JPH10333199A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
- Publication number
- JPH10333199A JPH10333199A JP9154476A JP15447697A JPH10333199A JP H10333199 A JPH10333199 A JP H10333199A JP 9154476 A JP9154476 A JP 9154476A JP 15447697 A JP15447697 A JP 15447697A JP H10333199 A JPH10333199 A JP H10333199A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- light
- polarization
- wavelength
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 124
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 113
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 88
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0003—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/03—WDM arrangements
- H04J14/0305—WDM arrangements in end terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
- H01S5/0608—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by light, e.g. optical switch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
- H01S5/06236—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the polarisation, e.g. TM/TE polarisation switching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高速動作が可能で、部品数が少なく構成が簡易
な光波長変換装置である。 【解決手段】光波長変換装置は、内部に周期構造を有し
活性層が２つの独立した偏光モードにほぼ等しい利得を
有している半導体レーザ１と、所定の偏光モードを有す
る光を選択して半導体レーザ１に入射する手段３と、他
の所定の偏光モードを有する光を選択して半導体レーザ
１より取り出す手段６とを備える。
な光波長変換装置である。 【解決手段】光波長変換装置は、内部に周期構造を有し
活性層が２つの独立した偏光モードにほぼ等しい利得を
有している半導体レーザ１と、所定の偏光モードを有す
る光を選択して半導体レーザ１に入射する手段３と、他
の所定の偏光モードを有する光を選択して半導体レーザ
１より取り出す手段６とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におけ
る光波長多重通信ネットワーク及び光波長多重通信等に
使用される光波長変換装置に関し、特に光信号を光のま
まで波長交換する光波長変換装置に関するものである。
る光波長多重通信ネットワーク及び光波長多重通信等に
使用される光波長変換装置に関し、特に光信号を光のま
まで波長交換する光波長変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、分割電極を有するＤＢＲレーザ
（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔ
ｏｒ）型半導体レーザにおいて、活性層の一部を過飽和
吸収領域として動作させる光波長変換装置が提案されて
いる（Kondo他, "Giga-bit Operation of Wavelength C
onversion Laser", 1990 International Topical Meeti
ng on Photonic Switching, 13D-9, 1990年）。図９
（ａ）はその光波長変換装置の構成を示す図であり、５
２１は第１の活性領域、５２２は過飽和吸収領域、５２
３は第２の活性領域、５２４は位相調整領域、５２５は
ＤＢＲ領域である。
（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔ
ｏｒ）型半導体レーザにおいて、活性層の一部を過飽和
吸収領域として動作させる光波長変換装置が提案されて
いる（Kondo他, "Giga-bit Operation of Wavelength C
onversion Laser", 1990 International Topical Meeti
ng on Photonic Switching, 13D-9, 1990年）。図９
（ａ）はその光波長変換装置の構成を示す図であり、５
２１は第１の活性領域、５２２は過飽和吸収領域、５２
３は第２の活性領域、５２４は位相調整領域、５２５は
ＤＢＲ領域である。
【０００３】図９（ｂ）は、図９（ａ）の動作を説明す
るための図であり、横軸は第２の活性領域５２３への注
入電流、縦軸は出力光強度をそれぞれ表わしている。注
入電流を増加して発振状態となる電流値は、発振状態か
ら注入電流を減少して発振が停止する電流値より大きい
ことが分かる。図９（ｂ）に示すように、注入電流をバ
イアス点ａに設定すると、入力光のない状態では出力光
も出力されない。ここで、入力光を加えると過飽和吸収
領域５２２の光吸収係数が減少し、レーザが発振状態と
なり出力光が出力されるようになる。出力光の波長は、
位相調整領域５２４とＤＢＲ領域５２５への電流を調整
することにより変化させることができるので、入力光の
波長を所望の波長に変換して出力することができる。
るための図であり、横軸は第２の活性領域５２３への注
入電流、縦軸は出力光強度をそれぞれ表わしている。注
入電流を増加して発振状態となる電流値は、発振状態か
ら注入電流を減少して発振が停止する電流値より大きい
ことが分かる。図９（ｂ）に示すように、注入電流をバ
イアス点ａに設定すると、入力光のない状態では出力光
も出力されない。ここで、入力光を加えると過飽和吸収
領域５２２の光吸収係数が減少し、レーザが発振状態と
なり出力光が出力されるようになる。出力光の波長は、
位相調整領域５２４とＤＢＲ領域５２５への電流を調整
することにより変化させることができるので、入力光の
波長を所望の波長に変換して出力することができる。
【０００４】この光波長変換装置では、入力光が過飽和
吸収領域へ入射して波長変換動作を行なってから、過飽
和吸収領域が初期状態に復帰するのに要する時間は、キ
ャリヤの注入時間により制限されるため、波長変換動作
をさせる光信号の変調速度が通常ナノ秒程度に制限さ
れ、さらに、高速の動作ができないという問題があっ
た。
吸収領域へ入射して波長変換動作を行なってから、過飽
和吸収領域が初期状態に復帰するのに要する時間は、キ
ャリヤの注入時間により制限されるため、波長変換動作
をさせる光信号の変調速度が通常ナノ秒程度に制限さ
れ、さらに、高速の動作ができないという問題があっ
た。
【０００５】この点を解決する為に、半導体レーザの２
つの直交する偏光モードの発振を利用して、光の波長の
みを変換する光波長変換装置も提案されている（特開平
６−１２０５９５号公報）。図１０はその光波長変換装
置の構成を示す図である。同図において、入力光６１２
は、偏光分離素子６０８により特定の偏光モード（半導
体レーザ６０１の一方の偏光モードに対応）が選択さ
れ、レンズ６０９を介して半導体レーザ６０１ヘ入射さ
れる。半導体レーザ６０１は、入力端面とミラー６５２
との間で外部共振器を形成し、選択した偏光モードおよ
び複数の波長を含む入力光の中の所望の波長（該波長を
