JPS613490A - 光合分波器 - Google Patents

光合分波器

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JPS613490A
JPS613490A JP12376684A JP12376684A JPS613490A JP S613490 A JPS613490 A JP S613490A JP 12376684 A JP12376684 A JP 12376684A JP 12376684 A JP12376684 A JP 12376684A JP S613490 A JPS613490 A JP S613490A
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optical
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light
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JP12376684A
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Masahiro Ikeda
正宏 池田
Hideki Kataoka
秀樹 片岡
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

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  • Optics & Photonics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、たとえば波長多重方式の双方向光通信に用い
て好適であり、各波長の光信号を分波および合波する光
合分波器に関するものである。
[従来技術] 光通信に用いる光ファイバ等の情報伝送線路の有効利用
を図るための手段として、互いに異なる波長の光信号を
多重化して同時に1本の線路で伝送する波長多重通信が
知られている。
従来は、このような波長多重通信として、第1図に示す
構成が一般に用いられている。第1図は上りおよび下り
各2波長の4波長入1.入2 。
入3 、入4による多重通信の例を示し、ここで、lは
4波長の信号を多重化した信号の光伝送路、2.2′は
光伝送路lの両端に配置した光分波合波器、3,4,5
.8および3’ 、4”、5’ 、e’はそれぞれ波長
入1.入2.入、、入。の光信号路であって、それぞれ
、光分波合波器2および2′により光伝送路lに合波お
よび光伝送路1から分波されるそれぞれの波長の光信号
を通す。31 、41 、51 。
B1はそれぞれ波長入1.入2 、入3 、入4の発光
素子であり、32.42.52.82はそれぞれ波長入
1.λ2 、入3.入。の光検出素子であり、第1図の
例では右方向に波長入、および入2の信号を光伝送路1
を介して伝送し、それと同時に、左方向に波長入3およ
び入。の信号を同一の光伝送路1を介して伝送する。
第1図示の光分波合波器2.2′ は、従来は多層膜フ
ィルタや回折格子等を用いて構成されている。ここで、
多層膜フィルタを用いて構成した光分岐合波器の例を第
2図に示す。本例では、光多重信号を通す光伝送路1お
よび個別波長光信号を通す光信号路3,4,5.13を
光ファイバで構成する。
光ファイバ1,3,4,5.fiの端面にはグレーデッ
ドインデクス型のロッドレンズ71.73.74,75
.78を配置し、ざらにロッドレンズ73.74. ?
5.78にはそれぞれガラスブロック93.94.85
.98を介してバンドパスフィルタのための多層膜フィ
ルタ83,84゜85.813を配置する。ロッドレン
ズ71および多層膜フィルタ83〜88を図示のように
ガラスブロック80に配設する。ガラスブロック80の
、ロッドレンズ71とは反対側にはガラスブロック81
および82を介してそれぞれ短波長通過フィルタおよび
長波長通過フィルタのための多層膜フィルタ81および
82を配設する。ここで、光ファイバ3.5 、8から
は波長がそれぞれ0.81gm 、 1.2座m、1.
3 用mの入力光を入れて光ファイバ1に導き、逆に光
ファイバ1からの伝送光を光ファイバ4に導いて波長9
.89 g mの出力光を取り出す。
ところで、このような構成の光分波合波器を製作するた
めには、レンズ、フィルタ、ガラスブロック等を全て個
別の部品で用意しておかなけれはならず、しかもこれら
の各部品には厳しい位置および角度の精度が要求される
ので、各波長における損失等をモニタしながら調整を行
って最良点で接着する必要があり、したがってその手順
が複雑で時間がかかるという欠点がある。
[目的] そこで、本発明の目的は、上述の欠点に鑑みて、製作時
の調整を簡略化し、さらに小形化および経済化を図った
光合分波器を提供することにある。
[発明の構成] かかる構成を達成するために、本発明では、半導体の波
長による透過・吸収特性を利用して光合分波器を構成す
る。
すなわち、本発明は光伝送用光ファイバと結合されて光
信号の分波および合波を行う光合分波器において、光フ
ァイバの光軸上に発光部および非励起部が併設された半
導体発光素子を複数個有し、複数個の半導体発光素子を
