JPH0626267B2 - Wavelength switching light source - Google Patents

Wavelength switching light source

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JPH0626267B2
JPH0626267B2 JP5963585A JP5963585A JPH0626267B2 JP H0626267 B2 JPH0626267 B2 JP H0626267B2 JP 5963585 A JP5963585 A JP 5963585A JP 5963585 A JP5963585 A JP 5963585A JP H0626267 B2 JPH0626267 B2 JP H0626267B2
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laser
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06209Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
    • H01S5/0622Controlling the frequency of the radiation

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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、小型に構成でき、かつ任意所望の2つの波長
の光を切換え可能にして発生させることのできる半導体
光源に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor light source that can be configured in a small size and that can switch and generate light of two arbitrary desired wavelengths.

[従来技術] 従来、2つの波長の光を切換えて発生させる光源の構成
例としては、第4図の構成がある。第4図において、1
および2はそれぞれ波長の異なる半導体レーザによる光
源、3および4はこれらレーザ1および2の各駆動回
路、5は駆動回路3および4を制御するタイミング回
路、6はレーザ1および2からの出力光の合波回路であ
る。
[Prior Art] Conventionally, as a configuration example of a light source for switching and generating light of two wavelengths, there is a configuration of FIG. In FIG. 4, 1
And 2 are light sources of semiconductor lasers having different wavelengths, 3 and 4 are drive circuits for the lasers 1 and 2, 5 is a timing circuit for controlling the drive circuits 3 and 4, and 6 is a light output from the lasers 1 and 2. It is a multiplexing circuit.

今、光源1から光源2に切換える場合には、タイミング
回路5によって駆動回路3をオフにすると共に駆動回路
4をオンにする必要がある。したがって、2つの駆動回
路3および4が必要であることや、タイミング回路5が
必要であることなとの欠点がある。
Now, when switching from the light source 1 to the light source 2, it is necessary to turn off the drive circuit 3 and turn on the drive circuit 4 by the timing circuit 5. Therefore, there are drawbacks in that the two drive circuits 3 and 4 are required and the timing circuit 5 is not required.

また、2つ以上の複数の波長間で出力光の切換えを行う
場合には、各々の光源に対応して個別に駆動回路を設け
ることが必要となり、かつタイミング回路は光源を選択
してタイミングを取る必要があり、光源装置全体として
の小型化および簡略化が困難である。
Further, when switching the output light between two or more wavelengths, it is necessary to provide a separate drive circuit corresponding to each light source, and the timing circuit selects the light source and sets the timing. Therefore, it is difficult to reduce the size and simplify the entire light source device.

さらにまた、出力ポートが単一モード系である場合に
は、合波回路6で原理上合破損失が生じるという欠点が
ある。例えば2回路の合波回路では3dB 、4回路の合波
回路では6dB の損失が生じる。
Furthermore, in the case where the output port is a single mode system, there is a drawback in that the combining circuit 6 theoretically loses the combined damage. For example, a loss of 3 dB occurs in the two multiplexing circuits, and a loss of 6 dB occurs in the four multiplexing circuits.

[目 的] そこで、本発明の目的は、上述したような欠点を生じる
要因である合波器を用いることなしに、1個の駆動回路
で波長の切換えを行うようにし、しかも小型化すること
が可能な波長切換光源を提供することにある。
[Objective] Therefore, it is an object of the present invention to perform wavelength switching with a single drive circuit without using a multiplexer, which is a factor causing the above-mentioned drawbacks, and to reduce the size. It is to provide a wavelength switching light source capable of

[発明の構成] このような目的を達成するために、本発明では、異なる
波長の光源を継続接続する。すなわち、本発明は、第1
発振波長を持つ第1半導体レーザと、第1発振波長より
短い第2発振波長を持つ少なくとも1個の第2半導体レ
ーザとを、長波長側の出力光が短波長側の入力光となる
ように発振波長の長い側から短い方へ継続接続し、第1
発振波長を持つ第1半導体レーザは常に発光させ、第2
発振波長を持つ第2半導体レーザに対する注入電流の大
きさを変えることによって、第2半導体レーザから第1
および第2発振波長のうちの一方の波長の光を選択して
出力させるようにしたことを特徴とする。
[Configuration of the Invention] In order to achieve such an object, in the present invention, light sources having different wavelengths are continuously connected. That is, the present invention is the first
A first semiconductor laser having an oscillation wavelength and at least one second semiconductor laser having a second oscillation wavelength shorter than the first oscillation wavelength are arranged so that the output light on the long wavelength side becomes the input light on the short wavelength side. Continuously connect from the side with the long oscillation wavelength to the side with the short oscillation wavelength.
The first semiconductor laser having the oscillation wavelength is always made to emit light, and the second semiconductor laser
By changing the magnitude of the injection current for the second semiconductor laser having the oscillation wavelength,
And light of one of the second oscillation wavelengths is selected and output.

