JPS62291982A - 光パルス波長制御器 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 この発明は光パルスごとにその光波長を制御可能とした
光パルス波長制御器に関する。

「従来の技術」 従来において光パルスごとにその光波長を制（２）する
には、予め発振波長の異なる複数のレーザを用意してお
いて、電気パルスごとｃ：、所望の光波長と対応したレ
ーザを選択駆動することにより行っていた。この場合、
その波長の種類と対応した複数のレーザを用意する必要
がある。

また従来において光パルスの波長を変更するにバ一度’
Ｋｓ　気ハルスＩ−変換し、その電気パルスＣ二より所
望の波長のレーザを駆動する必要があり、特番：光パル
ス列をギの各光パルスごとＣ二選択的（−光波長を変更
する場合は、その各光波長と対応した複数のレーザを用
意する必要があった。

なお発振波長を制御できる半導体レーザが提案されてい
る。これはＤＢＲ（分布ブラッグ反射）形レーザと呼ば
れるもので第６図に示すように半導体内の活性層１１の
一側に隣接して波長制御部１２が設けられ、活性層１１
の他側と隣接して。

また波長制御部１２と活性層１１の反対側で隣接して回
折格子部１３．１４が設けられて光導波路１５が構成さ
れている。活性層１１に電気信号を印加するための変換
用電極１６．波長制御部１２に電気信号を印加するため
の制御用第１電極１７５回折格子部１３　、１４　Ｃ制
御用第２電極１８．１９がそれぞれ設けられている。

変換用電極１６に駆動電流を供給し、この駆動電流を大
きくしてゆき、これがしきい（直１１を越えると第７図
に示すようＣ二、活性層１１から光が発生し、その光は
光導波路１５により案内されて。

その両端面２１．２２より出力光２３．２４として放身
寸される。

制御用第１電極１７に加える直流バイアス電流を変化さ
せると、これに伴って波長制御部１２の屈折率が変化し
、活性層１１より発生した光が波長制御部１２を導波さ
れる際（−前記屈折率の変化に応じて伝播位相（伝播時
間）が変化し、レーザ発振波長が変化する。更（＝その
光が回折格子部１３゜１４を導波される際（−１回折格
子部１３．１４の回折格子の周期をその光の波長に共振
するブラッグ波長（ニ一致するようＣ二制御用第２電極
１８．１９に加える直流バイアス電流を制御すると端面
２１゜２２から出力される光２３．２４の波長変化量が
最大になる。この波長変動量を最大とする制御用第１．
第２電極１７．１８．１９に印加する二つの直流バイア
ス電流の関係は第８図ζ二示すよう二制御用第１電極１
７の直流バイアス電流を、制御用第１電極１８．１９の
直流バイアス電流の約２倍にするとよいことが知られて
いるーこのように制御用第１電極１７．制御用第２電極
１８．１９（−印加する各直流バイアス電流を変更する
ことにより出力光２３：２４の波長を変更することがで
きる。

きる。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記ＤＢＲレーザを用いて、光パルスごとに
その光波長を制御することができる光パルス波長制御器
を簡単に構成するものである。

この発明によればＤＢＲレーザの変換用電極に電気パル
スタ与えるように構成され、また制御用第１電極と制御
用第２電極とに、はシ一定の割合で異なるレベルの第１
．第２波長制御信号を与えるようＣ二され、その第１．
第２波長制御信号のレベルを電気パルスと同期して制御
できるようにされる。

特に光パルスを受光素子で電気パルスに変換して変換用
電極へ供給することにより光パルスをそのパルスごとに
波長を制御して出力することができる。また光の第１．
第２波長制御信号を受光素子で電気の第１．第２波長制
御信号に変換して制佃用第１電極、制御用第２電極へ供
給すること（−より、光信号により波長制御してもよい
。

「第１実施例］ 第１図にこの発明の第１実韮例を示し、第７因と対応す
る部分には同一符号を付けである。この例ではパルス発
生器３１からの電気パルスが変換用電極１６へ供給され
、波長制御信号発生器３２からの電気の波長制御信号が
制御用第１電極１７に供給されると共に、減衰回路３３
を通じて制佃用第２電極１８，１９１−供給される。減
衰回路３３は例えばその入力を約２分の１のレベルとし
て出力するものである。必要に応じて直流バイアス回路
３４から直流バイアス電流が変換用電極１６へ供給され
る。

いま第２［ｇＡ＋＝示す電気パルスが変換用電極１６１
−供給され、直流バイアス回路３４からの直流バイアス
電流ＩＡと重畳され、第２図１３に示すようになり、パ
ルスの上半部はＤＢＲレーザ３５の発振しきい値Ｉｔを
越える。従って各パルスごとに第２図Ｃに示すよう（−
波長λ。の光パルスが出力光２３゜２４として放射され
る。

