JPS62189832A - 光送信装置 - 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、光通信で使用される光送信装置に関する。

（従来の技術およびその問題点） 光通信システムにおいては、光送信装置として半導体レ
ーザの注入電流をに調して出力強度を変調する方式が一
般に用いられている。

特に光デイジタル信号変調とする場合、予めレーザへの
直流バイアス電流を発振しきい値に設定しておき、送信
符号に対応したパルス電流をこのバイアス電流に重畳す
ることによって光パルス出力を得ている。この場合、バ
ルン符号のスペースに対応する光出力はマークに対応す
る光出力に比較し、充分小さくないと、消光比劣化によ
る通信品質の低下をひきおこす。従ってスペースに対応
する注入電流はしきい値電流よりわずかに低い値に設定
するのが一般である。

しかし従来このような変調方法により、ＩＧｂ／８以下
の符号伝送速度では充分な応答の光出力波形が得られた
が、ｌＧｂ／ｓ以上ではレーザへのバイアス電流をしき
い値付近にまで低下させるとレーザの応答が遅くなり、
波形のすそ引きが大きくなって高速変調ができなくなる
欠点があった。

また、ｌ　Ｇｂ／　６　以上でバイアス電流をしきい値
以下に設定すると、直接変調に伴なう周波数ゆらぎ（チ
ャーピング）が大ぎく、長距離の光ファイバ伝送におい
ては、光ファイバの分散による波形歪が生ずるという問
題点があった。このチャーピングの影響を小さくするに
は、バイアス電流をしきい値以上にすればよいが、この
場合消光比劣化が生ずるという欠点があった。

そこで、本発明の目的は、上記の欠点を解決し、半導体
レーザへの直流バイアス電流をしきい値以上にした場合
に生ずる消光比劣化を抑圧した光送信装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 萌述の問題点を解決するために本発明が提供する光送信
装置は、変調された注入電流を受けたとき周波数変調成
分を含む信号光を出力する半導体レーザと、萌配信号光
を周波数弁別する光周波数弁別器とを含み、この光周波
数弁別器は前記信号光の周波数変調成分を強度変調成分
に変換しこの強度変調成分を送信することを特徴とする
。

（作用） 以下、本発明の作用について説明する。

一般に半導体レーザの発振周波数は、注入電流量により
変化する。このことについては、ニス・コバヤシ、ワイ
・ヤマモト、エム拳イト−及びティー・キムテ（８，Ｋ
ＯＢＡＹＡＳＨＩ、Ｙ、ＹＡＭＡＭＯＴＯｅ　　Ｍ、Ｉ
ＴＯ＝　ａｎｄ　Ｔ、ＫＩＭＵＲＡ　）により米国技術
誌ＩＥｇＥの１９８２年ＶｏＪｉ’、ＱＥ−１８におい
てｐｐ５８２〜５９５に［ダイレクト・フリーキエンシ
・モジュレーション・イン・ＡｌＧａ　Ａｓ　　セミコ
ンダクタ・レーザ（ＤｉｒｅｃｔＦｒｅｑｕｅｎｃｙ　
Ｍｏｄｕｇａｔｉｏｎ　　ｉｎ　ＡＡ’ＧａＡｓ　Ｅ３
ｅｍｉｃｏｎｄａｅｔｏｒ　Ｌａａｅｒｓ　）　Ｊと題
して発表された技術論文に詳しい記述がある。このよう
に、半導体レーザでは注入電流により発振周波数が変化
するから、レーザの注入電流を発振しきい値以上として
おくと注入電流を変化させることで強度変調をかけると
同時に周波数変調をかけることができる。このようにし
て直接注入電流変調により得られた周波数変調光を光周
波数弁別器に入力する。そして、信号がマークの時には
透過率が１、スペースの時には、透過率がＯとなるよう
に弁別器に弁別特性を持たせると、弁別器の透過出力と
してマーク時の強度はそのままとしスペース時の強度を
ＯＫ近づけることができるので、消光比による劣化量を
抑圧した光強度変調波が得られる。しかもこのようにし
て動作させた半導体レーザは、しきい値以上の所で動作
させているから高速での変調が可能であるし、チャーピ
ングによる影響も小さい。

