JPH08304865A - 波長変換装置 - Google Patents

波長変換装置

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JPH08304865A
JPH08304865A JP11332095A JP11332095A JPH08304865A JP H08304865 A JPH08304865 A JP H08304865A JP 11332095 A JP11332095 A JP 11332095A JP 11332095 A JP11332095 A JP 11332095A JP H08304865 A JPH08304865 A JP H08304865A
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JP
Japan
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wavelength
light
signal light
intensity
semiconductor laser
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JP11332095A
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English (en)
Inventor
Yasushi Inoue
恭 井上
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ある波長の信号光を別の波長の信号光に変換
するときのチャープを抑圧する。 【構成】 出力光を取り出す光フィルタ12として、波
長変換前の信号光の波長である波長λS を阻止するだけ
でなく、チャープによる周波数拡がりを抑圧する程度に
狭帯域のものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光による信号伝送に利用
する。特に、ある波長の信号光を別の波長の信号光に変
換する波長変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】信号光の波長を変換する方法として従来
から、半導体レーザの発振抑圧を利用する方法、および
半導体増幅器の利得抑圧を利用する方法が知られてい
る。
【0003】波長λC で発振状態にある半導体レーザに
波長λS の信号光を注入すると、本来は半導体レーザの
発振に使用されていたキャリアの一部が注入信号光によ
る誘導放出のために使われる。これにより半導体レーザ
の発振光が減少し、注入信号光強度が十分に大きい場合
には発振が抑圧される。したがって、波長λS の注入信
号光強度がオン・オフで変調されていたとすると、波長
λC の発振光はそれに応じて相補的(オン・オフ反転)
に変調され、波長λS から波長λC への波長変換が行わ
れることになる。これが半導体レーザ発振抑圧による波
長変換方法である。
【0004】一方、半導体光増幅器の利得抑圧を利用す
る方法では、波長λC の定常光が入力されている半導体
光増幅器に波長λS の強度変調信号光を入力する。この
とき、信号光が所定以上のパワーを有していると、半導
体光増幅器は信号光増幅に伴うキャリア数減少によって
利得飽和を起こし、このため定常光の出力強度が減少す
る。この定常光の出力強度の減少は、信号光がオンのと
きに起こる。したがって、波長λS の強度変調信号光に
応じて波長λC の定常光が相補的(オン・オフ反転)に
変調され、波長λS から波長λC へ信号が波長変換され
ることになる。
【0005】いずれの方法でも、λS とλC の二つの波
長の光が同時に出力される。したがって、通常は波長変
換元の波長λS の信号光を光フィルタで遮断し、波長λ
C の信号光のみを送出する構成がとられる。この場合の
光フィルタは波長λS の信号光を遮断することが目的で
あり、その透過特性はこの目的が満たされる程度であ
る。例えばλS とλC との波長差が1nm以上であれ
ば、透過帯域幅が1nm程度の光フィルタが用いられ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの波長
変換方法を用いた場合でも、半導体レーザまたは半導体
光増幅器の出力にチャープが発生するという欠点があっ
た。チャープというのは、出力光の周波数が、変調に伴
い必然的に拡がる幅(変調周波数拡がり)以上に拡がる
現象である。半導体レーザや半導体光増幅器に利用され
る光半導体には、媒質の屈折率がキャリア数に応じて変
化するという性質がある。上述した波長変換過程では半
導体レーザまたは半導体光増幅器内のキャリア数が変調
に応じて変化するので、これにより屈折率が変動する。
このため、半導体レーザの場合にはその発振周波数が変
動する。また、半導体光増幅器の場合には透過する光の
位相が変動し、その結果、周波数が拡がる。いずれの場
合にも、出力光の周波数は変調周波数拡がり以上に拡が
ることになる。
【0007】チャープを伴った信号光は、光ファイバ伝
送にとっては好ましいものではない。なぜなら、光ファ
イバには周波数によって光の伝搬速度が異なるという性
質(「分散」と呼ばれる)があるためである。周波数幅
の拡がった信号光が光ファイバを伝搬すると、分散のた
めに、周波数成分によってファイバ出力端への到達時間
