JPS62154685A - 波長多重光通信用光源 - Google Patents
波長多重光通信用光源Info
- Publication number
- JPS62154685A JPS62154685A JP60293831A JP29383185A JPS62154685A JP S62154685 A JPS62154685 A JP S62154685A JP 60293831 A JP60293831 A JP 60293831A JP 29383185 A JP29383185 A JP 29383185A JP S62154685 A JPS62154685 A JP S62154685A
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- JP
- Japan
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- light
- wavelength
- light source
- plane
- diffraction grating
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- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/506—Multiwavelength transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/572—Wavelength control
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Optical Couplings Of Light Guides (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。
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
この発明は光通信に用いる波長多重光通信用光源に関す
る。
る。
従来の技術
波長多重光通信においては、多重度の数だけの波長の異
なる光源が必要になる。波長多重光通信用光源としては
0.8−1.3μmの発振波長を有する発光ダイオード
や半導体レーザ(以下LD)の中から、各チャンネル間
隔に相当する波長のもの、を選別して用いていた。
なる光源が必要になる。波長多重光通信用光源としては
0.8−1.3μmの発振波長を有する発光ダイオード
や半導体レーザ(以下LD)の中から、各チャンネル間
隔に相当する波長のもの、を選別して用いていた。
これまでに実用化している波長多重光通信システムにお
いては、多重度は2から4波長程度のものであり、光源
の波長間隔も0.i 0.2μm間隔に設定し、光源と
なる発光ダイオードやLDの組成材料比を変化させたり
、材料自体をかえることによって希望の波長をえている
。
いては、多重度は2から4波長程度のものであり、光源
の波長間隔も0.i 0.2μm間隔に設定し、光源と
なる発光ダイオードやLDの組成材料比を変化させたり
、材料自体をかえることによって希望の波長をえている
。
発光ダイオードを光源とした場合、発光ダイオードのス
ペクトル幅が約30nmと広いために隣接チャネル間の
クコストークを考慮した場合、発光波長間隔をせまくす
ることが困難である。また、光源に単一モード波長のL
Dを用いた場合、そのスペクトル幅は数10MHz以下
であるためにチャンネル間がせばめられ、多重度も飛曜
的に高めることが可能となる。
ペクトル幅が約30nmと広いために隣接チャネル間の
クコストークを考慮した場合、発光波長間隔をせまくす
ることが困難である。また、光源に単一モード波長のL
Dを用いた場合、そのスペクトル幅は数10MHz以下
であるためにチャンネル間がせばめられ、多重度も飛曜
的に高めることが可能となる。
他方、わずかに異なる周期構造を有するDistrib
uted Feedbackレーザ(以下DFBレーザ
)を1つのチップに集積し、アレイ化したものがある。
uted Feedbackレーザ(以下DFBレーザ
)を1つのチップに集積し、アレイ化したものがある。
第6図にその実施例をしめす。周期の差によって波長の
異なる5つの光をえることが出来る。
異なる5つの光をえることが出来る。
発明が解決しようとする問題点
しかし現在量も多く使用されているファプリーベロー型
の構造を有するLDでは同一プロセスで作成しても、そ
の発振波長はバラツキを生じる。
の構造を有するLDでは同一プロセスで作成しても、そ
の発振波長はバラツキを生じる。
このため、多重度の高い波長多重光通信システムを構成
するためには多くのLDのサンプルの中から必要とする
波長のものを選別するか、設計値に近い波長を有するL
Dを温度制御して設計値の波長にしている。このためL
Dの歩留りが悪くなってしまう。また波長間隔を広くす
るとLDの歩留りは良くなるが、各チャンネルにおいて
光ファイバーの伝送損失が異なるためにシステムとして
のパワーマージンが最悪のチャンネルによって決定され
てしまう。他の光学部品においても特性の変化が生ずる
。このため部品によってはチャンネルで材料や構成を変
える必要が生じ、コストアンプとなってしまう。
するためには多くのLDのサンプルの中から必要とする
