JPH11242251A - 干渉型波長変換回路 - Google Patents
干渉型波長変換回路Info
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- JPH11242251A JPH11242251A JP4494098A JP4494098A JPH11242251A JP H11242251 A JPH11242251 A JP H11242251A JP 4494098 A JP4494098 A JP 4494098A JP 4494098 A JP4494098 A JP 4494098A JP H11242251 A JPH11242251 A JP H11242251A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大容量光波ネットワーク通信における波長多
重クロスコネクトの中で用いられる波長変換回路を提供
することを課題とする。 【解決手段】 半導体光増幅器と干渉計光導波路からな
る、位相変調方式の波長変換回路であって、干渉計の１
本または２本の光路が、半導体光増幅器と光導波路によ
って構成され、かつ、該２本の光路が１つまたは２つの
光導波路方向性結合器１５によって結合され、更に、前
記２本の光路のうち、半導体光増幅器１４を有する一方
の光路にのみ外部信号光を入射するために、該光路の一
方に波長合分波器１６が付随した光導波路回路構成を持
つ。
重クロスコネクトの中で用いられる波長変換回路を提供
することを課題とする。 【解決手段】 半導体光増幅器と干渉計光導波路からな
る、位相変調方式の波長変換回路であって、干渉計の１
本または２本の光路が、半導体光増幅器と光導波路によ
って構成され、かつ、該２本の光路が１つまたは２つの
光導波路方向性結合器１５によって結合され、更に、前
記２本の光路のうち、半導体光増幅器１４を有する一方
の光路にのみ外部信号光を入射するために、該光路の一
方に波長合分波器１６が付随した光導波路回路構成を持
つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば、大容量光波
ネットワーク通信における波長多重クロスコネクトの中
で用いられる波長変換回路に関するものである。
ネットワーク通信における波長多重クロスコネクトの中
で用いられる波長変換回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の波長変換回路を示す。図
１０において、後端面に高反射コーティング０２を施さ
れた２個の半導体光増幅器０１，０１とそれぞれ光結合
する半導体光導波路方向性結合器０３は、一体的に同一
半導体基板０４上に形成されている。尚、前記半導体光
導波路方向性結合器０３は第１から第４の導波路０３−
１〜０３〜４から構成されている。
１０において、後端面に高反射コーティング０２を施さ
れた２個の半導体光増幅器０１，０１とそれぞれ光結合
する半導体光導波路方向性結合器０３は、一体的に同一
半導体基板０４上に形成されている。尚、前記半導体光
導波路方向性結合器０３は第１から第４の導波路０３−
１〜０３〜４から構成されている。
【０００３】次に、波長変換動作については以下に説明
する。図１０に示すような構成系において、第１の導波
路０３−１から入射した変換光λ2 は、方向性結合器０
３で２分岐され、２個の半導体光増幅器０１後端面で反
射し、前記２個の半導体光増幅器への注入電流によって
調節された位相条件によって再び０３−１，０３−２ど
ちらかの導波路へ出力される。例えば、両アームの位相
差が０の時、第１の導波路０３−１から入射した変換光
λ2 は第２の導波路０３−２から出力される。このよう
な干渉計の位相条件の時、外部信号光λ1 が半導体光増
幅器０１へ入射すると、キャリア減少による屈折率変化
によってλ2 の両アームの位相差がπになり、変換光λ
2 は第１の導波路０３−１から出力される。すなわち、
外部信号光λ1 の逆相の信号がのった変換光λ2 が、導
波路０３−２から出力される。また、位相調節条件によ
って被変換信号光λ1 の同相の変換信号光λ2 をも得る
ことが出来る。
する。図１０に示すような構成系において、第１の導波
路０３−１から入射した変換光λ2 は、方向性結合器０
３で２分岐され、２個の半導体光増幅器０１後端面で反
射し、前記２個の半導体光増幅器への注入電流によって
調節された位相条件によって再び０３−１，０３−２ど
ちらかの導波路へ出力される。例えば、両アームの位相
差が０の時、第１の導波路０３−１から入射した変換光
λ2 は第２の導波路０３−２から出力される。このよう
な干渉計の位相条件の時、外部信号光λ1 が半導体光増
幅器０１へ入射すると、キャリア減少による屈折率変化
によってλ2 の両アームの位相差がπになり、変換光λ
2 は第１の導波路０３−１から出力される。すなわち、
外部信号光λ1 の逆相の信号がのった変換光λ2 が、導
波路０３−２から出力される。また、位相調節条件によ
って被変換信号光λ1 の同相の変換信号光λ2 をも得る
ことが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
波長変換回路では以下の様な課題がある。外部信号光λ
1 を光導波路０３−１または０３−２から入射すると、
