JPS6066492A - 偏光補償装置付導波型光素子 - Google Patents
偏光補償装置付導波型光素子Info
- Publication number
- JPS6066492A JPS6066492A JP58174631A JP17463183A JPS6066492A JP S6066492 A JPS6066492 A JP S6066492A JP 58174631 A JP58174631 A JP 58174631A JP 17463183 A JP17463183 A JP 17463183A JP S6066492 A JPS6066492 A JP S6066492A
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- JP
- Japan
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- lights
- polarization
- injected
- semiconductor lasers
- semiconductor laser
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は任意の偏光状態の入射光を所望の方向近年、光
通信システムの実用化が進められているが、さらに高度
なシステムを目指して高速・大容量の光ネツトワークシ
ステムが検討されている。
通信システムの実用化が進められているが、さらに高度
なシステムを目指して高速・大容量の光ネツトワークシ
ステムが検討されている。
そのような高速・大容量の光ネツトワークシステムを実
現する一つの方法として、小型・ＩＩ′６速という特徴
を有する各種の導波型光素子を用いて光ネツトワークシ
ステムを構成することが考えられる。一方、情報量の増
大に対処する元ファイバ伝送系としては、モード分散が
原理的に零であシ、高速・広帯域の信号を遠距離にわた
って伝送することが可能な単一モードファイバ伝送系が
支配的になるものと考えられる。しかしながら、単一モ
ードファイバにおいては、直線偏光を入射したとしても
、単一モードファイバ中の複屈折が温度や圧力によシ変
化するので、出射光の偏光状態は一定方向の直線偏光と
はならない。
現する一つの方法として、小型・ＩＩ′６速という特徴
を有する各種の導波型光素子を用いて光ネツトワークシ
ステムを構成することが考えられる。一方、情報量の増
大に対処する元ファイバ伝送系としては、モード分散が
原理的に零であシ、高速・広帯域の信号を遠距離にわた
って伝送することが可能な単一モードファイバ伝送系が
支配的になるものと考えられる。しかしながら、単一モ
ードファイバにおいては、直線偏光を入射したとしても
、単一モードファイバ中の複屈折が温度や圧力によシ変
化するので、出射光の偏光状態は一定方向の直線偏光と
はならない。
導波型光素子においては、通常４波光の偏光状態によっ
てその機能を発揮させるだめの効果の大きさが異なる。
てその機能を発揮させるだめの効果の大きさが異なる。
例えば、電気光学効果や音響光学効果を利用した光スィ
ッチや光変調器の入射部ではＴｇもしくはＴＭ奇モード
一方のみを入射させる必要がある。したがって、単一モ
ードファイバと導波型光素子を接続するだめには偏光補
償の機能が必要である。
ッチや光変調器の入射部ではＴｇもしくはＴＭ奇モード
一方のみを入射させる必要がある。したがって、単一モ
ードファイバと導波型光素子を接続するだめには偏光補
償の機能が必要である。
従来、偏光の調整を行うに杖、光ファイバに曲げやねじ
シなどの外的変形を施す方法や偏光子を挿入して一定の
偏光成分だけを透過させる方法などが用いられてきた。
シなどの外的変形を施す方法や偏光子を挿入して一定の
偏光成分だけを透過させる方法などが用いられてきた。
しかしながら、光ファイバに外的変形を施す方法を用い
ると、単一モード７アイパの周囲温度の変化や外力の変
化にょシ導波光の偏光状態が変化するのでそのたびに手
動あるいはフィードバック制ａ４で調整し直す必要があ
る。また偏光子を挿入する方法を用いると不要な偏光成
分はすべて損失となってしまうばかりが、単一モードフ
ァイバ出射光の偏プし状態が刻々と変わると偏光子出射
光量が時間的に変化してしまう。
ると、単一モード７アイパの周囲温度の変化や外力の変