が異なることになる。このため、伝送された信号の波形
が歪み、伝送特性劣化が生じる。光ファイバ伝送に用い
られる波長変換装置としては、チャープのない信号光を
出力するものであることが望ましい。
【0008】本発明は、以上の課題を解決し、チャープ
が抑圧された信号光を出力する波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は半
導体レーザの発振抑圧を利用する波長変換装置であり、
実質的に一定のバイアス電流が印加されて発振している
状態でその発振波長λC とは異なる波長λS の強度変調
信号光が入力される半導体レーザと、この半導体レーザ
から強度変調信号光により発振が抑圧されて出力される
波長λC の出力光を取り出す手段とを備えた波長変換装
置において、出力光を取り出す手段は、透過中心周波数
が半導体レーザの発振波長λC に実質的に一致し、かつ
その透過周波数幅が強度変調信号光の変調周波数拡がり
よりは広く、半導体レーザのチャープ拡がりよりは狭い
光フィルタを含むことを特徴とする。
【0010】本発明の第二の観点は半導体増幅器の利得
抑圧を利用する波長変換装置であり、実質的に一定のバ
イアス電流が印加された状態で一定強度の定常光(波長
λC)とこの定常光とは波長の異なる強度変調信号光
(波長λS )とが入力される半導体光増幅器と、この半
導体光増幅器から強度変調信号光により利得が抑圧され
て出力される定常光の波長に一致する波長の出力光を取
り出す手段とを備えた波長変換装置において、出力光を
取り出す手段は、透過中心周波数が定常光の波長に実質
的に一致し、かつその透過周波数幅が強度変調信号光の
変調周波数拡がりよりは広く、半導体光増幅器によるチ
ャープ拡がりよりは狭い光フィルタを含むことを特徴と
する。
【0011】
【作用】出力光を取り出す光フィルタとして、従来とは
異なる透過特性のものを用いる。すなわち、波長変換前
の信号光の波長である波長λS を阻止するだけでなく、
チャープによる周波数拡がりを抑圧する程度に狭帯域の
ものを用いる。これにより、チャープが抑圧された波長
変換出力光が得られる。
【0012】
【実施例】図1は本発明第一実施例の波長変換装置を示
すブロック構成図である。この実施例装置は、実質的に
一定のバイアス電流が印加されて発振している状態でそ
の発振波長λC とは異なる波長λS の強度変調信号光
(図では簡単のため「信号光」として示す)が入力され
る半導体レーザ11と、この半導体レーザ11から強度
変調信号光により発振が抑圧されて出力される波長λC
の出力光を取り出す光フィルタ12とを備える。光フィ
ルタ12としては、その透過中心周波数が、半導体レー
ザ12の発振波長λC に実質的に一致し、かつその透過
周波数幅が波長λS の強度変調信号光の変調周波数拡が
りよりは広く、半導体レーザ11のチャープ拡がりより
は狭いものを用いる。
【0013】この実施例装置の動作を説明する。波長λ
C で発振している半導体レーザ11に対し、波長λS
強度変調信号光が外部より注入される。この強度変調信
号光により半導体レーザ11の発振が変調され、従来技
術の説明で述べた原理により、波長λS から波長λC
の波長変換が行われる。このとき、半導体レーザ11か
ら出力される変換光は前述のようにチャープを伴ってい
る。この波長変換光は、光フィルタ12を透過した後に
外部へ送出される。
【0014】この実施例では、光フィルタ12として従
来とは異なるものを用いる。従来は、半導体レーザ11
から同時に出力される波長λS の信号光を阻止するため
に光フィルタが用いられていた。このため、その透過特
性はこの目的が満たされる程度であり、例えば透過帯域
幅1nm程度のものが用いられていた。これに対して本
実施例では、これよりさらに狭帯域のものを用いる。具
体的には、信号光の変調周波数拡がり程度の狭い透過帯
域特性をもつものを用いる。例えば5Gbit/sの伝
送信号であれば、約5GHzの帯域幅(波長で言うと約
0.04nm)のものを用いる。ただし、これは理想的
な場合であって、実際には製造上の問題からそれほど狭
帯域のフィルタが得られないことがある。しかし、その
場合でも、透過帯域がチャープによる周波数拡がりより
も狭いのであれば本発明の目的は満たされる。
【0015】このように設定された光フィルタ12を用
いることで、出力信号光のチャープを抑圧することがで
きる。すなわち、半導体レーザ11からの出力信号光を
光フィルタ12に通すと、チャープによる余分な周波数
成分が阻止される。したがって、この実施例の波長変換
装置からは、チャープによる周波数拡がりが抑圧された
波長変換光が出力されることになる。
【0016】図2は本発明第二実施例の波長変換装置を
示すブロック構成図である。この実施例は、半導体レー
ザ11の一端から強度変調信号光を入力し、同じ端から
出力を取り出す構成であることが第一実施例と異なる。
この場合には出力信号光に強度変調信号光からの波長λ
S の成分は含まれず、従来であれば特に光フィルタを用
いる必要はない。しかし、本発明ではチャープによる周
波数拡がりを抑圧することを目的としており、そのため
に、半導体レーザ11からの出力信号光を光フィルタ1
2に通す。
【0017】図3および図4はそれぞれ第二実施例を具
体的に実施する構成例を示し、図3は光カップラ13を
用いた例、図4は光サーキュレータ14を用いた例であ