波長制御信号発生器３２から例えば第２図Ｄ（−示す波
長制御信号が出力され、これは制御用第１電極１７に供
給され、また減衰回路３３で第２図Ｅ＋＝示すように減
衰されて制御用電極１８．１９へ供給される。この波長
制御信号の変化は電気パルスと同期しており、パルス発
生器３１からの電気パルスが波長制御信号発生器３２へ
供給され・各電気パルスに対する光波長制御に対応して
変化する波長制御信号とされる。このような波長制御信
号の供給により、出力光パルスの波長は第２図Ｆｃ示す
ように変化する。波長制御信号が供給されると第６図（
一ついて説明した原理Ｃ二より出力光の波長が変化する
。従って第２図では左から２つのパルスの間は波長制御
信号レベルが等しくその２つの光パルスの波長は共にλ
、であり、３つ目のパルスの時は波長制御信号レベルが
下り、このため３つ目の光パルスの波長はλ２となる。

以下同様Ｃ：動作する。このように各光パルスごとに波
長を制御することができる。

「第２実施例」 第３図はこの発明の第２実施例を示し、第１図と対応す
る部分に同一符号を付けである。この例では光パルスを
入力し、その光パルスの光波長を各別Ｃ二制御し、つま
り波長変換して光パルスとして出力するようにした場合
で、かつ波長制御信号として光信号を用いた場合である
。受光素子３６の一端は直流バイアス回路３７を通じて
直流バイアス印加端子３８に接続され、他端は変換用電
極１６に接続されると共Ｌ：、低域通過フィルタ３９の
入力側（−接続される。低域通過フィルタ３９は変換用
電極１６Ｃ：供給される電気パルス成分を除去し、波長
制御信号を取出すものである。低域通過フィルタ３９の
出力側は制御用第１電極１７及び減衰回路３３の入力側
に接続される。

受光素子３６に１例えば第４図Ａに示すように元波長λ
。の入力光パルス列４１が入射されると。

受光素子３６から電気パルス列が変換用電画１６に供給
される。直流バイアス回路３４から変換用電極１６へ供
給されるバイアス電流な■いとすると、変換用電極１６
ζ二流入する電流は第４図Ｂに示すよう１：入力光パル
ス列４１の光パルスの有無に従って第７図点ＩＡとしき
い値Ｉｔａ下の点ＩＢとの間を往復し、第４図Ｂのよう
なバイアス電流波形となる。ＤＢＲレーザ３５は変換用
電極１６に入力する直流バイアス電流値が第７図の点Ｉ
ｔで示されるしきい値を越えないと発振しないので、こ
の時点ではまだ両端面２１．２２から光パルス列は出力
されない。

次に受光素子３６Ｎ−１例えば第４図Ｃに示すような波
長制御光信号４２が入射すると、変換用電極１６＋二人
力する直流バイアス電流は第４図ＤＣ−示すように、第
４図Ｂの波形と第４図Ｃの波形を重畳したものとなり、
発振しきい値ｉ　ｔ　ｆ越えた所でＤＢＲレーザ３５の
発振が始まり１両端面２１゜２２から第４図Ｅ（−示す
ような出力光パルス列２３゜２４が出力される。すなわ
ち両端面２１．２２から出力される出力主信号光パルス
列２３．２４は変換用電極２６に入力する電流が第７図
のしきい（直電流Ｉｔを越えたときのみＤＢＲレーザ３
５が発振するため、入力光パルス列４１と波長制御光信
号４２との光−電気変換された後の電流がＤＢＲレーザ
３５のしきい値を越えない場合は、入力光パルス列４１
に元パルスが存在しても、出力光パルス列は存在しない
ことＬ：なる。

出力光パルス列２３は受光素子３６に入射されるため、
正帰還となり、変換用電極１６に入力する電流は第２図
Ｆｃ示すようＣ二振幅が大きくなる。

一方、受光素子３６から出力する第２図Ｆｃ示した電流
は途中で分岐され、前述のように一方は変換用電極１６
へ入力するが、他方は低域通過フィルタ３９を通過し、
そのパルス成分が除去されて第４図Ｇに示すような、第
４図Ｃに示した波長制御光信号と同様な波形の波長制御
信号とされる。

