JPS63219186A - Semiconductor laser module with built-in optical isolator - Google Patents
Semiconductor laser module with built-in optical isolatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信において、光増幅および光波長バンド
・パス・フィルタとして用いられる、半導体レーザと光
アイソレータを内蔵するモジュールに関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a module containing a semiconductor laser and an optical isolator, which is used as an optical amplification and an optical wavelength band pass filter in optical communications.
従来の光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュールは
、半導体レーザをもっばら発光源として用いており、出
力光はモジュール外部に出力されるが、出力光がモジュ
ール外部の光回路素子から反射してモジュールに戻り、
再び半導体レーザに注入されることのないように光アイ
ソレータを内蔵したものであった。この内容について、
図を用いてやや詳細に説明すると、次の如くである。Conventional semiconductor laser modules with built-in optical isolators mainly use semiconductor lasers as light emitting sources, and the output light is output outside the module, but the output light is reflected from optical circuit elements outside the module and returned to the module. ,
It had a built-in optical isolator to prevent it from being injected into the semiconductor laser again. Regarding this content,
A more detailed explanation using figures is as follows.
第３図で、光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュー
ル１には半導体レーザ２、光アイソレータ３およびレン
ズ５．６が内蔵されている。半導体レーザ２から出射し
た出力光４はレンズ５により集光され、光アイソレータ
３に順方向に入射する。光アイソレータ３から出力され
た光はレンズ６により集光されて光ファイバ７に入射し
、光フアイバ７内を伝搬して、光回路素子である光コネ
クタ８を介して次の光ファイバ９に伝搬し、最終的に、
出力光１０が得ら九る。この過程で、出力光の１／１０
００程の光が光コネクタ８において反射し、反射光１１
として光フアイバ７内を伝搬して光アイソレータ内蔵半
導体モジュール１に戻ってくる。もし、この反射光１１
がそのまま半導体レーザ２に注入されると、雑音が発生
し、通信等に悪影響を与えることになるが、反射光１１
は光アイソレータ３にとっては逆方向になるので、光ア
イソレータを通過することができず、従って、反射光１
１が半導体レーザ２に注入されることがない。In FIG. 3, a semiconductor laser module 1 with a built-in optical isolator includes a semiconductor laser 2, an optical isolator 3, and a lens 5.6. Output light 4 emitted from the semiconductor laser 2 is focused by a lens 5 and enters the optical isolator 3 in the forward direction. The light output from the optical isolator 3 is focused by a lens 6, enters an optical fiber 7, propagates within the optical fiber 7, and propagates to the next optical fiber 9 via an optical connector 8, which is an optical circuit element. And finally,
An output light of 10 is obtained. In this process, 1/10 of the output light
00 is reflected at the optical connector 8, and the reflected light 11
The light propagates through the optical fiber 7 and returns to the semiconductor module 1 with a built-in optical isolator. If this reflected light 11
If the reflected light 11 is directly injected into the semiconductor laser 2, noise will be generated and have an adverse effect on communications, etc., but the reflected light 11
is in the opposite direction to the optical isolator 3, so it cannot pass through the optical isolator, and therefore the reflected light 1
1 is not injected into the semiconductor laser 2.
第４図および第５図に従来の光アイソレータ内蔵半導体
レーザ・モジュールの具体例を示す。ます、第４図にお
いて、光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュール１
２内の光アイソレータは、偏光子１３．４５°ファラデ
ー回転子１４、検光子１５および永久磁石１６から構成
（図の破線範囲内）されている。ここで、半導体レーザ
１７からの出射光の偏波面を偏光子１３の偏波面に合わ
せておき、検光子１５の偏波面とこれらと４５°回転し
た関係位置に調整、設置しておけば、半導体レーザ１７
がらの出射光は、偏光子１３．４５°ファラデー回転子
】４および検光子１５を通って、モジュール外部に出力
されるが、外部光回路素子により反射され光ファイバ１
８を介して戻ってきた反射光の偏波面は、偏光子１３の
偏波面とは９０°の角度をなすため、通過せず、半導体
レーザに再注入されることはない。FIGS. 4 and 5 show specific examples of conventional semiconductor laser modules with built-in optical isolators. In Fig. 4, semiconductor laser module 1 with built-in optical isolator
The optical isolator in 2 is composed of a polarizer 13, a 45° Faraday rotator 14, an analyzer 15, and a permanent magnet 16 (within the dashed line range in the figure). Here, if the polarization plane of the emitted light from the semiconductor laser 17 is matched with the polarization plane of the polarizer 13, and the polarization plane of the analyzer 15 is adjusted and installed at a position rotated by 45 degrees, the semiconductor laser 17
The emitted light passes through a polarizer 13.45° Faraday rotator 4 and an analyzer 15 and is output to the outside of the module, but is reflected by an external optical circuit element and connected to an optical fiber 1.
