JPH09186389A - Optical control laser switch - Google Patents

Optical control laser switch

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Publication number
JPH09186389A
JPH09186389A JP90896A JP90896A JPH09186389A JP H09186389 A JPH09186389 A JP H09186389A JP 90896 A JP90896 A JP 90896A JP 90896 A JP90896 A JP 90896A JP H09186389 A JPH09186389 A JP H09186389A
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JP
Japan
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gain
waveguide
laser
light
optical
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Application number
JP90896A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Nonaka
弘二 野中
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
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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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Publication of JPH09186389A publication Critical patent/JPH09186389A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the high rate optical switching characteristics having memory function by setting the gain of a first optical resonator for vertical polarization higher than that for horizontal polarization and setting the gain of a second optical resonator for horizontal polarization higher than that for vertical polarization. SOLUTION: First and second gain waveguides W4, W1 form a first resonator while first and third gain waveguides W4, W2 form a second resonator. The gain of first optical resonator for vertical polarization is set higher than that for horizontal polarization. Furthermore, the gain of second optical resonator for horizontal polarization is set higher than that for vertical polarization. This arrangement enhances the high rate optical switching characteristics having memory function by eliminating stringent dependence on wavelength, leakage of light to the leaving signal side, returning of light to the incident signal side, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光情報処理や光
交換システムに用いられる光信号の高速スイッチ、論理
動作の機能を有する光制御レーザスイッチに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed optical signal switch used in optical information processing and optical switching systems, and an optical control laser switch having a logical operation function.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来の光制御レーザスイッチで
ある双安定レーザの構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram of a bistable laser which is a conventional light control laser switch.

【0003】図9において、8−1はn−InPからな
る基板であり、8−2はMQW構造の活性層よりなるレ
ーザ利得導波路、8−3はp−InGaAsPからなる
ガイド層、8−4はp−InPからなるクラッド層、8
−5はp+ −InGaAsPからなるオーミックコンタ
クト層、8−6は長さが300μmのレーザ光利得領
域、8−7は長さ100μmの発振制御領域となる可飽
和吸収領域、8−9は可飽和吸収領域8−7を制御する
電圧を印加するための制御電極、8−8は活性層の利得
領域8−6にキャリアを供給するための電流注入電極、
8−10は制御電極8−9と電流注入電極8−8とを電
気的に分離する電極分離領域、8−11は基板8−1の
裏面に形成されたAu等からなるn−電極である。ま
た、8−12,8−13は、基板8−1、レーザ利得導
波路8−2、ガイド層8−3、クラッド層8−4からな
る積層体の両端面に配置された反射鏡であり、へき開面
からなり、レーザ利得導波路の光入射端、出射端を覆っ
ている。これら基板8−1、レーザ利得導波路8−2、
ガイド層8−3、クラッド層8−4、反射鏡8−12、
反射鏡8−13により、レーザ共振器が構成される。
In FIG. 9, 8-1 is a substrate made of n-InP, 8-2 is a laser gain waveguide made of an active layer of MQW structure, 8-3 is a guide layer made of p-InGaAsP, 8-- 4 is a clad layer made of p-InP, 8
-5 is an ohmic contact layer made of p + -InGaAsP, 8-6 is a laser light gain region having a length of 300 μm, 8-7 is a saturable absorption region which is an oscillation control region having a length of 100 μm, and 8-9 is acceptable. A control electrode for applying a voltage for controlling the saturation absorption region 8-7, a current injection electrode 8-8 for supplying carriers to the gain region 8-6 of the active layer,
Reference numeral 8-10 is an electrode separation region for electrically separating the control electrode 8-9 and the current injection electrode 8-8, and 8-11 is an n-electrode made of Au or the like formed on the back surface of the substrate 8-1. . Reference numerals 8-12 and 8-13 denote reflecting mirrors arranged on both end faces of a laminated body including the substrate 8-1, the laser gain waveguide 8-2, the guide layer 8-3, and the cladding layer 8-4. , A cleavage plane, and covers the light incident end and the emission end of the laser gain waveguide. These substrate 8-1, laser gain waveguide 8-2,
Guide layer 8-3, clad layer 8-4, reflecting mirror 8-12,
The reflection mirror 8-13 constitutes a laser resonator.

【0004】双安定レーザは、共振器内に配置された可
飽和吸収領域8−7の光損失を、反射鏡8−12を通っ
て入射する制御光により、制御する構成をとる。電気的
に、可飽和吸収領域8−7の損失制御により、図2
(a)に示すようなヒステリシスを持つ注入電流−光出
力特性が実現し、矢印Aの位置に電気バイアス条件を設
定し、外領域から反射鏡8−12を通して制御光を入射
すると、図2(b)に示すように、レーザの発振、非発
振を急峻に制御することができる。一旦発振したレーザ
は、停止信号が外領域から与えられるまでその状態を維
持することも可能なため、光デジタル再生、ビットメモ
リ、フリップフロップなどの光論理動作への利用が期待
されている。
The bistable laser has a structure in which the optical loss of the saturable absorption region 8-7 arranged in the resonator is controlled by the control light incident through the reflecting mirror 8-12. Electrically, by controlling the loss of the saturable absorption region 8-7, FIG.
As shown in FIG. 2A, when the injection current-light output characteristic having hysteresis as shown in FIG. 2A is realized, the electric bias condition is set at the position of the arrow A, and the control light is incident from the outer region through the reflecting mirror 8-12. As shown in b), the oscillation and non-oscillation of the laser can be steeply controlled. Since the laser once oscillated can maintain its state until a stop signal is given from the outside area, it is expected to be used for optical digital operation such as optical digital reproduction, bit memory, and flip-flop.

【0005】しかし、前記双安定レーザでは、光の帰還
が繰り返されるレーザ共振器内に外領域より同軸に制御
光を入射するため、次のような問題があった。
However, the bistable laser has the following problems because the control light is incident coaxially from the outer region into the laser resonator where the light is repeatedly returned.

【0006】すなわち、(a)制御光が共振器に共鳴し
た波長か否かによって、容易に入射するか、あるいはほ
とんど反射される。このような急峻な波長依存性があ
る。(b)出射側に入射光が漏れて出射信号の雑音が増
加する。(c)反射光が入射側の光源に戻り、雑音の原
因となる。前記双安定レーザは、このような問題があっ
たため、実用には至らなかった。
That is, (a) depending on whether or not the control light has a wavelength resonating with the resonator, the control light is easily incident or almost reflected. There is such a sharp wavelength dependency. (B) The incident light leaks to the emission side, and the noise of the emission signal increases. (C) Reflected light returns to the light source on the incident side and causes noise. The above-mentioned bistable laser has such a problem that it has not been practically used.

