
説明する図。
【図３】ＤＦＢフィルタの特性を説明する図。
【図４】ＤＦＢフィルタの波長安定化を行う系のブロッ
ク図。
【図５】光周波数分割多重の方法を説明する図。
【図６】第２及び第３の実施例の光通信方式を説明する
図。
【図７】第２の実施例においてＤＦＢフィルタの同調の
仕方を説明する図。
【図８】本発明による第４の実施例である集積型光送信
器の斜視図。
【図９】図８の集積型ＤＦＢ光送信器の断面図。
【図１０】本発明による第５の実施例である集積型ＤＢ
Ｒ光送信器の断面図。
【図１１】本発明による装置を第６の実施例である光ノ
ードに適用した例を示す図。
【図１２】本発明による第７の実施例の光通信方式を説
明する図。
【図１３】ＤＦＢフィルタの波長安定化を行う系のブロ
ック図。
【図１４】２つのＤＦＢフィルタの差信号の低周波出力
を説明する図。
【図１５】波長多重化の方法を説明する図。
【図１６】２つのＤＦＢフィルタの占有する透過波長帯
域を説明する図。
【図１７】本発明による第８の実施例であるＤＦＢフィ
ルタの波長安定化を行う系のブロック図。
【図１８】図１７の系でＤＦＢフィルタの波長安定化を
行う方法を説明する図。
【図１９】本発明による第９の実施例である集積型光送
信器の斜視図。
【図２０】図１９の集積型ＤＦＢ光送信器の断面図。
【図２１】本発明による第１０の実施例である集積型Ｄ
ＢＲ光送信器の断面図。
【図２２】本発明による装置を第１１の実施例である光
ノードに適用した例を示す図。
【図２３】光ＬＡＮシステムを説明する図。
【図２４】光ＣＡＴＶシステムを説明する図。
【図２５】従来のＤＦＢフィルタに光が結合する時の偏
光状態を説明する図。
【符号の説明】 １、１０１、１０２ 波長可変ＤＦＢフィルタ ２、３、１０３、１０４ 波長可変ＤＦＢレーザ ４ 光強度変調器 ５、１０８、１０９ 光検出器 ６、１０６ シングルモード光ファイバ ７、１０７ 発振器 ８、２４、１２６ 増幅器 １０、１１１ レーザ２または１０３の光の電界方向を
示す矢印 １１、１１２ レーザ３または１０４の光の電界方向
を示す矢印 １２、１１３ レーザ２または１０３をレーザ３また
は１０４と合波して変調またはアイソレータ通過後の光
の電界方向を示す矢印 １３、１１４ レーザ３または１０４をレーザ２また
は１０３と合波して変調またはアイソレータ通過後の光
の電界方向を示す矢印 １４、１１５ 光ファイバを伝送後のレーザ２または
１０３の光の電界方向を示す矢印 １５、１１６ 光ファイバを伝送後のレーザ３または
１０４の光の電界方向を示す矢印 １６ ＤＦＢフィルタの活性層 ２０、１２２ 発振器 ２１、１２１ 乗算器 ２２、１２３ 加算器 ２３、１２５ 低域通過フィルタ ２５、１２７、１２８ 電流源 ３１ レーザ部分 ３２ 、１４１ 導波路部分 ３３ 変調器部分 ４０、１３１、１３２、１３３、１３４、１４０ 電
極 ４１ Ｙ分岐導波路 ４２、１４２ ＩｎＰ基板 ４２ａ、１５０ 回折格子 ４２ｂ シフト領域 ４３、１４３ 高抵抗ＩｎＰ埋め込み層 ４５、１４５ ＭＱＷ活性層 ４６、４７、１４７ ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ４８、１４８ ＩｎＰクラッド層 ４９、１４９ ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ５０ 光ファイバ ５１、１５１ 光分岐器 ５２、１５６ ＤＦＢフィルタ ５３、１５７ 光検出器 ５４ 集積型光送信器 ５４ａ 変調器部分 ５４ｂ、１５６ レーザ部分 ５５、１０５ 光アイソレータ ６０ ノード ７０ 端末 １１０ 差動増幅器 １２４ 判別回路 １３０ 無反射膜 １５２ 集積型光送受信器 １５３ 光変調器 １５４ 集積型ｘ分岐導波路 １５５ 光アイソレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18

Claims (56)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信側でフィルタを用いて分波する光通
    信において、送信側で２つの異なる波長の光を同じ変調
    信号により変調して信号を伝送することを特徴とする光
    通信方式。
  2. 【請求項２】 前記フィルタが半導体導波型フィルタで
    あり、受信側で該フィルタを用いて増幅、分波すること
    を特徴とする請求項１記載の光通信方式。
  3. 【請求項３】 前記光通信が光ファイバ通信であること
    を特徴とする請求項１記載の光通信方式。
  4. 【請求項４】 前記２つの異なる波長の光が、前記受信
    側で半導体導波型フィルタに同じ偏光状態で結合する為
    に、前記送信側で該２つの光の偏光状態の関係を調整す
    る手段を持つことを特徴とする請求項２記載の光通信方
    式。
  5. 【請求項５】 前記２つの光の偏光状態を調整する手段
    により、送信側の２つの異なる波長の光を同じ偏光状態
    で合波させて光ファイバ伝送することを特徴とする請求
    項４記載の光通信方式。
  6. 【請求項６】 前記送信側の２つの異なる波長のうち、
    １つは前記受信側の半導体導波型フィルタのＴＥモード
    の透過波長に一致させ、もう１つは該半導体導波型フィ
    ルタのＴＭモードの透過波長に一致させることを特徴と
    する請求項２記載の光通信方式。
  7. 【請求項７】 前記受信側の半導体導波型フィルタのＴ
    Ｅモードに対する増幅度とＴＭモードの増幅度が同じで
    あることを特徴とする請求項６記載の光通信方式。