波長制御用電圧端子６７２を持つ波長フィルタ６６２で
選択）でレーザ発振する。一方、前記入力光の中に該所
望の波長の光がない場合は、半導体レーザ６０１の入力
端面と別のミラー６５１との間で外部共振器を形成し、
他方の偏光モードおよび波長フィルタ６６１で選択した
任意の波長でレーザ発振する。
つの直交する偏光モードの発振を利用して、光の波長の
みを変換する光波長変換装置も提案されている（特開平
６−１２０５９５号公報）。図１０はその光波長変換装
置の構成を示す図である。同図において、入力光６１２
は、偏光分離素子６０８により特定の偏光モード（半導
体レーザ６０１の一方の偏光モードに対応）が選択さ
れ、レンズ６０９を介して半導体レーザ６０１ヘ入射さ
れる。半導体レーザ６０１は、入力端面とミラー６５２
との間で外部共振器を形成し、選択した偏光モードおよ
び複数の波長を含む入力光の中の所望の波長（該波長を
波長制御用電圧端子６７２を持つ波長フィルタ６６２で
選択）でレーザ発振する。一方、前記入力光の中に該所
望の波長の光がない場合は、半導体レーザ６０１の入力
端面と別のミラー６５１との間で外部共振器を形成し、
他方の偏光モードおよび波長フィルタ６６１で選択した
任意の波長でレーザ発振する。
【０００６】出力として、前記所望の波長の入力光がな
い状態での出力光６１３を得るが、この入力光がない場
合の発振波長は、波長制御用電圧端子６７１を持つ波長
フィルタ６６１で任意に選択できるので、入力光６１２
の波長が任意の波長に変換されて出力される。この際、
入力光６１２の信号と出力光６１３の信号は反転する
が、元の信号に戻すことは容易である。尚、６０２は半
導体レーザ６０１の片方の出力端面に施した無反射コー
ト、６０３は電流供給端子、６０４は半導体レーザ６０
１より出力される２つの直交する偏光モードの光を分離
する為の偏光分離素子、６１１はミラー６５１からの透
過光を出力光として外部へ出力する為のレンズである。
い状態での出力光６１３を得るが、この入力光がない場
合の発振波長は、波長制御用電圧端子６７１を持つ波長
フィルタ６６１で任意に選択できるので、入力光６１２
の波長が任意の波長に変換されて出力される。この際、
入力光６１２の信号と出力光６１３の信号は反転する
が、元の信号に戻すことは容易である。尚、６０２は半
導体レーザ６０１の片方の出力端面に施した無反射コー
ト、６０３は電流供給端子、６０４は半導体レーザ６０
１より出力される２つの直交する偏光モードの光を分離
する為の偏光分離素子、６１１はミラー６５１からの透
過光を出力光として外部へ出力する為のレンズである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、この光波
長変換装置では、２つの偏光モードそれぞれに波長を選
択するための波長フィルタと、外部共振器を形成するミ
ラーが必要となり、部品数が多く、構成が複雑であると
いう問題があった。
長変換装置では、２つの偏光モードそれぞれに波長を選
択するための波長フィルタと、外部共振器を形成するミ
ラーが必要となり、部品数が多く、構成が複雑であると
いう問題があった。
【０００８】従って、本発明の第１の目的は、前記幾つ
かの問題を解決するために、高速動作が可能で、部品数
が少なく構成が簡易な光波長変換装置及びそれを用いた
システムを提供することにある。
かの問題を解決するために、高速動作が可能で、部品数
が少なく構成が簡易な光波長変換装置及びそれを用いた
システムを提供することにある。
【０００９】更に、本発明の第２の目的は、入力光の波
長が半導体レーザの利得帯域から多少離れていても波長
変換が可能な広帯域の光波長変換装置を提供することに
ある。
長が半導体レーザの利得帯域から多少離れていても波長
変換が可能な広帯域の光波長変換装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するために、本発明の光波長変換装置は、内部に周期
構造を有し活性層が２つの独立した偏光モードにほぼ等
しい利得を有している半導体レーザ（複数の電極を有す
る分布帰還型半導体レーザ又はブラッグ反射型半導体レ
ーザなど）と、所定の偏光モードを有する光を選択して
該半導体レーザに入射する手段（偏光子、偏波保存ファ
イバなど）と、他の所定の偏光モードを有する光を選択
して該半導体レーザより取り出す手段（偏光子、偏波保
存ファイバなど）とを備えたことを特徴とする。ここで
前記周期構造は、レーザ内で光が分布する部分、すなわ
ち導波路に設けられていればよい。
成するために、本発明の光波長変換装置は、内部に周期
構造を有し活性層が２つの独立した偏光モードにほぼ等
しい利得を有している半導体レーザ（複数の電極を有す
る分布帰還型半導体レーザ又はブラッグ反射型半導体レ
ーザなど）と、所定の偏光モードを有する光を選択して
該半導体レーザに入射する手段（偏光子、偏波保存ファ
イバなど）と、他の所定の偏光モードを有する光を選択
して該半導体レーザより取り出す手段（偏光子、偏波保
存ファイバなど）とを備えたことを特徴とする。ここで
前記周期構造は、レーザ内で光が分布する部分、すなわ
ち導波路に設けられていればよい。
【００１１】この構成において、２つの独立した偏光モ
ードにほぼ等しい利得を有する半導体レーザにしきい値
以上の電流を注入すると、どちらか一方の偏光モードで
レーザ発振する。この際、選択される偏光モードは、注
入電流の不均一、利得の僅かな差、回折格子および導波
路の偏光依存性などにより決まる。このとき、他方の偏
光モードは抑圧されるので、通常は発振しないが、この
偏光と同一の偏光モードの光で、かつ、活性層の利得ピ
ークの近傍の波長の入力光で且つ充分な強度を持つ入力
光が入射すると、入力光の偏光モードでレーザ発振が生
じ、先ほどまでレーザ発振していたもう一方の偏光モー
ドの光は、逆に発振が抑圧されて発振を停止する。さら
に、入力光が遮断された場合には、再び最初の発振状態
に戻るように２つの偏光モードの光の利得を構造的或は
注入電流制御で調整しておけば、入力光のオン・オフに
対応して、出力光の偏光が互いに直交する偏光モード間
で切り替わる。この偏光モードのスイッチングは、キャ
リヤ数の変動がないので、高速に動作する。ここで、２
つの独立した偏光モードの利得がほぼ等しい状態とは、
該２つのモードそれぞれの発振波長における自然放出光
の利得差が望ましくは１０ｄＢ以内、更に望ましくは３
ｄＢ以内の状態である。
ードにほぼ等しい利得を有する半導体レーザにしきい値
以上の電流を注入すると、どちらか一方の偏光モードで
レーザ発振する。この際、選択される偏光モードは、注
入電流の不均一、利得の僅かな差、回折格子および導波
路の偏光依存性などにより決まる。このとき、他方の偏
光モードは抑圧されるので、通常は発振しないが、この
偏光と同一の偏光モードの光で、かつ、活性層の利得ピ
ークの近傍の波長の入力光で且つ充分な強度を持つ入力
光が入射すると、入力光の偏光モードでレーザ発振が生
じ、先ほどまでレーザ発振していたもう一方の偏光モー
ドの光は、逆に発振が抑圧されて発振を停止する。さら
に、入力光が遮断された場合には、再び最初の発振状態
に戻るように２つの偏光モードの光の利得を構造的或は
注入電流制御で調整しておけば、入力光のオン・オフに
対応して、出力光の偏光が互いに直交する偏光モード間
で切り替わる。この偏光モードのスイッチングは、キャ
リヤ数の変動がないので、高速に動作する。ここで、２
つの独立した偏光モードの利得がほぼ等しい状態とは、
該２つのモードそれぞれの発振波長における自然放出光
の利得差が望ましくは１０ｄＢ以内、更に望ましくは３
ｄＢ以内の状態である。
【００１２】出力光は、入力光のオン・オフにかかわら
ず得られるが、偏光が異なるので、入力光のオフに対応
した光出力のみを容易に取り出すことが可能である。一
方、出力光の波長は、半導体レーザの回折格子が形成さ
れている領域への注入電流等を制御することにより、所
望の波長に設定することが可能であり、入力光の波長が
変換できる。
ず得られるが、偏光が異なるので、入力光のオフに対応
した光出力のみを容易に取り出すことが可能である。一
方、出力光の波長は、半導体レーザの回折格子が形成さ
れている領域への注入電流等を制御することにより、所