従来の波長切換光源と対比して、本発明では、波長切換
えに1個の駆動回路を設けるのみでよく、タイミング回
路が不用でかつ合波回路が不要である利点がある。
In contrast to the conventional wavelength switching light source, the present invention has the advantage that only one drive circuit is provided for wavelength switching, the timing circuit is unnecessary, and the multiplexing circuit is unnecessary.

[実施例] 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す。ここで、11は1.55μ
mの発振波長を持つ半導体レーザ、12は1.30μmの発振
波長を持つ半導体レーザ、13は半導体レーザ11を駆動す
る定電流源、14は半導体レーザ12をパルス駆動するパル
ス駆動回路である。15はレーザ11からの光をレーザ12に
集光させる集光用レンズである。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Where 11 is 1.55μ
A semiconductor laser having an oscillation wavelength of m, a semiconductor laser 12 having an oscillation wavelength of 1.30 μm, a constant current source 13 for driving the semiconductor laser 11, and a pulse drive circuit 14 for pulse-driving the semiconductor laser 12. Reference numeral 15 is a condenser lens for condensing the light from the laser 11 on the laser 12.

第1図は、以上の構成の切換光源に対する測定系をも示
しており、16は単一モード光ファイバ、17は分光器、18
はレーザ12からの光を光ファイバ16に集光する集光用レ
ンズ、19は光ファイバ16から出射する光を分光器17に集
光する集光用レンズである。20はGe-APDなどによる光検
出器、21は分光器17からの出力光を光検出器20に集光さ
せる集光用レンズ、22は高検出器20からの出力を増幅す
る、たとえば利得20dBの前置増幅器、23は前置増幅器22
からの出力をパルス駆動回路14からのタイミングで測定
するためのシンクロスコープである。
FIG. 1 also shows a measurement system for the switching light source having the above configuration, 16 is a single mode optical fiber, 17 is a spectroscope, and 18 is a spectroscope.
Is a condenser lens for condensing the light from the laser 12 on the optical fiber 16, and 19 is a condenser lens for condensing the light emitted from the optical fiber 16 on the spectroscope 17. 20 is a photodetector such as Ge-APD, 21 is a condenser lens for condensing the output light from the spectroscope 17 on the photodetector 20, and 22 is for amplifying the output from the high detector 20, for example, a gain of 20 dB Preamplifier, 23 is a preamplifier 22
Is a synchroscope for measuring the output from the pulse drive circuit 14 at the timing.

本実施例では、波長1.55μmの光源11と1.30μmの波長
の光源12とを1個のパルス駆動回路14で切換える構成と
したものであり、実際にオシロスコープ23で測定した結
果を第2図に示す。第2図では単一モード光ファイバ16
の出力光を分光器17で分光し、波長1.30μmの光信号と
波長1.55μmの光信号を別々に観測した時間波形であ
る。上側のトレースは1.30μmのレーザ光に、下側のト
レースは1.55μmのレーザ光に対応している。すなわ
ち、発振波長1.30μmの半導体レーザ12には、電流置が
0から発振閾値の約1.2 倍の電流値まで増加すると共に
時間幅約10nsを持つパルス状の電流が印加されている。
一方、発振波長1.55μmの半導体レーザ11は定電流源13
により定常的に発振している。第2図から明らかなよう
に、波長1.30μmの光信号が観測される時には波長1.55
μmの信号光は完全にしゃ断されている。一方、波長1.
30μmの光信号が観測されない時には波長1.55μmの光
信号が検出されている。この結果から、パルス駆動回路
14により光源12を制御することによって、波長1.30μm
の光源12と波長1.55μmの光源11とを切換制御すること
ができることがわかる。
In this embodiment, the light source 11 having a wavelength of 1.55 μm and the light source 12 having a wavelength of 1.30 μm are switched by one pulse driving circuit 14, and the result actually measured by the oscilloscope 23 is shown in FIG. Show. In FIG. 2, single mode optical fiber 16
Is a time waveform in which the output light of 1 is dispersed by the spectroscope 17 and the optical signal of wavelength 1.30 μm and the optical signal of wavelength 1.55 μm are separately observed. The upper trace corresponds to 1.30 μm laser light and the lower trace corresponds to 1.55 μm laser light. That is, to the semiconductor laser 12 having an oscillation wavelength of 1.30 μm, a pulsed current having a time width of about 10 ns is applied while the current value increases from 0 to about 1.2 times the oscillation threshold value.
On the other hand, a semiconductor laser 11 with an oscillation wavelength of 1.55 μm is a constant current source 13
Oscillates constantly. As is clear from FIG. 2, when an optical signal with a wavelength of 1.30 μm is observed, a wavelength of 1.55
The signal light of μm is completely cut off. On the other hand, wavelength 1.
When the optical signal of 30 μm is not observed, the optical signal of wavelength 1.55 μm is detected. From this result, the pulse drive circuit
By controlling the light source 12 by 14, the wavelength of 1.30 μm
It can be seen that the light source 12 and the light source 11 having a wavelength of 1.55 μm can be switch-controlled.