  8. 【請求項８】 前記受信側の半導体導波型フィルタが、
    分布帰還型であることを特徴とする請求項６記載の光通
    信方式。
  9. 【請求項９】 前記受信側の半導体導波型フィルタが、
    分布反射型であることを特徴とする請求項６記載の光通
    信方式。
  10. 【請求項１０】 前記受信側の半導体導波型フィルタ
    が、複数の電極を有し、透過波長を電流の制御により可
    変であることを特徴とする請求項６記載の光通信方式。
  11. 【請求項１１】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、分布帰還型半導体レーザであることを特
    徴とする請求項６記載の光通信方式。
  12. 【請求項１２】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、分布反射型半導体レーザであることを特
    徴とする請求項６記載の光通信方式。
  13. 【請求項１３】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、複数の電極を有し、電流の制御により波
    長可変な半導体レーザであることを特徴とする請求項６
    記載の光通信方式。
  14. 【請求項１４】 １本の光ファイバで、前記送信側にお
    いて複数の信号で複数の波長の光を変調させて伝送さ
    せ、前記受信側で該フィルタにより所望の波長の光にの
    せた信号のみを取り出すように、波長分割多重伝送する
    ことを特徴とする請求項６記載の光通信方式。
  15. 【請求項１５】 前記送信側において光を変調する方式
    が、外部強度変調器による強度変調であり、前記受信側
    の復調する方式が該フィルタによる増幅、分波後、光検
    出器による直接検波であることを特徴とする請求項６記
    載の光通信方式。
  16. 【請求項１６】 前記受信側において該フィルタの透過
    波長を所望の波長に一致させ安定化する方式が、該フィ
    ルタの駆動直流電流に発振器により低周波の微小信号を
    重畳させ、光検出器により得られた電気信号と該発振器
    からの微小信号との同期検波を行い、低域通過フィルタ
    を通して該駆動直流電流に負帰還制御を施す方式である
    ことを特徴とする請求項１５記載の光通信方式。
  17. 【請求項１７】 前記送信側において光を変調する方式
    が、半導体レーザの注入電流に信号を重畳する直接周波
    数変調であり、前記受信側で復調する方式が、該フィル
    タの波長透過スペクトルの周波数弁別特性を利用して周
    波数の変動を透過強度の変動に変換して光検出器による
    直接検波を行うことを特徴とする請求項６記載の光通信
    方式。
  18. 【請求項１８】 前記周波数変調が符号通信の為の直接
    ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎ
    ｇ）変調であることを特徴とする請求項１７記載の光通
    信方式。
  19. 【請求項１９】 前記送信側において光を変調する方式
    が、半導体レーザの注入電流に信号を重畳する直接強度
    変調であり、受信側で復調する方式が該フィルタによる
    増幅、分波後、光検出器による直接検波であることを特
    徴とする請求項６記載の光通信方式。
  20. 【請求項２０】 ２つの半導体レーザと、該２つの半導
    体レーザから発振する光を合波する半導体導波路と、合
    波したのち光を変調する半導体光変調器をモノリシック
    に集積したことを特徴とする集積型光半導体装置。
  21. 【請求項２１】 前記２つの半導体レーザが複数の電極
    を持ち、注入する電流の制御で波長可変な分布帰還型レ
    ーザであることを特徴とする請求項２０記載の光半導体
    装置。
  22. 【請求項２２】 前記２つの半導体レーザが複数の電極
    を持ち、注入する電流の制御で波長可変な分布反射型レ
    ーザであることを特徴とする請求項２０記載の光半導体
    装置。
  23. 【請求項２３】 前記２つの半導体レーザにおいて、導
    波路の幅を変えて発振波長を異ならせることを特徴とす
    る請求項２０記載の光半導体装置。
  24. 【請求項２４】 前記２つの半導体レーザにおいて、回
    折格子のピッチを変えることで発振波長を異ならせるこ
    とを特徴とする請求項２１または２２記載の光半導体装
    置。
  25. 【請求項２５】 送信側及び受信側を１つにまとめ、送
    信側で２つの異なる波長の光を同じ変調信号により変調
    して信号を伝送し、該送信側の２つの異なる波長のう
    ち、１つは受信側の半導体導波型フィルタのＴＥモード
    の透過波長に一致させ、もう１つは該半導体導波型フィ
    ルタのＴＭモードの透過波長に一致させる光通信方式に
    よる光送受信を行うことを特徴とする光−電気変換装
    置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の光−電気変換装置を
    用いたことを特徴とする光周波数多重伝送システム。
  27. 【請求項２７】 光加入者に、フィルタを用いて分波、
    検出する受信側装置を持たせ、放送センタに、２つの異
    なる波長の光を同じ変調信号により変調して信号を伝送
    する送信側装置を持たせて、前記送信側の２つの異なる