波長のものを選別するか、設計値に近い波長を有するL
Dを温度制御して設計値の波長にしている。このためL
Dの歩留りが悪くなってしまう。また波長間隔を広くす
るとLDの歩留りは良くなるが、各チャンネルにおいて
光ファイバーの伝送損失が異なるためにシステムとして
のパワーマージンが最悪のチャンネルによって決定され
てしまう。他の光学部品においても特性の変化が生ずる
。このため部品によってはチャンネルで材料や構成を変
える必要が生じ、コストアンプとなってしまう。
第6図に示したDFBレーザアレイではその作成プロセ
スが複雑であり、導波路部に構成する溝のピンチをきわ
めて精密に制御しなければならず、素子の再現性や歩留
りに大きな問題がある。また素子がアレイ状になってい
るためにLDを同時駆動した場合、発熱しLDの温度上
昇をまねく。従って波長変化や出力レベルの低下を召く
。
スが複雑であり、導波路部に構成する溝のピンチをきわ
めて精密に制御しなければならず、素子の再現性や歩留
りに大きな問題がある。また素子がアレイ状になってい
るためにLDを同時駆動した場合、発熱しLDの温度上
昇をまねく。従って波長変化や出力レベルの低下を召く
。
本発明は上記問題に鑑み、LDの発振周波数を安定化し
、多重度の高い波長多重光通信用光源をするものである
。
、多重度の高い波長多重光通信用光源をするものである
。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の波長多重光通信用
光源は複数個のLDも外部に複数本の光ファイバーと1
枚の平面回折格子と3つのレンズと複数枚の反射鏡並び
に受光素子アレイを具備し各LDに対して特定波長の外
部光共振器を形成し平面回折格子での0次回折光のパワ
ー変動を検出し、LDの駆動回路へ負帰還をかけたもの
である。
光源は複数個のLDも外部に複数本の光ファイバーと1
枚の平面回折格子と3つのレンズと複数枚の反射鏡並び
に受光素子アレイを具備し各LDに対して特定波長の外
部光共振器を形成し平面回折格子での0次回折光のパワ
ー変動を検出し、LDの駆動回路へ負帰還をかけたもの
である。
作用
本発明は上記した構成によって、複数個のLDの発振周
波数を同時に独立に安定化制御することによって上記に
説明した問題点を解決しようとするものである。
波数を同時に独立に安定化制御することによって上記に
説明した問題点を解決しようとするものである。
実施例
以下、本発明の1実施例における波長多重光通信用光源
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の1実施例における波長多重光通信用光
源の構成図を示すものである。複数個のしDlからの出
力光は各々光ファイバー2に入力される。光ファイバー
の各出射端はコリメートレンズ3の焦点面(x−y平面
)上に配置する。4は平面回折格子で溝はY方向に切ら
れている。このため光ファイバー2の配列はLD間のク
ロストークをさけるために、Y方向では重ならないよう
にしなければならない。第1図における実施例では、光
ファイバー2はすべてy軸方向に配列しであるが必ずし
も同−X座標上に配列する必要はなく、斜め方向に配列
してもよい。光ファイバー2よりでた光は、コリメート
レンズ3により平行光となって平面回折格子4に入射さ
れる。いま、平面回折格子4の溝に対に対して垂直な平
面(X−N面)での光の入射角、回折角をα、βとし、
またオフプレイン角をφとすると波長λの光は、d’c
os φ・(sin tx +sin β)=mλ −
(1)を満たす但し、dは溝間隔、mは次数である。も
し、入射角とオフプレイン角が一定ならば、入射光の波
長λが変化すると回折角βが変化する。Δβ変化すると
集光レンズ5の焦点面ではΔx’ =Δβ・fに対応
する。
源の構成図を示すものである。複数個のしDlからの出
力光は各々光ファイバー2に入力される。光ファイバー
の各出射端はコリメートレンズ3の焦点面(x−y平面
)上に配置する。4は平面回折格子で溝はY方向に切ら
れている。このため光ファイバー2の配列はLD間のク
ロストークをさけるために、Y方向では重ならないよう
にしなければならない。第1図における実施例では、光
ファイバー2はすべてy軸方向に配列しであるが必ずし
も同−X座標上に配列する必要はなく、斜め方向に配列
してもよい。光ファイバー2よりでた光は、コリメート
レンズ3により平行光となって平面回折格子4に入射さ
れる。いま、平面回折格子4の溝に対に対して垂直な平
面(X−N面)での光の入射角、回折角をα、βとし、
またオフプレイン角をφとすると波長λの光は、d’c
os φ・(sin tx +sin β)=mλ −
(1)を満たす但し、dは溝間隔、mは次数である。も
し、入射角とオフプレイン角が一定ならば、入射光の波
長λが変化すると回折角βが変化する。Δβ変化すると
集光レンズ5の焦点面ではΔx’ =Δβ・fに対応
する。
fは集光レンズ5の焦点距離である。第2図はφ−0の
場合の光学系をしめす。LDlの出力光は光ファイバー
2を通りレンズ3で平行光となって平面回折格子4で回
折される。回折された光は、集光レンズ5の焦点面上で
波長に対応した位置に集光される。FP型LDにおいて
は、発振可能な縦モードが複数本存在するので、特定波
長に対応する、レンズ5の焦点面上の位置に反射鏡6を
配置すると、LDIにおいてその特定波長に対してだけ