望の波長に設定することが可能であり、入力光の波長が
変換できる。
【００１３】上記動作により、入力光がオンの時、出力
光はオフとなるので、入出力はオンとオフが反転する
が、もとの信号を再現することは容易であり、例えば、
本発明の光波長変換装置を偶数段通すことにより、反転
を戻すことも可能である。
光はオフとなるので、入出力はオンとオフが反転する
が、もとの信号を再現することは容易であり、例えば、
本発明の光波長変換装置を偶数段通すことにより、反転
を戻すことも可能である。
【００１４】上記構成に更に所定の偏光モードを有する
光を増幅して半導体レーザに入射する手段を備えたり、
前記所定の偏光モードを有する光を選択して半導体レー
ザに入射する手段に、所定の偏光モードを有する光を増
幅して半導体レーザに入射する機能を持たせることで、
入力光の波長が半導体レーザの利得帯域から多少離れて
いても波長変換が可能な広帯域の光波長変換装置を実現
できる。
光を増幅して半導体レーザに入射する手段を備えたり、
前記所定の偏光モードを有する光を選択して半導体レー
ザに入射する手段に、所定の偏光モードを有する光を増
幅して半導体レーザに入射する機能を持たせることで、
入力光の波長が半導体レーザの利得帯域から多少離れて
いても波長変換が可能な広帯域の光波長変換装置を実現
できる。
【００１５】入力光が利得ピーク波長から離れていると
充分な利得が得られず、レーザ発振に至らないが、入力
光を増幅して半導体レーザに入射することにより、半導
体レーザの利得が多少低下する波長の入射光でも、偏波
のスイッチングが実現できる。
充分な利得が得られず、レーザ発振に至らないが、入力
光を増幅して半導体レーザに入射することにより、半導
体レーザの利得が多少低下する波長の入射光でも、偏波
のスイッチングが実現できる。
【００１６】入力光の増幅手段として、入力光を光のま
ま増幅できる半導体光増幅器の使用は、光・電気変換を
必要とせず有効である。更に、主に所定の偏光モードの
光のみを増幅し、他方の偏光モードの光は殆ど増幅しな
い半導体光増幅器を使用することにより、光増幅器の消
費電力の低減が可能である。また、光増幅器からの出力
光は、所定の偏光モードが非常に強くなるので、光増幅
器の前段に設置される偏光選択素子を不必要にすること
が可能である。
ま増幅できる半導体光増幅器の使用は、光・電気変換を
必要とせず有効である。更に、主に所定の偏光モードの
光のみを増幅し、他方の偏光モードの光は殆ど増幅しな
い半導体光増幅器を使用することにより、光増幅器の消
費電力の低減が可能である。また、光増幅器からの出力
光は、所定の偏光モードが非常に強くなるので、光増幅
器の前段に設置される偏光選択素子を不必要にすること
が可能である。
【００１７】また、半導体光増幅器と２つの独立した偏
光モードにほぼ等しい利得を有する半導体レーザを、同
一基板上に集積してもよい。光増幅器の出力と半導体レ
ーザの入力が光導波路で接続されることにより、レンズ
部品の削減、および、一層小型な光波長変換装置を可能
にする。
光モードにほぼ等しい利得を有する半導体レーザを、同
一基板上に集積してもよい。光増幅器の出力と半導体レ
ーザの入力が光導波路で接続されることにより、レンズ
部品の削減、および、一層小型な光波長変換装置を可能
にする。
【００１８】また、半導体増幅器と半導体レーザの少な
くとも一方のストライプ導波路を光の入出力端面に対し
傾斜させることにより、半導体レーザの光が半導体光増
幅器に入射するのを回避できる。これにより、動作を良
好な状態に安定化できるものである。
くとも一方のストライプ導波路を光の入出力端面に対し
傾斜させることにより、半導体レーザの光が半導体光増
幅器に入射するのを回避できる。これにより、動作を良
好な状態に安定化できるものである。
【００１９】また、半導体レーザは、複数の電極の内の
少なくとも１つに注入される電流を制御することによ
り、２つの独立した偏光モードが、一方の偏光から他方
の偏光にスイッチングする半導体レーザを使用できる。
これにより、入力光の偏光モードに合わせて半導体レー
ザの偏光設定を可能とし、実用的な光波長変換装置を実
現するものである。複数の電極の内の少なくとも１つに
注入される電流を制御することにより、発振波長を変化
できる半導体レーザであれば、変換後の波長を任意に設
定できる。
少なくとも１つに注入される電流を制御することによ
り、２つの独立した偏光モードが、一方の偏光から他方
の偏光にスイッチングする半導体レーザを使用できる。
これにより、入力光の偏光モードに合わせて半導体レー
ザの偏光設定を可能とし、実用的な光波長変換装置を実
現するものである。複数の電極の内の少なくとも１つに
注入される電流を制御することにより、発振波長を変化
できる半導体レーザであれば、変換後の波長を任意に設
定できる。
【００２０】また、半導体レーザの活性層は、多重量子
井戸構造の量子効果によるＴＥモードの利得増加に対
し、量子井戸層へ引っ張り歪を導入することによりＴＭ
モードの利得を増加させて、２つの偏光モードにほぼ等
しい利得を実現する構成や、圧縮歪を導入したＴＥ利得
が優位な量子井戸層と引っ張り歪を導入したＴＭ利得が
優位な量子井戸層の積層構成で、２つの偏光モードにほ
ぼ等しい利得を実現する構成や、半導体レーザの利得領
域が複数共振器方向に存在しており、１つの領域は一方
の偏光モードに対して優位な利得を有しており、他の１
つの領域は他方の偏光モードに対して優位な利得を有す
る構成とし、夫々独立して電流注入することにより２つ
の偏光モードにほぼ等しい利得を実現する構成等を取り
得る。
井戸構造の量子効果によるＴＥモードの利得増加に対
し、量子井戸層へ引っ張り歪を導入することによりＴＭ
モードの利得を増加させて、２つの偏光モードにほぼ等
しい利得を実現する構成や、圧縮歪を導入したＴＥ利得
が優位な量子井戸層と引っ張り歪を導入したＴＭ利得が
優位な量子井戸層の積層構成で、２つの偏光モードにほ
ぼ等しい利得を実現する構成や、半導体レーザの利得領
域が複数共振器方向に存在しており、１つの領域は一方
の偏光モードに対して優位な利得を有しており、他の１
つの領域は他方の偏光モードに対して優位な利得を有す
る構成とし、夫々独立して電流注入することにより２つ
の偏光モードにほぼ等しい利得を実現する構成等を取り
得る。
【００２１】また、波長多重された入力光から、波長フ
ィルタで任意の波長を選択し、その所定の偏光モードを
半導体レーザに入射することにより、伝送路上の波長多
重された信号から任意の波長を所望の波長に変換して出
力することが可能となる。
ィルタで任意の波長を選択し、その所定の偏光モードを
半導体レーザに入射することにより、伝送路上の波長多
重された信号から任意の波長を所望の波長に変換して出
力することが可能となる。
【００２２】更に、前記目的を達成するために、本発明
の波長多重通信ネットワークは、伝送路上の光信号を光
のまま波長を交換する光交換器として、上記の光波長変
換装置を使用していることを特徴とする。波長多重され
た伝送路上の任意の波長を光のまま波長を変換すること
により、波長を有効に活用でき、かつ、電気の制約を受
けない大容量通信に適した波長多重通信ネットワークを
実現するものである。
の波長多重通信ネットワークは、伝送路上の光信号を光
のまま波長を交換する光交換器として、上記の光波長変
換装置を使用していることを特徴とする。波長多重され
た伝送路上の任意の波長を光のまま波長を変換すること
により、波長を有効に活用でき、かつ、電気の制約を受
けない大容量通信に適した波長多重通信ネットワークを
実現するものである。
【００２３】
［第１実施例］図１は、本実施例の光波長変換装置の特
徴を最もよく表わす構成図であり、１は２つの独立した
偏光モードにほぼ等しい利得を有する３電極構成の分布
帰還型半導体レーザ、２は入力光４を半導体レーザ１の
入力端面に結合させるためのレンズ、３は入力光４より
所望の偏光モードのみを取り出す偏光子などの偏光選択
素子、４は入力光、５は半導体レーザ１からの出力光を
外部へ結合するためのレンズ、６は半導体レーザ１の出
力光から所望の偏光モードを取り出すための偏光子など
の偏光選択素子、７は出力光である。
徴を最もよく表わす構成図であり、１は２つの独立した
