JPS62128229A - 光増幅器 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光増幅器に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、光伝送にあたっては、中継点で光を増幅する必
要がある。

従来、このように光を増幅するのにあたっては、例えば
フォトダイオードのような光電変１＋　ｉ子で光はを一
旦電気信号に変換して変換された電気信号を増幅し、増
幅された電気信号でｉｌ光ダイオードのような発光素子
を駆動することが行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このよ・うな従来の構成によれば、光の増幅度
に着目すると、電気信号を増幅する増幅器の利得だけで
はなく、受光素子や発光素子の変換効率のバラツキなど
によっても大きく変化するという欠点がある。

また、これら各素子の変換効率は、温度によっても大き
な影響を受け、極めて不安定である。

本発明は、このような点に着目してなされたものであり
、その目的は、比較的部ｔａな構成で、精度良く光を増
幅できる光増幅器を１！Ｉ！供することにある。

［問題点を解決するための手段１ このような目的を達成する本発明は、同一の半導体基板
上に一体化され光量を周波数に変換する変換特性の等し
い第１．第２の光周波数変換手段と、これら第１．第２
の光周波数変換手段の変換周波数を比較する比較手段と
、比較手段の比較結果に応じて出力光量が変化する電気
光変換手段と、この電気光変換手段の出力光を分岐して
一部を第１の光周波数変換手段に加えるとともに残りを
第２の光周波数変換手段に加えられるパノＪ光市に応じ
Ｉζ出力光とするビームスプリッタとで構成されたこと
を特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

図は、本発明の一実施例の要部を示すブロック図である
。図において、１，２は光量を周波数に変換する変換特
性の等しい第１．第２の光周波数変換手段として用いる
発振回路であり、例えばフォトダイオードＰ　Ｉ）に入
射される光量により生じる静電容量の変化に応じて発振
周波数が変化するように構成されている。なお、これら
第１．第２の光周波数変換手段１，２は同一の半導体基
板上に集積回路として一体化しておく。３はこれら第１
、第２の発振回路１．２の出力周波数ｆ、、ｆ２を比較
する比較手段であり、例えばアップダウンカウンタを用
いる。４はアップダウンカウンタ３の計数出力に応じて
電気光変換手段５を駆動する駆動回路であり、例えばＤ
／Ａ変換器とＤ　、／　Ａ変換出力を積分する積分器と
で構成されたものを用いる。電気光変換手段５としては
例えば発光ダイオードを用いる。６はこの電気光変換手
段５の出力光を分岐して一部を第１の光周波数変換手段
１を構成するフォトダイオードＰＤに加えるとともに残
りを第２の光周波数変換手段２を構成するフォトダイオ
ードＰＤに加えられる入力光量に応じた出力光０ＬＪＴ
として出力するビームスプリッタである。このようなビ
ームスプリッタ６としては、例えばハーフミラ−を用い
る。

このように構成された回路の動作について説明する。

入力光ＩＮが第２の光周波数変換手段２を構成するフォ
トダイオードＰＤの接合面に加えられることにより入力
光量に応じて空乏層の静電容量が変化し、第２の光周波
数変換手段２はその静電容量に応じた周波数ｆ２で発振
する。一方、第１の光周波数変換手段１を構成するフォ
トダイオードＰＤの接合面にビームスプリッタ６を介し
て発光ダイオード５の出力光の一部が加えられることに
よりその入力光量に応じて空乏層の静電容量が変化し、
第１の光周波数変換手段１はその静電容量に応じた周波
数ｆ、で発振する。これら各光周波数変換手段１，２を
構成するフォトダイオードＰＤの空乏層の静電容量は接
合面への入力光量が大きくなるのに応じて増加し、各発
振周波数ｆｌ＋ｆ２は静電容量の増加に応じて低下する
。そして、これら各光周波数変換手段１，２の出力信号
はアップダウンカウンタ３に加えられ、両川力信号の周
波数ｆ、、ｆ２の差が計数出力される。駆動回路４は、
アップダウンカウンタ３の計数出力に応じて発光ダイオ
ード５を駆動する。発光ダイオード５の発光強度は、ア
ップダウンカウンタ３の計数出力の極性および大きさに
比例して変化する。

ここで、前述のように、発光ダイオード５の出力光の一
部は第１の光周波数変換手段１を構成するフォトダイオ
ードＰＤの接合面にビームスプリッタ６を介して加えら
れているので、ｆ、−ｆ２になるように駆動制御される
ことになる。

これにより、第２の光周波数変換手段２を構成するフォ
トダイオードＰＤの接合面に加えられる入力光ＩＮは、
ビームスプリッタ６の透過光と反射光の比率に応じて増
幅されることになる。すなわち、例えば、ビームスプリ
ッタ６の透過光と反射光の比率が１０：１に設定されて
いる場合には、入力光ＩＮは１０倍に増幅されて出力光
ＯＬＪ　Ｔとして出力されることになる。

このような構成によれば、光量を周波数に変換する変換
特性の等しい第１．第２の光周波数変換手段が同一の半
導体基板上に一体化されているので変換効率のバラツキ
や温度変化による影響を受けることはなく、さらに、光
の増幅度はビームスプリッタにおける透過光と反射光の
比率のみで決まることになり、極めて安定な光増幅特性
が４９られる。

なｄ３、電気光変換手段は発光ダイオードに限るもので
はなく、例えば半導体レーザであってもよい。

また、ビームスプリッタは透明基板に金属薄膜を蒸着し
たハーフミラ−に限るものではなく、プリズムであって
もよい口 また、ビームスプリッタで分岐された光を光周波数変換
手段に伝送する手段は、例えば光ファイバーであっても
よいし光周波数変換手段と同一の基板に一体化された先
導波路であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構
成で、精度良く光を増幅できる光増幅器が実現でさ、実
用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 １．２・・・光周波数変換手段、３・・・周波数比較手
段、４・・・駆動回路、５・・・電気光変換手段、６・
・・ビームスプリッタ。 ゛パ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一の半導体基板上に一体化され光量を周波数に変換す
   る変換特性の等しい第１、第２の光周波数変換手段と、
   これら第１、第２の光周波数変換手段の変換周波数を比
   較する比較手段と、比較手段の比較結果に応じて出力光
   量が変化する電気光変換手段と、この電気光変換手段の
   出力光を分岐して一部を第１の光周波数変換手段に加え
   るとともに残りを第２の光周波数変換手段に加えられる
   入力光量に応じた出力光とするビームスプリッタとで構
   成されたことを特徴とする光増幅器。