その理由を以下に説明する。すなわち、半導体レーザ11
からの波長1.55μmの光は、波長1.30μmの半導体レー
ザ12の活性層においては、バンドギャップエネルギより
も光子エネルギが小さいため、注入電流がない場合に
は、ここでほとんど吸収されることなく透過する。一
方、駆動回路14から駆動パルスが半導体レーザ12に供給
され、その注入電流が大きくなった場合には、波長1.30
μmの光が発振して出力されると同時に、波長1.55μm
の光は自由キャリア吸収によってこの半導体レーザ12の
活性層内で吸収され、出力されない。したがって、発振
波長の短い方の半導体レーザの注入電流を制御すること
によって、2つの波長を切換えて出力するように制御す
ることが可能となる。
The reason will be described below. That is, the semiconductor laser 11
Since the light having a wavelength of 1.55 μm from the photon has a photon energy smaller than the band gap energy in the active layer of the semiconductor laser 12 having a wavelength of 1.30 μm, it is transmitted almost without being absorbed here when there is no injection current. To do. On the other hand, when the drive pulse is supplied from the drive circuit 14 to the semiconductor laser 12 and the injection current becomes large, the wavelength of 1.30
A wavelength of 1.55 μm at the same time as the output of μm light
Light is absorbed in the active layer of the semiconductor laser 12 by free carrier absorption and is not output. Therefore, by controlling the injection current of the semiconductor laser having the shorter oscillation wavelength, it is possible to switch between the two wavelengths and control the output.

第3図は本発明の他の実施例を示す、ここで、31,32お
よび33は、それぞれ、λ,λおよびλの発振波長
を持つ半導体レーザであり、ここで発振波長間にはλ
>λ>λの関係がある。34,35および36は、それぞ
れ、半導体レーザ31,32および33に所定の駆動電流を供
給する定電流源、37は半導体レーザ31,32および33に対
して共通に設けた1つのパルス駆動回路、38,39および4
0は各半導体レーザ31,32および33間の結合用導波路を示
す。この場合には、切換える波長が3波あるため、次の
ような波長切換が可能である。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which 31, 32 and 33 are semiconductor lasers having lasing wavelengths of λ 1 , λ 2 and λ 3 , respectively, wherein Is λ 1
There is a relation of> λ 2 > λ 3 . 34, 35 and 36 are constant current sources for supplying a predetermined drive current to the semiconductor lasers 31, 32 and 33, respectively, and 37 is one pulse drive circuit commonly provided for the semiconductor lasers 31, 32 and 33, 38, 39 and 4
Reference numeral 0 denotes a coupling waveguide between the semiconductor lasers 31, 32 and 33. In this case, since there are three wavelengths to be switched, the following wavelength switching is possible.

レーザ31(λ)をオン、レーザ33(λ)をオフと
し、かつレーザ32(λ)をオン/オフすることにより
波長λ/λの切換を行うことができる。
The wavelength λ 2 / λ 1 can be switched by turning on the laser 31 (λ 1 ), turning off the laser 33 (λ 3 ) and turning on / off the laser 32 (λ 2 ).