化にょシ導波光の偏光状態が変化するのでそのたびに手
動あるいはフィードバック制ａ４で調整し直す必要があ
る。また偏光子を挿入する方法を用いると不要な偏光成
分はすべて損失となってしまうばかりが、単一モードフ
ァイバ出射光の偏プし状態が刻々と変わると偏光子出射
光量が時間的に変化してしまう。
他の方法としては、第１図に示すように２枚のＬｉＮｂ
Ｏ３バルク型位相変調器２および３を４５°傾けて縦続
に接続し、Ｌｉ佛−バルク型位相変調器に印加する電圧
を出射光の偏光状態を検出してフィードバック制御する
偏光補償方式がある。しかしながら、この方法ではフィ
ードバック制御系が非常に複雑になる、ＬｉＮｂ０．バ
ルク滉位相変調器の半波長電圧が数十ボルトと大きいな
どの欠点がある。
Ｏ３バルク型位相変調器２および３を４５°傾けて縦続
に接続し、Ｌｉ佛−バルク型位相変調器に印加する電圧
を出射光の偏光状態を検出してフィードバック制御する
偏光補償方式がある。しかしながら、この方法ではフィ
ードバック制御系が非常に複雑になる、ＬｉＮｂ０．バ
ルク滉位相変調器の半波長電圧が数十ボルトと大きいな
どの欠点がある。
本発明の目的は、上述のような欠点を除去せしめて単一
モードファイバ出射光の偏光状態の変化に対して安定で
かつ構成の簡単な偏光補償装置付きの導波型光素子を提
供することにある。
モードファイバ出射光の偏光状態の変化に対して安定で
かつ構成の簡単な偏光補償装置付きの導波型光素子を提
供することにある。
本発明で社微分利得特性または光双安定性を有する半導
体レーザと導波型光素子と、前記半導体レーザ出射光を
その偏光状態を保存したま＼導波型光素子に導く手段と
Ｋよシ偏光補償装置付導波型光素子を構成する。
体レーザと導波型光素子と、前記半導体レーザ出射光を
その偏光状態を保存したま＼導波型光素子に導く手段と
Ｋよシ偏光補償装置付導波型光素子を構成する。
本発明では微分利得特性もしくは光双安定性を有する半
導体レーザが、その電流−光出力特性もしくは光入力−
光出力特性において、閾値で急峻な立上シを見せること
を利用する。適当なバイアス電流を微分利得特性もしく
は光双安定特性を有する半導体レーザに流しておき、光
を注入すると注入光の偏光状態に依らずＴＥモードで発
振する。
導体レーザが、その電流−光出力特性もしくは光入力−
光出力特性において、閾値で急峻な立上シを見せること
を利用する。適当なバイアス電流を微分利得特性もしく
は光双安定特性を有する半導体レーザに流しておき、光
を注入すると注入光の偏光状態に依らずＴＥモードで発
振する。
したがって、フィードバック系などの複雑な電気系なし
で偏光補償が可能となる。しかも微小な注入光で発振を
始め、端面で数ミリワットの出力が得られるので増幅・
波形整形器としても使用できる。そのような半導体レー
ザの出射光を偏光保存ファイバに結合し、その偏光状態
を保ったま＼導波型光素子に導けば偏光依存性のある導
波型光素子の機能を最大限に発輝させることができる。
で偏光補償が可能となる。しかも微小な注入光で発振を
始め、端面で数ミリワットの出力が得られるので増幅・
波形整形器としても使用できる。そのような半導体レー
ザの出射光を偏光保存ファイバに結合し、その偏光状態
を保ったま＼導波型光素子に導けば偏光依存性のある導
波型光素子の機能を最大限に発輝させることができる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図に本発明による偏光補償装置伺導波型光スイッチ
の実施例を示す。第２図において、単一モード７アイパ
１１より出射された光をレンズで絞シ、微分利得特性あ
るいは双安定特性を有する半導体レーザ１２に注入する
。前記半導体レーザ１２には安定化電流源（図示せず）
Ｉｃよシ常に一定のバイアス電流が流されている。前記
半導体レーザ１２の温度特性が問題になる場合にはヒー
トシンクを介して温度安定化用素子が取シ付けられる。
の実施例を示す。第２図において、単一モード７アイパ
１１より出射された光をレンズで絞シ、微分利得特性あ
るいは双安定特性を有する半導体レーザ１２に注入する
。前記半導体レーザ１２には安定化電流源（図示せず）
Ｉｃよシ常に一定のバイアス電流が流されている。前記
半導体レーザ１２の温度特性が問題になる場合にはヒー
トシンクを介して温度安定化用素子が取シ付けられる。
前記半導体レーザ１２の出射光は偏波保存７アイパ１３