偏光モードにほぼ等しい利得を有する３電極構成の分布
帰還型半導体レーザ、２は入力光４を半導体レーザ１の
入力端面に結合させるためのレンズ、３は入力光４より
所望の偏光モードのみを取り出す偏光子などの偏光選択
素子、４は入力光、５は半導体レーザ１からの出力光を
外部へ結合するためのレンズ、６は半導体レーザ１の出
力光から所望の偏光モードを取り出すための偏光子など
の偏光選択素子、７は出力光である。
【００２４】同図において、半導体レーザ１にしきい値
以上の電流を流すと２つの独立した偏波モードがほぼ等
しい利得を得るが、注入電流の不均一、利得の僅かな
差、回折格子および導波路の偏光依存性（結合効率、損
失などについて）により、どちらか一方の偏光モードで
発振する。この状態において、入力光４の偏光を、偏光
制御素子３により、半導体レーザ１が発振している偏光
モードと異なる偏光モードにして半導体レーザ１に入力
すると、入力光４の偏光モードで発振が生じ、最初に発
振していたモードは抑圧されて発振を停止する。
以上の電流を流すと２つの独立した偏波モードがほぼ等
しい利得を得るが、注入電流の不均一、利得の僅かな
差、回折格子および導波路の偏光依存性（結合効率、損
失などについて）により、どちらか一方の偏光モードで
発振する。この状態において、入力光４の偏光を、偏光
制御素子３により、半導体レーザ１が発振している偏光
モードと異なる偏光モードにして半導体レーザ１に入力
すると、入力光４の偏光モードで発振が生じ、最初に発
振していたモードは抑圧されて発振を停止する。
【００２５】したがって、入力光４のオン・オフに対応
して、半導体レーザ１の出力光は、入力光４の偏光（入
力光のオン）とそれと直交する偏光（入力光のオフ）と
の間でスイッチングする。そこで、偏光選択素子６によ
り入力光４と異なる偏光モードを出力光７として得れ
ば、以下に説明する様に波長が変換できる。この際、出
力光７の信号は入力光４の反転信号となるが、元の信号
を復元することは容易である。
して、半導体レーザ１の出力光は、入力光４の偏光（入
力光のオン）とそれと直交する偏光（入力光のオフ）と
の間でスイッチングする。そこで、偏光選択素子６によ
り入力光４と異なる偏光モードを出力光７として得れ
ば、以下に説明する様に波長が変換できる。この際、出
力光７の信号は入力光４の反転信号となるが、元の信号
を復元することは容易である。
【００２６】１．５５μｍ帯におけるＴＥ偏光とＴＭ偏
光の波長差は、半導体レーザ１の活性層付近の構成にも
依存して多少変化するがおよそ４ｎｍであり、入力光４
の波長が半導体レーザ１の同一偏光の波長と同じ場合、
およそ４ｎｍ離れた波長に変換されることになる。更
に、半導体レーザ１の発振波長は、半導体レーザ１の３
つの電極への注入電流を制御することにより波長を変え
られる構成となっているので、波長可変範囲の中で、所
望の波長の出力光７を得ることが可能になる。
光の波長差は、半導体レーザ１の活性層付近の構成にも
依存して多少変化するがおよそ４ｎｍであり、入力光４
の波長が半導体レーザ１の同一偏光の波長と同じ場合、
およそ４ｎｍ離れた波長に変換されることになる。更
に、半導体レーザ１の発振波長は、半導体レーザ１の３
つの電極への注入電流を制御することにより波長を変え
られる構成となっているので、波長可変範囲の中で、所
望の波長の出力光７を得ることが可能になる。
【００２７】図２は、第１実施例に使用される２つの独
立した偏光モード（ＴＥ、ＴＭモード）にほぼ等しい利
得を有する３電極波長可変ＤＦＢレーザの部分断面斜視
図である。
立した偏光モード（ＴＥ、ＴＭモード）にほぼ等しい利
得を有する３電極波長可変ＤＦＢレーザの部分断面斜視
図である。
【００２８】同図において、２１は下部共通電極、２２
はｎ−ＩｎＰ基板及びｎ−ＩｎＰ下部光閉じ込め層、２
３は高抵抗ＩｎＰ埋込み層、２４は２つの独立した偏光
モードにほぼ等しい利得を有する多重量子井戸活性層で
ある。活性層２４の井戸層はバンド端波長がほぼ１．５
５μｍ、厚さ１３ｎｍのＩｎＧａＡｓ層で、引っ張り歪
−０．６％が導入されており、活性層２４の障壁層はバ
ンド端波長がほぼ１．３μｍ、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａ
ＡｓＰ層で、それぞれ３層（井戸層）、２層（障壁層）
で構成されている。
はｎ−ＩｎＰ基板及びｎ−ＩｎＰ下部光閉じ込め層、２
３は高抵抗ＩｎＰ埋込み層、２４は２つの独立した偏光
モードにほぼ等しい利得を有する多重量子井戸活性層で
ある。活性層２４の井戸層はバンド端波長がほぼ１．５
５μｍ、厚さ１３ｎｍのＩｎＧａＡｓ層で、引っ張り歪
−０．６％が導入されており、活性層２４の障壁層はバ
ンド端波長がほぼ１．３μｍ、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａ
ＡｓＰ層で、それぞれ３層（井戸層）、２層（障壁層）
で構成されている。
【００２９】２５は光導波層となるバンド端波長がほぼ
１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、２６はｐ−ＩｎＰ上部
光閉じ込め層、２７はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、
２８、２９、３０は分離溝により電気的に分離された電
極で、その共振器方向の長さはそれぞれおよそ２００μ
ｍ、５０μｍ、２００μｍとなっている。３１は光導波
層２５と上部光閉じ込め層２６界面に形成された周期お
よそ２３８ｎｍの回折格子である。なお、図２には記載
されていないが、半導体レーザの両端面はＳｉＮ膜コー
ティングにより低反射となっている。
１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ層、２６はｐ−ＩｎＰ上部
光閉じ込め層、２７はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、
２８、２９、３０は分離溝により電気的に分離された電
極で、その共振器方向の長さはそれぞれおよそ２００μ
ｍ、５０μｍ、２００μｍとなっている。３１は光導波
層２５と上部光閉じ込め層２６界面に形成された周期お
よそ２３８ｎｍの回折格子である。なお、図２には記載
されていないが、半導体レーザの両端面はＳｉＮ膜コー
ティングにより低反射となっている。
【００３０】上記半導体レーザは、例えば、全電極にし
きい電流値以上に均一に電流を注入すると、一方の偏光
モードでレーザ発振し、電極２９への電流を制御するこ
とにより他方の偏光モードにスイッチングする偏光スイ
ッチングレーザである。また、電極２８、３０間で注入
電流の割合を変えることにより、波長可変範囲の中で、
発振波長を変化させることができる。
きい電流値以上に均一に電流を注入すると、一方の偏光
モードでレーザ発振し、電極２９への電流を制御するこ
とにより他方の偏光モードにスイッチングする偏光スイ
ッチングレーザである。また、電極２８、３０間で注入
電流の割合を変えることにより、波長可変範囲の中で、
発振波長を変化させることができる。
【００３１】［第２実施例］図３は、第２実施例に使用
される別の半導体レーザである４電極端面発光ＤＢＲレ
ーザの断面略図である。図２と同一構成・機能の部分に
は、同一番号を付した。レーザ発振の偏光モードの調整
は、図２と同様に電極２８、２９、３０への注入電流を
調整して行うが、発振波長の調整は、電極３２への注入
電流の制御のみで行えるので、波長制御が簡易になる。
全体的な構成および動作は第１実施例と同じである。
される別の半導体レーザである４電極端面発光ＤＢＲレ
ーザの断面略図である。図２と同一構成・機能の部分に
は、同一番号を付した。レーザ発振の偏光モードの調整
は、図２と同様に電極２８、２９、３０への注入電流を
調整して行うが、発振波長の調整は、電極３２への注入
電流の制御のみで行えるので、波長制御が簡易になる。
全体的な構成および動作は第１実施例と同じである。
【００３２】本実施例でも、多重量子井戸の井戸層２４
に−０．６％の引っ張り歪みを導入して、２つの独立し
た偏光モードにほぼ等しい利得を得た。
に−０．６％の引っ張り歪みを導入して、２つの独立し
た偏光モードにほぼ等しい利得を得た。