λ2 は半導体光増幅器０１の両方に入射することになる
ため、屈折率変化が両半導体光増幅器で起こる。従っ
て、光路長変化が両アームで起こることにより、波長変
換効率が低減される。両アームの位相差をπだけ効率的
にシフトさせるためには、どちらかのアームに外部信号
光λ1 を入射させる必要がある。
波長変換回路では以下の様な課題がある。外部信号光λ
1 を光導波路０３−１または０３−２から入射すると、
λ2 は半導体光増幅器０１の両方に入射することになる
ため、屈折率変化が両半導体光増幅器で起こる。従っ
て、光路長変化が両アームで起こることにより、波長変
換効率が低減される。両アームの位相差をπだけ効率的
にシフトさせるためには、どちらかのアームに外部信号
光λ1 を入射させる必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の［請求項１］の干渉型波長変換回路は、半導体光増
幅器と干渉計光導波路からなる、位相変調方式の波長変
換回路であって、干渉計の１本または２本の光路が、半
導体光増幅器と光導波路によって構成され、かつ、該２
本の光路が１つまたは２つの光導波路方向性結合器によ
って結合さ１、更に、前記２本の光路のうち、半導体光
増幅器を有する一方の光路にのみ外部信号光を入射する
ために、該光路の一方に波長合分波器が付随した光導波
路回路構成を持つことを特徴とする。
明の［請求項１］の干渉型波長変換回路は、半導体光増
幅器と干渉計光導波路からなる、位相変調方式の波長変
換回路であって、干渉計の１本または２本の光路が、半
導体光増幅器と光導波路によって構成され、かつ、該２
本の光路が１つまたは２つの光導波路方向性結合器によ
って結合さ１、更に、前記２本の光路のうち、半導体光
増幅器を有する一方の光路にのみ外部信号光を入射する
ために、該光路の一方に波長合分波器が付随した光導波
路回路構成を持つことを特徴とする。
【０００６】［請求項２］の干渉型波長変換回路は、請
求項１記載の波長変換回路において、半導体光増幅器
を、石英系平面型光導波路と光学的に結合して石英基板
上に搭載することを特徴とする。
求項１記載の波長変換回路において、半導体光増幅器
を、石英系平面型光導波路と光学的に結合して石英基板
上に搭載することを特徴とする。
【０００７】［請求項３］の干渉型波長変換回路は、請
求項１記載の波長変換回路において、半導体光増幅器と
半導体光導波路干渉計が一体的に同一半導体基板上に形
成された構造を有することを特徴とする。
求項１記載の波長変換回路において、半導体光増幅器と
半導体光導波路干渉計が一体的に同一半導体基板上に形
成された構造を有することを特徴とする。
【０００８】［請求項４］の干渉型波長変換回路は、請
求項１，２及び３記載の波長変換回路において、干渉計
光路がマイケルソン型構成であることを特徴とする。
求項１，２及び３記載の波長変換回路において、干渉計
光路がマイケルソン型構成であることを特徴とする。
【０００９】［請求項５］の干渉型波長変換回路は、請
求項１，２及び３記載の波長変換回路において、干渉計
光路がマッハツェンダ型構成であることを特徴とする。
求項１，２及び３記載の波長変換回路において、干渉計
光路がマッハツェンダ型構成であることを特徴とする。
【００１０】［請求項６］の干渉型波長変換回路は、請
求項１，２，３，４及び５記載の波長変換回路におい
て、波長合分波器がマッハツェンダ構成であることを特
徴とする。
求項１，２，３，４及び５記載の波長変換回路におい
て、波長合分波器がマッハツェンダ構成であることを特
徴とする。
【００１１】［請求項７］の干渉型波長変換回路は、請
求項１，２，３，４及び５記載の波長変換回路におい
て、波長合分波器が方向性結合器であることを特徴とす
る。
求項１，２，３，４及び５記載の波長変換回路におい
て、波長合分波器が方向性結合器であることを特徴とす
る。
【００１２】［請求項８］の干渉型波長変換回路は、請
求項１，２，３，４，５，６及び７記載の波長変換回路
において、半導体光増幅器が入射光の偏波に対して依存
性を持たない構造を有することを特徴とする。
求項１，２，３，４，５，６及び７記載の波長変換回路
において、半導体光増幅器が入射光の偏波に対して依存
性を持たない構造を有することを特徴とする。
【００１３】［作用］干渉計の一方の光路に付随して波
長分波器を形成することによって、外部信号光を低損失
に一方の前記半導体光増幅器へ導くことが出来る。この
ため、半導体光増幅器への光注入効率が、従来と比較し
てほぼ３ｄＢ向上する。
長分波器を形成することによって、外部信号光を低損失
に一方の前記半導体光増幅器へ導くことが出来る。この
ため、半導体光増幅器への光注入効率が、従来と比較し
てほぼ３ｄＢ向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１５】［第１の実施の形態］図１は本発明の第１
の実施の形態における波長変換回路を示す。図１に示す
ように、石英系基板１１上には前端面に無反射コーティ
ング１２を施すと共に後端面に高反射コーティング１３
を施した２個のスポットサイズ変換部付き半導体光増幅
器１４−１，１４−２からなる半導体光増幅器アレイ１
４が設けられている。該半導体光増幅器アレイ１４は、
４本の石英系光導波路１５−１，１５−２，１５−３，
