JPH08162723A

JPH08162723A - 光送信装置

Info

Publication number: JPH08162723A
Application number: JP6329407A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nitta; 淳新田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザや偏光制限手段などが筐体に固定
された後に、半導体レーザの出力光の直線偏光の方向と
偏光制限手段を透過する直線偏光方向を一致させること
を可能にした光送信装置などの光モジュールである。【構成】半導体レーザ１と偏光制限手段（偏光子など）
５の間に、外部より静的な手段により直線偏光の光の偏
光方向を回転可能な偏光回転手段４を設けている。即
ち、出力光が直線偏光であり且つ励起状態により出力光
が２つの独立な直線偏光の間で切り換わる半導体レーザ
１と、半導体レーザ１からの出力光の偏光方向を回転す
る偏光回転手段４と、偏光回転手段４から出力された出
力光のうち、一方の方向の直線偏光の光のみを透過する
偏光制限手段５と、外部からの電気信号に応じて半導体
レーザ１の出力光の直線偏光の方向を切り換える為の制
御及び駆動を行なう制御・駆動手段２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏光制限手段を含む光
送信装置などの光モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、励起状態により出力光の偏光状態
ないし方向（例えばＴＥとＴＭ）が変化する半導体レー
ザとその半導体レーザの出力光の片方の偏波だけ（ＴＥ
あるいはＴＭ）を取り出す手段を用いた光伝送用の光送
信装置が提案されている（例えば、特開昭６２ー４２５
９３号明細書、特開平２−１５９７８１号明細書）これ
らの装置では、伝送しようとするデイジタル電気信号に
応じた信号を偏光状態の切り換わる半導体レーザに入力
し、信号に応じてＴＥ偏波の光パルスを出力させたりＴ
Ｍ偏波の光パルスを出力させたりしている。そして、こ
の信号に応じた光パルス列（ＴＥ偏波の光パルスとＴＭ
偏波の光パルスが混在している）のうち、片方の偏波の
光パルス（例えばＴＥ偏波のパルス）だけを偏光制限手
段（例えば、偏光子や偏光ビームスプリッタ）を用いて
取り出して、それを光ファイバへ入力し伝送していた。
この場合、偏光制限手段を通過した後の光パルスは元の
信号に応じた光ＡＳＫ信号となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、半導体レーザから出力される２つの直線偏光
の光のうち、どちらかの光の偏光方向と偏光制限手段の
軸（透過軸など）が一致していないと、光ＡＳＫ信号の
パルス品質（主に消光比）の劣化が生じる。よって、上
記従来例の構成で、半導体レーザと偏光制限手段を筐体
中に固定して用いる場合、半導体レーザおよび偏光制限
手段の相対的な位置を所定の所望関係に固定、あるいは
軸（半導体レーザのＴＥ、ＴＭの方向と偏光制限手段の
軸）を一致させて固定しなければならない。しかし、精
度良く軸を一致させることは困難であった（上に述べた
様に、軸が一致しない場合は、消光比の劣化などにより
送出される光パルスの品質が低下した）。

【０００４】本出願に係わる発明の目的は、上記従来例
で示された半導体レーザや偏光制限手段などが筐体に固
定された後に、半導体レーザの出力光の直線偏光の方向
（ＴＥあるいはＴＭの光）と偏光制限手段を透過する直
線偏光方向を一致させることを可能にした光送信装置な
どの光モジュール構成を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本出願に係わる発明は、半導体レーザと偏光制限手
段（偏光子など）の間に、外部より静的な手段により直
線偏光の光の偏光方向を回転可能な偏光回転手段を設け
たことを特徴とする。

【０００６】詳細には、本発明の光送信装置は、出力光
が直線偏光であり且つ励起状態により出力光が２つの独
立な直線偏光の間で切り換わる半導体レーザと、該半導
体レーザからの出力光の偏光方向を回転する偏光回転手
段と、該偏光回転手段から出力された出力光のうち、一
方の方向の直線偏光の光のみを透過する偏光制限手段
と、外部からの電気信号に応じて該半導体レーザの出力
光の直線偏光の方向を切り換える為の制御及び駆動を行
なう制御・駆動手段とを有することを特徴とする。更
に、該半導体レーザと該偏光回転手段および該偏光回転
手段と該偏光制限手段を光学的に結合する手段を有して
もよい。また、更に該偏光回転手段を制御する為の制御
手段を有してもよい。

【０００７】また、本発明の光モジュールは、出力光が
直線偏光である光源と、該光源からの出力光の偏光方向
を回転する偏光回転手段と、該偏光回転手段から出力さ
れた出力光のうち所定の方向の直線偏光の光のみを透過
する偏光制限手段とを有することを特徴とする。更に該
偏光回転手段を制御する為の制御手段を有してもよい。