    波長のうち、１つは前記受信側の半導体導波型フィルタ
    のＴＥモードの透過波長に一致させ、もう１つは該半導
    体導波型フィルタのＴＭモードの透過波長に一致させる
    光通信方式を行うことを特徴とする光ＣＡＴＶシステ
    ム。
  28. 【請求項２８】 受信側でフィルタを用いて分波する光
    通信において、送信側で２つの異なる波長の光を同じ変
    調信号により変調して信号を伝送し、受信側で光を２つ
    に分岐し、２つの分岐光を２つのフィルタを用いて分波
    し、２つの光検出器によって直接検波することを特徴と
    する光通信方式。
  29. 【請求項２９】 前記フィルタが半導体導波型フィルタ
    であり、受信側で該フィルタを用いて増幅、分波するこ
    とを特徴とする請求項２８記載の光通信方式。
  30. 【請求項３０】 前記光通信が光ファイバ通信であるこ
    とを特徴とする請求項２８記載の光通信方式。
  31. 【請求項３１】 前記２つの異なる波長の光が、前記受
    信側で２つの半導体導波型フィルタに夫々同じ偏光状態
    で結合する為に、前記送信側で該２つの光の偏光状態の
    関係を調整する手段を持つことを特徴とする請求項２９
    記載の光通信方式。
  32. 【請求項３２】 前記２つの光の偏光状態を調整する手
    段により、送信側の２つの異なる波長の光を同じ偏光状
    態で合波させて光ファイバ伝送することを特徴とする請
    求項３１記載の光通信方式。
  33. 【請求項３３】 前記受信側の２つの半導体導波型フィ
    ルタは、夫々のＴＥモードとＴＭモードの透過波長差が
    同じであって、送信側の２つの光の波長差を、該２つの
    半導体導波型フィルタのＴＥモードとＴＭモードの透過
    波長差に一致させることを特徴とする請求項２９記載の
    光通信方式。
  34. 【請求項３４】 前記受信側の２つの半導体導波型フィ
    ルタは、夫々ＴＥモードに対する増幅度とＴＭモードに
    対する増幅度が同じであることを特徴とする請求項３３
    記載の光通信方式。
  35. 【請求項３５】 前記受信側の半導体導波型フィルタ
    が、分布帰還型であることを特徴とする請求項３３記載
    の光通信方式。
  36. 【請求項３６】 前記受信側の半導体導波型フィルタ
    が、分布反射型であることを特徴とする請求項３３記載
    の光通信方式。
  37. 【請求項３７】 前記受信側の半導体導波型フィルタ
    が、複数の電極を有し、透過波長を電流の制御により可
    変であることを特徴とする請求項３３記載の光通信方
    式。
  38. 【請求項３８】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、分布帰還型半導体レーザであることを特
    徴とする請求項３３記載の光通信方式。
  39. 【請求項３９】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、分布反射型半導体レーザであることを特
    徴とする請求項３３記載の光通信方式。
  40. 【請求項４０】 前記送信側の２つの異なる波長の光を
    発する装置が、複数の電極を有し、電流の制御により波
    長可変な半導体レーザであることを特徴とする請求項３
    ３記載の光通信方式。
  41. 【請求項４１】 １本の光ファイバで、前記送信側にお
    いて複数の信号で複数の波長の光を変調させて伝送さ
    せ、前記受信側で該フィルタにより所望の波長の光にの
    せた信号のみを取り出すように、波長分割多重伝送する
    ことを特徴とする請求項３３記載の光通信方式。
  42. 【請求項４２】 前記送信側において光を変調する方式
    が、半導体レーザの注入電流に信号を重畳する直接周波
    数変調であり、前記受信側で復調する方式が、該２つの
    フィルタの透過波長差を周波数変調の最大周波数偏移に
    一致させ、夫々の波長透過スペクトルの周波数弁別特性
    を利用して周波数の変動を透過強度の変動に変換して２
    つの光検出器による直接検波を行い、夫々の出力の差信
    号を差動増幅器によって出力して信号検波を行うことを
    特徴とする請求項３３記載の光通信方式。
  43. 【請求項４３】 前記周波数変調が符号通信の為の直接
    ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎ
    ｇ）変調であり、前記２つのフィルタの透過波長を、１
    つはスペース波長に、他の１つはマーク波長に一致させ
    ることを特徴とする請求項４２記載の光通信方式。
  44. 【請求項４４】 前記受信側において該２つのフィルタ
    の透過波長を所望の波長に一致させ安定化する方式が、
    ２つの光検出器により得られた電気信号の差信号を低域
    通過フィルタを通して該２つのフィルタの駆動直流電流
    に負帰還制御を施す方式であることを特徴とする請求項
    ４３記載の光通信方式。
  45. 【請求項４５】 前記受信側において該２つのフィルタ
    の透過波長を所望の波長に一致させ安定化する方式が、
    前記２つのフィルタに発振器により同じ低周波の微小信
    号を駆動直流電流に重畳させ、２つの光検出器により得
    られた電気信号の差信号と該発振器との同期検波を行
    い、低域通過フィルタを通して該２つのフィルタの駆動