１５−４から成る方向性結合器１５の内で、第３の光導
波路１５−３及び第４の光導波路１５−４の端面と光結
合して、干渉型波長変換回路を形成している。また、第
３の光導波路１５−３には２本の光導波路１６−１，１
６−２から成るマッハツェンダ型合分波器１６が付随し
て形成されており、該マッハツェンダ型合分波器１６の
分波間隔は使用する変換光と信号光の波長間隔によって
決定され、マッハツェンダ干渉計部に形成されたヒータ
部１６−３によってマッハツェンダ出力の微調整を行
う。
の実施の形態における波長変換回路を示す。図１に示す
ように、石英系基板１１上には前端面に無反射コーティ
ング１２を施すと共に後端面に高反射コーティング１３
を施した２個のスポットサイズ変換部付き半導体光増幅
器１４−１，１４−２からなる半導体光増幅器アレイ１
４が設けられている。該半導体光増幅器アレイ１４は、
４本の石英系光導波路１５−１，１５−２，１５−３，
１５−４から成る方向性結合器１５の内で、第３の光導
波路１５−３及び第４の光導波路１５−４の端面と光結
合して、干渉型波長変換回路を形成している。また、第
３の光導波路１５−３には２本の光導波路１６−１，１
６−２から成るマッハツェンダ型合分波器１６が付随し
て形成されており、該マッハツェンダ型合分波器１６の
分波間隔は使用する変換光と信号光の波長間隔によって
決定され、マッハツェンダ干渉計部に形成されたヒータ
部１６−３によってマッハツェンダ出力の微調整を行
う。
【００１６】本実施の形態では、例えば、導波路１５−
１から入射した変換光λ2 は、半導体光増幅器１４の後
端面から反射して戻るが、前記半導体光増幅器１４各々
への注入電流による干渉位相条件の調節によって、導波
路１５−３と導波路１５−４の両干渉路の位相差を０と
しておくと、干渉効果によって強め合った光は、導波路
１５−２へ出力される。次に、導波路１６−１からの外
部信号光λ1 の入射によって、半導体光増幅器１４−１
でのキャリア密度減少による屈折率変化によって、干渉
計片方のアームのみ光路長が変化し、両干渉路の位相差
がπとなった時、光は打ち消し合い、導波路１５−２へ
は出力されない。つまり、λ1 の信号によってλ2 の光
の干渉効果が変わり、強度変調されて出力される。位相
条件の調節によって逆相または同相の波長変換が可能で
ある。この時、外部信号光λ1 の入射によって屈折率が
変化するのは半導体光増幅器１４−１のみであり、従来
のモノリシック素子のように（図１０参照）、２個の半
導体光増幅器両方へλ1 が入射することはないため、外
部信号光による波長変換効率が向上する。また、温度安
定性が半導体導波路よりも一桁優れた石英系光導波路を
用いることによって、安定した干渉系出力が得られる。
１から入射した変換光λ2 は、半導体光増幅器１４の後
端面から反射して戻るが、前記半導体光増幅器１４各々
への注入電流による干渉位相条件の調節によって、導波
路１５−３と導波路１５−４の両干渉路の位相差を０と
しておくと、干渉効果によって強め合った光は、導波路
１５−２へ出力される。次に、導波路１６−１からの外
部信号光λ1 の入射によって、半導体光増幅器１４−１
でのキャリア密度減少による屈折率変化によって、干渉
計片方のアームのみ光路長が変化し、両干渉路の位相差
がπとなった時、光は打ち消し合い、導波路１５−２へ
は出力されない。つまり、λ1 の信号によってλ2 の光
の干渉効果が変わり、強度変調されて出力される。位相
条件の調節によって逆相または同相の波長変換が可能で
ある。この時、外部信号光λ1 の入射によって屈折率が
変化するのは半導体光増幅器１４−１のみであり、従来
のモノリシック素子のように（図１０参照）、２個の半
導体光増幅器両方へλ1 が入射することはないため、外
部信号光による波長変換効率が向上する。また、温度安
定性が半導体導波路よりも一桁優れた石英系光導波路を
用いることによって、安定した干渉系出力が得られる。
【００１７】本実施例の波長変換回路は半導体光増幅器
とスポットサイズ変換部が一体的に半導体基板上に形成
された光半導体素子が、石英系光導波路方向性結合器と
ＭＺ合分波器を形成している石英基板上に、個別に集積
化された構造とするものである。前記半導体素子を個別
に集積化する方法としては、例えば、石英系基板上のマ
ークと半導体光増幅器（ＬＤ）のマークを赤外線でカメ
ラで観測しながら石英系光導波路と半導体光増幅器（Ｌ
Ｄ）の導波路との光軸合わせを行うパッシブアライメン
トにより行う方法を挙げることが出来るが、本実施例は
何等これに限定されるものではない。
とスポットサイズ変換部が一体的に半導体基板上に形成
された光半導体素子が、石英系光導波路方向性結合器と
ＭＺ合分波器を形成している石英基板上に、個別に集積
化された構造とするものである。前記半導体素子を個別
に集積化する方法としては、例えば、石英系基板上のマ
ークと半導体光増幅器（ＬＤ）のマークを赤外線でカメ
ラで観測しながら石英系光導波路と半導体光増幅器（Ｌ
Ｄ）の導波路との光軸合わせを行うパッシブアライメン
トにより行う方法を挙げることが出来るが、本実施例は
何等これに限定されるものではない。
【００１８】図２に本実施形態におけるスポットサイズ
変換部付き半導体レーザ増幅器の概略図を示す。図２に
示すように、スポットサイズ変換部付き半導体レーザ増