【0007】一方、前記双安定レーザにおいて、信号応
答速度について注目してみると、信号の応答速度は、多
量の注入キャリアの変動をともなうレーザ発振、非発振
をスイッチングに用いているため、発振しきい値近傍の
低い電流注入状態での緩和振動波長に律速される。その
ため、前記双安定レーザでは、5GHzを越える高速の
スイッチングは得られていない。
On the other hand, focusing attention on the signal response speed of the bistable laser, the signal response speed oscillates because laser oscillation and non-oscillation with a large amount of injected carrier fluctuations are used for switching. It is rate-controlled by the relaxation oscillation wavelength in the low current injection state near the threshold value. Therefore, the bistable laser has not achieved high-speed switching exceeding 5 GHz.

【0008】この問題を解決する一つの手段として、河
口らは、面発光レーザなどを用い、レーザ発振の直交す
る2つの偏光方向を切り替えることにより、高い電流注
入領域において高速の光フリップフロップ動作を実現し
た(Electronicsletters,19 9
2,28,pp.1645−1646)。しかし、かか
るレーザスイッチでも、偏光を切り替える方法として、
外領域より同軸に所望の偏光をもった信号光を入射して
誘導放出を制御する方法をとるため、図9に示した通常
の双安定レーザにおける前記問題点(a),(b),
(c)をそのまま引き継ぐことになる。
As one means for solving this problem, Kawaguchi et al. Used a surface emitting laser or the like to switch two polarization directions orthogonal to each other in laser oscillation, thereby performing a high-speed optical flip-flop operation in a high current injection region. Realized (Electronic Letters, 1989)
2, 28, pp. 1645-1646). However, even with such a laser switch, as a method of switching the polarization,
Since the method of controlling the stimulated emission by coaxially injecting a signal light having a desired polarization from the outer region, the problems (a), (b), and
(C) will be taken over as it is.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】レーザ発振の直交する
2つの偏光方向の切り替えにより、高い電流注入領域に
おいて高速の光スイッチ動作を実現できる利点を生かし
ながら、光の帰還が繰り返されるレーザ共振器内に外領
域より同軸に制御光を入射するため、(a)制御光が共
振器に共鳴した波長か否かに伴って容易に入射するかほ
とんど反射される、という急峻な波長依存性がある、
(b)出射側に入射光が漏れて出射信号の雑音が増加す
る、(c)反射光が入射側の光源に戻り、雑音の原因と
なる、という従来の問題を解決した光制御レーザスイッ
チを提供することを課題とする。
In the laser resonator in which the optical feedback is repeated, while the advantage that the high-speed optical switching operation can be realized in the high current injection region by switching the two orthogonal polarization directions of the laser oscillation is achieved. Since the control light is incident coaxially from the outer region, there is a sharp wavelength dependency that (a) the control light is easily incident or almost reflected depending on whether or not the wavelength resonates with the resonator.
An optical control laser switch that solves the conventional problems that (b) the incident light leaks to the emission side and the noise of the emission signal increases, and (c) the reflected light returns to the light source on the incidence side to cause noise. The challenge is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1の光制御レーザスイッチは、第1
の利得導波路と、該第1の利得導波路に光学的に接続す
るとともに第1の可飽和吸収領域を有する第2の利得導
波路と、前記第1の利得導波路に光学的に接続するとと
もに第2の可飽和吸収領域を有する第3の利得導波路と
からなり、前記第1の利得導波路と前記第2の利得導波
路が第1の光共振器を形成するとともに、前記第1の利
得導波路と前記第3の利得導波路が第2の光共振器を形
成し、前記第1の光共振器の垂直偏光に対する利得が、
該第1の光共振器の水平偏光に対する利得に比して高
く、前記第2の光共振器の水平偏光に対する利得が、該
第2の光共振器の垂直偏光に対する利得に比して高いこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the light-controlled laser switch according to claim 1 of the present invention comprises
And a second gain waveguide optically connected to the first gain waveguide and having a first saturable absorption region, and optically connected to the first gain waveguide. And a third gain waveguide having a second saturable absorption region, the first gain waveguide and the second gain waveguide forming a first optical resonator, and the first gain waveguide. And the third gain waveguide form a second optical resonator, and the gain of the first optical resonator for vertically polarized light is
The gain of the first optical resonator with respect to horizontal polarization is higher, and the gain of the second optical resonator with respect to horizontal polarization is higher than the gain of the second optical resonator with respect to vertical polarization. Is characterized by.

【0011】また、本発明の請求項2の光制御レーザス
イッチは、前記請求項1に記載の光制御レーザスイッチ
において、前記第1の可飽和吸収領域および前記第2の
可飽和吸収領域に光学的に結合する制御光入力用の利得
導波路を有することを特徴とする。
Further, a light-controlled laser switch according to a second aspect of the present invention is the light-controlled laser switch according to the first aspect, wherein the first saturable absorption region and the second saturable absorption region are optically coupled. It is characterized by having a gain waveguide for inputting a control light which is optically coupled.

【0012】さらに、本発明の請求項3の光制御レーザ
スイッチは、第1の利得導波路と、該第1の利得導波路
に光学的に接続するとともに第1の可飽和吸収領域を有
する第2の利得導波路と、前記第1の利得導波路に光学
的に接続するとともに第2の可飽和吸収領域を有する第
3の利得導波路とからなり、前記第1の利得導波路と前
記第2の利得導波路が第1の光共振器を形成するととも
に、前記第1の利得導波路と前記第3の利得導波路が第
2の光共振器を形成し、前記第1の光共振器の第1の波
長を有する光に対する利得が、該第1の光共振器の第2
の波長を有する光に対する利得に比して高く、前記第2
の光共振器の第2の波長を有する光に対する利得が、該
第2の光共振器の第1の波長を有する光に対する利得に
比して高いことを特徴とする。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided an optically controlled laser switch which comprises a first gain waveguide and a first saturable absorption region which is optically connected to the first gain waveguide. A second gain waveguide and a third gain waveguide that is optically connected to the first gain waveguide and has a second saturable absorption region. The first gain waveguide and the first gain waveguide The second gain waveguide forms a first optical resonator, and the first gain waveguide and the third gain waveguide form a second optical resonator, and the first optical resonator. Of the gain for light having a first wavelength of
Higher than the gain for light having a wavelength of
The gain of the optical resonator for the light having the second wavelength is higher than the gain of the second optical resonator for the light having the first wavelength.

【0013】すなわち、本発明の光制御レーザスイッチ
においては、各々可飽和吸収領域を有する垂直偏光モー
ドで発振する双安定レーザ共振器と水平偏光モードで発
振させる双安定レーザ共振器とが利得導波路途中で結合
し、どちらか一方を発振することにより他方が発振を停
止する。可飽和領域のみを外部光により制御することに
より制御光の同軸入射による問題点を回避し、かつ高速
応答可能な偏光スイッチ型の双安定動作が得られること
を特徴とする。
That is, in the optically controlled laser switch of the present invention, the bistable laser resonator oscillating in the vertical polarization mode and the bistable laser resonator oscillating in the horizontal polarization mode each having a saturable absorption region are gain waveguides. Coupling in the middle and oscillating either one causes the other to stop oscillating. By controlling only the saturable region by external light, the problem of coaxial incidence of control light can be avoided, and a polarization switch type bistable operation capable of high-speed response can be obtained.