Since the plane of polarization of the reflected light that has returned via the polarizer 8 makes an angle of 90 degrees with the plane of polarization of the polarizer 13, it does not pass through and is not reinjected into the semiconductor laser.
また、第５図において、光アイソレータは４５゜ファラ
デー回転子２１、検光子２３および永久磁石２２から構
成（図の破線範囲内）されており、第２図の例で用いら
れていた偏光子を欠いているが、ここで半導体レーザ２
０から出射される出力光の偏波は直線偏波であるので、
偏光子を設ける必要はない。また、反射光は、上記例の
場合と同様の理由により、半導体レーザ２０に再注入す
ることはない。In addition, in FIG. 5, the optical isolator is composed of a 45° Faraday rotator 21, an analyzer 23, and a permanent magnet 22 (within the dashed line range in the diagram), and the polarizer used in the example of FIG. Although it is missing, here is the semiconductor laser 2
Since the polarization of the output light emitted from 0 is linear polarization,
There is no need to provide a polarizer. Further, the reflected light is not reinjected into the semiconductor laser 20 for the same reason as in the above example.
しかしながら、上記従来の光アイソレータ内蔵半導体レ
ーザ・モジュールは、もっばら発光源用として構成され
ているため、光を外部から注入することができなかった
。ここで、従来技術を発展させて、第６図に示すように
、半導体レーザ２に光を外部から注入する構成をとるこ
とが考えられるが、この場合は、半導体２により増幅さ
れた光が外部の光回路で反射し、反射光が再び半導体レ
ーザ２に注入されるため、雑音が発生する。すなわち、
外部からの注入光２５は光ファイバ２６、光コネクタ２
７および光ファイバ２８を伝搬して、光アイソレータ内
蔵半導体レーザ・モジュール２９に入力される。この注
入光２５は、半導体レーザ２により増幅され、光アイソ
レータ３を通過して光ファイバ１８に入射され、出力さ
れることになるが、ここで、半導体レーザ２で増幅され
た光の中の注入口側への増幅光３０は光コネクタ２７で
反射され、反射光３１がレンズ２４を介して反射光３２
として半導体レーザ２に再注入され、雑音を発生する。However, since the conventional semiconductor laser module with a built-in optical isolator is configured mainly for use as a light emitting source, it is not possible to inject light from the outside. Here, it is conceivable to develop the conventional technology and adopt a configuration in which light is injected into the semiconductor laser 2 from the outside as shown in FIG. 6, but in this case, the light amplified by the semiconductor 2 is Since the reflected light is reflected by the optical circuit and is again injected into the semiconductor laser 2, noise is generated. That is,
Injected light 25 from the outside is connected to an optical fiber 26 and an optical connector 2
7 and an optical fiber 28, and is input to a semiconductor laser module 29 with a built-in optical isolator. This injected light 25 is amplified by the semiconductor laser 2, passes through the optical isolator 3, enters the optical fiber 18, and is output. The amplified light 30 toward the entrance side is reflected by the optical connector 27, and the reflected light 31 passes through the lens 24 and becomes the reflected light 32.
It is re-injected into the semiconductor laser 2 as a signal and generates noise.
本発明の目的は、上記従来技術にみられる欠点を解決し
た、雑音の生じない、光増幅用および光波長バンド・パ
ス・フィルタ用光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジ
ュールを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor laser module with a built-in optical isolator for optical amplification and optical wavelength band pass filters, which eliminates the drawbacks of the above-mentioned prior art and does not generate noise.