幅器２０においては、活性領域２１に続き、スポットサ
イズ変換部導波路領域２２が形成されており、該スポッ
トサイズ変換部導波路領域２２の導波路幅ｗ、もしくは
層厚ｄをテーパ状に変化させることによってスポットサ
イズの制御を行う。
変換部付き半導体レーザ増幅器の概略図を示す。図２に
示すように、スポットサイズ変換部付き半導体レーザ増
幅器２０においては、活性領域２１に続き、スポットサ
イズ変換部導波路領域２２が形成されており、該スポッ
トサイズ変換部導波路領域２２の導波路幅ｗ、もしくは
層厚ｄをテーパ状に変化させることによってスポットサ
イズの制御を行う。
【００１９】図３は本実施形態で得られる波長変換回路
の実測例であり、点線は従来の波長変換回路での実測例
である。本実施形態では従来の特性と比較して、波長変
換に必要な外部信号光の入射強度が、ほぼ３ｄＢ向上し
ていることが分かる。
の実測例であり、点線は従来の波長変換回路での実測例
である。本実施形態では従来の特性と比較して、波長変
換に必要な外部信号光の入射強度が、ほぼ３ｄＢ向上し
ていることが分かる。
【００２０】図４は本実施の形態における波長変換回路
に用いるスポットサイズ変換部付き半導体レーザ増幅器
の第２の構造を示す。このスポットサイズ変換部付き半
導体光増幅器４０では、活性層幅が従来のものよりも狭
められ、活性層断面積がほぼ正方形（ｗ＝ｄ）となるよ
う作られた半導体光増幅器である活性領域４１に続き、
スポットサイズ変換部である導波路領域４２が形成され
ている。このため、ＴＥ，ＴＭモードどちらで入射して
も受ける利得の差が小さいため、このようなスポットサ
イズ変換部付き半導体レーザ増幅器４０を用いた場合、
偏波依存性の小さな波長変換回路を得ることが出来る。
これによって、偏波制御なしに安定した出力が得られ
る。
に用いるスポットサイズ変換部付き半導体レーザ増幅器
の第２の構造を示す。このスポットサイズ変換部付き半
導体光増幅器４０では、活性層幅が従来のものよりも狭
められ、活性層断面積がほぼ正方形（ｗ＝ｄ）となるよ
う作られた半導体光増幅器である活性領域４１に続き、
スポットサイズ変換部である導波路領域４２が形成され
ている。このため、ＴＥ，ＴＭモードどちらで入射して
も受ける利得の差が小さいため、このようなスポットサ
イズ変換部付き半導体レーザ増幅器４０を用いた場合、
偏波依存性の小さな波長変換回路を得ることが出来る。
これによって、偏波制御なしに安定した出力が得られ
る。
【００２１】［第２の実施の形態］図５は本発明の第２
の実施の形態における波長変換回路を示す。図５に示す
ように、石英系基板５１上には前端面に無反射コーティ
ング５２を施すと共に後端面に高反射コーティング５６
を施した１個のスポットサイズ変換部付き半導体光増幅
器５３が設けられている。該半導体光増幅器５３は、４
本の石英系光導波路５４−１，５４−２，５４−３，５
４−４から成る方向性結合器５４の内で、第３の光導波
路５４−３の端面と光結合し、干渉型波長変換回路の一
方の光路を形成している。一方の第４のアームは石英系
光導波路５４−４のみから構成されており、該光導波路
５４−４の導波路端面には高反射コーティング膜５６が
施されている。この際、第４のアームの光路長の長さ
は、前記半導体レーザ増幅器５３と石英系光導波路５４
−３から成る干渉系の一方のアームと、往復の光路長が
等しくなるように、決定される。また、第３の光導波路
５４−３には２本の光導波路５５−１，５５−２から成
るマッハツェンダ型合分波器５５が付随して形成されて
おり、該マッハツェンダ型合分波器５５の分波間隔は使
用する変換光と信号光の波長間隔によって決定され、マ
ッハツェンダ干渉計部に形成されたヒータ部５５−３に
よってマッハツェンダ出力の微調整を行う。ここで波長
変換回路の動作方法は第１の実施の形態と同様であり、
また、使用する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と
同様に図２，図３に示すものとする。
の実施の形態における波長変換回路を示す。図５に示す
ように、石英系基板５１上には前端面に無反射コーティ
ング５２を施すと共に後端面に高反射コーティング５６
を施した１個のスポットサイズ変換部付き半導体光増幅
器５３が設けられている。該半導体光増幅器５３は、４
本の石英系光導波路５４−１，５４−２，５４−３，５
４−４から成る方向性結合器５４の内で、第３の光導波
路５４−３の端面と光結合し、干渉型波長変換回路の一
方の光路を形成している。一方の第４のアームは石英系
光導波路５４−４のみから構成されており、該光導波路
５４−４の導波路端面には高反射コーティング膜５６が
施されている。この際、第４のアームの光路長の長さ
は、前記半導体レーザ増幅器５３と石英系光導波路５４
−３から成る干渉系の一方のアームと、往復の光路長が
等しくなるように、決定される。また、第３の光導波路
５４−３には２本の光導波路５５−１，５５−２から成
るマッハツェンダ型合分波器５５が付随して形成されて
おり、該マッハツェンダ型合分波器５５の分波間隔は使
用する変換光と信号光の波長間隔によって決定され、マ
ッハツェンダ干渉計部に形成されたヒータ部５５−３に
よってマッハツェンダ出力の微調整を行う。ここで波長
変換回路の動作方法は第１の実施の形態と同様であり、