る。いずれの場合でも、半導体レーザの一端に強度変調
信号光を入力し、同じ端からの出力光を強度変調信号光
の入力光路とは別の光路に導くことができる。
【0018】図5は本発明第三実施例の波長変換装置を
示すブロック構成図である。この実施例装置は、実質的
に一定のバイアス電流が印加された状態で波長λC の一
定強度の定常光とこの定常光とは波長の異なる波長λS
の強度変調信号光とが入力される半導体光増幅器21
と、この半導体光増幅器21から強度変調信号光により
利得が抑圧されて出力される波長λC の出力光を光フィ
ルタ22とを備える。光フィルタ22としては、透過中
心周波数が定常光の波長λC に実質的に一致し、かつそ
の透過周波数幅が波長λS の強度変調信号光の変調周波
数拡がりよりは広く、半導体光増幅器21によるチャー
プ拡がりよりは狭いものを用いる。
【0019】この実施例装置の動作を説明する。半導体
光増幅器21には波長λC の定常光と波長λS の強度変
調信号光とが入力される。この強度変調信号光により半
導体光増幅器21の利得が変調され、波長λS から波長
λC への波長変換が行われる。半導体光増幅器21から
出力される変換光は前述のようにチャープを伴ってい
る。この波長変換光は光フィルタ22を透過した後、外
部へ送出される。光フィルタ22としては第一実施例と
同等のものを用いる。これにより、チャープによる周波
数拡がりが抑圧された波長変換光を得ることができる。
【0020】図6は第三実施例を具体的に実施する構成
例を示す。この構成例では、波長λS の強度変調信号光
と波長λC の定常光とを半導体光増幅器21に入力する
ため、この二つの光を光カップラ23により合波する。
【0021】図7は本発明第四実施例の波長変換装置を
示すブロック構成図である。この実施例は、強度変調信
号光と定常光とを逆方向に半導体光増幅器21に入力す
ることが第三実施例と異なる。この場合には出力信号光
に強度変調信号光からの波長λS の成分は含まれず、従
来であれば特に光フィルタを用いる必要はない。しか
し、本発明ではチャープによる周波数拡がりを抑圧する
ことを目的としており、そのために、半導体光増幅器2
1からの出力信号光を光フィルタ22に通す。
【0022】図8および図9はそれぞれ第四実施例を具
体的に実施する構成例を示す。これらの例では、半導体
光増幅器21に入力する波長λS の強度変調信号光とこ
の半導体光増幅器21から出力される波長λC の出力信
号光と分離するため、それぞれ光カップラ24、光サー
キュレータ25を用いる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長変換
装置は、従来に比べて狭帯域の光フィルタを用いること
で、チャープが抑圧された信号光を得ることができる。
本発明は、光ファイバを用いた光信号伝送に用いて、伝
送信号波形の歪を抑制して伝送特性劣化を抑えることが
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の波長変換装置を示すブロッ
ク構成図。
【図2】本発明第二実施例の波長変換装置を示すブロッ
ク構成図。
【図3】第二実施例を具体的に実施する構成例を示す
図。
【図4】第二実施例を具体的に実施する構成例を示す
図。
【図5】本発明第三実施例の波長変換装置を示すブロッ
ク構成図。
【図6】第三実施例を具体的に実施する構成例を示す
図。
【図7】本発明第四実施例の波長変換装置を示すブロッ
ク構成図。
【図8】第四実施例を具体的に実施する構成例を示す
図。
【図9】第四実施例を具体的に実施する構成例を示す
図。
【符号の説明】
11 半導体レーザ 12、22 光フィルタ 13、23、24 光カップラ 14、25 光サーキュレータ 21 半導体光増幅器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に一定のバイアス電流が印加され
    て発振している状態でその発振波長λC とは異なる波長
    λS の強度変調信号光が入力される半導体レーザと、 この半導体レーザから前記強度変調信号光により発振が
    抑圧されて出力される波長λC の出力光を取り出す手段
    とを備えた波長変換装置において、 前記出力光を取り出す手段は、透過中心周波数が前記半
    導体レーザの発振波長λC に実質的に一致し、かつその
    透過周波数幅が前記強度変調信号光の変調周波数拡がり
    よりは広く、前記半導体レーザのチャープ拡がりよりは
    狭い光フィルタを含むことを特徴とする波長変換装置。
  2. 【請求項2】 実質的に一定のバイアス電流が印加され
    た状態で一定強度の定常光とこの定常光とは波長の異な
    る強度変調信号光とが入力される半導体光増幅器と、 この半導体光増幅器から前記強度変調信号光により利得
    が抑圧されて出力される前記定常光の波長に一致する波
    長の出力光を取り出す手段とを備えた波長変換装置にお
    いて、 前記出力光を取り出す手段は、透過中心周波数が前記定
    常光の波長に実質的に一致し、かつその透過周波数幅が
    前記強度変調信号光の変調周波数拡がりよりは広く、前
    記半導体光増幅器によるチャープ拡がりよりは狭い光フ
    ィルタを含むことを特徴とする波長変換装置。
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