発光部の発光波長の短い順に光軸上に発光部および非励
起部の順序に配置して結合し、発光波長の最も短い発光
部を前記光ファイバと結合させるようにしたことを特徴
とする。
[実施例] 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明光合分波器の一実施例を構成する素子の
構造を示し、ここで、11 、11’はへテロ接合型導
波路のコア部を形成する活性層であり、溝10で互いに
分離されている。12.12’ はコア部11、11’
の一面上に溝10をはさんで配置されたタラッデイング
である。13はコア部11.11’の他面上に、一部分
が溝10をはさんで配置されたタラッデイングである。
これらタラッデイング12および13はそれぞれP型お
よびN型半導体により構成される。クラツディング12
.12’ の表面には電極14、14’ を配置し、ク
ラツディング13の表面には電極15を配置する。電極
14.14’ をそれぞれ負荷抵抗RLを介して電気端
子18.16’ に接続する。
電極15は接地する。以上により本発明による半導体合
分波素子20を構成する。
以下にこの合分波素子20の動作を説明する。
まず、第4図は共振器長200 PLmのGaA文As
レーザダイオードの活性層における減衰率の波長依存性
を示す。PN接合に対して順方向電流IがOの場合には
吸収特性を示し、この電流工が発振閾値Ith以上の場
合には0.82gmの波長でゲインαgを持ち発振した
。また、注入電流がOの場合には発振波長0.82ルm
の波長に対しては吸収が50dB以上となった。
したがって、第3図のへテロ接合型導波路をこのような
GaA文Asレーザダイオードで構成し、その中間部分
に活性層11.11’を分離する形で溝IOが形成され
ているときには、各電気端子18.18’に供給する電
流の値によって活性層11.11’にそれぞれ異なった
動作をさせることができる。
今、端子16′に発振閾値Ith以上の注入電流を印加
し、端子1Bには電流を印加しない(1=O)とすると
、電流を印加した部分では発振が起こり、電 。
流を印加しない非励起部分は吸収領域となる。したがっ
て、発振した光は第3図の左方向には外部へ出射される
が、右方向へ出射された光は吸収部分で吸収・されて右
方向には外部へ出射されない。
また、吸収領域のPN接合には光検出機能があるため、
端子18′ は光検出用端子として使用できる。その光
検出速度を向上させるためには、 PN接合に逆方向バ
イアスを印加するのが効果的である。
半導体材料では、/ヘンドキャップエネルギに対応する
波長より長い波長の光に対しては吸収かなく非常に低損
失で透過する。したがって、吸収部の長さ文aを適切に
選択することによってバンドキャップエネルギに対応す
る波長を境にして波長選択性をもつ光検出器として動作
させることができる、すなわち、分波機能を持たせるこ
とができる。
実験で用いたGaA文Asの場合には、波長0.82 
g mを境にして0.84p+n以上の波長に対しては
5 c m ’以下の吸収率となった。
第3図に示した分離用の溝10は発振部分と吸収部分(
光検出部分)とを分離させるだめの一手段であり、通常
10g+n以下の幅とすればよいが、発振部分を分布帰
還型レーザで構成する場合にはこのような溝を必要とし
ない。
次に、本発明の合分波素子を用いて合分波器を構成する
1実施例を第5図に示す。ここで、波長多重信号伝送用
光ファイバlに対して第3図示の合分波素子20と同様
の構造をもち、それぞれ発光波長の異なる合分波素子2
0−1.20−2.20−3を縦統に接続する。さらに
詳述すると、たとえば3波長の光を多重する場合には、
光ファイ、<1の光軸」二に発光部および非励起部が並
設された素子20−1.20−2.20−3を、各発光
波投入1 、入2 、玉3が入lく入2く入3となるよ
うにして、互いの光軸を揃えて配置して結合させる。そ
して、発光波長の一番短い素子20−1の発光部側に伝
送用光ファイバ1を結合させる。
このような合分波素子20−1.20−2.20−3を
同一の材料系で構成する場合には、各々の活性層の組成
を変化させることにより実現でき、たとえばこれら各素
子を一体に形成することもできる。他方、これら素子を
異種の材料系、たとえばGaAs系とInP系の材料を
用いて構成するときには、各素子間の波長差を大きくと
ることはできる。その場合には、一体に形成することは
できないので、各素子を光学的に接続すればよい。
例えば、波長入1および入、を送信用光信号、波長入3
を受信用光信号と仮定すると、以下のように合φ分波動
作を行わせることができる。
まず、素子20−1で発生した波長入1の光は素子20
−1の吸収部で吸収されるため右方向へは伝搬されず、
光ファイバ1を通して送出される。素子20−2で発生
した波長入2の光は同様に素子20−2の吸収部で吸収
されるため右方向へは伝搬されず、素子20−1に導か
れる。この波長入、の光は素子20−1に対しては/ヘ
ンドギャフプエネルギに対応する波長よりも長波長側に
選んであるため、この素子20−1では吸収されずに透
過し、光ファイノへ1を通して送出される。
一方、波長λ3の光信号が光ファイバ1を通して左方向