また、使用する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と
同様に図２，図３に示すものとする。
【００２２】［第３の実施の形態］図６は本発明の第３
の実施の形態における波長変換回路を示す。図６に示す
ように、半導体基板６１上には後端面に高反射コーティ
ング６５が施された２個の半導体増幅器６２が設けられ
ている。該半導体光増幅器６２は、４本の半導体光導波
路６３−１，６３−２，６３−３，６３−４から成る方
向性結合器６３と一体的に形成され、干渉型波長変換回
路を形成している。また、第３の光導波路６３−３には
２本の光導波路６４−１，６４−２から成るマッハツェ
ンダ型合分波器６４が付随して形成されており、該マッ
ハツェンダ合分波器の干渉計部に形成された位相制御部
６４−３への電流注入によってマッハツェンダ出力の微
調整を行う。また、本実施例においてはマッハツェンダ
型合分波器６４の一方の導波路６４−２の導波路端に
は、例えば吸収層６４−４を形成する等、導波路端から
の反射戻り光が生じないようにする必要がある。ここで
マッハツェンダ合分波器６４を含めた波長変換回路の動
作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使用す
る半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図２，
図３に示すものとなる。
の実施の形態における波長変換回路を示す。図６に示す
ように、半導体基板６１上には後端面に高反射コーティ
ング６５が施された２個の半導体増幅器６２が設けられ
ている。該半導体光増幅器６２は、４本の半導体光導波
路６３−１，６３−２，６３−３，６３−４から成る方
向性結合器６３と一体的に形成され、干渉型波長変換回
路を形成している。また、第３の光導波路６３−３には
２本の光導波路６４−１，６４−２から成るマッハツェ
ンダ型合分波器６４が付随して形成されており、該マッ
ハツェンダ合分波器の干渉計部に形成された位相制御部
６４−３への電流注入によってマッハツェンダ出力の微
調整を行う。また、本実施例においてはマッハツェンダ
型合分波器６４の一方の導波路６４−２の導波路端に
は、例えば吸収層６４−４を形成する等、導波路端から
の反射戻り光が生じないようにする必要がある。ここで
マッハツェンダ合分波器６４を含めた波長変換回路の動
作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使用す
る半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図２，
図３に示すものとなる。
【００２３】［第４の実施の形態］図７は本発明の第４
の実施の形態における波長変換回路を示す。図７に示す
ように、半導体基板７１上には１個の半導体光増幅器７
２が設けられていると共に、該半導体光増幅器７２は、
４本の半導体光導波路７３−１，７３−２，７３−３，
７３−４から成る方向性結合器７３と一体的に形成さ
れ、干渉型波長変換回路の一方の光路を形成している。
一方の第４のアームは石英系光導波路７３−４のみから
構成されており、該光導波路７３−４の導波路端面及び
半導体光増幅器７２の後端面には高反射コーティング膜
７５が施されている。また、第３の光導波路７３−３に
は２本の光導波路７４−１，７４−２から成るマッハツ
ェンダ型合分波器７４が付随して形成されており、該マ
ッハツェンダ合分波器７４の干渉計部に形成された位相
制御部７４−３への電流注入によってマッハツェンダ出
力の微調整を行う。また、本実施例においてはマッハツ
ェンダ合分波器７４の一方の導波路７４−２の導波路端
には、例えば吸収層７４−４を形成する等、導波路端か
らの反射戻り光が生じないようにする必要がある。ここ
でマッハツェンダ合分波器７４を含めた波長変換回路の
動作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使用
する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図
２，図３に示すものとする。
の実施の形態における波長変換回路を示す。図７に示す
ように、半導体基板７１上には１個の半導体光増幅器７
２が設けられていると共に、該半導体光増幅器７２は、
４本の半導体光導波路７３−１，７３−２，７３−３，
７３−４から成る方向性結合器７３と一体的に形成さ
れ、干渉型波長変換回路の一方の光路を形成している。
一方の第４のアームは石英系光導波路７３−４のみから
構成されており、該光導波路７３−４の導波路端面及び
半導体光増幅器７２の後端面には高反射コーティング膜
７５が施されている。また、第３の光導波路７３−３に
は２本の光導波路７４−１，７４−２から成るマッハツ
ェンダ型合分波器７４が付随して形成されており、該マ
ッハツェンダ合分波器７４の干渉計部に形成された位相
制御部７４−３への電流注入によってマッハツェンダ出
力の微調整を行う。また、本実施例においてはマッハツ
ェンダ合分波器７４の一方の導波路７４−２の導波路端
には、例えば吸収層７４−４を形成する等、導波路端か
らの反射戻り光が生じないようにする必要がある。ここ
でマッハツェンダ合分波器７４を含めた波長変換回路の