【0014】本発明によれば、2つの直交するレーザ共
振器は利得領域の一領域を共有しているため、一方の発
振が強まるとキャリアの消費により他方は光利得が減少
して発振が停止する。可飽和吸収領域は小さな制御領域
に外部光を入射するだけで共振器の損失を低減でき、急
速にレーザ発振をたちあげることができる。どちらか一
方の発振を可飽和吸収領域への光励起で制御する場合、
レーザ利得導波路に同軸に、しかも偏光方向を切り替え
て入射する必要はなく、例えば、横注入導波路や面垂直
入射などレーザ利得導波路と異なる向きから制御光を入
射できるので、前記課題が解決できる。また、1つの横
注入導波路で2つの可飽和吸収領域を制御する利便性の
良い構成も可能である。さらに、2つのモードを制御す
る領域分は独立なため、偏光方向の切り替えのみなら
ず、発振波長の切り替えによっても同様の効果が期待で
きる。
According to the present invention, two orthogonal laser resonators share one region of the gain region. Therefore, when the oscillation of one increases, the consumption of carriers decreases the optical gain of the other and the oscillation stops. To do. In the saturable absorption region, the loss of the resonator can be reduced only by injecting external light into a small control region, and laser oscillation can be rapidly increased. When controlling either oscillation by photoexcitation to the saturable absorption region,
It is not necessary to enter the laser gain waveguide coaxially with the polarization direction switched, and for example, the control light can be entered from a direction different from that of the laser gain waveguide such as a lateral injection waveguide or a plane vertical incidence. it can. Further, a convenient configuration in which two saturable absorption regions are controlled by one lateral injection waveguide is possible. Further, since the regions for controlling the two modes are independent, the same effect can be expected not only by switching the polarization direction but also by switching the oscillation wavelength.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】(第1の実施の形態)図1は、本発明にか
かるレーザスイッチの第1の実施の形態を示す構成図で
ある。図において、W1は垂直偏光に高い利得を持つよ
う導波路幅が設計されたレーザ利得導波路(第2の利得
導波路)であり、W2は水平偏光に高い利得を持つよう
設計されたレーザ利得導波路(第3の利得導波路)であ
り、同じように偏光方向により異なる利得は、各端面の
反射鏡R1,R2の反射率に偏光依存性を与えることに
よっても実現可能である。また、W3は前記2つのレー
ザ利得導波路を光学的に結合させるY分岐導波路であ
り、W4は前記2つのレーザ利得導波路に共通な光利得
導波路(第1の利得導波路)であり、垂直偏光、水平偏
光にほぼ等価な導波路利得を有する。Abs.1および
Abs.2は、各々レーザ利得導波路W1方向とレーザ
利得導波路W2方向のレーザ発振を抑える第1および第
2の可飽和吸収領域であり、F1,F2は、第1および
第2の可飽和吸収領域Abs.1およびAbs.2とに
制御光を導くレンズ付きファイバ(制御光入力用利得導
波路)であり、E1,E2,E3,E4,E5,E6
は、レーザ利得導波路W1、レーザ利得導波路W2、Y
分岐導波路W3、光利得導波路W4、過飽和吸収領域A
bs.1および2のそれぞれにおける電流電圧条件を制
御する電極であり、Seg.は各領域間を電気的に分離
する電極分離領域であり、QW1は、各導波路に共通す
る急峻な励起子吸収と光利得を持つMQW活性層であ
る。可飽和吸収領域Abs.1および2の電極E5およ
びE6は、光の入射を容易にするため、導波路上の可飽
和吸収領域上では櫛形電極となり、表面に無反射コーテ
ィングを施してある。また、入射光を折り返すことによ
り入射光を有効に利用するために、活性層QW1の2μ
m程度下には半導体の多層膜光反射層DBR1が形成さ
れている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a laser switch according to the present invention. In the figure, W1 is a laser gain waveguide (second gain waveguide) whose waveguide width is designed to have a high gain in vertical polarization, and W2 is a laser gain waveguide designed to have a high gain in horizontal polarization. It is a waveguide (third gain waveguide), and similarly, the gain that differs depending on the polarization direction can also be realized by giving the polarization dependence to the reflectance of the reflecting mirrors R1 and R2 on each end face. W3 is a Y-branch waveguide that optically couples the two laser gain waveguides, and W4 is an optical gain waveguide (first gain waveguide) common to the two laser gain waveguides. , And has a waveguide gain almost equivalent to that of vertically polarized light and horizontally polarized light. Abs. 1 and Abs. Reference numerals 2 and 1 denote first and second saturable absorption regions for suppressing laser oscillation in the laser gain waveguide W1 direction and the laser gain waveguide W2 direction, respectively, and F1 and F2 denote the first and second saturable absorption regions, respectively. Abs. 1 and Abs. 2 is a fiber with a lens (control light input gain waveguide) that guides control light to 2 and E1, E2, E3, E4, E5, E6
Is a laser gain waveguide W1, a laser gain waveguide W2, Y
Branch waveguide W3, optical gain waveguide W4, supersaturation absorption region A
bs. 1 and 2 are electrodes for controlling current-voltage conditions in each of Seg. Is an electrode isolation region for electrically isolating each region, and QW1 is an MQW active layer having a sharp exciton absorption and an optical gain common to each waveguide. Saturable absorption region Abs. The electrodes E5 and E6 of Nos. 1 and 2 are comb-shaped electrodes on the saturable absorption region on the waveguide and have antireflection coatings on their surfaces in order to facilitate the incidence of light. In addition, in order to effectively utilize the incident light by folding back the incident light, 2 μ of the active layer QW1 is used.
A semiconductor multilayer light reflection layer DBR1 is formed under about m.

【0017】前記構成において、垂直偏光、水平偏光の
各々の双安定レーザは、反射鏡R1,R2、レーザ利得
導波路W1,W2、Y分岐導波路領域W3、可飽和吸収
領域Abs.1,Abs.2、共通光利得導波路W4、
反射鏡R1,R2、電極E1,2,3,4,5,6で構
成される。
In the above-described structure, the vertically polarized and horizontally polarized bistable lasers include the reflection mirrors R1 and R2, the laser gain waveguides W1 and W2, the Y branch waveguide region W3, the saturable absorption region Abs. 1, Abs. 2, common optical gain waveguide W4,
It is composed of reflecting mirrors R1, R2 and electrodes E1, 2, 3, 4, 5, 6.

【0018】次に、本実施の形態の動作原理を図2〜4
を参照して説明する。
Next, the operation principle of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0019】各々の双安定レーザを単独で動作させたと
きの電流−光出力特性と、矢印Aの電気条件に設定した
ときの光入力−光出力のグラフを図2に示した。
FIG. 2 shows a graph of current-light output characteristics when each bistable laser is operated independently and light input-light output when the electrical conditions of arrow A are set.