外部光共振器が形成される。従ってLDIの発振波長は
(1)弐によって幾何学的に決定される。
場合の光学系をしめす。LDlの出力光は光ファイバー
2を通りレンズ3で平行光となって平面回折格子4で回
折される。回折された光は、集光レンズ5の焦点面上で
波長に対応した位置に集光される。FP型LDにおいて
は、発振可能な縦モードが複数本存在するので、特定波
長に対応する、レンズ5の焦点面上の位置に反射鏡6を
配置すると、LDIにおいてその特定波長に対してだけ
外部光共振器が形成される。従ってLDIの発振波長は
(1)弐によって幾何学的に決定される。
また、レンズ5の焦点面の反射鏡6の(x I−y”)
面内の位置を変えることによって、共振周波数が変化し
、LDlの発振周波数も利得の範囲内で変化させること
ができる。従って、波長多重光通信用光源としである一
定の波長間隔で発振するLD光源が必要な場合、第1図
に示されるように反射鏡6を複数個を必要な波長位置に
配列し、しかも光ファイバーの出射端をy軸方向に分散
して配置することにより各LD1の回折光を集光レンズ
5の焦点面上においてy′軸方向に分散して結像させ、
各LDlの利得の広がりによって生ずるスペクトルの裾
の重りをレンズ5の焦点面上で回避しながら、前記反射
鏡6をx’−y’面において2次元的に配列し、外部光
共振器を形成してやればよい。第3図にレンズ5の焦点
面での各LDIの結像スペクトルを示す。各LDが縦マ
ルチモードで発振していると1つのLDIの発振スペク
トルはX゛方向分散して結像される。特定の縦モードス
ペクトルの結像点に反射鏡6配置すると、反射tAG上
に結像された発振スペクトル像7を光源として再び元の
光路を通りLDへ帰還される。第3図のa、b、c、d
、eのスペクトルは、第1図のLDla、b、c、d、
eの発光スペクトルに対応している。
面内の位置を変えることによって、共振周波数が変化し
、LDlの発振周波数も利得の範囲内で変化させること
ができる。従って、波長多重光通信用光源としである一
定の波長間隔で発振するLD光源が必要な場合、第1図
に示されるように反射鏡6を複数個を必要な波長位置に
配列し、しかも光ファイバーの出射端をy軸方向に分散
して配置することにより各LD1の回折光を集光レンズ
5の焦点面上においてy′軸方向に分散して結像させ、
各LDlの利得の広がりによって生ずるスペクトルの裾
の重りをレンズ5の焦点面上で回避しながら、前記反射
鏡6をx’−y’面において2次元的に配列し、外部光
共振器を形成してやればよい。第3図にレンズ5の焦点
面での各LDIの結像スペクトルを示す。各LDが縦マ
ルチモードで発振していると1つのLDIの発振スペク
トルはX゛方向分散して結像される。特定の縦モードス
ペクトルの結像点に反射鏡6配置すると、反射tAG上
に結像された発振スペクトル像7を光源として再び元の
光路を通りLDへ帰還される。第3図のa、b、c、d
、eのスペクトルは、第1図のLDla、b、c、d、
eの発光スペクトルに対応している。
なお、本実施例では、平面回折格子4での1次の回折光
の帰還にはレンズ5と反射v16によって構成されたキ
ャソツアイ光学系を用いているために安定した光帰還が
行なえる。平面回折格子4での回折光のビーム径が小さ
く、かつ分散が大きい場合、集光レンズ5を除き、反射
鏡6の代りにコーナーミラーを用いてもよい。
の帰還にはレンズ5と反射v16によって構成されたキ
ャソツアイ光学系を用いているために安定した光帰還が
行なえる。平面回折格子4での回折光のビーム径が小さ
く、かつ分散が大きい場合、集光レンズ5を除き、反射
鏡6の代りにコーナーミラーを用いてもよい。
また、LDIの出力光は光ファイバー2によって外部光
共振器に導かれているために、LDアレイとは異なり、
各LDIを独立に温度制御することが可能となる。
共振器に導かれているために、LDアレイとは異なり、
各LDIを独立に温度制御することが可能となる。
また、第4図においては平面回折格子4で生じた0次の
回折光を用いて、LDIの出力強度変化を受光素子10
によって検出しLDIの駆動回路12へ負帰還をかけ、
出力レベルを一定にたもつシステムを示す。
回折光を用いて、LDIの出力強度変化を受光素子10
によって検出しLDIの駆動回路12へ負帰還をかけ、
出力レベルを一定にたもつシステムを示す。
また複数個のLDの発振光強度をO次回全光を利用して
制御した場合は第1図に示す。この光学系においては0
次の回折光は平面回折格子4を鏡とした反射光を等しく
、光ファイバー2の入射位置に対応した集光レンズ8の
焦点面に各LDIの出力光の一部が結像する。よってこ
の結像点に対応した位置に受光面を持つ受光素子アレイ
を配置しておけばよい。第5図は受光素子7レイの1例
をしめしたものである。
制御した場合は第1図に示す。この光学系においては0
次の回折光は平面回折格子4を鏡とした反射光を等しく
、光ファイバー2の入射位置に対応した集光レンズ8の
焦点面に各LDIの出力光の一部が結像する。よってこ
の結像点に対応した位置に受光面を持つ受光素子アレイ
を配置しておけばよい。第5図は受光素子7レイの1例
をしめしたものである。
発明の効果
以上のように本発明は複数個のLDの外部に、3つのレ
ンズと一枚の平面回折格子と、前記LDからの出力光を
導く光ファイバーと、複数個の反射鏡及び受光素子プレ