動作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使用
する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図
２，図３に示すものとする。
【００２４】［第５の実施の形態］図８は本発明の第５
の実施の形態における波長変換回路を示す。第１及び第
２の実施の形態では干渉計としてマイケルソン型干渉
計、波長合分波器としてマッハツェンダ型合分波器を例
にして、本発明の実施形態を説明したが、本発明の請求
項５及び請求項７に示すように、干渉計構成としてマッ
ハツェンダ干渉計であったり、合分波器が方向性結合器
であるような干渉型波長変換回路においても、同様の実
施形態が可能であることは言うまでもな。
の実施の形態における波長変換回路を示す。第１及び第
２の実施の形態では干渉計としてマイケルソン型干渉
計、波長合分波器としてマッハツェンダ型合分波器を例
にして、本発明の実施形態を説明したが、本発明の請求
項５及び請求項７に示すように、干渉計構成としてマッ
ハツェンダ干渉計であったり、合分波器が方向性結合器
であるような干渉型波長変換回路においても、同様の実
施形態が可能であることは言うまでもな。
【００２５】図８にその一例を示す。図８では石英基板
８１に形成されたマッハツェンダ型干渉計８４内に両端
に無反射コーティング８２を施した半導体光増幅器８３
が配置され、該半導体光増幅器８３の一方に外部信号光
λ1 を導くための方向性結合器８５〜８８が、前記マッ
ハツェンダ型干渉計８４の４本の石英系光導波路８４−
３，８４−４，８４−５，８４−６に付随している。な
お、８４−１〜２，８４−７〜８，８５−１〜２，８６
−１〜２，８７−１〜２，８８−１〜２は石英系光導波
路を示す。
８１に形成されたマッハツェンダ型干渉計８４内に両端
に無反射コーティング８２を施した半導体光増幅器８３
が配置され、該半導体光増幅器８３の一方に外部信号光
λ1 を導くための方向性結合器８５〜８８が、前記マッ
ハツェンダ型干渉計８４の４本の石英系光導波路８４−
３，８４−４，８４−５，８４−６に付随している。な
お、８４−１〜２，８４−７〜８，８５−１〜２，８６
−１〜２，８７−１〜２，８８−１〜２は石英系光導波
路を示す。
【００２６】［第６の実施の形態］図９は本発明の第６
の実施の形態における波長変換回路を示す。図８と同様
に干渉計構成としてマッハツェンダ干渉計、合分波器が
方向性結合器であるような干渉型波長変換回路である
が、図９では石英基板９１に形成されたマッハツェンダ
型干渉計９４内に両端に無反射コーティング９２を施し
た半導体光増幅器９３の一方の光路にのみ配置され、該
半導体光増幅器９３に外部信号光λ1 を導くための方向
性結合器９５〜９８が、前記マッハツェンダ型干渉計９
４の４本の光路９４−３，９４−４，９４−５，９４−
６に付随している。なお、９４−１〜２，９４−７〜
８，９５−１〜２，９６−１〜２，９７−１〜２，９８
−１〜２は石英系光導波路を示す。ここで波長変換回路
の動作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使
用する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図
２，図３に示すものとする。
の実施の形態における波長変換回路を示す。図８と同様
に干渉計構成としてマッハツェンダ干渉計、合分波器が
方向性結合器であるような干渉型波長変換回路である
が、図９では石英基板９１に形成されたマッハツェンダ
型干渉計９４内に両端に無反射コーティング９２を施し
た半導体光増幅器９３の一方の光路にのみ配置され、該
半導体光増幅器９３に外部信号光λ1 を導くための方向
性結合器９５〜９８が、前記マッハツェンダ型干渉計９
４の４本の光路９４−３，９４−４，９４−５，９４−
６に付随している。なお、９４−１〜２，９４−７〜
８，９５−１〜２，９６−１〜２，９７−１〜２，９８
−１〜２は石英系光導波路を示す。ここで波長変換回路
の動作方法は第１の実施の形態と同様であり、また、使
用する半導体光増幅器の形状は、第１実施例と同様に図
２，図３に示すものとする。
【００２７】
【発明の効果】前記の説明のように、本発明では、干渉
計の一本の光導波路に波長合分波器を付随した回路構成
を取ることで、一方の半導体光増幅器のみへの外部信号
光λ1の入射が可能となり、従来のものより波長変換効
率が向上する。
計の一本の光導波路に波長合分波器を付随した回路構成
を取ることで、一方の半導体光増幅器のみへの外部信号
光λ1の入射が可能となり、従来のものより波長変換効
率が向上する。
【図１】本発明の第１実施例におけるハイブリッド集積
型干渉型波長変換回路の概略図である。
型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図２】第１実施例で用いるスポットサイズ変換部付き
半導体光増幅器の概略図である。
半導体光増幅器の概略図である。
【図３】第１実施例で得られた波長変換回路の実施例を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図４】第１実施の形態で用いる偏波依存性の小さいス
ポットサイズ変換部付き半導体光増幅器の概略図であ