【０００８】上記偏光回転手段は、外部より与えられる
例えば電気信号（電圧、電流）により偏光回転手段に入
力された直線偏光の光の偏光の方向を変える様に動作す
る。このため、半導体レーザ、偏光制限手段などの固定
精度により、半導体レーザの２つの直線偏光の光のうち
一方だけを透過する様に偏光制限手段を正確に固定でき
なくとも、本発明に示した偏光回転手段を用いることに
より、半導体レーザから出力された光の直線偏光の方向
を、偏光制限手段で偏光消光比が最大になる方向に合わ
せることができるようになる。これにより高い精度が要
求されていた光素子の固定の負荷を大幅に軽減できる効
果がある。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の特徴を最もよく表わす図であ
り、同図において、１は半導体レーザ、２は制御・駆動
回路、３、６は結合用のレンズ、４は偏光回転手段、５
は偏光制限手段（例えば、偏光子）、７は電気信号、８
は偏光回転手段制御回路である。半導体レーザ１は、励
起状態により出力光の偏光方向を変化させることが可能
なものであればどのようなものでもよいが、ここでは、
図２に示した構造の半導体レーザを用いた（図２に示し
た構成の半導体レーザは特開平２−１５９７８１号明細
書中に示されている）。図２において、１１０はｎ−Ｉ
ｎＰ基板、１１２はλ／４シフト部を含む回折格子、１
１４はｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波層、１１６はアンドー
プ活性層、１１８はｐ−ＧａＩｎＡｓＰアンチメルトバ
ック層、１１９はｐ−ＩｎＰクラッド層、１２０はｐ⁺
−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１２２はｐ−ＩｎＰ、
１２３はｎ−ＩｎＰ、１２４はアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層、１２６、１２７、１２８は電極、１２９
は反射防止膜である。このような素子構成では、中央の
電極１２７を用いてλ／４シフト部へ注入する電流を変
化させることにより出力光の偏光状態をＴＥとＴＭの間
で切り換えることができる。

【００１０】また、偏光回転手段４は半導体レーザ１の
出力光（ＴＥまたはＴＭの直線偏光）を入力として、外
部制御（偏光回転手段制御手段８により行なわれる）に
より入力光の直線偏光の方向を変化させることが可能な
ものである。直線偏光の光を直線偏光のまま偏光の方向
だけ変化させられる素子としては、例えば、西村らが第
４０回応用物理学関係連合講演会で報告した素子がある
（講演番号３１９−ＳＡ−２０）。この素子の構成を図
３、図４に示した。図３において、１１はＧａＡｓ（１
１０）基板、１２はリッジ導波路、１３は入力光、１４
は出力光である。図３のＢ−Ｂ′破線における断面の構
成を図４に示している。図４において、１５、１７は例
えばＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ａｓからなるクラッド層、１６は
例えばＧａＡｓからなる導波層、１８、１９、２０はそ
れぞれ第１、第２、第３電極である。電極１８、１９、
２０が形成されている導波路１２の部分は図３に示した
様に＜１１１＞方向になるように形成されている。この
ような素子では、入力光１３（直線偏光で１．３μｍの
光）を、導波路１２のＴＥ、ＴＭ方向の中間の方向に偏
光方向を傾けて入力し、第１、第２電極１８、１９に電
圧をかけたり、第３電極２０と第１、第２電極１８、１
９の間に電圧を印加することにより、出力光１４の偏光
方向を入力光１３に対して回転することができる。

【００１１】次に上記の構成で動作を説明する。本実施
例は光信号を送出する系を示しているが、信号の送出に
先立って、まず半導体レーザ１の出力可能な２つの直線
偏光のうちの一方の偏光方向と偏光回転手段４の軸の方
向をだいたい所望の状態にしておく（本実施例の場合、
上述したように４５°程度の角度）。また、偏光制限手
段５は、偏光回転手段４がない時に、半導体レーザ１の
ＴＥ成分またはＴＭ成分を主に透過する方向に合わせて
おく（この軸の調整も大まかでよい）。この状態で、半
導体レーザ１の出力光の偏光方向を制御回路２により変
調する（ＴＥとＴＭの間で）。このとき偏光制限手段５
から出力される光パルスの消光比が最大になるように、
偏光回転手段４による偏光の回転量を調整する。具体的
には、本実施例で用いた偏光回転手段４の場合、第１、
第２、第３電極１８、１９、２０へ印加する電圧を調整
する。偏光回転手段制御手段８はこの状態を維持する信
号を偏光回転手段４へ送る。上記のように半導体レーザ
１、偏光回転手段４、偏光制限手段５の関係が整った後
に、光信号を送信する動作を行なう。この動作について
簡単に説明を行なう。パルスからなる電気信号７が入力
されると、制御・駆動回路２は、半導体レーザ１の出力
光の偏光状態が電気信号７に応じてＴＥとＴＭで切り換
わる光信号を送信する。この光信号は、偏光回転手段４
によりＴＥ光が偏光制限手段５を透過し、ＴＭ光が偏光
制限手段５を透過しないようになる。この結果、偏光制
限手段５の出力光として光ＡＳＫ信号が得られる。

