KR100627137B1 - Gain-Clamped Semiconductor optical amplifier - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이득 고정 광증폭기에 관한 것으로, 이득 도파로로 구성된 2X2 다중 모드 간섭기와 이를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들와 2개의 제2 도파로들을 구비하여 구성된다. 본 발명에 의하면, 입력신호의 입출력단자와 회절격자의 공진이 이루어지는 경로가 서로 상이하게 구성되어, 회절격자에 의해 발진되는 빛과 증폭된 광신호를 분리할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gain fixed optical amplifier, comprising a 2 × 2 multi-mode interferometer composed of a gain waveguide, and two first waveguides and two second waveguides separated from each other. According to the present invention, the paths through which the resonance between the input and output terminals of the input signal and the diffraction grating are configured are different from each other, so that the light oscillated by the diffraction grating and the amplified optical signal can be separated.
다중모드 간섭기, 이득 고정 반도체 광증폭기, 회절 격자 Multimode Interference, Gain Fixed Semiconductor Optical Amplifiers, Diffraction Gratings
Description
도 1은 DFB형 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a schematic structure of a DFB type gain fixed semiconductor optical amplifier.
도 2는 DBR형 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략 구조를 나타낸 도면이다. Fig. 2 is a diagram showing a schematic structure of a DBR type gain fixed semiconductor optical amplifier.
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic diagram of a gain-fixed semiconductor optical amplifier according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 다중모드 간섭기(400)의 입출력 특성을 설명하기 위한 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating input and output characteristics of the
도 5는 2X2 다중모드 간섭기의 입출력 특성을 나타낸 개념도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating input and output characteristics of a 2 × 2 multimode interferer.
도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다.6 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예3에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다.7 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예4에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다.8 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명은 광신호를 증폭하는 이득 고정 반도체 광증폭기에 관한 것으로, 특히 넓은 입력 광세기 범위에서 출력광의 이득이 일정하도록 된 이득고정 반도체 광증폭기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to gain fixed semiconductor optical amplifiers for amplifying optical signals, and more particularly to gain fixed semiconductor optical amplifiers in which the gain of output light is constant over a wide input light intensity range.
반도체 광증폭기는 이득 포화영역에 도달하면 채널간 상호 간섭현상이 생겨 증폭기로서의 역할은 없다. 이러한 이득 포화 현상을 완화하기 위해, 반도체 광증폭기 내에 형성된 회절격자에서 발진을 유도하여 증폭기의 이득을 고정시키는 방식이 적용되고 있다. When the semiconductor optical amplifier reaches the gain saturation region, mutual interference between channels occurs, and thus the optical amplifier has no role as an amplifier. In order to alleviate this gain saturation phenomenon, a method of inducing oscillation in the diffraction grating formed in the semiconductor optical amplifier and fixing the gain of the amplifier is applied.
종래 기술에 의한 이득 고정 반도체 광증폭기는 DFB(Distributed Feedback) 방식과 DBR(Distributed Bragg reflector) 방식으로 크게 두 가지로 사용되고 있다. DFB(Distributed Feedback) 방식의 이득고정 반도체 광증폭기는 B. Bauer et al의 "Gain stabilization of a semiconductor optical amplifier by distributed feedback"(IEEE Photonics Technology Letter, Vol. 6, No 2, pp 182~185, 1994.2)에 그 예가 개시되어 있고, DBR(Distributed Bragg reflector) 방식의 이득고정 반도체 광증폭기는 M. Bachmann et al, "Polarisation-insensitive clampled-gain SOA with integrated spot-size converter and DBR gratings for WDM applications at 1.55 um wavelength"( IEE Electronics Letter, Vol. 32, No 22, pp 2076~2077, 1996.10)에 그 예가 개시되어 있다.The gain-fixed semiconductor optical amplifier according to the prior art is largely used in two ways: a distributed feedback (DFB) method and a distributed bragg reflector (DBR) method. Gain-fixed semiconductor optical amplifiers with a distributed feedback (DFB) method are described by B. Bauer et al, "Gain stabilization of a semiconductor optical amplifier by distributed feedback" (IEEE Photonics Technology Letter, Vol. 6, No. 2, pp 182 ~ 185, 1994.2 For example, a gain-fixed semiconductor optical amplifier of a distributed Bragg reflector (DBR) method is described in M. Bachmann et al, "Polarisation-insensitive clampled-gain SOA with integrated spot-size converter and DBR gratings for WDM applications at 1.55. um wavelength "(IEE Electronics Letter, Vol. 32, No 22, pp 2076-2077, 1996.10).
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 종래 기술에 의한 이득 고정 반도체 광증폭 기를 상세히 설명한다.Hereinafter, a gain-fixed semiconductor optical amplifier according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 DFB형 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 이득도파로(100)의 코어층 아래 또는 위에 회절 격자(200)를 형성한 구조이다. 도 1에서 λsig는 입력 광신호, λ'sig는 증폭된 광신호, λBragg는 회절격자에 의해 발진하는 파장신호를 의미한다.1 is a view showing a schematic structure of a DFB type gain fixed semiconductor optical amplifier. Referring to FIG. 1, the diffraction grating 200 is formed below or above the core layer of the
이득도파로(100)는 1550 nm 근처 파장의 입력 신호를 증폭할 수 있는 물질로 구성되며, 이득 도파로는 공간적으로 단일모드를 가지는 메사폭을 사용한다. 회절격자의 주기를 조절하면 발진파장을 제어할 수 있다. 그리고, 반도체 광증폭기에서 페브리-페롯 공진모드를 억제하기 위해 소자의 양단의 벽개된 면에 무반사막(700)이 형성되어 있다. The
도 2는 DBR형 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략 구조를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 이득 도파로(100)와 수동 도파로(300)는 버트-조인트(butt-joint) 또는 evanescent coupling 방법으로 결합하고, 수동 도파로(300)의 아래 또는 위에 회절격자(200)를 형성하는 구조이다. 이때 통상적으로 이득 도파로 및 수동 도파로는 공간적으로 단일모드를 가지는 메사폭을 사용한다. 그리고, 반도체 광증폭기에서 페브리-페롯 공진모드를 억제하기 위해 소자의 양단의 벽개된 면에 무반사막(700)을 증착한다. Fig. 2 is a diagram showing a schematic structure of a DBR type gain fixed semiconductor optical amplifier. Referring to FIG. 2, the
도 1과 도 2에 볼 수 있듯이, 회절격자에 의해 발진하는 빛(λBragg)은 증폭된 광신호(λ'sig)와 같이 방출되므로, 회절격자의 발진파장은 증폭되는 광신호 파장 대역 밖에 있어야 한다.As can be seen in Figures 1 and 2, since the light λ Bragg oscillated by the diffraction grating is emitted together with the amplified optical signal λ'sig , the oscillation wavelength of the diffraction grating should be outside the wavelength range of the amplified optical signal do.
그러나, 반도체 광증폭기 기반의 파장변환기나 LD(Laser diode)-gate 스위치와 같이 여러 개의 반도체 광증폭기가 단일 집적된 소자 경우에서는 회절 격자에 의해 발진하는 빛이 다른 반도체 광폭기에 주입되어 영향을 줄 수 있으므로, 증폭된 광신호와 회절격자에 의해 발진한 빛을 분리하는 것이 필요하다. However, in the case of a single integrated device such as a semiconductor optical amplifier-based wavelength converter or a LD (gate diode) -gate switch, light emitted by a diffraction grating may be injected into another semiconductor optical amplifier. Therefore, it is necessary to separate the light emitted by the amplified optical signal and the diffraction grating.
미국특허 제5,872,649호에는 증폭된 신호광과 발진 파장을 서로 다른 경로로 분리하는 광섬유 이득 고정 광증폭기에서 방법이 기술되어 있다. EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)의 양단에 회절격자를 형성하고, 펌프빔을 주입하면, 광섬유의 양단에 있는 회절격자에 의해 발진하여 이득고정이 일어나게 된다. 이때, 입력신호를 주입하게 되면 EDFA에서 증폭되어 발진파장과 함께 출력되게 된다. 증폭된 신호광과 함께 섞여 출력단으로 나오는 발진 파장을 분리하기 위하여 출력단 뒤에 3 dB 광결합기와 마흐-젠더 간섭계를 구성하고 마흐 젠더 간섭계의 암에 발진파장과 동일한 브래그 격자를 형성한다. U. S. Patent No. 5,872, 649 describes a method in an optical fiber gain fixed optical amplifier that separates the amplified signal light and the oscillation wavelength into different paths. When a diffraction grating is formed at both ends of an EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) and a pump beam is injected, the gain is fixed by oscillation by the diffraction gratings at both ends of the optical fiber. In this case, when the input signal is injected, it is amplified by the EDFA and output along with the oscillation wavelength. In order to separate the oscillation wavelength coming out of the output stage by mixing with the amplified signal light, a 3 dB optical coupler and a Mach-Gender interferometer are formed behind the output stage and Bragg grating is formed on the arm of the Mach-Gender interferometer.
이런 구조를 이용하면, 출력단에 나오는 발진 파장은 마흐-젠더 간섭계에 있는 회절격자에 의해 다시 반사되어 3 dB 광결합기에 의해 다른 경로로 진행하고, 증폭된 신호광은 회절격자를 통과하여 3dB 광결합기에서 다시 결합하게 된다. 이때, 마흐-젠더 간섭기에 두 암의 경로차를 보정하기 위하여 두개의 위상조절기를 사용한다.Using this structure, the oscillation wavelength at the output stage is reflected back by the diffraction grating in the Mach-Gender interferometer and traveled in another path by the 3 dB optical coupler, and the amplified signal light passes through the diffraction grating and passes through the 3 dB optical coupler. Will be combined again. In this case, two phase adjusters are used to correct the path difference between the two arms in the Mach-gender interferometer.
그러나, 이득 고정 광증폭기와 증폭 신호광과 발진파장을 분리하기 위해 마흐-젠더 간섭계와 위상변조기를 사용하므로, 매우 복잡한 구조이며 외부의 영향을 받으면 불안정한 문제점이 있다. However, since the Mach-gender interferometer and the phase modulator are used to separate the gain-fixed optical amplifier, the amplified signal light and the oscillation wavelength, there is a problem that the structure is very complicated and unstable under external influence.
또한, 이득고정 광증폭기에 있는 회절격자와 동일한 회절격자 가지는 마흐-젠더 간섭계에 형성하는 것 또한 매우 어려운 작업이며, 다른 기능의 반도체 광소자 및 광증폭기를 단일 집적하기에는 매우 어려운 구조이다. It is also very difficult to form a diffraction grating having the same diffraction grating in a gain-fixed optical amplifier as a Mach-gender interferometer, and it is very difficult to single-integrate semiconductor optical devices and optical amplifiers of other functions.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 새로운 유형의 이득 고정 반도체 광증폭기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a new type of gain fixed semiconductor optical amplifier.
본 발명의 다른 목적은 종래의 이득 고정 반도체 광증폭기에서 회절격자에 의해 발진하는 파장과 증폭된 광신호가 분리되는 이득 고정 반도체 광증폭기를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a gain fixed semiconductor optical amplifier in which a wavelength oscillated by a diffraction grating and an amplified optical signal are separated in a conventional gain fixed semiconductor optical amplifier.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일측면은 이득 도파로로 구성된 2X2 다중 모드 간섭기; 및 이를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들와 2개의 제2 도파로들을 구비하여 구성되되, 각 제1 도파로와 이에 대응되는 제2 도파로가 결정되어 제1 경로와 제2 경로를 구성하고, 상기 제1 경로에 있는 제1 도파로와 제2 도파로에는 회절격자가 형성되며, 상기 제2 경로를 통해서는, 광신호가 입력되어 증폭된 광신호가 출력되고, 상기 제1 경로를 통해서는, 상기 회절격자에 의해 발진되는 광이 전달되는 이득 고정 반도체 광증폭기를 제공 한다.As a technical means for solving the above problems, an aspect of the present invention is a 2X2 multi-mode interferer consisting of a gain waveguide; And two first waveguides and two second waveguides each separated from each other, wherein each of the first waveguides and the corresponding second waveguides is determined to form a first path and a second path. A diffraction grating is formed on the first waveguide and the second waveguide in the first path, and through the second path, an optical signal is input and amplified, and an amplified optical signal is output. A gain fixed semiconductor optical amplifier is provided, through which the light oscillated is transmitted.
본 발명의 제2 측면은 이득 도파로로 구성된 2X2 다중 모드 간섭기; 및 이를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들와 2개의 제2 도파로들을 구비하여 구성되되, 각 제1 도파로와 이에 대응되는 제2 도파로가 결정되어 제1 경로와 제2 경로를 구성하고, 상기 제1 경로에 있는 제1 도파로와 제2 도파로는 회절격자가 형성된 광섬유와 연결되며, 상기 제2 경로를 통해서는, 광신호가 입력되어 증폭된 광신호가 출력되고, 상기 제1 경로를 통해서는, 상기 회절격자에 의해 발진되는 광이 전달되는 이득 고정 반도체 광증폭기를 제공한다.A second aspect of the invention provides a 2x2 multimode interferer configured with a gain waveguide; And two first waveguides and two second waveguides each separated from each other, wherein each of the first waveguides and the corresponding second waveguides is determined to form a first path and a second path. The first waveguide and the second waveguide in the first path are connected to an optical fiber on which a diffraction grating is formed, and through the second path, an optical signal is input and amplified, and an amplified optical signal is output. A gain fixed semiconductor optical amplifier is provided, through which light oscillated by a diffraction grating is transmitted.
바람직하게는, 2X2 다중 모드 간섭기의 길이는 3Lπ(Lπ는 2개의 최저 모드의 비트 길이)의 정수배이다.Preferably, the length of the 2 × 2 multimode interferer is an integer multiple of 3L pi (L pi is the bit length of the two lowest modes).
제1 및 제2 도파로의 끝단은 벽개면과 경사지게 형성하는 것이 유리하다. 또한, 제1 및 제2 도파로의 끝단에는 모드 크기 변환기가 더 형성된다.The ends of the first and second waveguides are advantageously formed to be inclined with the cleaved surface. Further, a mode size converter is further formed at the ends of the first and second waveguides.
이하, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전 하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to make the disclosure of the present invention complete and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
(실시예 1)(Example 1)
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic diagram of a gain-fixed semiconductor optical amplifier according to a first embodiment of the present invention.
본 이득 고정 반도체 광증폭기는 2개의 제1 도파로들(220,240)와 이득 도파로(500)로 구성된 2X2 다중 모드 간섭기(Multi-Mode Interference,MMI;400)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비하여 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 2X2 다중 모드 간섭기(400)를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들(220,240)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비한다. 이 경우, 제1 도파로(220,240)에 따라 제2 도파로(320,340)가 결정되는 제1 경로(AD)와 제2 경로(BC)를 포함하고, 제1 경로(AD)에 있는 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)에는 회절격자(230,350)가 형성된다. 제2 경로(BC)를 통해서는, 광신호(λsig)가 입력되어 증폭된 광신호(λ'sig)가 출력되고, 제1 경로(AD)를 통해서는, 회절격자(230,350)에 의해 발진되는 광이 전달된다. 광신호(λsig)는 제1 도파로(240)으로 입력될 수도 있고, 제2 도파로(320)으로 입력될 수도 있다.The gain fixed semiconductor optical amplifier includes a 2X2 Multi-Mode Interference (MMI) 400 consisting of two
한편, 페브리-페롯 공진모드를 억제하기 위해 소자의 양단의 벽개된 면에 무반사막(700)을 추가하여 형성할 수 있다. Meanwhile, in order to suppress the Fabry-Perot resonance mode, an
2X2 다중 모드 간섭기(400)는 이득 도파로(500)로 구성되어 있고, 입출력단은 단일모드를 가지는 수동 도파로의 제1 도파로(220,240)와 제2 도파로(320,340)로 구성된다. The 2X2
2X2 다중 모드 간섭기(400)의 길이를 3Lπ(Lπ는 2개의 최저 모드의 비트 길이)로 하면, 제1 도파로(220,240)에 대해 제2 도파로(320,340)는 다중모드 간섭기(400)의 폭의 중앙을 기준으로 대칭되는 곳에 위치한다. 이에 대해서는 상세히 후술한다. 이때, 교차하는 위치에 있는 입출력단의 수동 도파로에 회절 격자를 형성한다. 즉, 회절격자(230,350)는 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)에 형성한다. 이때, 이득 도파로로 구성된 2X2 다중모드 간섭기(400)에 전류를 주입하면, 자발방출을 하게 되고, 이때 발생하는 자발방출은 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)에 형성된 회절격자(230,350)에 의해 제1 경로(AD)로 공진을 하여 발진하게 되어 이득을 고정하게 된다. When the length of the 2X2
이때, 회절격자에 의해 발진하는 빛(λBragg)은 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)로 출력하게 된다. 또한, 증폭하고자 하는 입력신호(λsig)는 제1 도파로(240)로 주입하면, 이득 도파로로 구성된 2X2 다중모드 간섭기(400)에서 증폭되어 제2 도파로(320)로 출력되게 된다. At this time, the light λ Bragg oscillated by the diffraction grating is output to the
따라서, 증폭된 광신호(λ'sig)와 회절격자에 의해 발진하는 빛(λBragg)을 분리하면서, 이득도 고정되는 효과를 가지게 된다. Therefore, while separating the amplified optical signal λ ' sig and the light λ Bragg oscillated by the diffraction grating, the gain is also fixed.
한편, 도 3에 도시된 바와 달리, 회절격자를 제1도파로(240)와 제2 도파로(320)에 형성하고, 증폭하고자 하는 입력신호를 제1 도파로(220) 또는 제2 도파로(340)으로 주입하여도 도시된 도 3과 동일한 효과를 가진다. 3, the diffraction grating is formed in the
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 도 4는 도 3의 이득 고정 반도체 광증폭기의 다중모드 간섭기(400)를 상세히 설명한다.4 and 5 will be described in detail with reference to the
도 4는 다중모드 간섭기(400)의 입출력 특성을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4에서 입력 도파로는 단일 모드 조건의 수동 도파로이다. 임의의 y 위치인 입력 단자로 주입된 빛은 다중모드 간섭기(400)에서 3Lπ(Lπ는 2개의 최저 모드의 비트 길이)의 정수배의 길이 마다 다중모드 간섭기(400)의 폭의 중앙을 기준으로 대칭되는 위치에서 단일모드가 교차되어 상이 매치게 된다.4 is a conceptual diagram illustrating input and output characteristics of the
공간적으로 단일모드를 가지는 도파로에서 다중모드 간섭기로 주입된 빛은 다수의 모드로 분리되어 전파하지만, 특정 전파길이와 위치에서 단일모드로 재결합 하게 된다. 다중모드 간섭기의 기본 특성은 L.B. Soldano와 E. C. M. Pennings이 발표한 논문을 참조할 수 있다["Optical Multi-Mode Interference Devices Based on Self-imaging: Principles and Applications" 1995년 J. Lightwave technology 제 13(4)권, 제 615-627면]. In a spatially monomode waveguide, light injected into a multimode interferer is split into multiple modes and propagates, but recombines into a single mode at a specific propagation length and location. The basic characteristics of the multimode interferer are L.B. See the paper published by Soldano and ECM Pennings ["Optical Multi-Mode Interference Devices Based on Self-imaging: Principles and Applications" 1995 J. Lightwave Technology, Vol. 13 (4), pp. 615-627]. .
도 5는 2X2 다중모드 간섭기의 입출력 특성을 나타낸 개념도이다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 다중모드 간섭기(400)의 길이를 3Lπ(Lπ는 2개의 최저 모드의 비트 길이)로 하면, 입력 도파로에 대한 출력 도파로의 y축상의 위치는 다중모드간섭기(400)의 폭의 중앙을 기준으로 대칭되는 지점에 위치한다. 2X2 다중 모드 간섭기(400)를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들(220,240)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비한다. 5 is a conceptual diagram illustrating input and output characteristics of a 2 × 2 multimode interferer. As described in FIG. 4, when the length of the
이때, 제1 도파로(220)로 입력신호를 주입하게 되면, 제2 도파로(340)로 출력되게 되고, 제1 도파로(240)로 주입된 입력신호에서는 제2 도파로(320)로 출력되게 된다. 이를 교차상태 (cross-state)라고 말한다. 이와 반대의 방향으로 입력신호를 주입하는 경우에도 앞의 설명과 동일하다. 즉, 도면부호 320의 도파로를 입력으로 입력신호를 주입하면, 도면부호 240의 도파로로 출력되게 된다. In this case, when the input signal is injected into the
한편, 도 5의 다중모드 간섭기의 길이를 6Lπ로 하면, 입력도파로에 대한 출력도파로의 y축 상의 위치는 다중모드간섭기(400)의 폭의 중앙을 기준으로 동일한 지점에 위치한다. 이때, 제1 도파로(240)로 입력신호를 주입하게 되면, 제2 도파로(340)으로 출력되게 되고, 제1 도파로(220)으로 입력신호를 주입하면 제2 도파로 (320)로 출력되게 된다. 이와 반대의 방향으로 입력신호를 주입하는 경우에도 동일하다. 즉, 도면부호 320의 도파로로 신호를 주입하면, 도면부호 220의 도파로로 출력되게 된다. 이를 바상태(bar-state)라고 한다.On the other hand, if the length of the multimode interferer of Figure 5 is 6L π , the position on the y-axis of the output waveguide with respect to the input waveguide is located at the same point with respect to the center of the width of the
또한, 다중모드간섭기(400)의 길이를 바상태로 하면 제1 도파로(220)와 제2 도파로(320)에 회절격자를 형성하고, 제1 도파로(240) 또는 제2 도파로(340)에 입력신호를 주입하도록 구성하면 상술한 바와 동일한 효과를 가진다. 즉, 다중모드 간섭기(400)의 길이는 3Lπ(Lπ는 2개의 최저 모드의 비트 길이)의 정수배로 사용 가능하다.In addition, when the length of the
(실시예 2)(Example 2)
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다. 실시예2의 설명에 있어서는, 설명의 편의를 위해서 실시예1과의 차이점을 기준으로 설명한다.6 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a second embodiment of the present invention. In the description of the second embodiment, for convenience of explanation, the description will be made based on differences from the first embodiment.
도 6에 도시된 바와 같이, 2X2 다중 모드 간섭기(400)를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들(220,240)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비한다. 이 경우, 제1 도파로(220,240)에 따라 제2 도파로(320,340)가 결정되는 제1 경로(AD)와 제2 경로(BC)를 포함하고, 제1 경로(AD)에 있는 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)에는 회절격자(230,350)가 형성된다. As shown in FIG. 6, two
실시예2에서는 도파로들의 반사율을 작게 하기 위해서는 제1 도파로들과 제2 도파로들의 끝단을 벽개면에 대해 경사지게 한 경우이다. 이때, 경사 각도 θ는 5 내지 15도의 값을 가지는 것이 바람직하다. In
(실시예 3)(Example 3)
도 7은 본 발명의 실시예3에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다. 실시예3의 설명에 있어서는 설명의 편의를 위해서 실시예 1과의 차이점을 기준으로 설명한다.7 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a third embodiment of the present invention. In the description of the third embodiment, for convenience of explanation, the description will be made based on the difference from the first embodiment.
도 7을 참조하면, 2X2 다중 모드 간섭기(400)를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들(220,240)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비한다. 이 경우, 제1 도파로(220,240)에 따라 제2 도파로(320,340)가 결정되는 제1 경로(AD)와 제2 경로(BC)를 포함하고, 제1 경로(AD)에 있는 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)에는 회절격자(230,350)가 형성된다. Referring to FIG. 7, two
다만, 도파로들과 연결되는 광섬유(미도시)와 도파로들 간의 결합효율을 증가시키기 위해 모드 크기 변환기를 입출력 도파로 끝단에 형성한다. 모드크기 변환기는 입출력 도파로의 선폭을 예컨대 0.5 ㎛이하로 테이퍼링하여 제작된 것을 이용한다. However, in order to increase coupling efficiency between the optical fiber (not shown) connected to the waveguides and the waveguides, a mode size converter is formed at the end of the input / output waveguide. The mode size converter uses a fabricated by tapering the line width of the input / output waveguide to 0.5 μm or less.
도 7에서는 도파로들의 끝단을 벽개면에 대해 경사지게 하고 모드 크기 변환기를 끝단에 형성한 경우를 도시하고 있으나, 도파로들의 끝단을 벽개면에 대해 경사지게 하지 않은 경우에도 적용할 수 있음은 자명하다. In FIG. 7, the end of the waveguides is inclined with respect to the cleavage surface and the mode size converter is formed at the end. However, it is obvious that the end of the waveguides may be applied even when the end of the waveguides is not inclined with respect to the cleavage surface.
(실시예 4)(Example 4)
도 8은 본 발명의 실시예4에 따른 이득 고정 반도체 광증폭기의 개략적인 구성도이다. 실시예4의 설명에 있어서는, 설명의 편의를 위해서 실시예1과의 차이점을 기준으로 설명한다.8 is a schematic structural diagram of a gain fixed semiconductor optical amplifier according to a fourth embodiment of the present invention. In the description of the fourth embodiment, for convenience of explanation, the description will be made based on differences from the first embodiment.
도 8을 참조하면, 2X2 다중 모드 간섭기(400)를 기준으로 각각 분리된 2개의 제1 도파로들(220,240)와 2개의 제2 도파로들(320,340)을 구비한다. 이 경우, 제1 도파로(220,240)에 따라 제2 도파로(320,340)가 결정되는 제1 경로(AD)와 제2 경로(BC)를 포함한다. 제1 경로(AD)에 있는 제1 도파로(220)와 제2 도파로(340)는 수동도파로이다. Referring to FIG. 8, two
실시예4에서는 실시예1과는 달리, 제1 도파로(220)와 회절격자가 형성된 광섬유(900)를 결합하고, 제2 도파로(340)와 회절격자가 형성된 광섬유(920)를 결합하여 이득 고정 반도체 광증폭기를 구성한다. 동작 원리는 실시예1과 동일하고, 회절격자를 가진 광섬유에 의해 발진이 이루어 진다.In Embodiment 4, unlike Embodiment 1, the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같은 본 발명은 이득 도파로를 가지는 다중모드 간섭기형 반도체 광증폭기에서 양단의 입출력 도파로에 회절격자를 형성하여 발진을 유도하여 증폭기의 이득을 고정시킬 수 있다. As described above, the present invention can fix the gain of an amplifier by inducing oscillation by forming diffraction gratings at input / output waveguides at both ends in a multimode interferometer type semiconductor optical amplifier having a gain waveguide.
또한, 증폭하고자 하는 입력신호의 입출력 도파로와 회절격자에 의해 발진하는 빛의 출력 도파로가 서로 상이하여 증폭된 광신호와 회절격자에 의해 발진하는 빛 분리할 수 있는 효과가 있다.In addition, the input and output waveguides of the input signal to be amplified and the output waveguides of the light oscillated by the diffraction grating are different from each other, and thus there is an effect of separating the amplified optical signal and the light oscillated by the diffraction grating.
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-
2004
- 2004-12-16 KR KR1020040107032A patent/KR100627137B1/en not_active IP Right Cessation
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