る。
ポットサイズ変換部付き半導体光増幅器の概略図であ
る。
【図５】本発明の第２実施例におけるハイブリッド集積
型干渉型波長変換回路の概略図である。
型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図６】本発明の第３実施例で用いるモノリシック集積
型干渉型波長変換回路の概略図である。
型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図７】本発明の第４実施例で用いるモノリシック集積
型干渉型波長変換回路の概略図である。
型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図８】本発明の第５の実施例で用いるハイブリッド集
積型干渉型波長変換回路の概略図である。
積型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図９】本発明の第６の実施例で用いるハイブリッド集
積型干渉型波長変換回路の概略図である。
積型干渉型波長変換回路の概略図である。
【図１０】従来の干渉型波長変換回路を示す概略図であ
る。
る。
１１ 石英系基板 １２ 無反射コーティング １３ 高反射コーティング １４ 半導体光増幅器 １５−１，１５−２，１５−３，１５−４ 石英系光導
波路 １５ 方向性結合器 １６−１，１６−２ 石英系光導波路 １６−３ ヒータ部 １６ マッハツェンダ型合分波器 ２０ スポットサイズ変換部付き半導体レーザ増幅器 ２１ 活性領域 ２２ スポットサイズ変換部導波路領域 ４０ スポットサイズ変換部付き半導体光増幅器 ４１ 活性領域 ４２ 導波路領域 ５１ 石英系基板 ５２ 無反射コーティング ５３ 半導体光増幅器 ５４−１，５４−２，５４−３，５４−４ 石英系光導
波路 ５４ 方向性結合器 ５５ マッハツェンダ型合分波器 ５６ 高反射コーティング ６１ 半導体基板 ６２ 半導体増幅器 ６３−１，６３−２，６３−３，６３−４ 半導体光導
波路 ６３ 方向性結合器 ６４−１，６４−２ 半導体光導波路 ６４−３ 位相制御部 ６４−４ 吸収層 ６４ マッハツェンダ型合分波器 ６５ 高反射コーティング ７１ 半導体基板 ７２ 半導体光増幅器 ７３ 方向性結合器 ７３−１，７３−２，７３−３，７３−４ 半導体光導
波路 ７４−１，７４−２ 半導体光導波路 ７４−３ 位相制御部 ７４−４ 吸収層 ７４ マッハツェンダ型合分波器 ７５ 高反射コーティング ８１ 石英系基板 ８４ マッハツェンダ型合分波器 ８２ 無反射コーティング ８３ 半導体光増幅器 ８４−１〜８４−８ 石英系光導波路 ８５〜８８ 方向性結合器型波長合分波器 ８５−１〜２，８６−１〜２，８７−１〜２，８８−１
〜２ 石英系光導波路 ９１ 石英系基板 ９２ 無反射コーティング ９３ 半導体光増幅器 ９４ マッハツェンダ型干渉計 ９４−１〜９４−８ 石英系光導波路 ９５〜９８ 方向性結合器型波長合分波器 ９５−１〜２，９６−１〜２，９７−１〜２，９８−１
〜２ 石英系光導波路
波路 １５ 方向性結合器 １６−１，１６−２ 石英系光導波路 １６−３ ヒータ部 １６ マッハツェンダ型合分波器 ２０ スポットサイズ変換部付き半導体レーザ増幅器 ２１ 活性領域 ２２ スポットサイズ変換部導波路領域 ４０ スポットサイズ変換部付き半導体光増幅器 ４１ 活性領域 ４２ 導波路領域 ５１ 石英系基板 ５２ 無反射コーティング ５３ 半導体光増幅器 ５４−１，５４−２，５４−３，５４−４ 石英系光導
波路 ５４ 方向性結合器 ５５ マッハツェンダ型合分波器 ５６ 高反射コーティング ６１ 半導体基板 ６２ 半導体増幅器 ６３−１，６３−２，６３−３，６３−４ 半導体光導
波路 ６３ 方向性結合器 ６４−１，６４−２ 半導体光導波路 ６４−３ 位相制御部 ６４−４ 吸収層 ６４ マッハツェンダ型合分波器 ６５ 高反射コーティング ７１ 半導体基板 ７２ 半導体光増幅器 ７３ 方向性結合器 ７３−１，７３−２，７３−３，７３−４ 半導体光導
波路 ７４−１，７４−２ 半導体光導波路 ７４−３ 位相制御部 ７４−４ 吸収層 ７４ マッハツェンダ型合分波器 ７５ 高反射コーティング ８１ 石英系基板 ８４ マッハツェンダ型合分波器 ８２ 無反射コーティング ８３ 半導体光増幅器 ８４−１〜８４−８ 石英系光導波路 ８５〜８８ 方向性結合器型波長合分波器 ８５−１〜２，８６−１〜２，８７−１〜２，８８−１
〜２ 石英系光導波路 ９１ 石英系基板 ９２ 無反射コーティング ９３ 半導体光増幅器 ９４ マッハツェンダ型干渉計 ９４−１〜９４−８ 石英系光導波路 ９５〜９８ 方向性結合器型波長合分波器 ９５−１〜２，９６−１〜２，９７−１〜２，９８−１
〜２ 石英系光導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 聡 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 鈴木 安弘 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 鳥羽 弘 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体光増幅器と干渉計光導波路からな