レーザ31(λ)をオフ、レーザ32(λ)をオンと
し、かつレーザ33(λ)をオン/オフすることによ
り、波長λ/λの切換を行うことができる。
The wavelength λ 3 / λ 2 can be switched by turning off the laser 31 (λ 1 ), turning on the laser 32 (λ 3 ) and turning on and off the laser 33 (λ 3 ).

レーザ31(λ)をオン、レーザ32(λ)をオフと
し、かつレーザ33(λ)をオン/オフすることによ
り、波長λ/λの切換を行うことができる。
The wavelength λ 3 / λ 1 can be switched by turning on the laser 31 (λ 1 ), turning off the laser 32 (λ 3 ) and turning on / off the laser 33 (λ 3 ).

第3図の実施例の場合には3波の切換光源について説明
したが、4波以上でも同様であり、本発明は任意所望の
複数個の波長の切換出力を得る切換光源に有効に適用す
ることができる。
In the case of the embodiment shown in FIG. 3, the three-wave switching light source has been described, but the same applies to the case of four or more waves, and the present invention is effectively applied to a switching light source that obtains switching output of any desired plural wavelengths. be able to.

[効 果] 以上説明したように、本発明では、波長の異なる半導体
レーザ素子を継続接続し、そのうちの1個の素子の発振
タイミングを制御することによって、各出力波長間を切
換える構成としているため、以下のような利点が得られ
る。
[Effect] As described above, in the present invention, the semiconductor laser elements having different wavelengths are continuously connected, and the oscillation timing of one of the elements is controlled to switch between the output wavelengths. The following advantages are obtained.

(1)素子構造が簡単であるから、装置を小型化できる。(1) The device can be downsized because the element structure is simple.

(2)駆動回路が簡略化され、タイミング回路を必要とし
ない。
(2) The drive circuit is simplified and no timing circuit is required.

(3)合波回路を必要としないため、挿入損失が小さい。(3) Insertion loss is small because no multiplexing circuit is required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック線図、 第2図は第1図の構成で観測された波長切換波形の一例
を示す波形図、 第3図は本発明の他の実施例を示すブロック線図、 第4図は従来の波長切換光源の構成例を示すブロック線
図である。 1,2,11,12,31,32,33……半導体レーザ、 3,4,14,37……駆動回路、 5……タイミング回路、 6……合波回路、 13,34,35,36……定電流源、 15,18,19,21……集光用レンズ、 16……単一モードファイバ、 17……分光器、 20……Ge-APDなどによる光検出器、 22……前置増幅器、 23……シンクロスコープ、 38,39,40……結合用導波路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of a wavelength switching waveform observed in the configuration of FIG. 1, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional wavelength switching light source. 1,2,11,12,31,32,33 …… Semiconductor laser, 3,4,14,37 …… Drive circuit, 5 …… Timing circuit, 6 …… Multiplexing circuit, 13,34,35,36 ...... Constant current source, 15,18,19,21 …… Condensing lens, 16 …… Single mode fiber, 17 …… Spectroscope, 20 …… Photodetector by Ge-APD, 22 …… Previous On-amplifier, 23 ... Synchroscope, 38, 39, 40 ... Coupling waveguide.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1発振波長を持つ第1半導体レーザと、
前記第1発振波長より短い第2発振波長を持つ少なくと
も1個の第2半導体レーザとを、長波長側の出力光が短
波長側の入力光となるように発振波長の長い側から短い
方へ継続接続し、前記第1発振波長を持つ前記第1半導
体レーザは常に発光させ、前記第2発振波長を持つ前記
第2半導体レーザに対する注入電流の大きさを変えるこ
とによって、前記第2半導体レーザから前記第1および
第2発振波長のうちの一方の波長の光を選択して出力さ
せるようにしたことを特徴とする波長切換光源。
1. A first semiconductor laser having a first oscillation wavelength,
At least one second semiconductor laser having a second oscillation wavelength shorter than the first oscillation wavelength, from the longer oscillation wavelength side to the shorter one so that the output light on the long wavelength side becomes the input light on the short wavelength side. The second semiconductor laser is continuously connected and the first semiconductor laser having the first oscillation wavelength is always made to emit light, and the magnitude of the injection current to the second semiconductor laser having the second oscillation wavelength is changed, thereby A wavelength switching light source, wherein light of one of the first and second oscillation wavelengths is selected and output.
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