【0020】図2(a)によれば、バイアス電流の増加
に伴い、可飽和吸収領域Abs.1、2への自然放出光
による吸収飽和が進行し、しきい値24mAにおいて発
振を開始する。一旦発振すると、レーザ共振器内の光の
電場は高い状態が維持され、上記しきい値以下において
も可飽和吸収領域Abs.1、2の光吸収係数は飽和し
たままで、注入電流17mAまで発振は維持される。こ
のようにレーザの電流・光出力特性に発振/非発振の2
値安定状態を含むヒステリシスが存在する場合、そのヒ
ステリシスループの中間に位置するA点の注入電流状態
において外領域より制御光を入射すると、その励起光に
応答して発振・非発振が制御される。この場合、出力光
は、図2(b)に示したように、入射光強度に対して急
峻なヒステリシスと光スイッチ、メモリ特性が得られ
る。
According to FIG. 2A, the saturable absorption region Abs. Absorption saturation of spontaneous emission light to 1 and 2 progresses, and oscillation starts at a threshold value of 24 mA. Once oscillated, the electric field of light in the laser resonator remains high, and the saturable absorption region Abs. The optical absorption coefficients of 1 and 2 remain saturated, and the oscillation is maintained up to the injection current of 17 mA. In this way, the laser current / optical output characteristics are
When there is hysteresis including the value stable state, when control light is incident from the outer region in the injection current state of point A located in the middle of the hysteresis loop, oscillation / non-oscillation is controlled in response to the excitation light. . In this case, the output light has a steep hysteresis, an optical switch, and a memory characteristic with respect to the intensity of the incident light, as shown in FIG.

【0021】さて、このように可飽和吸収の損失と電流
注入によるレーザ利得導波路の利得との相互関係で双安
定性を持つ複数のレーザ利得導波路の一領域を共有する
構造を取ったのが、図1に説明した第1の実施例のレー
ザスイッチである。供給される利得導波路に電流量は一
定のため一方のレーザモードで発振した場合、相異なる
モードのレーザ発振は、光利得を奪われ発振が抑圧され
る。両者を同時に動作させた場合のレーザスイッチの2
つのモードのヒステリシス特性を、図3に示した。共通
の光利得導波路W4は、どちらか一方の発振にキャリア
が消費されるので、例えば、TM偏光導波路と可飽和吸
収領域Abs.1の効果で現れる電流・光出力のヒステ
リシス特性において、TMモードが発振(on)状態に
あるとき、TE偏光の出力はoffになる。そこで、相
補的にどちらか一方が発振する双安定特性を得ることが
できる。例えば、TM偏光のモードが発振するとき、そ
れに寄与する可飽和吸収領域は透明になるため、それ以
降、外部光に対して不感症であるが、未発振のTEモー
ド側の可飽和吸収領域Abs.2は、外領域よりの制御
光の入射により励起子が励起され、可飽和な吸収損失が
減り、双安定レーザはTEモードでの発振が始まる。そ
の結果、いままで発振していたTM偏光モードは利得を
失い、発振が停止し、可飽和吸収領域Abs.1も光吸
収係数が増加する。
As described above, a structure is adopted in which one region of a plurality of laser gain waveguides having bistability is shared by the mutual relationship between the loss of saturable absorption and the gain of the laser gain waveguide due to current injection. Is the laser switch of the first embodiment described in FIG. Since the amount of current supplied to the supplied gain waveguide is constant, when oscillating in one laser mode, laser oscillation in different modes is deprived of the optical gain and suppressed. 2 of the laser switch when both are operated at the same time
The hysteresis characteristics of the two modes are shown in FIG. In the common optical gain waveguide W4, carriers are consumed for either one of the oscillations. Therefore, for example, the TM polarization waveguide and the saturable absorption region Abs. In the hysteresis characteristic of the current / light output that appears as the effect of 1, when the TM mode is in the oscillation (on) state, the output of the TE polarized light is off. Therefore, it is possible to obtain a bistable characteristic in which one of the two oscillates complementarily. For example, when the TM-polarized mode oscillates, the saturable absorption region that contributes to the TM-mode becomes transparent. Therefore, after that, the saturable absorption region Abs on the TE mode side, which is unoscillated, is insensitive to external light. . In No. 2, excitons are excited by the incidence of control light from the outer region, saturable absorption loss is reduced, and the bistable laser starts oscillation in the TE mode. As a result, the TM polarization mode that has been oscillating until now loses its gain, oscillation stops, and the saturable absorption region Abs. The value 1 also increases the light absorption coefficient.

【0022】逆に、TM発振の側の可飽和吸収領域Ab
s.1を励起することによって発振が始まると、TE偏
光の発振は抑圧され、T←→TMの発振モードの変化に
よるスイッチングが実行される。面垂直方向より入射す
る光の電場は、〈100〉面に結晶成長した超格子の重
い正孔に起因する励起子に対していずれも共鳴する面方
位なので、入射偏光方向によらずスイッチング感度は等
しい。厚さ0.2μmの可飽和吸収領域の活性層に1方
向から吸収される外部光は50%程度だが、下領域の半
導体DBR層で折り返して吸収されるので、入射光の7
5%は吸収されてスイッチングに寄与する。双安定スイ
ッチング速度は、通常の発振しきい値電流の数倍のキャ
リア密度の領域で行われるので、スイッチングonの速
度は10GHz以上も可能である。一般に、発振・非発
振の2値でオン・オフをおこなう通常の双安定レーザで
は、スイッチングoffは可飽和領域の回復時間に律速
されるが、この二つの発振モードの競合を利用する方式
の場合、直交するモードのスイッチングonと連携して
いるので、off動作は他のモードのon動作に連動し
て速やかにおこなわれ、on時間と同じく十分高速であ
る。
On the contrary, the saturable absorption region Ab on the TM oscillation side
s. When the oscillation starts by exciting 1, the oscillation of the TE polarized light is suppressed, and the switching is executed by the change of the oscillation mode of T ← → TM. Since the electric field of light incident in the direction perpendicular to the plane resonates with excitons caused by the heavy holes of the superlattice grown on the <100> plane, the switching sensitivity is independent of the incident polarization direction. equal. About 50% of the external light is absorbed in one direction by the active layer in the saturable absorption region with a thickness of 0.2 μm, but it is reflected by the semiconductor DBR layer in the lower region and is absorbed, so that
5% is absorbed and contributes to switching. Since the bistable switching speed is performed in a region where the carrier density is several times the normal oscillation threshold current, the switching on speed can be 10 GHz or more. Generally, in a normal bistable laser that turns on and off with two values of oscillation and non-oscillation, the switching off is rate-controlled by the recovery time of the saturable region, but in the case of the method using the competition between these two oscillation modes Since it is linked with the switching on of the orthogonal mode, the off operation is performed promptly in conjunction with the on operation of the other modes, and is sufficiently fast as the on time.