上記目的は、半導体レーザの注入光側にも光アイソレー
タを配置することにより達成される。The above object is achieved by arranging an optical isolator also on the injection light side of the semiconductor laser.
半導体レーザの注入光側に光アイソレータを配置するこ
とによって、外部からの注入光は光アイソレータを通し
て半導体レーザに注入することはできるが、半導体レー
ザからの出力光は光注入側には戻らず、従って、外部光
回路素子による反射光の発生がなく、雑音が発生しない
。By placing an optical isolator on the injection light side of the semiconductor laser, external injection light can be injected into the semiconductor laser through the optical isolator, but the output light from the semiconductor laser does not return to the optical injection side. , there is no reflected light from external optical circuit elements, and no noise is generated.
実施例 １
第１図は、本発明の第一の実施例を示す図である。まず
、光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュール３３へ
の入力光である注入光３４は、光ファイバ３５、光コネ
クタ３６および光ファイバ３７を伝搬して、レンズ３８
により集光されて光アイソレータ３９に入力される。こ
こで、光アイソレータ３９を注入光に対して順方向にし
ておけば、注入光３４は光アイソレータ３９を通過し、
通過注入光４２はレンズ４０により集光され、半導体レ
ーザ４１に注入される。Example 1 FIG. 1 is a diagram showing a first example of the present invention. First, the injection light 34, which is the input light to the semiconductor laser module 33 with a built-in optical isolator, propagates through the optical fiber 35, the optical connector 36, and the optical fiber 37, and then passes through the lens 38.
The light is collected and input to the optical isolator 39. Here, if the optical isolator 39 is set in the forward direction with respect to the injected light, the injected light 34 will pass through the optical isolator 39,
The passing injection light 42 is focused by the lens 40 and injected into the semiconductor laser 41 .
半導体レーザ４１により光増幅された増幅光４４は、光
アイソレータ４６を通過し、レンズ４７で集光され、光
ファイバ４８により外部に出力される。ここで、増幅さ
れた光は出力光ファイバ４８への方向だけでなく、入力
光ファイバ３７の方向へも出射されるが、この増幅光４
９は光アイソレータ３９に対しては逆方向となるため光
アイソレータ３９を通過せず、光コネクタ３６まで到達
しない。従って、反射光の発生もなく、反射光の半導体
レーザへ再注入による雑音の発生はない。The amplified light 44 optically amplified by the semiconductor laser 41 passes through an optical isolator 46, is focused by a lens 47, and is output to the outside through an optical fiber 48. Here, the amplified light is emitted not only in the direction to the output optical fiber 48 but also in the direction of the input optical fiber 37, but this amplified light 4
9 is in the opposite direction to the optical isolator 39, so it does not pass through the optical isolator 39 and does not reach the optical connector 36. Therefore, no reflected light is generated, and no noise is generated due to reinjection of the reflected light into the semiconductor laser.
実施例 ２ 第２図は本発明の第二の実施例を示す図である。Example 2 FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュールに注入光
３４を入力した場合について説明すると、注入光３４は
偏波保存光ファイバ５０、光コネクタ５１および偏波保
存光ファイバ５２を介して偏光子５４を通り、さらに、
永久磁石５５を備えた４５°ファラデー回転子５５を通
過して半導体レーザ４１に入射される。To explain the case where the injection light 34 is input to the semiconductor laser module with a built-in optical isolator, the injection light 34 passes through the polarization maintaining optical fiber 50, the optical connector 51, and the polarization maintaining optical fiber 52, and then passes through the polarizer 54. ,
The light passes through a 45° Faraday rotator 55 equipped with a permanent magnet 55 and enters the semiconductor laser 41 .