    直流電流に負帰還制御を施す方式であることを特徴とす
    る請求項４３記載の光通信方式。
  46. 【請求項４６】 ２つの半導体レーザと、該２つの半導
    体レーザから発振する光を合波する半導体導波路と、該
    ２つの半導体レーザから発振する光の強度を検出する光
    検出器をモノリシックに集積したことを特徴とする集積
    型光半導体装置。
  47. 【請求項４７】 前記２つの半導体レーザが複数の電極
    を持ち、注入する電流の制御で波長可変な分布帰還型レ
    ーザであることを特徴とする請求項４６記載の光半導体
    装置。
  48. 【請求項４８】 前記２つの半導体レーザが複数の電極
    を持ち、注入する電流の制御で波長可変な分布反射型レ
    ーザであることを特徴とする請求項４６記載の光半導体
    装置。
  49. 【請求項４９】 ２つの半導体レーザと、該２つの半導
    体レーザから発振する光を合波する半導体導波路と、該
    ２つの半導体レーザから発振する光の強度を検出する光
    検出器をモノリシックに集積したことを特徴とする集積
    型光半導体装置において、半導体レーザに注入する電流
    をしきい値以下にしてフィルタとして使用し、該半導体
    装置の光を合波する半導体導波路を光分岐器として使用
    し、該半導体装置の光検出器を信号検波器として使用し
    て、請求項３３記載の光通信方式の受信器として使用す
    ることを特徴とする集積型光半導体装置の駆動方式。
  50. 【請求項５０】 送信側及び受信側を１つにまとめ、送
    信側で２つの異なる波長の光を同じ変調信号により変調
    して信号を伝送し、受信側で光を２つに分岐し、２つの
    半導体導波型フィルタを用いて増幅、分波し、２つの光
    検出器によって直接検波する光通信方式による光送受信
    を行うことが可能な様に構成された光−電気変換装置で
    あって、前記受信側の２つの半導体導波型フィルタは、
    夫々のＴＥモードとＴＭモードの透過波長差が同じであ
    って、送信側の２つの光の波長差を、該２つの半導体導
    波型フィルタのＴＥモードとＴＭモードの透過波長差に
    一致させて使用可能な様に構成されたことを特徴とする
    光−電気変換装置。
  51. 【請求項５１】 請求項５０記載の光−電気変換装置を
    用いたことを特徴とする光周波数多重伝送システム。
  52. 【請求項５２】 ２つの半導体レーザと、該２つの半導
    体レーザから発振する光を合波する半導体導波路と、該
    ２つの半導体レーザから発振する光の強度を検出する光
    検出器をモノリシックに集積した集積型光半導体装置と
    して構成され、時分割により送信側と受信側の両方とし
    て機能可能であり、請求項３３記載の光通信方式による
    光送受信可能な様に構成されたことを特徴とする光−電
    気変換装置。
  53. 【請求項５３】 請求項５２記載の光−電気変換装置を
    用いたことを特徴とする光周波数多重伝送システム。
  54. 【請求項５４】 光加入者に、２つのフィルタを用いて
    分波、検出する受信側装置を持たせ、放送センタに、２
    つの異なる波長の光を同じ変調信号により変調して信号
    を伝送する送信側装置を持たせて、請求項３３記載の光
    通信方式を行うことを特徴とする光ＣＡＴＶシステム。
  55. 【請求項５５】 送信側で２つの異なる波長の光を同じ
    変調信号により変調して信号を伝送することを特徴とす
    る光通信方式。
  56. 【請求項５６】 送信側で２つの異なる波長の光を同じ
    変調信号により変調して信号を伝送し、受信側で光を２
    つに分岐し、２つの分岐光を２つの光検出器によって直
    接検波することを特徴とする光通信方式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452953B1 (en) 1998-09-02 2002-09-17 Nec Corporation Light source
JP2008191503A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長可変光送受信装置
US11152763B2 (en) * 2017-11-16 2021-10-19 Taiyuan University Of Technology INP-based monolithic integrated chaotic semiconductor laser chip capable of feeding back randomly diffused light

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5757832A (en) * 1995-04-27 1998-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Optical semiconductor device, driving method therefor and light source and opitcal communication system using the same
JPH08316938A (ja) * 1995-05-17 1996-11-29 Canon Inc 複数のチャンネルを多重して通信を行う光通信方法及び光通信システム