【0023】図4に、制御光入射と各偏光方向の出力光
のタイミングの関係を示した。ファイバF1より入射し
た光によって、光利得導波路W4からは垂直、水平の出
力が得られ、相補的に、レーザ利得導波路W1からは垂
直偏光の発振、非発振の強度スイッチング出力が得ら
れ、レーザ利得導波路W2からは水平偏光の発振、非発
振の強度スイッチング出力が得られる。それぞれの出力
には、入力信号の漏れはなく、入射光側にも出射信号の
戻りはない。この際の2つの異なるモード利得を持つ導
波路の結合は、結晶面に対して横方向とは限らない。図
5に示すように、結晶面の厚み方向に重なった2つの導
波路TM1,TE1があり、共通の利得導波路G1と方
向性結合導波路C1を介して、上記と同じ効果が期待で
きる。この場合、各偏光のレーザ利得は、各結晶活性層
の歪み量(引っ張りひずみまたは圧縮歪み)で選択でき
るので、導波路構造は、同一サイズで作成でき、作成プ
ロセスが単純にできる利点を持つ。
FIG. 4 shows the relationship between the control light incidence and the output light timing in each polarization direction. The light incident from the fiber F1 provides vertical and horizontal outputs from the optical gain waveguide W4, and complementarily obtains vertically polarized oscillation and non-oscillation intensity switching outputs from the laser gain waveguide W1. Horizontally polarized oscillation and non-oscillation intensity switching output is obtained from the laser gain waveguide W2. There is no leakage of the input signal in each output, and no return of the output signal on the incident light side. In this case, the coupling of the waveguides having two different mode gains is not always lateral to the crystal plane. As shown in FIG. 5, there are two waveguides TM1 and TE1 overlapping in the thickness direction of the crystal plane, and the same effect as above can be expected via the common gain waveguide G1 and directional coupling waveguide C1. In this case, since the laser gain of each polarized light can be selected by the strain amount (tensile strain or compressive strain) of each crystal active layer, there is an advantage that the waveguide structure can be formed in the same size and the production process can be simplified.

【0024】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態を示す。この実施の形態は、本発明の第2
の請求項に対応するものである。
(Second Embodiment) Next, the second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. This embodiment is the second embodiment of the present invention.
It corresponds to the claim.

【0025】図6は、本発明の第2の実施の形態を示す
光制御レーザスイッチの構成図であって、図中、W1は
垂直偏光に高い利得を持つよう導波路幅が設計されたレ
ーザ利得導波路(第2の利得導波路)、W2は水平偏光
に高い利得を持つレーザ利得導波路(第3の利得導波
路)であり、利得は各端面の反射鏡の反射率に偏光依存
性を与えることによっも実現可能である。また、W3は
2つのレーザ利得導波路W1,W2を光学的に結合させ
るY分岐導波路であり、W4は2つのレーザ利得導波路
W1,W2に共通な光利得導波路(第1の利得導波路)
であり、Abs.1およびAbs.2は各々レーザ利得
導波路W1とW2の発振を抑える第1および第2の可飽
和吸収領域であり、Sub.1は可飽和吸収領域Ab
s.1とAbs.2とに制御光を導く光横注入導波路
(制御光入力用利得導波路)である。また、E1,E
2,E3,E4は、レーザ利得導波路W1、レーザ利得
導波路W2、Y分岐導波路領域W3、光利得導波路W
4、過飽和吸収領域Abs.1および2のそれぞれにお
ける利得電流を制御する電極であり、Seg.は各領域
間を電気的に分離する分離領域であり、QW1は、急峻
な励起子吸収と光利得を持つ、各々の導波路に共通する
MQW活性層である。可飽和吸収領域Abs.1,2へ
制御光を導く横注入導波路Sub.1は、入射端面に無
反射コーティングARを施してある。
FIG. 6 is a block diagram of an optically controlled laser switch showing a second embodiment of the present invention. In the figure, W1 is a laser whose waveguide width is designed to have a high gain for vertically polarized light. A gain waveguide (second gain waveguide) W2 is a laser gain waveguide (third gain waveguide) having a high gain in horizontal polarization, and the gain is polarization-dependent on the reflectance of the reflecting mirror on each end face. Can also be achieved by giving W3 is a Y-branch waveguide that optically couples the two laser gain waveguides W1 and W2, and W4 is an optical gain waveguide (first gain waveguide common to the two laser gain waveguides W1 and W2). Waveguide)
And Abs. 1 and Abs. Reference numerals 2 and 1 denote first and second saturable absorption regions for suppressing oscillation of the laser gain waveguides W1 and W2, respectively. 1 is the saturable absorption region Ab
s. 1 and Abs. 2 is a lateral optical injection waveguide (control light input gain waveguide) for guiding control light to Also, E1, E
2, E3 and E4 are the laser gain waveguide W1, the laser gain waveguide W2, the Y branch waveguide region W3, and the optical gain waveguide W.
4, supersaturated absorption region Abs. 1 and 2 are electrodes for controlling the gain current in each of Seg. Is an isolation region for electrically isolating each region, and QW1 is an MQW active layer having steep exciton absorption and optical gain, which is common to the respective waveguides. Saturable absorption region Abs. Lateral injection waveguide Sub. In No. 1, the incident end face is provided with antireflection coating AR.

【0026】前記構成において、垂直偏光の双安定レー
ザ共振器は、反射鏡R1,R3、レーザ利得導波路W
1、Y分岐導波路W3、可飽和吸収領域Abs.1、共
通の光利得導波路W4で構成される。また、水平偏光の
双安定レーザは、反射鏡R2、レーザ利得導波路W2、
Y分岐導波路W3、可飽和吸収領域Abs.2、共通の
光利得導波路W4、反射鏡R3で構成される。光利得導
波路W4およびY分岐導波路領域W3は、両モードに共
通なため、一定の電流値において片方のモードで発振し
た場合、他方の発振のための光利得が不足し、抑制され
る。このモードの切り替えは、スイッチonするレーザ
の発振立ち上がり時間(緩和振動周波数)に依存し、電
流値を通常の発振しきい値より高く設定すると、高速の
モード切り替えが可能である。
In the above structure, the vertically polarized bistable laser resonator is composed of the reflecting mirrors R1 and R3 and the laser gain waveguide W.
1, Y branch waveguide W3, saturable absorption region Abs. 1. Common optical gain waveguide W4. Further, the horizontally polarized bistable laser includes a reflecting mirror R2, a laser gain waveguide W2,
Y branch waveguide W3, saturable absorption region Abs. 2. Common optical gain waveguide W4 and reflecting mirror R3. Since the optical gain waveguide W4 and the Y branch waveguide region W3 are common to both modes, when oscillating in one mode at a constant current value, the optical gain for the other oscillation is insufficient and suppressed. This mode switching depends on the oscillation rise time (relaxation oscillation frequency) of the laser that is switched on, and high-speed mode switching is possible if the current value is set higher than the normal oscillation threshold value.