から入射してきた場合には、この光信号は光合分波素子
20−1および20−2を透過して素子20−3の活性
層中で吸収される。したがって、この場合には電気端子
16′を受光用端子として使用することによって分波機
能を達成することがで、きる。
光ファイバlの他端においても同様の動作を実現するこ
とができるので、ここでの説明は省略する。
なお、波長多重数に応じて合分波素子を増やせばよいこ
とは言うまでもない。また以上では導波型素子について
説明してきたが、面発光受光素子を積層する構成の場合
にも本発明を適用して同様の機能効果を達成できる。
[効果コ 本発明では、光軸に沿って発光部と非励起部とを並設し
た体発光素子を光軸上に縦続配置し、その発光素子の半
導体材料のバンドギャップエネルギを利用して光の分波
および合波を行うので、次のよう外利点を有する。
(1)波長選択性素子としてレーザダイオードのような
発光用材料それ自体を用いることができるので、装置を
廉価に構成できる。
(2)同一構造の半導体素子を光軸上にタンデムに並べ
る構成であるため、製造が容易であり、かつ装置の小型
化が容易である。
よって光スイツチ機能を持たせることができ、多機能素
子として動作させることも可能となる。
(4)半導体材料で構成するので長寿命である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の波長多重通信用合分波器の構成例を示す
ブロック図、 第2図は第1図における合分波器の具体的構成例を示す
線図、  ゛ 第3図は本発明光合分波器を構成する光合分波素子の一
実施例の構造を示す断面図、 第4図は半導体レーザにおける吸収率の波長依存性を示
す特性曲線図、 第5図は本発明光合分波器の一実施例の構成を示す線図
である。 1・・・伝送用光ファイバ・ 2・・・光合分波器、 3.4,5.El・・・導波路、 31.41,51.81・・・波長λl 、λ2 、λ
3.λ4に対応する発光素子、 32.42,52.θ2・・・波長λ1 、λ2 、入
3 、λ4に対応する光検出素子、 71.73,74,75.76・・・結合用ロッドレン
ズ、81.82,83,84,85.88・・・誘電体
多層膜、90.81,82,83.i34,1l15.
i3B・・・ガラスブロック、11、 II’・・・活
性層、 12、1.2’・・・P型半導体クラツディング、13
、13’・・・N型半導体クラツディング、14 、1
5・・・電極、 16、 IEi’・・・電気端子、 九・・・負荷抵抗、 20、20−1.20−2.20−3・・・光合分波素
子。 特許出願人  日本電信電話公社 代 理 人   弁理士 谷  義 −ぢ 妄 リ へ 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光伝送用光ファイバと結合されて光信号の分波および合
    波を行う光合分波器において、前記光ファイバの光軸上
    に発光部および非励起部が併設された半導体発光素子を
    複数個有し、前記複数個の半導体発光素子を前記発光部
    の発光波長の短い順に前記光軸上に発光部および非励起
    部の順序に配置して結合し、発光波長の最も短い発光部
    を前記光ファイバと結合させるようにしたことを特徴と
    する光合分波器。
JP59123766A 1984-06-18 1984-06-18 光合分波器 Expired - Lifetime JPH0632325B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP59123766A JPH0632325B2 (ja) 1984-06-18 1984-06-18 光合分波器

Applications Claiming Priority (1)

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JP59123766A JPH0632325B2 (ja) 1984-06-18 1984-06-18 光合分波器

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JPS613490A true JPS613490A (ja) 1986-01-09
JPH0632325B2 JPH0632325B2 (ja) 1994-04-27

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6301033B1 (en) 1996-06-14 2001-10-09 Hitachi, Ltd. Optical transmission equipment and optical networks
JP2011228735A (ja) * 2003-12-15 2011-11-10 Leica Microsystems Cms Gmbh レーザ光ビームの生成装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196634A (ja) * 1982-05-12 1983-11-16 Nec Corp 光学ヘツド用光源

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