この波長制御信号は更（：２分岐されてそのうち一方は
そのまま制御用第１電極１７へ、他方は減衰回路３３に
よって電流振幅が１／２に減少されて制御用第２電極１
８．１９へ入力される。この制御用第１、第２電極１７
．１８．１９へ入力する電流によって光パルス列の各部
の波長が変換される原理については先に述べた原理と同
様である。ただし変換用電極１６へ入力する電流のうち
第４図において入力光バ、Ｑｚス列４１の左から第４番
目を形成する電流パルスはＤＢＲレーザ３５のしきい値
Ｉｔを越えていないため、出力光パルス列２３　、２４
の中Ｃ二は対応するパルスが存在しなくなり、第４因Ｆ
に示すような出力光パルス列２３．２４となって出力さ
れる。なお第３因中の低域通過フィルタ３９の前段又は
後段；−リミッタ回路を挿入することによって、第４１
ＪＦの最大電流振幅値を一定におさえ、第４因Ｉに示す
ような波形とすることにより出力光パルス列２３．２４
の最大光振幅値を第４図Ｊのように一定にすることもで
きる。

「第３実施例」 第５図は波長制御光信号４２を入力光パルス４１とは別
の受光素子４４に入射させた例である。受光素子４４の
一端は直列バイアス回路４５を通じて直流バイアス印加
端子４６に接続され、他端は制御用第１電極１７及び減
衰回路３３の入力側に接続される。

この場合、波長λ。の入力光パルス列４１が受光素子３
６に人射すると、第２図Ａに示した電気パルス列が得ら
れ、直流バイアス電流１人と加算されて第２図Ｂに示す
ような電流波形となって変換用電極１６に人力する。受
光素子４４Ｃ：第２図りと対応した波形の波長制御光信
号４２が入射すると。

受光素子４４の出力電流は第２図ｐｔｘ示す波形の波長
制御信号となって制御用第１電極１７と減衰回路３３と
へ供給される。その結果として第２因Ｆに示したような
出力光パルス列２４が端面２２より出力される。

第２．第３実施例において波長制御を行う信号を、第１
実施例と同様に電気信号としてもよい。

第１乃至第３実施例においては制御用第１．第２電極１
７．１８．１９に与える波長制御信号を独立に発生させ
てもよい。

「発明の効果」 以上説明したよう（−この発明（−よる光パルス波長制
御器によれば各パルスごとＣ二人（−なる波長の光パル
ス列を出力することができ、しかもその構成素子数が少
なくて済む。上述において減衰回路３３はＤＢＲレーザ
３５と同一基板の集積回路として構成することができ、
同様に第２実施例において減衰回路３３．ＤＢＲレーザ
３５．受光素子３６、低域通過フィルタ３９を１つの集
積回路として構成することができ、第３実施例において
も同様に１つの集積回路として構成することができ、こ
のようにすれば第２、第３実施例は光入力、光出力の光
パルス波長制御素子となる。また第２実施例では出力光
パルスの波長のみならず、パルスノオン、オフも制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す断面図、第２因は
その波長制御過程を示すタイムチャート。 第３図はこの発明の第２実施例を示す断面図、第４図は
その動作例を示すタイムチャート、第５図はこの発明の
第３実施例乞示す図、第６図はＤＢＲレーザを示す断面
図、第７図はＤＢＲレーザの出力光−駆動電流特性図、
第８肉はＤＢＲレーザの波長変動量−波長制御電流特性
図である。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代　　理　　人　　　草　　　野　　　　　屯中２回 牛　４０ １ｔ　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−一〇　　−一一一〜−−−−−−−−−−−−−
−−一一一一−−−−−−−−−−ヤ　４　固 々　６回 オフ０ ＤＬＲレー”Ｔ’Ｍ動電頭り 十　８日 も

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力電気信号を光信号に変換する活性層と、その
   活性層と隣接し、電気信号により屈折率が変化する波長
   制御部と、その波長制御部及びこれと反対側の上記活性
   層とそれぞれ隣接し、電気信号によりブラッグ波長が変
   化する回折格子部とを有する光導波路と、上記活性層に
   電気信号を印加するための変換用電極と、上記波長制御
   部に電気信号を印加するための制御用第１電極と、上記
   回折格子部に電気信号を印加するための制御用第２電極
   とを有する半導体レーザと、上記変換用電極に電気パル
   スを与える手段と、上記制御用第１電極と制御用第２電
   極とに、ほゞ一定の割合で異なるレベルの第１、第２波
   長制御信号を上記電気パルスと同期してレベル変化を行
   いながら印加する手段とを有し、上記電気パルスの低レ
   ベルにおいては上記半導体レーザの発振しきい値以下で
   あり、電気パルスの高レベルで半導体レーザの発振しき
   い値以上になるようにレベル設定されている光パルス波
   長制御器。