【0027】次に、本実施の形態の動作原理を、図6を
参照して説明する。
Next, the operation principle of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0028】本実施の形態の構成では、前記第1の実施
の形態と同様に、図3のように、相補的にどちらか一方
が発振する双安定特性を得ることができる。光横注入導
波路Sub.1は、電流注入により光増幅機能を有する
信号光導入導波路として機能する。約10マイクロワッ
ト程度のわずかな入射制御光で、約1ミリワット程度の
十分な到達光強度が得られ、効果的に可飽和吸収領域を
励起する。
With the configuration of this embodiment, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 3, it is possible to obtain a bistable characteristic in which either one oscillates complementarily. Optical lateral injection waveguide Sub. 1 functions as a signal light introducing waveguide having an optical amplification function by current injection. With a small incident control light of about 10 microwatts, a sufficient reaching light intensity of about 1 milliwatt can be obtained, and the saturable absorption region is effectively excited.

【0029】例えば、レーザ利得導波路W2がTE偏光
のモードが発振しているときは、TE偏光モードに寄与
する可飽和吸収領域Abs.2はすでに透明になってい
るが、その手前に位置するAbs.1は、TM偏光で発
振すべき導波路W1上にあるため、光利得が抑制され、
励起子吸収損失の大きい状態にある。この可飽和吸収領
域Abs.1に横注入導波路Sub.1からの制御光が
到達すると、吸収損失が減り、双安定レーザは、TMモ
ードで発振する。それに同期して、共通部分であるY分
岐導波路W3および光利得導波路W4の光利得を奪われ
たレーザ利得導波路W2のTM偏光のモードが発振を停
止する。
For example, when the laser gain waveguide W2 is oscillating in the TE polarization mode, the saturable absorption region Abs. 2 is already transparent, but the Abs. No. 1 is on the waveguide W1 to be oscillated with TM polarized light, the optical gain is suppressed,
Exciton absorption loss is high. This saturable absorption region Abs. 1 to the lateral injection waveguide Sub. When the control light from 1 arrives, the absorption loss decreases, and the bistable laser oscillates in the TM mode. In synchronization with this, the TM-polarized mode of the laser gain waveguide W2 deprived of the optical gains of the Y branch waveguide W3 and the optical gain waveguide W4, which are the common portions, stops oscillating.

【0030】逆に、あらかじめレーザ利得導波路W1が
TM偏光モードが発信しているときは、TM偏光モード
に寄与する可飽和吸収領域Abs.1はすでに透明にな
っているため、レーザ利得導波路W1は横注入導波路S
ub.1より入射する外部光に対して不感症であるが、
その先に位置するレーザ利得導波路W2上のTE偏光の
非発振のモードの可飽和吸収領域Abs.2は、横注入
導波路Sub.1からの外部光により励起され、吸収損
失が減り、双安定レーザは発振が始まる。その結果、い
ままで発振していた偏光モードは利得を失い発振が停止
し、可飽和領域Abs1.も吸収が増加する。レーザ利
得導波路と同軸でない横方向より入射する光の電場は、
幅3μmの可飽和吸収領域の活性層に1方向から吸収さ
れる。そして、外部光の75%は吸収されてスイッチン
グに寄与する。双安定スイッチング速度は、通常の発振
閾値電流の数倍のキャリア密度の状態で行われるので、
スイッチングonの速度は10GHz以上も可能であ
る。スイッチングoffは、通常、可飽和領域の回復時
間に律速されるが、この場合、直交するモードのスイッ
チングonと連携しているので、on時間と同じく十分
高速である。
On the contrary, when the TM polarization mode is transmitted from the laser gain waveguide W1 in advance, the saturable absorption region Abs. Since 1 is already transparent, the laser gain waveguide W1 is the lateral injection waveguide S
ub. It is insensitive to external light incident from 1, but
The saturable absorption region Abs. Of the non-oscillation mode of the TE polarization on the laser gain waveguide W2 located at the end of the saturable absorption region Abs. 2 is a lateral injection waveguide Sub. The bistable laser starts to oscillate because it is excited by the external light from 1 to reduce the absorption loss. As a result, the polarization mode that has been oscillating up to now loses its gain and stops oscillating, and the saturable region Abs1. Also increases absorption. The electric field of light incident from the lateral direction that is not coaxial with the laser gain waveguide is
It is absorbed from one direction by the active layer in the saturable absorption region having a width of 3 μm. Then, 75% of the external light is absorbed and contributes to switching. The bistable switching speed is performed in a state where the carrier density is several times the normal oscillation threshold current,
The switching on speed can be 10 GHz or more. The switching off is normally limited by the recovery time of the saturable region, but in this case, since it is linked to the switching on of the orthogonal mode, it is sufficiently fast as the on time.

【0031】図7に、制御光入射と各偏光方向の出力光
のタイミングの関係の例を示した。横注入導波路Su
b.1から入射した光によって、レーザ利得導波路W1
からは垂直、水平の出力が得られ、相補的に、レーザ利
得導波路W2からは垂直偏光の発振、非発振の強度スイ
ッチングが得られ、光利得導波路W4からは水平偏光の
発振、非発振の強度スイッチング出力が得られる。それ
ぞれの出力には、入力信号の漏れはなく、入射光側にも
出射信号の戻りはない。なお、それぞれの可飽和吸収領
域Abs.1,Abs.2に別々に制御光が入るように
入射光増幅道路を独立に設けても良い。
FIG. 7 shows an example of the relationship between the control light incidence and the output light timing in each polarization direction. Lateral injection waveguide Su
b. By the light incident from the laser gain waveguide W1
From the laser gain waveguide W2, and vertically polarized oscillation and non-oscillation intensity switching are obtained from the laser gain waveguide W2, and horizontally polarized oscillation and non-oscillation from the optical gain waveguide W4. The intensity switching output of is obtained. There is no leakage of the input signal in each output, and no return of the output signal on the incident light side. In addition, each saturable absorption region Abs. 1, Abs. The incident light amplification roads may be independently provided so that the control lights can enter the two separately.

【0032】この際も、第1の実施の形態と同じく2つ
の異なるモード利得を持つ導波路の結合は、結晶面に対
して横方向とは限らない。図5に示すように、結晶面の
厚み方向に重なった2つの導波路TM1,TE1があ
り、共通の利得導波路G1と方向性結合導波路C1を介
して上記と同じ効果が期待できる。この場合、各偏光の
レーザ利得は、各結晶層の歪み量(引っ張りひずみまた
は圧縮歪み)で選択できるので、導波路構造は同一サイ
ズで形成でき、構造を単純化できる利点を持つ。また、
制御光は面垂直方向から入射することができる。
Also in this case, the coupling of the waveguides having two different mode gains is not limited to the lateral direction with respect to the crystal plane, as in the first embodiment. As shown in FIG. 5, there are two waveguides TM1 and TE1 overlapping in the thickness direction of the crystal plane, and the same effect as above can be expected via the common gain waveguide G1 and directional coupling waveguide C1. In this case, since the laser gain of each polarized light can be selected by the strain amount (tensile strain or compressive strain) of each crystal layer, the waveguide structure can be formed in the same size, and the structure can be simplified. Also,
The control light can enter from the direction perpendicular to the surface.