JP3566496B2 (ja) * 1996-05-27 2004-09-15 キヤノン株式会社 波長制御方法及びそれを用いるネットワークシステム
JPH09331107A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Canon Inc 波長可変光源及びその波長制御方法及び波長多重通信ネットワーク
DE19652533C1 (de) 1996-12-17 1998-04-30 Siemens Ag Optoelektronischer Modul
JP3559683B2 (ja) 1997-05-14 2004-09-02 キヤノン株式会社 波長可変フィルタの波長ロック方式、波長ロック装置および波長多重通信ネットワーク
DE19722560A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Alsthom Cge Alcatel Empfänger für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem, Filtervorrichtung und Verfahren zu dessen Betrieb
US6597713B2 (en) 1998-07-22 2003-07-22 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus with an optical functional device having a special wiring electrode and method for fabricating the same
DE19833549A1 (de) * 1998-07-25 2000-01-27 Sel Alcatel Ag Empfänger für den Einsatz in einem Übertragungssystem für spektral kodierte Daten sowie ein Verfahren
US7079780B1 (en) * 1999-05-28 2006-07-18 Northrop Grumman Corporation Linearized optical link using a single Mach-Zehnder modulator and two optical carriers
US6359915B1 (en) * 1999-09-23 2002-03-19 Agere Systems Wavelength-stabilized Bragg laser
US6734453B2 (en) * 2000-08-08 2004-05-11 Translucent Photonics, Inc. Devices with optical gain in silicon
US7902546B2 (en) * 2000-08-08 2011-03-08 Translucent, Inc. Rare earth-oxides, rare earth -nitrides, rare earth -phosphides and ternary alloys with silicon
IL138866A (en) * 2000-10-05 2005-06-19 Eci Telecom Ltd Optical wavelength converter
US7200342B2 (en) * 2002-06-06 2007-04-03 The Aerospace Corporation Direct-sequence spread-spectrum optical-frequency-shift-keying code-division-multiple-access communication system
JP3817510B2 (ja) * 2002-10-29 2006-09-06 キヤノン株式会社 光電気混載装置
JP4174345B2 (ja) * 2003-03-03 2008-10-29 キヤノン株式会社 光偏向器および光偏向器の制御方法
JP4174420B2 (ja) * 2003-12-15 2008-10-29 キヤノン株式会社 光偏向器
US8345339B2 (en) * 2007-06-21 2013-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Optical deflector
US20090207470A1 (en) * 2008-01-08 2009-08-20 Vance Joseph D Two-photon-absorption optical filter
US7884944B2 (en) * 2008-01-08 2011-02-08 Vance Joseph D Two-photon-absorption dispersion spectrometer
JP5729895B2 (ja) * 2008-01-29 2015-06-03 キヤノン株式会社 光パルス圧縮器
JP6075822B2 (ja) 2012-03-13 2017-02-08 キヤノン株式会社 センサ装置
JP7222255B2 (ja) * 2019-01-28 2023-02-15 富士通株式会社 波長変換装置及び波長変換方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8630959D0 (en) * 1986-12-29 1987-02-04 British Telecomm Optical polarisation control