イを具備し、LD外部に周波数選択性のある光共振器を
構成し、また平面回折格子で生ずる各LDO次回次回全
光光素子アレイを用いてその強度変化を検出しLD駆動
回路へ負帰還することで複数のLDの発振周波数及び出
力パワーを安定にかつ独立に制御することのできる多重
度の高い波長多重光通信用の光源を提供することができ
うる。
ンズと一枚の平面回折格子と、前記LDからの出力光を
導く光ファイバーと、複数個の反射鏡及び受光素子プレ
イを具備し、LD外部に周波数選択性のある光共振器を
構成し、また平面回折格子で生ずる各LDO次回次回全
光光素子アレイを用いてその強度変化を検出しLD駆動
回路へ負帰還することで複数のLDの発振周波数及び出
力パワーを安定にかつ独立に制御することのできる多重
度の高い波長多重光通信用の光源を提供することができ
うる。
第1図は本発明の実施例における波長多重光通信用光源
の構成図、第2図は本発明におけるLDの発振制御光学
系の構成図、第3図は集光レンズの焦点面上のLDの発
光スペクトル図、第4図は本実施例における電気的、光
学的帰還制御用プロ、7り図、第5図は本発明における
受光素子の構成図、第6図は従来の光源の斜視図である
。 1・・・・・・半導体レーザー、2・・・・・・光ファ
イバー、3・・・・・・コリメートレンズ、4・・・・
・・平面回折格子、5・・・・・・集光レンズ、6・・
・・・・反射鏡、7・・・・・・受光素子アレイ、8・
・・・・・集光レンズ、12・・・・・・半導体レーザ
ー駆動回路。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名1)に2図 第3図 枦 り 区 0 第5図 7懺ジと青しシアレイ
の構成図、第2図は本発明におけるLDの発振制御光学
系の構成図、第3図は集光レンズの焦点面上のLDの発
光スペクトル図、第4図は本実施例における電気的、光
学的帰還制御用プロ、7り図、第5図は本発明における
受光素子の構成図、第6図は従来の光源の斜視図である
。 1・・・・・・半導体レーザー、2・・・・・・光ファ
イバー、3・・・・・・コリメートレンズ、4・・・・
・・平面回折格子、5・・・・・・集光レンズ、6・・
・・・・反射鏡、7・・・・・・受光素子アレイ、8・
・・・・・集光レンズ、12・・・・・・半導体レーザ
ー駆動回路。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名1)に2図 第3図 枦 り 区 0 第5図 7懺ジと青しシアレイ
Claims (3)
- (1)複数個の半導体レーザ素子と前記半導体レーザ素
子の出力光を導波する複数本の光ファイバーと前記複数
本の光ファイバーからの出力光を平行光にする1つのコ
リメータレンズと前記コリメータレンズによって、コリ
メートされた前記複数本の光ファイバーからの出力光を
、発振波長に応じた方向へ分散させる平面回折格子と、
前記平面回折格子で分散された光を選択的に前記光ファ
イバーの出射部へ帰還させる反射鏡を備え、前記平面回
折格子からの0の次回折光の強度を検知する光検出器を
備え、前記光検出器の電気出力を負帰還し半導体レーザ
の出力を一定に保つことを特徴とする波長多重光通信用
光源。 - (2)光ファイバーからの出射光が平面回折格子の溝に
対する法線に対して斜めに入射するように光ファイバー
をコリメートレンズの焦点面に配列した範囲第(1)項
記載の波長多重光通信用光源。 - (3)平面回折格子からの分散光を集光する集光レンズ
と、前記集光レンズの焦点面上に配置されたスリット状
の平面鏡を用いて前記分散光を選択的に入射方向へ帰還
させることを特徴とする特許請求の範囲第(1)または
第(2)項記載の波長多重光通信用光源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60293831A JPH06101607B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 波長多重光通信用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60293831A JPH06101607B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 波長多重光通信用光源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62154685A true JPS62154685A (ja) | 1987-07-09 |
JPH06101607B2 JPH06101607B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=17799721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60293831A Expired - Fee Related JPH06101607B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 波長多重光通信用光源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06101607B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2738432A1 (fr) * | 1995-09-01 | 1997-03-07 | Hamel Andre | Composant optique adapte a la surveillance d'une liaison multilongueur d'onde et multiplexeur a insertion-extraction utilisant ce composant, application aux reseaux optiques |