に結合され、偏波保存ファイバ１３はＴｉ拡散ＬＩＮｂ
Ｏ，方向性結合器２Ｘ２光スイツチ１４の導波路面に接
続される。
に結合され、偏波保存ファイバ１３はＴｉ拡散ＬＩＮｂ
Ｏ，方向性結合器２Ｘ２光スイツチ１４の導波路面に接
続される。
この偏光補償装置に用いられる半導体レーザ１２の注入
電流と光出力の関係を第３図に示す。通常光双安定特性
を示すレーザの注入電流と光出力の関係は第３図（＆）
に示すようにヒステリシスを有するが、第３図（ｂｌの
ように閾電流値で光出力が急峻に立上るがヒステリシス
は抽かないものもｌ）、これは微分利得特性を有するレ
ーザ４と呼ばれる。
電流と光出力の関係を第３図に示す。通常光双安定特性
を示すレーザの注入電流と光出力の関係は第３図（＆）
に示すようにヒステリシスを有するが、第３図（ｂｌの
ように閾電流値で光出力が急峻に立上るがヒステリシス
は抽かないものもｌ）、これは微分利得特性を有するレ
ーザ４と呼ばれる。
第３図（ＳＬＩに示すようにヒステリシスの外側のバイ
アス電流■捻を流したときの光双安定特性を示す半導体
レーザの光入力と光出力の関係を賄４図（ａｌに、第３
図＋Ｉｌ＋に示すようなバイアス電流］ｂを流したとき
の微分利得特性を有する半導体レーザの光入力と光出力
との関係を第４図（ｂｌに示す。第４図（ａｌ 、 （
ｂｌのような特性を有する半導体レーザ１２に単一モー
ドファイバ１１の出射光（ＩｔＺ信号）が注入されると
、注入光の偏光状態に依らず信号が“ｌ”のときのみ半
導体レーザ１２は発振する。しかも半導体レーザ１２は
注入光の偏光状態に依らず、通常の半導体レーザと同’
＠ＫＴＥモードで発振する。
アス電流■捻を流したときの光双安定特性を示す半導体
レーザの光入力と光出力の関係を賄４図（ａｌに、第３
図＋Ｉｌ＋に示すようなバイアス電流］ｂを流したとき
の微分利得特性を有する半導体レーザの光入力と光出力
との関係を第４図（ｂｌに示す。第４図（ａｌ 、 （
ｂｌのような特性を有する半導体レーザ１２に単一モー
ドファイバ１１の出射光（ＩｔＺ信号）が注入されると
、注入光の偏光状態に依らず信号が“ｌ”のときのみ半
導体レーザ１２は発振する。しかも半導体レーザ１２は
注入光の偏光状態に依らず、通常の半導体レーザと同’
＠ＫＴＥモードで発振する。
したがって、単一モード７アイパ１１出射光の偏光状態
に依らず、半導体レーザ１２出射光ａＴＥモードとなり
、偏光補償動作が可能となる。なお、半導体レーザ１２
の閾電流値やヒステリシス幅は温度によシ変化する場合
にはベルチェ素子などの温度安定化用素子を用いて温度
安定化をする必要がある。半導体レーザ１２の出射光は
偏波保存ファイバ１３に結合され、ＴＥモードを保った
ま＼次段の偏光保存性を有する導波型光スイッチ１４に
接続される。導波型光スイッチ１４の導波路端面におい
て偏波保存７アイパ出射直線偏光の向きをファイバをね
じることによシ調整すれば、導波型光スイッチ１４を効
率良くスイッチングさせることができる。
に依らず、半導体レーザ１２出射光ａＴＥモードとなり
、偏光補償動作が可能となる。なお、半導体レーザ１２
の閾電流値やヒステリシス幅は温度によシ変化する場合
にはベルチェ素子などの温度安定化用素子を用いて温度
安定化をする必要がある。半導体レーザ１２の出射光は
偏波保存ファイバ１３に結合され、ＴＥモードを保った
ま＼次段の偏光保存性を有する導波型光スイッチ１４に
接続される。導波型光スイッチ１４の導波路端面におい
て偏波保存７アイパ出射直線偏光の向きをファイバをね
じることによシ調整すれば、導波型光スイッチ１４を効
率良くスイッチングさせることができる。
本構成の偏光補償装置付導波型光スイッチにおいては、
単一モードファイバ出射光を双安定特性もしくは微分利
得特性を有する半導体レーザの活性層に注入するだけで
偏光補償が可能となる。その際に必要なものは、レンズ
とバイアスａ流通重用の電流源および温度安定化装置の
みであるので非常に簡単な構成で偏光補償装置を実現す
ることができる。しかも微小な注入光でも双安定特性も
しくは微分利得特性を有する半導体レーザは発振を開始
し、端面で数ｍＷの光を出射するので偏光補償とともに
波形整形、増幅も同時に行うことができる。華者らの測
定によればヒステリシスｌ［ｈａのときバイアス電流■
αをヒステリシスの立下がシミ流Ｉ ｔｈｄ直前におい