【００３３】［第３実施例］図４は、本発明の第３の実
施例であり、第１実施例との違いは、入出力を偏光保存
ファイバで行うことで、偏光選択素子を不必要にしたも
のである。入力光は、偏光保存ファイバ４１からレンズ
２を介して半導体レーザ１に入力されるので、半導体レ
ーザ１ヘの入力光の偏光は常に特定の偏光モードとな
り、第１実施例における偏光選択素子３は不必要とな
る。
施例であり、第１実施例との違いは、入出力を偏光保存
ファイバで行うことで、偏光選択素子を不必要にしたも
のである。入力光は、偏光保存ファイバ４１からレンズ
２を介して半導体レーザ１に入力されるので、半導体レ
ーザ１ヘの入力光の偏光は常に特定の偏光モードとな
り、第１実施例における偏光選択素子３は不必要とな
る。
【００３４】半導体レーザ１は、第１実施例と同様に入
力光がない状態（オフ）で入力光と異なる偏光モードで
発振し、入力光がある状態（オン）で入力光の偏光モー
ドで発振する。半導体レーザ１からの出力光は、レンズ
５を介して出力用の偏光保存ファイバ４２に結合される
が、この際、出力用の偏光保存ファイバ４２が、入力光
と異なる偏光モードを導波するように配置する。これに
より、出力側でも偏光選択素子なしで所望の偏光モード
を取り出すことが可能となり、第１実施例の構成から入
出力用の偏光選択素子３、６が不必要になるので、装置
の構成が簡単になり、大幅に小型化できる。その他の点
は第１実施例と同じである。
力光がない状態（オフ）で入力光と異なる偏光モードで
発振し、入力光がある状態（オン）で入力光の偏光モー
ドで発振する。半導体レーザ１からの出力光は、レンズ
５を介して出力用の偏光保存ファイバ４２に結合される
が、この際、出力用の偏光保存ファイバ４２が、入力光
と異なる偏光モードを導波するように配置する。これに
より、出力側でも偏光選択素子なしで所望の偏光モード
を取り出すことが可能となり、第１実施例の構成から入
出力用の偏光選択素子３、６が不必要になるので、装置
の構成が簡単になり、大幅に小型化できる。その他の点
は第１実施例と同じである。
【００３５】［第４実施例］図５は第４実施例の光波長
変換装置の構成図である。本実施例と第１実施例との相
違は、所定の偏光モードを有する光を増幅して半導体レ
ーザに入れる増幅手段を有することである。図５におい
て、第１実施例との共通素子は同一番号を付した。同図
において、５３は入射光を光のまま増幅する活性層を持
つ導波路を含む半導体光増幅器、５４は入力光４を半導
体増幅器５３へ入力するためのレンズである。
変換装置の構成図である。本実施例と第１実施例との相
違は、所定の偏光モードを有する光を増幅して半導体レ
ーザに入れる増幅手段を有することである。図５におい
て、第１実施例との共通素子は同一番号を付した。同図
において、５３は入射光を光のまま増幅する活性層を持
つ導波路を含む半導体光増幅器、５４は入力光４を半導
体増幅器５３へ入力するためのレンズである。
【００３６】第１の実施例で説明した様にどちらか一方
の偏光モードで発振した状態において、入力光４から、
偏光選択素子３により、半導体レーザ１が発振している
偏光モードと異なる偏光モードを選択し、半導体光増幅
器５３で増幅した後、半導体レーザ１に入力する。する
と、第１実施例で説明した様に、半導体レーザ１では、
入力光の偏光モードで発振が生じ、最初に発振していた
モードは抑圧されて発振を停止する。
の偏光モードで発振した状態において、入力光４から、
偏光選択素子３により、半導体レーザ１が発振している
偏光モードと異なる偏光モードを選択し、半導体光増幅
器５３で増幅した後、半導体レーザ１に入力する。する
と、第１実施例で説明した様に、半導体レーザ１では、
入力光の偏光モードで発振が生じ、最初に発振していた
モードは抑圧されて発振を停止する。
【００３７】入力光４を半導体光増幅器５３で増幅して
半導体レーザ１に入射することにより、入力光４が、利
得ピークから離れていて半導体レーザ１の利得が多少低
下する波長を有していても、偏波のスイッチングが可能
となり、更に広帯域の光波長変換装置が実現できる。
半導体レーザ１に入射することにより、入力光４が、利
得ピークから離れていて半導体レーザ１の利得が多少低
下する波長を有していても、偏波のスイッチングが可能
となり、更に広帯域の光波長変換装置が実現できる。
【００３８】なお、本実施例では、半導体レーザ１のス
トライプ導波路は、端面に対し垂直から約８度傾斜して
おり、半導体レーザ１の光が光増幅器５３へ入射するの
を回避している。こうして入力光は光増幅器５３で単一
のパスで増幅される様になって動作が良好に保たれるこ
とになる。その他の点は第１実施例と同じである。
トライプ導波路は、端面に対し垂直から約８度傾斜して
おり、半導体レーザ１の光が光増幅器５３へ入射するの
を回避している。こうして入力光は光増幅器５３で単一
のパスで増幅される様になって動作が良好に保たれるこ
とになる。その他の点は第１実施例と同じである。
【００３９】［第５実施例］図６は、半導体光増幅器と
半導体レーザを同一基板上に集積した構成を持つ第５実
施例の構成図である。半導体レーザ部は、図２と同じ構
成である。光増幅器部は、活性層６２付近に回折格子が
存在せず、入射側端面には低反射コーティングが施され
ている。一方、活性層の下部まで掘り下げられた半導体
レーザとの分離溝６４は、溝面からの反射の低減と半導
体レーザ部からの戻り光を低減させるために、へき開面
に対しおよそ８度傾いて形成されている。６１は基板側
の共通の電極であり、６３は光増幅器部の上側の電極で
ある。
半導体レーザを同一基板上に集積した構成を持つ第５実
施例の構成図である。半導体レーザ部は、図２と同じ構
成である。光増幅器部は、活性層６２付近に回折格子が
存在せず、入射側端面には低反射コーティングが施され
ている。一方、活性層の下部まで掘り下げられた半導体
レーザとの分離溝６４は、溝面からの反射の低減と半導
体レーザ部からの戻り光を低減させるために、へき開面
に対しおよそ８度傾いて形成されている。６１は基板側
の共通の電極であり、６３は光増幅器部の上側の電極で
ある。
【００４０】本構成により、図５のレンズ２が不要とな
り、構成部品の削減と光学調整の簡易化が可能となる。
その他の点は第４実施例と同じである。
り、構成部品の削減と光学調整の簡易化が可能となる。
その他の点は第４実施例と同じである。
【００４１】［第６実施例］図７は、本発明の第６の実
施形態であり、図５との違いは、複数の波長を含む波長
多重された入力光７１の中から、波長フィルタ７０によ
り任意の波長の入力光４を選択できる機能を付加したも
のであり、入力光４を選択した後の構成、および、動作
は図５の第４実施例と同じである。本構成により、伝送
路上の多重化された波長の中から、任意の波長を所望の
波長に変換することが可能となる。
施形態であり、図５との違いは、複数の波長を含む波長
多重された入力光７１の中から、波長フィルタ７０によ
り任意の波長の入力光４を選択できる機能を付加したも
のであり、入力光４を選択した後の構成、および、動作
は図５の第４実施例と同じである。本構成により、伝送
路上の多重化された波長の中から、任意の波長を所望の
波長に変換することが可能となる。
【００４２】［第７実施例］半導体レーザの活性層は、
以上の例の他に、より大きな引っ張り歪を導入したＴＭ
利得が優位な量子井戸と圧縮歪を導入したＴＥ利得が優
位な量子井戸を積層することにより、２つの偏光モード
にほぼ等しい利得を実現することが可能である。また、
共振器方向にＴＭ利得が優位な活性層とＴＥ利得が優位
な活性層を直列に配置し独立に電流注入することでも等
しい利得を実現することができる。
以上の例の他に、より大きな引っ張り歪を導入したＴＭ
利得が優位な量子井戸と圧縮歪を導入したＴＥ利得が優
位な量子井戸を積層することにより、２つの偏光モード
にほぼ等しい利得を実現することが可能である。また、
共振器方向にＴＭ利得が優位な活性層とＴＥ利得が優位
な活性層を直列に配置し独立に電流注入することでも等
しい利得を実現することができる。
【００４３】更に、内部に周期構造を持つ偏波スイッチ
ング可能な半導体レーザとして、以上では端面発光型の
ＤＦＢ及びＤＢＲ半導体レーザを例示したが、その他
に、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）なども適
用可能である。
ング可能な半導体レーザとして、以上では端面発光型の
ＤＦＢ及びＤＢＲ半導体レーザを例示したが、その他
に、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）なども適
用可能である。
【００４４】［第８実施例］図８は、本発明の光波長変
換装置を使用する波長多重通信ネットワーク構成の模式
図である。同図において、ネットワークＡ、Ｂは、共通
の波長λ０、λ１、λ２、λ３を使用してそれぞれ波長
アドレス方式（各ノードに波長が予め割り当てられてい
る）の波長多重通信を行っており、更に、ネットワーク
Ａ、Ｂは内部に光波長変換装置を有するルータＡ、Ｂに
より接続されている。例えば、ノードＡ１からノードＢ
３へ通信する場合、ノードＡ１は、ルータＡのアドレス
波長λ０で送信し、ルータＡは、波長をλ０からλ３に
変換してネットワークＢに送信することにより、ノード
Ａ１からノードＢ３への通信を行うことが可能となる。
つまり、伝送路上の光信号を光のまま波長を交換する光
波長変換装置により、各々のネットワークにおいて、同
じ波長を使いながら、簡単にネットワーク同士の接続が
可能になる。
換装置を使用する波長多重通信ネットワーク構成の模式
図である。同図において、ネットワークＡ、Ｂは、共通
の波長λ０、λ１、λ２、λ３を使用してそれぞれ波長
アドレス方式（各ノードに波長が予め割り当てられてい
る）の波長多重通信を行っており、更に、ネットワーク
Ａ、Ｂは内部に光波長変換装置を有するルータＡ、Ｂに
より接続されている。例えば、ノードＡ１からノードＢ
３へ通信する場合、ノードＡ１は、ルータＡのアドレス
波長λ０で送信し、ルータＡは、波長をλ０からλ３に
変換してネットワークＢに送信することにより、ノード
Ａ１からノードＢ３への通信を行うことが可能となる。
つまり、伝送路上の光信号を光のまま波長を交換する光
波長変換装置により、各々のネットワークにおいて、同
じ波長を使いながら、簡単にネットワーク同士の接続が
可能になる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力光を光のまま異なる波長の出力光に変換する光波長
変換部に、導波路内部に周期構造を有し活性層が２つの
独立した偏光モードにほぼ等しい利得を有する半導体レ
ーザを使用することにより、構成部品を少なく、装置を
簡略化できた。また、装置の動作速度（変調速度）ない
しスイッチング時間は、キャリヤの注入時間に依存せ
ず、電子とホールの再結合速度によって決まるので、極
めて高速に動作させることが可能になった。
入力光を光のまま異なる波長の出力光に変換する光波長
変換部に、導波路内部に周期構造を有し活性層が２つの
独立した偏光モードにほぼ等しい利得を有する半導体レ
ーザを使用することにより、構成部品を少なく、装置を
簡略化できた。また、装置の動作速度（変調速度）ない
しスイッチング時間は、キャリヤの注入時間に依存せ
ず、電子とホールの再結合速度によって決まるので、極
めて高速に動作させることが可能になった。
【００４６】また、本発明によれば、所定の偏光モード
を有する入力光を増幅し、２つの独立した偏光モードに
ほぼ等しい利得を有する半導体レーザに入射することに
より、半導体レーザの利得が多少低下する波長域の入力
光でも、偏波のスイッチングが可能となり、広帯域で動
作する光波長変換装置を実現できる。また、入力側に波
長フィルタを設けることにより、伝送路上の多重化され
た波長の中から、任意の波長を所望の波長に変換するこ
とが可能となる。
を有する入力光を増幅し、２つの独立した偏光モードに
ほぼ等しい利得を有する半導体レーザに入射することに
より、半導体レーザの利得が多少低下する波長域の入力
光でも、偏波のスイッチングが可能となり、広帯域で動
作する光波長変換装置を実現できる。また、入力側に波
長フィルタを設けることにより、伝送路上の多重化され
た波長の中から、任意の波長を所望の波長に変換するこ
とが可能となる。
【図１】図１は本発明の第１実施例に係る光波長変換装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図２】図２は本発明の第１実施例等の３電極波長可変
ＤＦＢレーザの部分断面斜視図である。
ＤＦＢレーザの部分断面斜視図である。
【図３】図３は本発明の第２実施例の４電極波長可変Ｄ
ＢＲレーザの断面図である。
ＢＲレーザの断面図である。
【図４】図４は本発明の第３実施例に係る光波長変換装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図５】図５は本発明の第４実施例に係る光波長変換装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図６】図６は本発明の第５実施例に係る光波長変換装
置の光増幅器と半導体レーザを集積した部分の構成図で
ある。
置の光増幅器と半導体レーザを集積した部分の構成図で
ある。
【図７】図７は本発明の第６実施例に係る光波長変換装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図８】図８は本発明の光波長変換装置を使用する波長
多重通信ネットワークの概略図である。
多重通信ネットワークの概略図である。
【図９】図９は従来例の光波長変換装置の構成と動作を
示す図である。
示す図である。
【図１０】図１０は他の従来例の光波長変換装置の構成
図である。
図である。
１ 偏波スイッチング可能な半導体レーザ ２、５、５４ レンズ ３、６ 波長選択素子 ４ 入力光 ７ 出力光 ２１、２８、２９、３０、３２、６１、６３ 電極 ２２ 基板及びＩｎＰ光閉じ込め層 ２３ 電流狭窄層 ２４ ＭＱＷ活性層 ２５ ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層 ２６ ＩｎＰ光閉じ込め層 ２７ コンタクト層 ３１ 回折格子 ４１、４２ 偏光保存ファイバ ５３ 半導体光増幅器 ６２ 半導体光増幅器の活性層 ６４ 分離溝 ７０ 波長フィルタ ７１ 波長多重入力光
【手続補正書】
【提出日】平成９年１２月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
Claims (15)
- 【請求項１】内部に周期構造を有し活性層が２つの独立
した偏光モードにほぼ等しい利得を有している半導体レ
ーザと、所定の偏光モードを有する光を選択して該半導
体レーザに入射する手段と、他の所定の偏光モードを有
する光を選択して該半導体レーザより取り出す手段とを
備えたことを特徴とする光波長変換装置。 - 【請求項２】更に前記所定の偏光モードを有する光を増
幅して該半導体レーザに入射する手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載の光波長変換装置。 - 【請求項３】前記所定の偏光モードを有する光を選択し
て該半導体レーザに入射する手段は、該所定の偏光モー
ドを有する光を増幅して該半導体レーザに入射すること
を特徴とする請求項１記載の光波長変換装置。 - 【請求項４】前記所定の偏光モードを有する光を増幅し
て該半導体レーザに入射する手段または所定の偏光モー
ドを有する光を選択して該半導体レーザに入射する手段
は、所定の偏光モードを有する光を増幅する半導体光増
幅器であることを特徴とする請求項２または３記載の光
波長変換装置。 - 【請求項５】前記半導体光増幅器は、主に所定の偏光モ
ードの光のみを増幅することを特徴とする請求項４記載
の光波長変換装置。 - 【請求項６】前記半導体光増幅器と前記半導体レーザ
が、同一基板上に集積されていることを特徴とする請求
項４または５記載の光波長変換装置。 - 【請求項７】前記半導体増幅器と半導体レーザの少なく
とも一方のストライプ導波路が、光の入出力端面に対し
傾斜していることを特徴とする請求項４、５または６記
載の光波長変換装置。 - 【請求項８】前記半導体レーザは複数の電極を有する分
布帰還型半導体レーザ又はブラッグ反射型半導体レーザ
であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載
の光波長変換装置。 - 【請求項９】前記半導体レーザは、複数の電極の内の少
なくとも１つに注入される電流を制御することにより、
２つの独立した偏光モードが、一方の偏光から他方の偏
光にスイッチングする半導体レーザであることを特徴と
する請求項１乃至８の何れかに記載の光波長変換装置。 - 【請求項１０】前記半導体レーザは、複数の電極の内の
少なくとも１つに注入される電流を制御することによ
り、発振波長を変化できる半導体レーザであることを特
徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光波長変換装
置。 - 【請求項１１】前記半導体レーザの活性層が多重量子井
戸構造を有し、量子効果によるＴＥモードの利得増加
と、量子井戸層への引っ張り歪導入によるＴＭモードの
利得増加で、２つの偏光モードにほぼ等しい利得を実現
していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに
記載の光波長変換装置。 - 【請求項１２】前記２つの独立した偏光モードにほぼ等
しい利得を有する半導体レーザの活性層が、圧縮歪量子
井戸と引っ張り歪量子井戸の積層構造を有すること特徴
とする請求項１乃至１０の何れかに記載の光波長変換装
置。 - 【請求項１３】前記半導体レーザが共振器方向におい
て、複数の利得領域を有しており、１つの利得領域は一
方の偏光モードに対して優位な利得を有しており、他の
１つの利得領域は他方の偏光モードに対して優位な利得
を有すること特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記
載の光波長変換装置。 - 【請求項１４】前記所定の偏光モードを有する光は、複
数の波長を含む入力光の中から１つ波長を波長フィルタ
ーにより選択される構成を有することを特徴とする請求
項１乃至１３の何れかに記載の波長変換装置。 - 【請求項１５】波長多重通信ネットワークにおいて、伝
送路上の光信号を光のまま波長を交換する光交換器とし
て、請求項１乃至１４の何れかに記載の光波長変換装置
を使用していることを特徴とする波長多重通信ネットワ
ーク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154476A JPH10333199A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 光波長変換装置 |
| US09/083,386 US6195188B1 (en) | 1997-05-28 | 1998-05-22 | Optical wavelength conversion apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154476A JPH10333199A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 光波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10333199A true JPH10333199A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15585095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154476A Pending JPH10333199A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 光波長変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6195188B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10333199A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308794A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-11-02 | Marconi Communications Ltd | 光通信システム |
| WO2004093353A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Fujitsu Limited | 光分岐装置 |
| JP2006269581A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| JP2008311536A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅装置、半導体光増幅システム及び半導体光集積素子 |
| JP2015149440A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | ソフトバンクテレコム株式会社 | 波長変換素子、波長変換装置及び制御装置 |
| JPWO2020250268A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2436709A1 (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Yoshinobu Maeda | Optical control method and device |
| US6710911B2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-03-23 | Evident Technologies | Optical wavelength converter |
| US6950233B1 (en) * | 2001-03-09 | 2005-09-27 | Finisar Corporation | System and method for wavelength conversion using a VLSOA |
| US6816518B2 (en) * | 2001-03-20 | 2004-11-09 | Cyoptics (Israel) Ltd. | Wavelength tunable high repetition rate optical pulse generator |
| GB0117526D0 (en) * | 2001-07-18 | 2001-09-12 | Marconi Comm Ltd | Optical wavelength convertors |
| US6810066B2 (en) * | 2002-02-20 | 2004-10-26 | Agilent Technologies, Inc. | Fiber-coupled tunable single-mode long-wavelength vertical-cavity laser |
| US7139490B2 (en) * | 2004-02-06 | 2006-11-21 | General Instrument Corporation | All-optical wavelength converter circuit |
| CN113794097B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-01-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 波长切换式半导体激光器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06120595A (ja) | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波長変換回路 |
| JP3518837B2 (ja) * | 1996-08-22 | 2004-04-12 | キヤノン株式会社 | 出力光の偏波を切り換えることができる半導体レーザ及び半導体レーザ装置及びその駆動方法 |