【0033】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態を示す。この実施の形態は、本発明の請求
項3に対応するものである。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. This embodiment corresponds to claim 3 of the present invention.

【0034】図8は、本発明に係る光制御レーザスイッ
チの第3の実施の形態の構成図である。図中、W1は波
長λ1に高い利得を持つよう設計された分布帰還型グレ
ーティングを持つレーザ利得導波路(第2の利得導波
路)であり、W2は水平偏光にλ2高い利得を持つよう
設計された分布帰還型グレーティングを持つレーザ利得
導波路(第3の利得導波路)であり、W3は2つの導波
路を光学的に結合させるY分岐導波路である。また、W
4は前記2つのレーザ利得導波路に共通な光利得導波路
(第1の利得導波路)であり、この光利得導波路W4に
は、特に波長選択的グレーティングは付与していない。
また、Abs.1およびAbs.2は各々レーザ利得導
波路W1とW2の発振を抑える第1および第2の可飽和
吸収領域であり、Sub.1は可飽和吸収領域Abs.
1とAbs.2とに制御光を導く光横注入導波路(制御
光入力用利得導波路)である。E1,E2,E3,E4
は、レーザ利得導波路W1、レーザ利得導波路W2、Y
分岐導波路W3、光利得導波路W4、過飽和吸収領域A
bs.1および2のそれぞれにおける利得電流を制御す
る電極であり、Seg.は各領域間を電気的に分離する
分離領域であり、QW1は急峻な励起子吸収と光利得を
持つ各々の導波路に共通するMQW活性層である。可飽
和吸収領域Abs.1,2へ制御光を導く横注入導波路
Sub.1は、入射端面に無反射コーティングARを施
してある。
FIG. 8 is a block diagram of the third embodiment of the light control laser switch according to the present invention. In the figure, W1 is a laser gain waveguide (second gain waveguide) having a distributed feedback grating designed to have a high gain at wavelength λ1, and W2 is designed to have a high gain of λ2 for horizontally polarized light. Is a laser gain waveguide (third gain waveguide) having a distributed feedback grating, and W3 is a Y-branch waveguide that optically couples the two waveguides. Also, W
Reference numeral 4 denotes an optical gain waveguide (first gain waveguide) common to the two laser gain waveguides, and the optical gain waveguide W4 is not provided with a wavelength selective grating.
Also, Abs. 1 and Abs. Reference numerals 2 and 1 denote first and second saturable absorption regions for suppressing oscillation of the laser gain waveguides W1 and W2, respectively. 1 is the saturable absorption region Abs.
1 and Abs. 2 is a lateral optical injection waveguide (control light input gain waveguide) for guiding control light to E1, E2, E3, E4
Is a laser gain waveguide W1, a laser gain waveguide W2, Y
Branch waveguide W3, optical gain waveguide W4, supersaturation absorption region A
bs. 1 and 2 are electrodes for controlling the gain current in each of Seg. Is an isolation region for electrically isolating each region, and QW1 is an MQW active layer common to the respective waveguides having steep exciton absorption and optical gain. Saturable absorption region Abs. Lateral injection waveguide Sub. In No. 1, the incident end face is provided with antireflection coating AR.

【0035】前記構成において、垂直偏光の双安定レー
ザ共振器は、反射鏡R3とレーザ利得導波路W1上のグ
レーティング、レーザ利得導波路W1、Y分岐導波路W
3、可飽和吸収領域Abs.1、共通光利得導波路W4
で構成される。また、水平偏光の双安定レーザは、反射
鏡R3,レーザ利得導波路W2上のグレーティング、レ
ーザ利得導波路W2、Y分岐導波路W3、可飽和吸収領
域Abs.2、共通光利得導波路W4で構成される。光
利得導波路W4,Y分岐導波路W3は、両波長に共通な
利得領域であるため、一定の電流値において片方の波長
で発振した場合、他方の発振のための光利得が不足し、
抑制される。このモードの切り替えは、スイッチonす
るレーザの立ち上がり時間(緩和振動周波数)に依存
し、電流値を通常の発振しきい値より高く設定すると、
偏光を用いたスイッチと同様に高速のモード切り替えが
可能である。動作の手順は、前記第2の実施の形態に同
様であるので、説明を省略する。
In the above-mentioned structure, the vertically polarized bistable laser resonator includes the reflector R3, the grating on the laser gain waveguide W1, the laser gain waveguide W1, and the Y branch waveguide W.
3, saturable absorption region Abs. 1. Common optical gain waveguide W4
It consists of. Further, the horizontally polarized bistable laser includes a reflector R3, a grating on the laser gain waveguide W2, a laser gain waveguide W2, a Y branch waveguide W3, a saturable absorption region Abs. 2. Common optical gain waveguide W4. Since the optical gain waveguide W4 and the Y-branch waveguide W3 are gain regions common to both wavelengths, when oscillating at one wavelength at a constant current value, the optical gain for the other oscillation is insufficient,
Suppressed. This mode switching depends on the rise time (relaxation oscillation frequency) of the laser that is switched on, and if the current value is set higher than the normal oscillation threshold value,
High-speed mode switching is possible like a switch using polarized light. The procedure of the operation is the same as that of the second embodiment, so the explanation is omitted.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる光
制御レーザスイッチによれば、二つの偏光または各々の
波長で発振しやすいレーザ利得導波路同士を一領域結合
して、各々の可飽和吸収領域をレーザ利得導波路と同軸
でない(例えば、面垂直入射や、横注入導波路)方向か
ら高速の制御信号光で励起することにより、高速でメモ
リ性をもった光スイッチング特性を、(a)厳しい波長
依存性、(b)出射信号側への漏れ光、(c)入射信号
側への戻り光など実用上の問題点を解決した上で、得る
ことができる。しかも、本発明の光制御レーザスイッチ
の出力は、導波路方向であり、単一の偏波方向または波
長のみの出力でも、両方の偏波の信号でも取り出し可能
であるため、LSIロジックに対応したフリップフロッ
プ動作や、DATA,DATA−Barの同時出力が可
能であり、論理動作に適している。また、小型でモジュ
ール化できるため、取り扱いも容易で高速の光信号処理
装置、光伝送装置等に使用することができる。
As described above, according to the optically controlled laser switch of the present invention, the laser gain waveguides that are likely to oscillate with two polarizations or respective wavelengths are coupled to each other in one region and each saturable wavelength is adjusted. By exciting the absorption region with a high-speed control signal light from a direction not coaxial with the laser gain waveguide (for example, a plane vertical incidence or a lateral injection waveguide), a high-speed optical switching characteristic having a memory property can be obtained. It can be obtained after solving practical problems such as severe wavelength dependence, (b) leakage light to the output signal side, and (c) return light to the input signal side. Moreover, the output of the optically controlled laser switch of the present invention is in the direction of the waveguide, and it is possible to take out an output in a single polarization direction or only a wavelength, or a signal in both polarizations. Flip-flop operation and simultaneous output of DATA and DATA-Bar are possible, which is suitable for logical operation. Further, since it is small and can be made into a module, it can be easily used and can be used for a high-speed optical signal processing device, an optical transmission device, and the like.