（実施例） 第１図は本発明の典型的な実施例の構成図、第２図はそ
の実施例における半導体レーザの発振周波数と注入電流
量との関係を示す特性図、第３図は第１図実施例におけ
る光周波数弁別器の透過率と入力光周波数との関係を示
す特性図、第４図（ａ）〜（ｃｍ）　　は第１図実施例
における光強度および光周波数と変調信号との関係を示
すタイミング図である。この実施例の光送信装置は半導
体レーザ２と周波数弁別器３０とからなり、この周波数
弁別器３０はマハツエンダ型の干渉計で構成されている
。

次に本実施列の動作と動作条件を第１〜４図を参照して
説明する６第１図において、送信信号源ｌの出力のｌ　
Ｇｂ　／　ｓの高周波パルス信号と直流電流源１１の出
力の直流とは加算回路１２で加を合わされて、注入電流
として半導体レーザ２へ加えられる。１　（）ｂ／　１
１の直接パルス電流変調を受けた波長１．５μｍのレー
ザ２の出力光２０は、第１のハーフミラ−４で２分され
、一方ミラー３で構成される光路７を通り、他方は光路
６を通った後、再び第２のハーフミラ−５で合波される
。第１、第２のハーフミラ−４，５およびミラー３はマ
ハツエンダ型の干渉計を構成しており光周波数弁別器３
０として動作する。ここで用いた半導体レーザ２は、発
振電流しきい値が２０ｍＡの単一軸モード発振レーザで
あり信号がスペースの時の電流値工、を３０　ｍＡ　、
マークの時の電流値工！を５０　ｍＡとした（第４図（
ａ））。そして、スペース時の発揚周波数で１　とマー
ク時の発振周波数ｆ、との差は、第２図および第４図（
ｃ）に示すように約２０　ＧＨｚとした。　次にマノ−
ツエンダ型の干渉計の光路６，７０光路差を２０　ＧＨ
ｚの周波数が弁別可能な約７．５露にしく第３図）、さ
らに信号がスペースの時に出力端８に出力が出ないよう
に光路差を微調した。また、光路差７．５ｎによる時間
遅れで生ずる出力光８の立ち上がりおよび立ち下がりの
ジッタは、２５ｐｓ以下に抑えられＩ　Ｇｂ　／　ｓの
伝送では問題は生じない。この時光周波数弁別５３０の
透過率−人力光周波数特性は第３図のようになり、出力
端８には信号がマークの時、入力光２０における光強度
の９０％以上の光強度が得られた（第４図（ｄ））。ま
た干渉計により周波数弁別することにより、入力光２０
の消光比が１：３であるＯＫ比べ出力的８の信号光は消
光比がｌ：ｔｏｏと改善されるとともに信号光の強度変
調の振幅も１．４倍となった。

本発明においては、以上の実施例の他にも様々な変形例
がある。例えばマハクエンダ型の干渉計の代わりにマイ
ケルソン型、ファプリーベロ型の干渉計を用いることも
差支えないし、回折格子を用いることもできる。またそ
れぞれの干渉計は、集積化に適する様に導波路型にする
ことも可能であるし、ファイバを用いた型にすることも
できる。

（発明の効果） 以上のように本発明の光送信装置によれば、半導体レー
ザのバイアス電流をしきい値電流以上にした場合に生ず
る消光比劣化を抑圧した高速強度変調光を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の典型的な実施レリの構成図、第２図は
この実施例における半導体レーザの発振周波数と注入電
流量との関係を示す特性図、第３図は＠１図実施例にお
ける光周波数弁別器の透過率と入力光周波数の関係を表
わす特性図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第１図実施例の各
点における光強度および光周波数と変調信号との関係を
表わすタイミング図である。 １・・・送信信号源、２・・・半導体レーザ、３・・・
ミラー、４ｔ　　５・・・ハーフミラ−，１１・・・直
流電流源、１２・・・加算回路、３０・・・光周波数弁
別器。 代理人　弁理士　本　庄　伸　介 １：　ｌメＬイらイ乞３３厭 ３　ミラー ４．５・ハーフミラ− １２、力Ｏ解瞑た 第１図 往入臀した量 第２図 入力光ｎ人秋 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変調された注入電流を受けたとき周波数変調成分を含む
   信号光を出力する半導体レーザと、前記信号光を周波数
   弁別する光周波数弁別器とを含み、この光周波数弁別器
   は前記信号光の周波数変調成分を強度変調成分に変換し
   この強度変調成分を送信することを特徴とする光送信装
   置。