たとき、すなわちバイアス電流−をヒステリシスの立上
がシミ流■ｔｈｕよシ１ｍＡ小さくしたとき、単一モー
ドファイバ１１の出射光が３０μＷで双安定特性を有す
る半導体レーザが発振を始め、双安定特性を有する半導
体レーザの出射光として端面で約１ｍＷが得られた。な
お双安定特性を有する半導体レーザを偏光補償に用いる
場合には、注入光量に対する感度の点からヒステリシス
幅は狭い方が良く、微分利得特性型半導体レーザが最も
望ましい。
単一モードファイバ出射光を双安定特性もしくは微分利
得特性を有する半導体レーザの活性層に注入するだけで
偏光補償が可能となる。その際に必要なものは、レンズ
とバイアスａ流通重用の電流源および温度安定化装置の
みであるので非常に簡単な構成で偏光補償装置を実現す
ることができる。しかも微小な注入光でも双安定特性も
しくは微分利得特性を有する半導体レーザは発振を開始
し、端面で数ｍＷの光を出射するので偏光補償とともに
波形整形、増幅も同時に行うことができる。華者らの測
定によればヒステリシスｌ［ｈａのときバイアス電流■
αをヒステリシスの立下がシミ流Ｉ ｔｈｄ直前におい
たとき、すなわちバイアス電流−をヒステリシスの立上
がシミ流■ｔｈｕよシ１ｍＡ小さくしたとき、単一モー
ドファイバ１１の出射光が３０μＷで双安定特性を有す
る半導体レーザが発振を始め、双安定特性を有する半導
体レーザの出射光として端面で約１ｍＷが得られた。な
お双安定特性を有する半導体レーザを偏光補償に用いる
場合には、注入光量に対する感度の点からヒステリシス
幅は狭い方が良く、微分利得特性型半導体レーザが最も
望ましい。
以上述べたように、本実施例においては適当なバイアス
電流を流した双安定特性もしくは微分利得特性を有する
半導体レーザに単一モードファイバ出射光を注入するだ
けで偏光補償動作が可能となり、導波型光スイッチを効
率良く動作させることが可能となる。したがって、簡単
な構成で偏光補償装置付導波型光スイッチを実現するこ
とができる。しかも偏光補償機能ばかシでなく、波形整
形、増幅の動作も同時に行うことができる。なお導波型
光スイッチの入出射ボート数は２Ｘ２に限るものではな
くｍｘｎ（ｍ、ｎ：整数）であっても何ら不都合はない
。また光双安定特性もしくは微分利得特性を有する半導
体レーザと導波型光スイッチは必ずし木偏波保存ファイ
バで接続する必要はなく、寸法の都合がつけば前記半導
体レーザ″の活性層端面と導波型光スイッチ導波路端面
を直接接続しても良い。
電流を流した双安定特性もしくは微分利得特性を有する
半導体レーザに単一モードファイバ出射光を注入するだ
けで偏光補償動作が可能となり、導波型光スイッチを効
率良く動作させることが可能となる。したがって、簡単
な構成で偏光補償装置付導波型光スイッチを実現するこ
とができる。しかも偏光補償機能ばかシでなく、波形整
形、増幅の動作も同時に行うことができる。なお導波型
光スイッチの入出射ボート数は２Ｘ２に限るものではな
くｍｘｎ（ｍ、ｎ：整数）であっても何ら不都合はない
。また光双安定特性もしくは微分利得特性を有する半導
体レーザと導波型光スイッチは必ずし木偏波保存ファイ
バで接続する必要はなく、寸法の都合がつけば前記半導
体レーザ″の活性層端面と導波型光スイッチ導波路端面
を直接接続しても良い。
本発明は上記の実施例に限定されるものではない。導波
型光素子は光スイツチ以外のどんなものでも良い。他の
実施例としては、双安定特性もしくは微分利得特性を有
する半導体レーザと導波減光変調器を偏波保存ファ・イ
バで接続した偏光補償装置付導波型光変調器や、双安定
特性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと半導
体光変調器もしくは半導体光スィッチを同一基板上にモ
ノリシック集積化した偏光補償装置付半導体光変調器、
偏光補償装置付半導体光スィッチなどが挙げられる。
型光素子は光スイツチ以外のどんなものでも良い。他の
実施例としては、双安定特性もしくは微分利得特性を有
する半導体レーザと導波減光変調器を偏波保存ファ・イ
バで接続した偏光補償装置付導波型光変調器や、双安定
特性もしくは微分利得特性を有する半導体レーザと半導
体光変調器もしくは半導体光スィッチを同一基板上にモ
ノリシック集積化した偏光補償装置付半導体光変調器、
偏光補償装置付半導体光スィッチなどが挙げられる。