| US6075799A (en) * | 1996-08-28 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Polarization selective semiconductor laser, optical transmitter using the same, optical communication system using the same and fabrication method of the same |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP9154476A patent/JPH10333199A/ja active Pending
-
1998
- 1998-05-22 US US09/083,386 patent/US6195188B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308794A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-11-02 | Marconi Communications Ltd | 光通信システム |
| JP4610754B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2011-01-12 | エリクソン アクチボラゲット | 光通信システム |
| WO2004093353A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Fujitsu Limited | 光分岐装置 |
| US7123403B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-10-17 | Fujitsu Limited | Optical signal-to-noise ratio improving device |
| US7212334B2 (en) | 2003-04-15 | 2007-05-01 | Fujitsu Limited | Optical signal-to-noise ratio improving device |
| JP2006269581A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| JP2008311536A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅装置、半導体光増幅システム及び半導体光集積素子 |
| US7859745B2 (en) | 2007-06-15 | 2010-12-28 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical amplifying device, semiconductor optical amplifying system and semiconductor optical integrated element |
| JP2015149440A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | ソフトバンクテレコム株式会社 | 波長変換素子、波長変換装置及び制御装置 |
| JPWO2020250268A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | ||
| WO2020250268A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6195188B1 (en) | 2001-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1210754B1 (en) | Method of converting an optical wavelength with an opto-electronic laser with integrated modulator | |
| US6888973B2 (en) | Tunable optical add/drop multiplexer with multi-function optical amplifiers | |
| US7221500B2 (en) | Optical amplifier | |
| JP3985159B2 (ja) | 利得クランプ型半導体光増幅器 | |
| JP2957116B2 (ja) | 同調可能なレーザ装置 | |
| US6252895B1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser in which light intensity distributions differ in different polarization modes, and driving method therefor | |
| JPH10333199A (ja) | 光波長変換装置 | |
| JP2007158057A (ja) | 集積レーザ装置 | |
| JPWO2008107975A1 (ja) | 半導体集積素子 | |
| US7081990B2 (en) | Variable-gain gain-clamped optical amplifiers | |
| US20040218259A1 (en) | Method and apparatus for use of III-nitride wide bandgap semiconductors in optical communications | |
| US6967983B2 (en) | Semiconductor laser apparatus | |
| JP2000012952A (ja) | 半導体光導波路アレイの製造方法及びアレイ構造半導体光素子 | |
| EP3840138A1 (en) | Dwdm intra-cavity laser device | |
| JP4321970B2 (ja) | 半導体光増幅器およびａｓｅ放射用光源装置および光ゲートアレイおよび波長可変レーザ装置および多波長レーザ装置および光伝送システム | |
| JP4022792B2 (ja) | 半導体光増幅装置 | |
| Hong et al. | Enhanced wavelength tuning range in two-section complex-coupled DFB lasers by alternating gain and loss coupling | |
| JPH10117047A (ja) | 出力光の偏波を切り換えることができる半導体レーザ及び半導体レーザ装置及びその駆動方法 | |
| JPH10261837A (ja) | リング共振器を有する偏波変調可能な半導体レーザ、その使用方法及びこれを用いた光通信システム | |
| TOHMORI et al. | Wavelength Tunable 1.5 µm GaInAsP/InP Bundle-Integrated-Guide Distributed Bragg Reflector (BIG-DBR) Lasers | |
| JP3246703B2 (ja) | 偏波変調可能な半導体レーザおよびこれを用いた光通信方式 | |
| WO2004008595A1 (ja) | 分布ブラッグ反射型半導体レーザ、集積型半導体レーザ、半導体レーザモジュール、光ネットワークシステム | |
| JP2009246390A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US6950233B1 (en) | System and method for wavelength conversion using a VLSOA | |
| JP3466826B2 (ja) | 利得優位な偏波モードの異なる複数種の活性層を持つ半導体光デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050324 |