US5008958A (en) * 1988-01-19 1991-04-16 At&T Bell Laboratories Polarization-insensitive technique for coherent optical communication
EP0361035A3 (de) * 1988-09-27 1990-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Halbleiterlaseranordnung und Verfahren zu ihrem Betrieb
EP0361151A3 (de) * 1988-09-30 1991-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Erzeugen eines zwei voneinander verschiedene Polarisationszustände aufweisenden FSK-modulierten optischen Signals für ein optisches Übertragungssystem mit einem optischen Zweifilter-FSK-Überlagerungsempfänger
US4870649A (en) * 1988-12-28 1989-09-26 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Tranverse mode control in solid state lasers
US5020153A (en) * 1989-02-08 1991-05-28 At&T Bell Laboratories Tunable narrowband receiver utilizing distributed Bragg reflector laser structure
JP2980723B2 (ja) * 1990-06-01 1999-11-22 キヤノン株式会社 光増幅装置
JP3154418B2 (ja) * 1990-06-21 2001-04-09 キヤノン株式会社 半導体光増幅装置、光通信システム、双方向光通信システム、光通信ネットワーク、及び集積型光ノード
EP0466082B1 (en) * 1990-07-09 1997-05-02 Canon Kabushiki Kaisha Method of modulating light and optical modulator
JP3001943B2 (ja) * 1990-08-30 2000-01-24 株式会社東芝 偏波スイッチング光源、光受信装置及びコヒーレント光伝送システム
JP3067880B2 (ja) * 1991-01-12 2000-07-24 キヤノン株式会社 回折格子を有する光検出装置
US5117469A (en) * 1991-02-01 1992-05-26 Bell Communications Research, Inc. Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well
CA2083219C (en) * 1991-11-19 1999-01-05 Hiroshi Nishimoto Optical transmitter having optical modulator
JPH06120906A (ja) * 1992-10-03 1994-04-28 Canon Inc 光レシーバ、光半導体装置及びそれを用いた光通信方式及び光通信システム
JP3286972B2 (ja) * 1992-12-25 2002-05-27 キヤノン株式会社 波長分波装置及びそれを用いた波長多重通信システム
US5502783A (en) * 1994-08-18 1996-03-26 Northern Telecom Limited Polarization independent optical directional coupler wavelength tunable filters/receivers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452953B1 (en) 1998-09-02 2002-09-17 Nec Corporation Light source
JP2008191503A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長可変光送受信装置
US11152763B2 (en) * 2017-11-16 2021-10-19 Taiyuan University Of Technology INP-based monolithic integrated chaotic semiconductor laser chip capable of feeding back randomly diffused light

Also Published As

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EP0591864A2 (en) 1994-04-13
US5654814A (en) 1997-08-05
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EP0591864A3 (en) 1998-11-25

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