【００１２】偏光回転手段４は、上記に示した例の他
に、電気光学効果を有するものやファラデ−ローテータ
などを用いることができる。電気光学結晶の場合、入射
する光の偏光の軸と光学結晶の軸が特定の関係で或る電
圧を印加した時に、入力偏光状態に対して９０°回転し
た偏光状態の出力光を得ることができる。本実施例の場
合、電気光学結晶は、半導体レーザ１の出力可能な２つ
の直線偏光のうちの一方の偏光状態の出力光と偏光子５
（偏光制限手段）との軸を一致させることに用いるの
で、せいぜい１０°程度の角度を調整可能であればよ
い。この様な場合、電気光学結晶に印加する電圧を調整
して、偏光方向の角度を調整することになる。このと
き、出力光は完全な直線偏光ではなく楕円偏光になり、
上記の例よりは、偏光制限手段５から出力される光信号
の消光比が若干劣化する場合があるが、電気光学結晶を
用いた偏光回転手段４がない場合よりも偏光制限手段５
から出力される光パルスの品質は向上している。

【００１３】また、ファラデーローテータを用いた場合
は、入力光の直線偏光の方向を回転させるのに磁界の強
さ或は磁界のかかっている磁気光学結晶の長さを変化さ
せることにより行なう。この場合は常に直線偏光の状態
の出力光が得られ、消光比の高い光パルスを得ることが
出来る。

【００１４】本発明に示した構成（図１）は、出力光と
して光ＡＳＫ信号が得られるので、従来の光送信装置あ
るいは光送受信装置に用いられている光送信部分に用い
ることが出来る。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザや偏光制限手段が固定された後にも、偏光
回転手段により半導体レーザの出力光の偏光方向を回転
することにより、消光比が高い光パルスを得ることが可
能となる。また、各光素子の固定に要求されていた高い
精度を軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構造を示す図。

【図２】本発明の実施例で用いた半導体レーザの構造を
示す図。

【図３】本発明の実施例で用いた偏光回転手段の構造を
示す図。

【図４】図３のＢ−Ｂ′破線での断面構成を示す図。

【符号の説明】１半導体レーザ２制御・駆動回路３、６レンズ４偏光回転手段５偏光制限手段７電気信号８偏光回転手段制御手段１１偏光回転手段の基板１２偏光回転手段のリッジ導波路１５、１７偏光回転手段のクラッド層１６偏光回転手段の導波層１８、１９、２０偏光回転手段の電極１１０半導体レーザの基板１１４半導体レーザの光導波層１１６半導体レーザの活性層１２６、１２７、１２８半導体レーザの電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力光が直線偏光であり且つ励起状態に
より出力光が２つの独立な直線偏光の間で切り換わる半
導体レーザと、該半導体レーザからの出力光の偏光方向
を回転する偏光回転手段と、該偏光回転手段から出力さ
れた出力光のうち、一方の方向の直線偏光の光のみを透
過する偏光制限手段と、外部からの電気信号に応じて該
半導体レーザの出力光の直線偏光の方向を切り換える為
の制御及び駆動を行なう制御・駆動手段とを有すること
を特徴とする光送信装置。
【請求項２】更に該偏光回転手段を制御する為の制御
手段を有することを特徴とする請求項１記載の光送信装
置。
【請求項３】更に該半導体レーザと該偏光回転手段お
よび該偏光回転手段と該偏光制限手段を光学的に結合す
る手段を有することを特徴とする請求項１記載の光送信
装置。
【請求項４】出力光が直線偏光である光源と、該光源
からの出力光の偏光方向を回転する偏光回転手段と、該
偏光回転手段から出力された出力光のうち所定の方向の
直線偏光の光のみを透過する偏光制限手段とを有するこ
とを特徴とする光モジュール。
【請求項５】更に該偏光回転手段を制御する為の制御
手段を有することを特徴とする請求項４記載の光モジュ
ール。