US6452720B1 (en) | 1997-01-29 | 2002-09-17 | Fujitsu Limited | Light source apparatus, optical amplifier and optical communication system |
US9323004B2 (en) | 2013-06-28 | 2016-04-26 | International Business Machines Corporation | Optical device |
JP2021524161A (ja) * | 2018-05-22 | 2021-09-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 波長合成技術用レーザシステムにおけるパワー及びスペクトラムのモニタリング |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60293831A patent/JPH06101607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2738432A1 (fr) * | 1995-09-01 | 1997-03-07 | Hamel Andre | Composant optique adapte a la surveillance d'une liaison multilongueur d'onde et multiplexeur a insertion-extraction utilisant ce composant, application aux reseaux optiques |
EP0762161A1 (fr) * | 1995-09-01 | 1997-03-12 | France Telecom | Composant optique adapté à la surveillance d'une liaison multilongueur d'onde et multiplexeur à insertion-extraction utilisant ce composant, application aux réseaux optiques |
US5748815A (en) * | 1995-09-01 | 1998-05-05 | France Telecom | Optical component adapted to monitor a multiwavelength link and add-drop multiplexer using this component, application to optical networks |
US6452720B1 (en) | 1997-01-29 | 2002-09-17 | Fujitsu Limited | Light source apparatus, optical amplifier and optical communication system |
US6856455B2 (en) | 1997-01-29 | 2005-02-15 | Fujitsu Limited | Light source apparatus, optical amplifier and optical communication system |
US9323004B2 (en) | 2013-06-28 | 2016-04-26 | International Business Machines Corporation | Optical device |
US9372312B2 (en) | 2013-06-28 | 2016-06-21 | International Business Machines Corporation | Optical device |
US9753227B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-09-05 | International Business Machines Corporation | Optical device |
JP2021524161A (ja) * | 2018-05-22 | 2021-09-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 波長合成技術用レーザシステムにおけるパワー及びスペクトラムのモニタリング |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06101607B2 (ja) | 1994-12-12 |
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