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

【図1】本発明の第1実施の形態の偏波光レーザスイッ
チの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a polarized light laser switch according to a first embodiment of the present invention.

【図2】光制御レーザスイッチの双安定光出力抑制を説
明するためのもので、(a)は利得電流−光出力特性を
示すグラフであり、(b)は(a)図における矢印の条
件での光入力−光出力特性を示すグラフである。
2A and 2B are diagrams for explaining bistable light output suppression of a light control laser switch, FIG. 2A is a graph showing a gain current-light output characteristic, and FIG. 2B is a condition of an arrow in FIG. 5 is a graph showing optical input-optical output characteristics in FIG.

【図3】光制御レーザスイッチ(2偏光レーザスイッ
チ)の入出力特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing input / output characteristics of a light control laser switch (two-polarization laser switch).

【図4】本発明の第1の実施の実施の形態の光制御レー
ザスイッチの動作特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing operating characteristics of the light control laser switch according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態を説明するための光
制御レーザスイッチ(偏波光レーザスイッチ)の断面構
成図である。
FIG. 5 is a sectional configuration diagram of an optically controlled laser switch (polarized light laser switch) for explaining the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施の形態の光制御レーザスイッ
チ(偏波光レーザスイッチ)の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optically controlled laser switch (polarized light laser switch) according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施の形態の光制御レーザスイッ
チの動作特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing operating characteristics of the light control laser switch according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施の形態の光制御レーザスイッ
チ(レーザ波長光スイッチ)の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical control laser switch (laser wavelength optical switch) according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の光制御レーザスイッチ(双安定レーザ)
の断面構成図である。
FIG. 9: Conventional optical control laser switch (bistable laser)
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Abs.1 第1の可飽和吸収領域 Abs.2 第2の可飽和吸収領域 F1,F2 制御光を導くレンズ付きファイバ(制御光
入力用利得導波路) Sub.1 制御光を導く光横注入導波路(制御光入力
用利得導波路) W1 レーザ利得導波路(第2の利得導波路) W2 レーザ利得導波路(第3の利得導波路) W3 Y分岐導波路 W4 光利得導波路(第1の利得導波路)
Abs. 1 First saturable absorption region Abs. 2 Second saturable absorption region F1, F2 Fiber with lens for guiding control light (control light input gain waveguide) Sub. 1 Optical lateral injection waveguide for guiding control light (control light input gain waveguide) W1 laser gain waveguide (second gain waveguide) W2 laser gain waveguide (third gain waveguide) W3 Y branch waveguide W4 optical gain waveguide (first gain waveguide)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の利得導波路と、該第1の利得導波
路に光学的に接続するとともに第1の可飽和吸収領域を
有する第2の利得導波路と、前記第1の利得導波路に光
学的に接続するとともに第2の可飽和吸収領域を有する
第3の利得導波路とからなり、 前記第1の利得導波路と前記第2の利得導波路が第1の
光共振器を形成するとともに、前記第1の利得導波路と
前記第3の利得導波路が第2の光共振器を形成し、 前記第1の光共振器の垂直偏光に対する利得が、該第1
の光共振器の水平偏光に対する利得に比して高く、 前記第2の光共振器の水平偏光に対する利得が、該第2
の光共振器の垂直偏光に対する利得に比して高いことを
特徴とする光制御レーザスイッチ。
1. A first gain waveguide, a second gain waveguide optically connected to the first gain waveguide and having a first saturable absorption region, and the first gain waveguide. A third gain waveguide that is optically connected to the waveguide and has a second saturable absorption region, wherein the first gain waveguide and the second gain waveguide form a first optical resonator. The first gain waveguide and the third gain waveguide form a second optical resonator, and the gain of the first optical resonator with respect to vertical polarization is
Is higher than the gain of the second optical resonator with respect to horizontal polarization, and the gain of the second optical resonator with respect to horizontal polarization is
The optical control laser switch is characterized in that it is higher than the gain for the vertically polarized light of the optical resonator of.
【請求項2】 前記第1の可飽和吸収領域および前記第
2の可飽和吸収領域に光学的に結合する制御光入力用の
利得導波路を有することを特徴とする請求項1記載の光
制御レーザスイッチ。
2. The optical control according to claim 1, further comprising a gain waveguide for inputting control light, which is optically coupled to the first saturable absorption region and the second saturable absorption region. Laser switch.
【請求項3】 第1の利得導波路と、該第1の利得導波
路に光学的に接続するとともに第1の可飽和吸収領域を
有する第2の利得導波路と、前記第1の利得導波路に光
学的に接続するとともに第2の可飽和吸収領域を有する
第3の利得導波路とからなり、 前記第1の利得導波路と前記第2の利得導波路が第1の
光共振器を形成するとともに、前記第1の利得導波路と
前記第3の利得導波路が第2の光共振器を形成し、 前記第1の光共振器の第1の波長を有する光に対する利
得が、該第1の光共振器の第2の波長を有する光に対す
る利得に比して高く、 前記第2の光共振器の第2の波長を有する光に対する利
得が、該第2の光共振器の第1の波長を有する光に対す
る利得に比して高いことを特徴とする光制御レーザスイ
ッチ。
3. A first gain waveguide, a second gain waveguide optically connected to the first gain waveguide and having a first saturable absorption region, and the first gain waveguide. A third gain waveguide that is optically connected to the waveguide and has a second saturable absorption region, wherein the first gain waveguide and the second gain waveguide form a first optical resonator. And the first gain waveguide and the third gain waveguide form a second optical resonator, and the gain of the first optical resonator for light having a first wavelength is The gain of the first optical resonator with respect to the light having the second wavelength is higher, and the gain of the second optical resonator with respect to the light having the second wavelength is higher than that of the second optical resonator. An optically controlled laser switch having a higher gain than that of light having a wavelength of 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003025665A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-27 Japan Science And Technology Agency All-optical flip-flop
JP2004240361A (en) * 2003-02-10 2004-08-26 Seiko Epson Corp Lens integrated optical fiber and method of manufacturing the same, optical module, and optical transfer means
JP2006349951A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical flip flop circuit
JP2007025368A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Yokogawa Electric Corp Optical and element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003025665A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-27 Japan Science And Technology Agency All-optical flip-flop
JP2004240361A (en) * 2003-02-10 2004-08-26 Seiko Epson Corp Lens integrated optical fiber and method of manufacturing the same, optical module, and optical transfer means
JP2006349951A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical flip flop circuit
JP2007025368A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Yokogawa Electric Corp Optical and element

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