第１図９１ ＬＩＮｂＯ，バルク型位相変調器を縦続に
接続した偏光補償装置の従来実施例を、第２図は本発明
の偏光補償装置の一実施例を示す図であシ、第３図四、
（ｂ）および第４図（ａ）、（ｂ）Ｆｉ双安定レーザ（
微分利得型を含む）の特性を示す図である。 図において、１１：単一モードファイバ、２．３：Ｌｉ
Ｎｂ０．バルク型位相変調器、１２：双安定特性あるい
は微分利得特性を有するレーザダイオード、１３：偏波
保存ファイバ、１４：ヒートシンク、１５：温度安定化
用素子、１６：導波型光スイッチ、１７：安定化電流源
。 第１図 第２図 ４ 第３図 ＜ （ｌ Ｊ （ｂ ） 第４図 光入力 光入力 （α）（ｂ）
接続した偏光補償装置の従来実施例を、第２図は本発明
の偏光補償装置の一実施例を示す図であシ、第３図四、
（ｂ）および第４図（ａ）、（ｂ）Ｆｉ双安定レーザ（
微分利得型を含む）の特性を示す図である。 図において、１１：単一モードファイバ、２．３：Ｌｉ
Ｎｂ０．バルク型位相変調器、１２：双安定特性あるい
は微分利得特性を有するレーザダイオード、１３：偏波
保存ファイバ、１４：ヒートシンク、１５：温度安定化
用素子、１６：導波型光スイッチ、１７：安定化電流源
。 第１図 第２図 ４ 第３図 ＜ （ｌ Ｊ （ｂ ） 第４図 光入力 光入力 （α）（ｂ）
Claims (1)
- 微分利得特性虜たは光双安定性を有する半導体レーザと
、導波型光素子と、前記半導体レーザからの出射光をそ
の偏光状態を保存したま＼導波型光素子に導く手段より
ｎ成されることを特徴とする偏光補償装置付導波型光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174631A JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174631A JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066492A true JPS6066492A (ja) | 1985-04-16 |
| JPH0779179B2 JPH0779179B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=15981966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174631A Expired - Lifetime JPH0779179B2 (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 偏光補償装置付導波型光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779179B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6366984A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ論理回路 |
| US6483957B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | MEMS-based polarization mode dispersion compensator |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58174631A patent/JPH0779179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6366984A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ論理回路 |
| US6483957B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | MEMS-based polarization mode dispersion compensator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0779179B2 (ja) | 1995-08-23 |
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