ここで、注入光なしで半導体レーザ４１を発光させた時
の偏波面と偏光子５４の偏波面とが４５°になるような
関係位置に半導体レーザ４１を固定しておくと、偏光子
５４を通過し、４５°ファラデー回転子５５で偏波面が
４５°回転した注入光４２が半導体レーザ４１に入射し
たときに最高の増幅率が得られる。次に、半導体レーザ
４１から入射光方向に出射された出力光４９は、４５°
回転子５５で偏波方向がさらに４５°回転し、偏光子５
４の偏波方向とは９０°回転した方向となるため、偏光
子５４を通過することができない。このため、出力光が
光コネクタ５１まで出力されることがなく、光コネクタ
５１からの反射光が半導体レーザ４１に再注入されるこ
とがないので、反射光による雑音は生じない。Here, if the semiconductor laser 41 is fixed at a position such that the polarization plane when the semiconductor laser 41 emits light without injected light and the polarization plane of the polarizer 54 are 45 degrees, the polarizer 54 The highest amplification factor is obtained when the injected light 42 that has passed through the semiconductor laser 41 and whose plane of polarization has been rotated by 45° by the 45° Faraday rotator 55 enters the semiconductor laser 41. Next, the output light 49 emitted from the semiconductor laser 41 in the direction of the incident light is 45°
The polarization direction is further rotated by 45 degrees by the rotator 55, and the polarizer 5
Since it is a direction rotated by 90 degrees from the polarization direction of No. 4, it cannot pass through the polarizer 54. Therefore, the output light is not outputted to the optical connector 51, and the reflected light from the optical connector 51 is not reinjected into the semiconductor laser 41, so that noise due to the reflected light does not occur.
−’／ −
〔発明の効果〕
以上説明したように１本発明によれば、光増幅および光
波長バンド・パス・フィルタに用いられる光アイソレー
タ内蔵半導体レーザ・モジュールにおいて、半導体レー
ザによって増幅された光が入力光側光回路に出射される
ことがないので、入力光側外部光回路素子からの反射光
による雑音が生じないという効果がある。-'/- [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, in a semiconductor laser module with a built-in optical isolator used for optical amplification and optical wavelength band pass filter, the light amplified by the semiconductor laser is Since the light is not emitted to the input light side optical circuit, there is an effect that no noise is generated due to reflected light from the input light side external optical circuit element.
第１図は本発明の光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モ
ジュールと、光注入回路、光出力回路を示す図、第２図
は本発明の光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュー
ルの第２の実施例と、光注入回路、光出力回路を示す図
、第３図は従来の光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モ
ジュールと、光出力回路を示す図、第４図は光アイソレ
ータが偏光子、４５°ファラデー回転子、永久磁石およ
び検光子からなる従来の光アイソレータ内蔵半導体レー
ザ・モジュールと、光出力回路を示す図、第５図は光ア
イソレータが４５°ファラデー回転子、永久磁石および
検光子からなる従来の光アイソレータ内蔵半導体レーザ
・モジュールと、光出力回路を示す図、第６図は従来の
光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュールにおいて
、外部から注入光を注入した場合、外部光回路素子で反
射した反射光が半導体レーザに再注入されることを示す
説明図である。
１・・・光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュール
２・・・半導体レーザ ３・・・光アイソレータ４
・・・出力光 ５・・・レンズ６・・・レン
ズ ７・・光ファイバ８・・・光コネクタ
９・・・光ファイバ１０・・・出力光
１１・・・反射光１２・・・光アイソレータ内蔵半導
体レーザ・モジュール
１３・・・偏光子
１４・・・４５°ファラデー回転子
１５・・検光子 １６・・・永久磁石１７・
・・半導体レーザ １８・・・光ファイバ１９・・
・光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュール
２０・・・半導体レーザ
２１・・・４５°ファラデー回転子
２２・・・永久磁石 ２３・・・検光子２４・
・レンズ ２５・・・注入光２６・・・光フ
ァイバ ２７・・・光コネクタ２８・・・光ファ
イバ
２９・・・光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュー
ル
３０・・・増幅光 ３１・・・反射光３２・
・・反射光
３３・・・光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュー
ル
３４・・・注入光 ３５・・・光ファイバ３
６・・・光コネクタ ３７・・・光ファイバ３８
・・・レンズ ３９・・・光アイソレータ４
０・・・レンズ ４１・・・半導体レーザ４
２・・・注入光 ４３・・・出力光４４・・
・増幅光 ４５・・・レンズ４６・・・光ア
イソレータ ４７・・・レンズ４８・・・出力光ファ
イバ ４９・・・増幅光５０・・・偏波保存光ファイ
バ
５】・・・光コネクタ ５２・・・偏波保存光フ
ァイバ５３・・・光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モ
ジュール
５４・・・偏光子
５５・・・４５°ファラデー回転子
５６・・・永久磁石FIG. 1 shows a semiconductor laser module with a built-in optical isolator of the present invention, a light injection circuit, and an optical output circuit, and FIG. 2 shows a second embodiment of the semiconductor laser module with a built-in optical isolator of the present invention, and an optical Figure 3 shows a conventional semiconductor laser module with a built-in optical isolator and optical output circuit. Figure 4 shows an optical isolator with a polarizer, a 45° Faraday rotator, and a permanent magnet. Figure 5 shows a conventional semiconductor laser module with a built-in optical isolator, which consists of a 45° Faraday rotator, a permanent magnet, and an analyzer, and an optical output circuit.・Figure 6 shows the module and optical output circuit. In a conventional semiconductor laser module with a built-in optical isolator, when injected light is injected from the outside, the reflected light reflected by the external optical circuit element is re-injected into the semiconductor laser. FIG. 1... Semiconductor laser module with built-in optical isolator 2... Semiconductor laser 3... Optical isolator 4
... Output light 5 ... Lens 6 ... Lens 7 ... Optical fiber 8 ... Optical connector
9... Optical fiber 10... Output light
11... Reflected light 12... Semiconductor laser module with built-in optical isolator 13... Polarizer 14... 45° Faraday rotator 15... Analyzer 16... Permanent magnet 17.
...Semiconductor laser 18...Optical fiber 19...
- Semiconductor laser module 20 with built-in optical isolator... Semiconductor laser 21... 45° Faraday rotator 22... Permanent magnet 23... Analyzer 24.
- Lens 25... Injected light 26... Optical fiber 27... Optical connector 28... Optical fiber 29... Semiconductor laser module with built-in optical isolator 30... Amplified light 31... Reflected light 32・
...Reflected light 33...Semiconductor laser module with built-in optical isolator 34...Injected light 35...Optical fiber 3
6... Optical connector 37... Optical fiber 38
... Lens 39 ... Optical isolator 4
0...Lens 41...Semiconductor laser 4
2...Injected light 43...Output light 44...
- Amplified light 45... Lens 46... Optical isolator 47... Lens 48... Output optical fiber 49... Amplified light 50... Polarization maintaining optical fiber 5]... Optical connector 52. ...Polarization maintaining optical fiber 53...Semiconductor laser module with built-in optical isolator 54...Polarizer 55...45° Faraday rotator 56...Permanent magnet
Claims (1)
いて、半導体レーザの注入光側に光アイソレータを配置
することにより、外部からの注入光を光アイソレータを
通して半導体レーザに注入することはできるが、半導体
レーザからの出力光は光注入側には戻らないようにした
ことを特徴とする光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モ
ジュール。 ２、光アイソレータ内蔵半導体レーザ・モジュールにお
いて、上記光アイソレータを偏光子、永久磁石および４
５°ファラデー回転子のみで構成し、偏光子を通過する
注入光の偏波面と半導体レーザからの出射光の偏波面が
４５°回転した関係になるように偏光子と半導体レーザ
を設置し、該偏光子と該半導体レーザとの間に４５°フ
ァラデー回転子を挿入する配置にしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光アイソレータ内蔵半導体
レーザ・モジュール。[Claims] 1. In a semiconductor laser module with a built-in optical isolator, by arranging the optical isolator on the injection light side of the semiconductor laser, it is possible to inject external injection light into the semiconductor laser through the optical isolator. A semiconductor laser module with a built-in optical isolator, characterized in that output light from the semiconductor laser is prevented from returning to the light injection side. 2. In a semiconductor laser module with a built-in optical isolator, the optical isolator is connected to a polarizer, a permanent magnet, and a
It consists of only a 5° Faraday rotator, and the polarizer and semiconductor laser are installed so that the polarization plane of the injected light passing through the polarizer and the polarization plane of the output light from the semiconductor laser are rotated by 45°. A semiconductor laser module with a built-in optical isolator according to claim 1, characterized in that a 45° Faraday rotator is inserted between a polarizer and the semiconductor laser.
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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1987
- 1987-03-09 JP JP5188987A patent/JPS63219186A/en active Pending
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