る、位相変調方式の波長変換回路であって、 干渉計の１本または２本の光路が、半導体光増幅器と光
導波路によって構成され、かつ、該２本の光路が１つま
たは２つの光導波路方向性結合器によって結合され、 更に、前記２本の光路のうち、半導体光増幅器を有する
一方の光路にのみ外部信号光を入射するために、該光路
の一方に波長合分波器が付随した光導波路回路構成を持
つことを特徴とする干渉型波長変換回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の波長変換回路において、 半導体光増幅器を、石英系平面型光導波路と光学的に結
合して石英基板上に搭載することを特徴とする、ハイブ
リッドに集積された干渉型波長変換回路。 - 【請求項３】 請求項１記載の波長変換回路において、 半導体光増幅器と半導体光導波路干渉計が一体的に同一
半導体基板上に形成された構造を有することを特徴とす
る、モノリシックに集積された干渉型波長変換回路。 - 【請求項４】 請求項１，２及び３記載の波長変換回路
において、 干渉計光路がマイケルソン型構成であることを特徴とす
る干渉型波長変換回路。 - 【請求項５】 請求項１，２及び３記載の波長変換回路
において、 干渉計光路がマッハツェンダ型構成であることを特徴と
する干渉型波長変換回路。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４及び５記載の波長
変換回路において、 波長合分波器がマッハツェンダ構成であることを特徴と
する干渉型波長変換回路。 - 【請求項７】 請求項１，２，３，４及び５記載の波長
変換回路において、 波長合分波器が方向性結合器であることを特徴とする干
渉型波長変換回路。 - 【請求項８】 請求項１，２，３，４，５，６及び７記
載の波長変換回路において、 半導体光増幅器が入射光の偏波に対して依存性を持たな
い構造を有することを特徴とする干渉型波長変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4494098A JPH11242251A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 干渉型波長変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4494098A JPH11242251A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 干渉型波長変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11242251A true JPH11242251A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12705496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4494098A Pending JPH11242251A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 干渉型波長変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11242251A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002006352A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Fujitsu Ltd | 半導体可変波長変換装置 |
| KR100353845B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2002-09-28 | 한국전자통신연구원 | 반도체광증폭기를 이용한 상호위상변조방식의 파장변환장치 및 그 방법 |
| JP2011221291A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Nec Corp | 光導波回路及び光導波回路の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4494098A patent/JPH11242251A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002006352A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Fujitsu Ltd | 半導体可変波長変換装置 |
| KR100353845B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2002-09-28 | 한국전자통신연구원 | 반도체광증폭기를 이용한 상호위상변조방식의 파장변환장치 및 그 방법 |
| JP2011221291A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Nec Corp | 光導波回路及び光導波回路の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |