JP2000077771A - Semiconductor optical amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体光増幅装置に
関するものであり、特に、波長多重(WDM)通信方式
に用いる許容入射パワーの調整機構に特徴のある広い波
長帯域を有する利得クランプ型の半導体光増幅装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical amplifier, and more particularly to a gain-clamped semiconductor having a wide wavelength band characterized by a mechanism for adjusting an allowable incident power used in a wavelength division multiplexing (WDM) communication system. The present invention relates to an optical amplifier.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、通信需要の飛躍的な増大に対して
波長の異なる複数の信号光を多重化して一本の光ファイ
バで同時に伝送させる波長多重通信システムの導入が検
討されており、この波長多重通信システムに用いる光増
幅装置には広い波長帯域が要求される。2. Description of the Related Art In recent years, introduction of a wavelength division multiplexing communication system in which a plurality of signal lights having different wavelengths are multiplexed and transmitted simultaneously through one optical fiber has been studied in response to a dramatic increase in communication demand. A wide wavelength band is required for an optical amplifier used for a wavelength division multiplexing communication system.
【0003】この様な広い波長帯域を有する光増幅装置
としては、半導体光増幅装置が知られており、この半導
体光増幅装置は小型で低消費電力動作が可能であるた
め、波長多重通信システム用の光増幅装置として有望視
されている。As an optical amplifying device having such a wide wavelength band, a semiconductor optical amplifying device is known, and since this semiconductor optical amplifying device is small in size and can operate with low power consumption, it is used for a wavelength division multiplexing communication system. Is promising as an optical amplifying device.
【0004】一般に、光増幅装置においては、信号光を
増幅する過程でキャリアが消費されるため、信号光のパ
ワーが大きくなると誘導放出によるキャリア減少が顕著
になり、その結果、利得が低下する利得飽和という現象
が生ずる。In general, in an optical amplifying device, carriers are consumed in the process of amplifying a signal light. Therefore, when the power of the signal light increases, the carrier decrease due to stimulated emission becomes remarkable, and as a result, the gain decreases. The phenomenon of saturation occurs.
【0005】上述の半導体光増幅装置においては、キャ
リア寿命が数百ピコ秒と短いため、変調による信号光の
パワーの変動に利得飽和が追従できるので、利得変調が
起こり信号光が歪む場合があり、特に、多数の信号光が
半導体光増幅装置において同時に増幅される状況では、
信号光間相互の利得変調でクロストークが発生すること
もある。In the above-described semiconductor optical amplifier, since the carrier lifetime is as short as several hundred picoseconds, the gain saturation can follow the fluctuation of the power of the signal light due to the modulation, so that the gain modulation may occur and the signal light may be distorted. In particular, in a situation where a large number of signal lights are simultaneously amplified in the semiconductor optical amplifier,
Crosstalk may occur due to mutual gain modulation between signal lights.
【0006】この様な利得変調を抑制するためには、信
号光のパワー変化によらずにキャリア密度が一定となる
機構を半導体光増幅装置に付加する必要があり、最も有
力な方法は、レーザ発振機構を半導体光増幅装置に導入
し、キャリア密度が発振しきい値キャリア密度にロック
される現象を利用する方法である。In order to suppress such gain modulation, it is necessary to add a mechanism for maintaining a constant carrier density to the semiconductor optical amplifying device regardless of a change in the power of the signal light. This is a method in which an oscillation mechanism is introduced into a semiconductor optical amplifier, and a phenomenon in which a carrier density is locked to an oscillation threshold carrier density is used.
【0007】この場合、信号光のパワーがレーザ発振光
のパワーより小さく、レーザ発振が持続する限りにおい
て、半導体光増幅装置の利得は一定にクランプされるこ
とになる。この利得クランプ型半導体光増幅装置では、
信号光に対しては共振せずに進行波型光増幅装置とする
ために、レーザ発振光の波長を信号光の波長から離して
設定し、レーザ発振光の波長に対してのみ高反射率とな
る波長選択性を有する反射鏡を用いることが広く行われ
ている。In this case, as long as the power of the signal light is smaller than the power of the laser oscillation light and the laser oscillation continues, the gain of the semiconductor optical amplifier is clamped at a constant value. In this gain clamp type semiconductor optical amplifier,
In order to form a traveling wave optical amplifier without resonating with the signal light, the wavelength of the laser oscillation light is set apart from the wavelength of the signal light, and a high reflectance is obtained only for the wavelength of the laser oscillation light. It is widely used to use a reflecting mirror having a certain wavelength selectivity.
【0008】例えば、波長選択性を有する外部反射鏡と
して、回折格子を用いること(必要ならば、J.C.S
imon et al,Electronics Le
tters,vol.30,pp.49−50,199
4参照)、或いは、ファイバグレーティング(ファイバ
回折格子)を用いること(必要ならば、L.Lablo
nde et al,ECOC’94,proceed
ings,pp.715−718,1994参照)が提
案されている。For example, a diffraction grating is used as an external reflecting mirror having wavelength selectivity (if necessary, JCS
imon et al, Electronics Le
ters, vol. 30, pp. 49-50,199
4) or using a fiber grating (fiber grating) (if necessary, L. Lablo).
nde et al, ECOC'94, processed
ings, pp. 715-718, 1994).
【0009】また、波長選択性を有する内部反射鏡を用
いる例として、モノリシック型のDFB(分布帰還型)
レーザを用いること(必要ならば、P.Doussie
reet al,International Sem
iconductor Laser Conferen
ce,proceedings,pp.185−18
6,1994参照)、或いは、DBR(分布ブラッグ反
射型)レーザを用いること(必要ならば、L.F.Ti
emeijer et al,IEEE Photon
ics Technology Letters,p
p.284−286,1995参照)が提案されてい
る。As an example of using an internal reflecting mirror having wavelength selectivity, a monolithic DFB (distributed feedback type) is used.
Using a laser (if necessary, P. Doussie
reet al, International Sem
Icon Laser Conferen
ce, proceedings, pp. 185-18
6, 1994) or using a DBR (distributed Bragg reflection type) laser (if necessary, LF Ti
emijer et al, IEEE Photon
ics Technology Letters, p
p. 284-286, 1995).
【0010】さらに、利得クランプ型半導体光増幅装置
を構成する他の方法としては、半導体光増幅媒質以外の
領域においてはレーザ発振光と信号光が空間的に分離さ
れるように、2つの2対2型の光合分岐器、即ち、2×
2型の光合分岐器からなるマッハツェンダー干渉器の両
方のアームに半導体光増幅媒質を設け、入力側光合分岐
器の入力ポートの一方と、そのクロス(Cross)位
置にある出力側光合分岐器の出力ポートに多層誘電体膜
からなる反射鏡を配置してレーザ共振器を構成して利得
クランプ型半導体光増幅装置とすることも提案されてい
る(必要ならば、Ch Holtsmann et a
l,ECOC’96,proceedings,pp.
199−202,1996参照)。[0010] Further, as another method of constructing the gain-clamped semiconductor optical amplifying device, in a region other than the semiconductor optical amplifying medium, two pairs of laser oscillation light and signal light are spatially separated. Type 2 optical splitter, ie, 2 ×
A semiconductor optical amplifying medium is provided on both arms of a Mach-Zehnder interferometer composed of a type 2 optical multiplexer / demultiplexer, and one of an input port of the input optical multiplexer / demultiplexer and an output optical multiplexer / demultiplexer located at a cross position thereof. It has also been proposed to arrange a reflecting mirror made of a multilayer dielectric film at an output port to form a laser resonator to provide a gain-clamped semiconductor optical amplifier (if necessary, Ch Holtsmann et a).
1, ECOC '96, proceedings, pp.
199-202, 1996).
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記の様な利得クラン
プ型半導体光増幅装置においては、共振器損失は利得と
信号光の許容入射パワーを決める重要なパラメータとな
るので、この事情を図18を参照して説明する。 図18(a)参照 図18(a)は、半導体光増幅装置における利得−光出
力特性の共振器損失依存性を示す図であり、利得が1/
2(=10log102≒3.01≒3dB)となる飽和
光出力パワーを合わせて示している。アンプ1 は、非利
得クランプ型の通常の半導体光増幅装置の場合を示して
おり、光出力Pの増大と共に、利得Gは漸減し光出力P
s1が飽和光出力パワーとなるが、利得クランプ型半導体
光増幅装置においては、レーザ発振が停止するまで利得
が一定値にクランプされる。In the gain-clamped semiconductor optical amplifier as described above, the resonator loss is an important parameter that determines the gain and the allowable incident power of the signal light. It will be described with reference to FIG. FIG. 18A is a diagram showing the dependence of the gain-optical output characteristic on the resonator loss in the semiconductor optical amplifying device.
2 (= 10 log 10 2 ≒ 3.01 ≒ 3 dB) is also shown. The amplifier 1 is a non-gain-clamp type ordinary semiconductor optical amplifying device. As the optical output P increases, the gain G gradually decreases and the optical output P
Although s1 is the saturation light output power, in the gain-clamped semiconductor optical amplifier, the gain is clamped to a constant value until laser oscillation stops.
【0012】したがって、共振器損失が大きなレーザ2
の場合には、発振しきい値キャリア密度が大きいため利
得は大きな値G2 でクランプされるが、ある注入電流に
対するレーザ発振光のパワーが小さくなるので、信号光
の許容入射パワーが低くなる。一方、共振器損失の小さ
なレーザ3 の場合には、発振しきい値キャリア密度が小
さいため利得は小さな値G3 (<G2 )でクランプされ
るが、ある注入電流に対するレーザ発振光のパワーが大
きくなるので、信号光の許容入射パワーが大きくなり、
例えば、飽和光出力パワーで見ると、レーザ2 →レーザ
3 へと利得がG 2 →G3 と小さくなるにつれて、飽和光
出力パワーはPS2→PS3と大きくなり、従って、共振器
損失を小さくすることによって適正に増幅することので
きる信号光の許容入力パワーを高くすることができるの
で、この事情を図18(b)及び(c)を参照して説明
する。Therefore, a laser having a large cavity lossTwo
In the case of
Great value GTwoAt the injection current
Since the power of the laser oscillation light becomes smaller, the signal light
, The allowable incident power becomes lower. On the other hand, small resonator loss
LaserThreeIn the case of, the oscillation threshold carrier density is small.
Therefore, the gain is small GThree(<GTwo) Clamped in
However, the power of the laser oscillation light for a certain injection current is large.
The incident power of signal light increases,
For example, looking at the saturation light output power, the laserTwo→ Laser
ThreeThe gain is G Two→ GThree, The saturation light
Output power is PS2→ PS3And therefore the resonator
Since it can be properly amplified by reducing the loss,
Can increase the allowable input power of the signal light
Now, this situation will be described with reference to FIGS.
I do.
【0013】図18(b)及び(c)参照 図18(b)及び(c)はレーザ2 及びレーザ3 の光出
力−電流特性(L−I特性)を示す図であり、共振器損
失が相対的に大きなレーザ2 においてはしきい値電流I
th-2がレーザ3 のしきい値電流Ith-3より大きくなり、
それによって、ある同じ電流を流した場合の光出力は共
振器損失が相対的に小さなレーザ3 の方が大きくなり、
適正に増幅することのできる信号光の許容入力パワーを
高くすることができる。FIGS. 18 (b) and 18 (c) FIGS. 18 (b) and 18 (c) are diagrams showing light output-current characteristics (LI characteristics) of the lasers 2 and 3 , respectively. For a relatively large laser 2 , the threshold current I
th-2 becomes larger than the threshold current I th-3 of the laser 3 ,
As a result, the optical output when a certain current flows is larger for the laser 3 having a relatively small cavity loss,
The allowable input power of signal light that can be properly amplified can be increased.
【0014】この様な許容入力パワーが共振器損失依存
性を有する利得クランプ型半導体光増幅装置を用いて各
種の用途(アプリケーション)に用いる場合には、用途
に応じて利得クランプ型半導体光増幅装置の特性を最適
化する必要があるが、特性を最適化するためには、上述
の共振器損失を連続的に任意に制御できることが望まし
い。In the case of using such a gain-clamped semiconductor optical amplifying device whose allowable input power has resonator loss dependence in various applications, the gain-clamped semiconductor optical amplifying device depends on the application. However, in order to optimize the characteristics, it is desirable that the above-described resonator loss can be continuously and arbitrarily controlled.
【0015】しかし、従来のモノリシックタイプの半導
体光増幅装置においては、共振器損失が固定されてしま
うため、共振器損失を用途に応じて可変にすることがで
きないという問題がある。However, in the conventional monolithic semiconductor optical amplifier, there is a problem that the resonator loss cannot be made variable depending on the application since the resonator loss is fixed.
【0016】一方、外部共振器タイプの半導体光増幅装
置においては、外部共振器を構成する回折格子やファイ
バ回折格子を交換すれば共振器損失を変えることはでき
るものの、これらを連続的に変えて最適化することは困
難であり、且つ、モジュール化した場合には、モノリシ
ックタイプと同様に共振器損失が固定されてしまうとい
う問題がある。On the other hand, in an external resonator type semiconductor optical amplifying device, the resonator loss can be changed by replacing the diffraction grating or the fiber diffraction grating constituting the external resonator, but these are continuously changed. It is difficult to optimize, and when modularized, there is a problem that the resonator loss is fixed as in the case of the monolithic type.
【0017】したがって、本発明は、利得クランプ型半
導体光増幅装置の共振器損失を連続的に制御し、利得ク
ランプ型半導体光増幅装置の特性を用途に応じて最適化
することを目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to continuously control the resonator loss of a gain-clamped semiconductor optical amplifier and optimize the characteristics of the gain-clamped semiconductor optical amplifier according to the application.
【0018】また、本発明は、簡単な構成により、信号
光とレーザ光との分離特性に優れ、且つ、高い飽和光入
出力特性を有する利得クランプ型半導体光増幅装置を提
供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a gain-clamped semiconductor optical amplifier having a simple structure, having excellent characteristics of separating signal light and laser light and having high saturation light input / output characteristics. I do.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図1は本
発明の半導体光増幅装置の概念的構成図である。 図1参照 (1)本発明は、半導体光増幅器2と、この半導体光増
幅器2を内部に含むレーザ共振器とで構成した利得クラ
ンプ型の半導体光増幅装置1において、信号光7に対す
る実効的な透過損失量が一定値を維持しながら、レーザ
発振光に対する共振器損失量が制御可能である可変光減
衰機構を有することを特徴とする。FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a semiconductor optical amplifier of the present invention. FIG. 1 (1) The present invention provides a gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 composed of a semiconductor optical amplifier 2 and a laser resonator including the semiconductor optical amplifier 2 therein. The present invention is characterized by having a variable optical attenuation mechanism capable of controlling the amount of resonator loss with respect to laser oscillation light while maintaining the transmission loss at a constant value.
【0020】この様に、レーザ共振器内に、信号光7に
対する実効的な透過損失量が一定値を維持しながら、レ
ーザ発振光に対する共振器損失量が制御可能である可変
光減衰機構、即ち可変光減衰器3を設けることによっ
て、共振器損失を連続的に任意に制御することができ、
それによって、利得クランプ型の半導体光増幅装置1の
特性を用途に応じて最適化することができる。なお、本
願明細書においては、「半導体光増幅器」及び「可変光
減衰器」とは、単体の「半導体光増幅器」及び「可変光
減衰器」を意味するとともに、所定の半導体領域に電極
等を設けて光増幅作用或いは光減衰作用を持たせた半導
体光増幅領域或いは可変光減衰領域をも意味するもので
ある。As described above, in the laser resonator, a variable optical attenuation mechanism capable of controlling the resonator loss amount with respect to the laser oscillation light while maintaining the effective transmission loss amount with respect to the signal light 7 at a constant value, that is, By providing the variable optical attenuator 3, the resonator loss can be continuously and arbitrarily controlled,
Thus, the characteristics of the gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 can be optimized according to the application. In the specification of the present application, "semiconductor optical amplifier" and "variable optical attenuator" mean a single "semiconductor optical amplifier" and "variable optical attenuator", and electrodes and the like are provided on a predetermined semiconductor region. It also means a semiconductor light amplifying region or a variable light attenuating region provided with a light amplifying function or a light attenuating function.
【0021】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、レーザ共振器を、少なくとも一方が波長選択性のあ
る反射鏡4によって構成するとともに、レーザ共振器内
に可変光減衰機構として、可変光減衰器3を設けたこと
を特徴とする。(2) According to the present invention, in the above (1), at least one of the laser resonators is constituted by a reflecting mirror 4 having wavelength selectivity, and a variable optical attenuation mechanism is provided in the laser resonator. The variable optical attenuator 3 is provided.
【0022】この様に、少なくとも一方が波長選択性の
ある反射鏡4によってレーザ共振器を構成することによ
ってレーザ発振波長に対してだけフィードバック機構を
形成し、それによって、信号光7の波長におけるレーザ
発振を抑制することができる。Thus, a feedback mechanism is formed only for the laser oscillation wavelength by configuring the laser resonator with the reflecting mirror 4 having at least one of which has wavelength selectivity. Oscillation can be suppressed.
【0023】(3)また、本発明は、上記(2)におい
て、レーザ共振器内に信号光7が通過しない部分を設
け、この信号光7が通過しない部分に可変光減衰器3を
配置したことを特徴とする。(3) In the present invention, in the above (2), a portion through which the signal light 7 does not pass is provided in the laser resonator, and the variable optical attenuator 3 is arranged in a portion through which the signal light 7 does not pass. It is characterized by the following.
【0024】この様に、レーザ共振器内に信号光7が通
過しない部分を設け、この信号光7が通過しない部分に
可変光減衰器3を配置することによって、信号光7の可
変光減衰器3による減衰を考慮する必要がないので、使
用できる可変光減衰器3の自由度を高めることができ
る。As described above, a portion through which the signal light 7 does not pass is provided in the laser resonator, and the variable optical attenuator 3 is disposed in a portion through which the signal light 7 does not pass. Since there is no need to consider the attenuation by the variable optical attenuator 3, the degree of freedom of the variable optical attenuator 3 that can be used can be increased.
【0025】(4)また、本発明は、上記(3)におい
て、レーザ共振器を波長選択性のある反射鏡4と波長選
択性のない反射鏡5からなる外部共振器構造とし、波長
選択性のある反射鏡4と半導体光増幅装置1との間にビ
ームスプリッタ6を挿入すると共に、ビームスプリッタ
6を介してレーザ共振器に垂直な方向から信号光7を入
射させ、波長選択性のある反射鏡4とビームスプリッタ
6との間を信号光7が通過しない部分としたことを特徴
とする。(4) According to the present invention, in the above (3), the laser resonator has an external resonator structure consisting of a reflecting mirror 4 having wavelength selectivity and a reflecting mirror 5 having no wavelength selectivity. The beam splitter 6 is inserted between the reflecting mirror 4 having the laser beam and the semiconductor optical amplifying device 1, and the signal light 7 is made incident on the laser resonator from the direction perpendicular to the laser resonator via the beam splitter 6 to provide wavelength-selective reflection. It is characterized in that a portion where the signal light 7 does not pass between the mirror 4 and the beam splitter 6 is provided.
【0026】この様な構成を採用することによって、ビ
ームスプリッタ6により強度が半分になった信号光7を
半導体光増幅器2に入射するので、信号光7が大きな場
合にも利得飽和が起きにくく、信号光7の許容入射パワ
ーの上限を2倍にすることができる。By adopting such a configuration, the signal light 7 whose intensity is reduced by half by the beam splitter 6 is incident on the semiconductor optical amplifier 2, so that even when the signal light 7 is large, gain saturation hardly occurs. The upper limit of the allowable incident power of the signal light 7 can be doubled.
【0027】(5)また、本発明は、上記(3)におい
て、レーザ共振器を波長選択性のある反射鏡4と波長選
択性のない反射鏡5からなる外部共振器構造とし、波長
選択性のある反射鏡4と半導体光増幅装置1との間にビ
ームスプリッタ6を挿入すると共に、ビームスプリッタ
6を介してレーザ共振器に垂直な方向から信号光7を出
射させ、波長選択性のある反射鏡4とビームスプリッタ
6との間を信号光7が通過しない部分としたことを特徴
とする。(5) According to the present invention, in the above (3), the laser resonator has an external resonator structure consisting of a reflecting mirror 4 having wavelength selectivity and a reflecting mirror 5 having no wavelength selectivity. The beam splitter 6 is inserted between the reflecting mirror 4 having the laser beam and the semiconductor optical amplifier 1, and the signal light 7 is emitted from the direction perpendicular to the laser resonator through the beam splitter 6 to provide wavelength-selective reflection. It is characterized in that a portion where the signal light 7 does not pass between the mirror 4 and the beam splitter 6 is provided.
【0028】この様な構成を採用することによって、信
号光7は入口側ではロスすることなく半導体光増幅器2
に入射するので、信号光7が微弱な場合にも適正な増幅
信号を得ることができ、許容入射パワーの下限を半分に
することができる。By adopting such a configuration, the signal light 7 is not lost on the entrance side and the semiconductor optical amplifier 2 has no loss.
Therefore, even when the signal light 7 is weak, an appropriate amplified signal can be obtained, and the lower limit of the allowable incident power can be halved.
【0029】(6)また、本発明は、上記(3)におい
て、レーザ共振器を一対の波長選択性のある反射鏡4か
らなる外部共振器構造とし、半導体光増幅器2と両方の
波長選択性のある反射鏡4との間に各々ビームスプリッ
タ6を挿入すると共に、ビームスプリッタ6を介してレ
ーザ共振器に垂直な方向から信号光7を入出射させ、一
対の波長選択性のある反射鏡4とビームスプリッタ6と
の間の二箇所の領域を信号光7が通過しない部分とした
ことを特徴とする。(6) According to the present invention, in the above (3), the laser resonator has an external resonator structure comprising a pair of wavelength-selective reflecting mirrors 4, and the semiconductor optical amplifier 2 and both wavelength-selective mirrors are provided. A beam splitter 6 is inserted between the reflecting mirrors 4 and the signal mirror 7 through the beam splitter 6, and the signal light 7 is emitted and emitted from a direction perpendicular to the laser resonator. The two regions between the beam splitter 6 and the beam splitter 6 are portions through which the signal light 7 does not pass.
【0030】この様な構成を採用することによって、信
号光7のロスは大きくなるものの、光ファイバの入出射
端面を反射鏡の一部として利用する必要はないので、光
ファイバの入出射端面における不所望な反射による信号
光7の戻り光を防止することができる。By adopting such a configuration, although the loss of the signal light 7 is increased, it is not necessary to use the input / output end face of the optical fiber as a part of the reflecting mirror. Return light of the signal light 7 due to undesired reflection can be prevented.
【0031】(7)また、本発明は、上記(2)におい
て、レーザ共振器内に信号光7が通過しない部分を設け
ずに、可変光減衰器3としてレーザ発振波長に対しては
光減衰量を変えられるが、信号光7は実効的に減衰しな
い可変光減衰器3を配置したことを特徴とする。(7) According to the present invention, in the above (2), a portion where the signal light 7 does not pass is not provided in the laser resonator, and the variable optical attenuator 3 is used for optically attenuating the laser oscillation wavelength. The variable optical attenuator 3 is provided, which can change the amount but does not attenuate the signal light 7 effectively.
【0032】この様に、レーザ共振器内に信号光7が通
過しない部分を設けないことによって、ビームスプリッ
タ6によるロスが無くなるので信号光7を効率的に用い
ることができ、且つ、部品点数を低減することができる
が、信号光7は可変光減衰器3を通過するので、信号光
7が実効的に減衰されないように可変光減衰器3の減衰
特性を考慮する必要がある。なお、本願において「信号
光7が実効的に減衰されない」ということは、減衰が生
じることは意図せず、且つ、不可避的に生ずる減衰があ
ってもそれを減衰されたと見なさないことを意味する。By not providing a portion through which the signal light 7 does not pass in the laser resonator, the loss by the beam splitter 6 is eliminated, so that the signal light 7 can be used efficiently and the number of parts can be reduced. Although the signal light 7 can be reduced, since the signal light 7 passes through the variable optical attenuator 3, it is necessary to consider the attenuation characteristics of the variable optical attenuator 3 so that the signal light 7 is not effectively attenuated. In the present application, "the signal light 7 is not effectively attenuated" means that no attenuation is intended, and even if there is an inevitable attenuation, it is not regarded as being attenuated. .
【0033】(8)また、本発明は、上記(7)におい
て、波長選択性のある反射鏡4によりレーザ発振波長を
信号光7の波長よりも短波長に設定するとともに、可変
光減衰器3としてレーザ発振波長より短波長側に吸収端
波長がある電界吸収型光変調器を用いたことを特徴とす
る。(8) According to the present invention, in the above (7), the laser oscillation wavelength is set to be shorter than the wavelength of the signal light 7 by the wavelength-selective reflecting mirror 4, and the variable optical attenuator 3 is used. An electroabsorption optical modulator having an absorption edge wavelength on the shorter wavelength side than the laser oscillation wavelength is used.
【0034】この様に、信号光7を実効的に減衰せず、
且つ、レーザ発振光のみを選択的に減衰させる可変光減
衰器3としては、レーザ発振波長より短波長側に吸収端
波長がある電界吸収型光変調器が好適である。As described above, the signal light 7 is not effectively attenuated,
In addition, as the variable optical attenuator 3 for selectively attenuating only the laser oscillation light, an electroabsorption optical modulator having an absorption edge wavelength shorter than the laser oscillation wavelength is preferable.
【0035】(9)また、本発明は、上記(8)におい
て、半導体光増幅器2と電界吸収型光変調器からなる可
変光減衰器3とをモノリシックに集積化したことを特徴
とする。(9) The present invention is characterized in that, in the above (8), the semiconductor optical amplifier 2 and the variable optical attenuator 3 comprising an electro-absorption type optical modulator are monolithically integrated.
【0036】電界吸収型光変調器は、半導体を用いてp
in構造で形成することができるので、モノリシック化
に好適であり、モノリシックに集積化することによって
半導体光増幅器2と可変光減衰器3との位置合わせが不
要になり、また、レンズが不要になるので部品点数を低
減することができるとともに、装置全体を小型化するこ
とができる。An electro-absorption type optical modulator uses a semiconductor
Since it can be formed in an in-structure, it is suitable for monolithic integration. By monolithically integrating, the alignment between the semiconductor optical amplifier 2 and the variable optical attenuator 3 becomes unnecessary, and a lens becomes unnecessary. Therefore, the number of parts can be reduced, and the entire device can be downsized.
【0037】(10)また、本発明は、上記(7)乃至
(9)のいずれかにおいて、波長選択性のある反射鏡4
として、ファイバグレーティングを用いたことを特徴と
する。(10) Further, according to the present invention, in any one of the above (7) to (9), the reflecting mirror 4 having wavelength selectivity can be used.
Is characterized by using a fiber grating.
【0038】この様に、レーザ共振器内に信号光7が通
過しない部分を設けない場合には、波長選択性のある反
射鏡4としてファイバグレーティング、即ち、ファイバ
回折格子を用いることによって、波長選択性のあるレー
ザ共振器構造を簡素化することができる。As described above, when a portion through which the signal light 7 does not pass is not provided in the laser resonator, a wavelength grating can be used as the reflecting mirror 4 having wavelength selectivity, that is, a fiber diffraction grating can be used. It is possible to simplify a laser resonator structure having a characteristic.
【0039】(11)また、本発明は、上記(9)にお
いて、波長選択性のある反射鏡4として分布ブラッグ反
射器を用い、この分布グラッグ反射器を半導体光増幅器
2と電界吸収型光変調器からなる可変光減衰器3にモノ
リシックに一体化したことを特徴とする。(11) According to the present invention, in the above (9), a distributed Bragg reflector is used as the wavelength-selective reflecting mirror 4, and the distributed Gragg reflector is combined with the semiconductor optical amplifier 2 and the electroabsorption type optical modulator. It is characterized in that it is monolithically integrated with the variable optical attenuator 3 composed of a device.
【0040】この様に、波長選択性のある反射鏡4とし
て分布ブラッグ反射器(DBR)を用いた場合には、こ
の分布グラッグ反射器を半導体光増幅器2と電界吸収型
光変調器からなる可変光減衰器3にモノリシックに一体
化することによって、装置の主要構成部分を半導体製造
プロセスのみによって形成することができる。As described above, when a distributed Bragg reflector (DBR) is used as the wavelength-selective reflecting mirror 4, this distributed Gragg reflector can be changed by the semiconductor optical amplifier 2 and the electroabsorption type optical modulator. By monolithically integrating the optical attenuator 3, the main components of the device can be formed only by the semiconductor manufacturing process.
【0041】(12)また、本発明は、上記(1)にお
いて、上記半導体光増幅器2を2つの2×2型光合分岐
器からなるマッハツェンダー干渉器の2つのアームに設
けるとともに、レーザ共振器を入力側の光合分岐器の入
力ポートの一方と、その入力ポートに対してクロス位置
にある出力側の光合分岐器の出力ポートに配置した反射
鏡によって構成し、可変光減衰機構としての可変光減衰
器をレーザ共振器内の光合分岐器と反射鏡との間に設け
たことを特徴とする。(12) Further, according to the present invention, in the above (1), the semiconductor optical amplifier 2 is provided on two arms of a Mach-Zehnder interferometer composed of two 2 × 2 type optical couplers and a laser resonator. Is constituted by one of the input ports of the optical multiplexer / demultiplexer on the input side and a reflecting mirror arranged at the output port of the optical multiplexer / demultiplexer on the output side which is located at a cross position with respect to the input port. The attenuator is provided between the optical coupler and the reflecting mirror in the laser resonator.
【0042】この様に、2つの2×2型光合分岐器から
なるマッハツェンダー干渉器を用いることによって、ビ
ームスプリッタ等の使用に起因する信号光のロスをなく
して増幅することができ、装置構成が簡素化されるとと
もに、半導体光増幅器以外の領域においてはレーザ発振
光と信号光を空間的に分離しているので、レーザ共振器
に波長選択性を持たせなくともレーザ共振器において信
号光の共振が生ずることがない。As described above, by using the Mach-Zehnder interferometer composed of two 2 × 2 optical couplers, signal light can be amplified without loss of signal light due to the use of a beam splitter or the like. Is simplified, and the laser oscillation light and the signal light are spatially separated in regions other than the semiconductor optical amplifier. Therefore, the signal light can be transmitted to the laser resonator without giving the laser resonator wavelength selectivity. No resonance occurs.
【0043】(13)また、本発明は、上記(12)に
おいて、2×2型光合分岐器として、方向性結合器を用
いたことを特徴とする。(13) The present invention is characterized in that, in the above (12), a directional coupler is used as the 2 × 2 type optical coupler / branch.
【0044】この様に、2×2型光合分岐器として、方
向性結合器を用いることによって、マッハツェンダー干
渉器を小型に構成することができる。As described above, the Mach-Zehnder interferometer can be miniaturized by using the directional coupler as the 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexer.
【0045】(14)また、本発明は、上記(12)に
おいて、2×2型光合分岐器として、マルチモード干渉
器を用いたことを特徴とする。(14) The present invention is characterized in that, in the above (12), a multi-mode interferometer is used as the 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer.
【0046】この様に、2×2型光合分岐器としてマル
チモード結合器を用いることによって、2×2型光合分
岐器として方向性結合器を用いた場合より製作トレラン
スを向上することができる。As described above, by using the multi-mode coupler as the 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexer, the manufacturing tolerance can be improved as compared with the case where the directional coupler is used as the 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexer.
【0047】(15)また、本発明は、上記(12)乃
至(14)において、反射鏡の内の少なくとも一方を波
長選択性のある反射鏡で構成したことを特徴とする。(15) The present invention is characterized in that, in the above (12) to (14), at least one of the reflecting mirrors is constituted by a reflecting mirror having wavelength selectivity.
【0048】この様に、レーザ共振器を構成する反射鏡
の内の少なくとも一方を波長選択性のある反射鏡で構成
することによって、レーザ発振波長を安定化して信号光
の波長とレーザ発振波長との差を安定して維持すること
ができ、それによって、信号光とレーザ光との不所望な
相互作用による非線型効果、例えば、4光波混合による
位相共役波等が生ずることがなく、増幅された信号光の
みを出力ポートから出力することができる。As described above, by forming at least one of the reflecting mirrors constituting the laser resonator with a reflecting mirror having wavelength selectivity, the laser oscillation wavelength is stabilized, and the wavelength of the signal light and the laser oscillation wavelength are reduced. Can be maintained stably, whereby the nonlinear effect due to the undesired interaction between the signal light and the laser light, for example, the phase conjugate wave due to the four-wave mixing does not occur, and the signal is amplified. Only the output signal light can be output from the output port.
【0049】(16)また、本発明は、上記(12)乃
至(15)において、可変光減衰器として、電界吸収型
光変調器を用いたことを特徴とする。(16) The present invention is characterized in that, in the above (12) to (15), an electroabsorption type optical modulator is used as the variable optical attenuator.
【0050】上述のように、マッハツェンダー干渉器を
用いた場合には、信号光は可変光減衰器を通過しないの
で、可変光減衰器として電界吸収型光変調器を用いる必
要は必ずしもないが、電界吸収型光変調器を用いても良
いものであり、特に、モノリシックに集積化する場合に
は、pin構造によって形成することのできる電界吸収
型光変調器を用いることが好適である。As described above, when the Mach-Zehnder interferometer is used, since the signal light does not pass through the variable optical attenuator, it is not always necessary to use an electro-absorption optical modulator as the variable optical attenuator. An electro-absorption type optical modulator may be used. In particular, when monolithically integrated, it is preferable to use an electro-absorption type optical modulator which can be formed by a pin structure.
【0051】(17)また、本発明は、上記(12)乃
至(16)において、半導体光増幅器、2つの2×2型
光合分岐器、可変光減衰器3、及び、反射鏡をモノリシ
ックに集積化したことを特徴とする。(17) Further, according to the present invention, in the above (12) to (16), the semiconductor optical amplifier, two 2 × 2 optical couplers, the variable optical attenuator 3 and the reflecting mirror are monolithically integrated. It is characterized by having
【0052】この様に、半導体光増幅器2、2つの2×
2型光合分岐器、可変光減衰器、及び、反射鏡をモノリ
シックに集積化することによって全体構成が小型化され
るとともに、2×2型光合分岐器と可変光減衰器との間
のレンズ系が不要になる。Thus, the semiconductor optical amplifier 2 and the two 2 ×
By monolithically integrating the type 2 optical multiplexer / demultiplexer, the variable optical attenuator, and the reflector, the overall configuration is reduced, and the lens system between the 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexer and the variable optical attenuator. Becomes unnecessary.
【0053】(18)また、本発明は、半導体光増幅器
2と、この半導体光増幅器2を内部に含むレーザ共振器
とで構成した利得クランプ型の半導体光増幅装置1にお
いて、半導体光増幅器2をサニャック型光干渉計のアー
ムに設けるとともに、このサニャック型光干渉計の一方
の入出力ポートにつながる光導波路に反射鏡を配置して
レーザ共振器を構成し、他方の入出力ポートにつながる
光導波路を信号光7に対する入出力用光導波路としたこ
とを特徴とする。(18) Further, according to the present invention, in a gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 comprising a semiconductor optical amplifier 2 and a laser resonator including the semiconductor optical amplifier 2, the semiconductor optical amplifier 2 An optical waveguide connected to one input / output port of the Sagnac type optical interferometer, and a reflector is arranged on the optical waveguide connected to one input / output port of the Sagnac type optical interferometer to form a laser resonator. Are input / output optical waveguides for the signal light 7.
【0054】この様に、サニャック型光干渉計を用いた
場合には、半導体光増幅器2は一つだけで良いので、一
対の半導体光増幅器2を用いた対称構造の利得クランプ
型の半導体光増幅装置1に比べて半導体光増幅器2に要
求される対称動作性に関する要件が不要になるので、レ
ーザ発振光と信号光7が混ざる可能性がより低減され、
安定した光増幅動作が可能になる。As described above, when a Sagnac-type optical interferometer is used, only one semiconductor optical amplifier 2 is required. Therefore, a symmetrical gain-clamped semiconductor optical amplifier using a pair of semiconductor optical amplifiers 2 is used. Since the requirement regarding the symmetrical operation required for the semiconductor optical amplifier 2 is not required as compared with the device 1, the possibility that the laser oscillation light and the signal light 7 are mixed is further reduced,
A stable optical amplification operation becomes possible.
【0055】(19)また、本発明は、上記(18)に
おいて、反射鏡として、波長選択性のある反射鏡を用い
たことを特徴とする。(19) The present invention is characterized in that, in the above (18), a reflecting mirror having wavelength selectivity is used as the reflecting mirror.
【0056】サニャック型光干渉計を用いた場合には、
レーザ発振光と信号光7とが空間的に分離されるので、
レーザ共振器に波長選択性を持たせなくともレーザ共振
器において信号光7の共振が生ずることがないが、レー
ザ発振波長を安定化して信号光7の波長とレーザ発振波
長との差を安定して維持するためには、反射鏡として、
波長選択性のある反射鏡を用いることが望ましく、それ
によって、信号光7とレーザ光との不所望な相互作用に
よる非線型効果、例えば、4光波混合による位相共役波
等が生ずることがなく、増幅された信号光7のみを入出
力用光導波路につながる他方の入出力ポートから出力す
ることができる。When a Sagnac type optical interferometer is used,
Since the laser oscillation light and the signal light 7 are spatially separated,
Even if the laser resonator does not have wavelength selectivity, resonance of the signal light 7 does not occur in the laser resonator, but the laser oscillation wavelength is stabilized to stabilize the difference between the wavelength of the signal light 7 and the laser oscillation wavelength. In order to maintain it, as a reflector,
It is desirable to use a reflecting mirror having wavelength selectivity, so that non-linear effects due to undesired interaction between the signal light 7 and the laser light, such as a phase conjugate wave due to four-wave mixing, do not occur. Only the amplified signal light 7 can be output from the other input / output port connected to the input / output optical waveguide.
【0057】(20)また、本発明は、上記(18)ま
たは(19)において、サニャック型光干渉計におけ
る、半導体光増幅器2以外の光導波路部及び光カップラ
ー部分を光ファイバによって構成することを特徴とす
る。(20) Further, in the present invention, in the above (18) or (19), in the Sagnac type optical interferometer, the optical waveguide section and the optical coupler section other than the semiconductor optical amplifier 2 are constituted by optical fibers. Features.
【0058】この様に、サニャック型光干渉計における
半導体光増幅器2以外の光導波路部及び光カップラー部
分を光ファイバによって構成することによって、特別の
微細加工技術を要することなく、利得クランプ型の半導
体光増幅装置1を簡単に構成することができる。As described above, by configuring the optical waveguide and optical coupler other than the semiconductor optical amplifier 2 in the Sagnac type optical interferometer with the optical fiber, the gain clamp type semiconductor is not required without special fine processing technology. The optical amplifying device 1 can be easily configured.
【0059】(21)また、本発明は、上記(18)ま
たは(19)において、サニャック型光干渉計におけ
る、半導体光増幅器2以外の光導波路部及び光カップラ
ー部分をプレーナ型誘電体光回路によって構成すること
を特徴とする。(21) In the present invention according to (18) or (19), in the Sagnac-type optical interferometer, the optical waveguide and optical coupler other than the semiconductor optical amplifier 2 are formed by a planar dielectric optical circuit. It is characterized by comprising.
【0060】この様に、サニャック型光干渉計におけ
る、半導体光増幅器2以外の光導波路部及び光カップラ
ー部分をプレーナ型誘電体光回路(PLC)によって構
成することによって、光ファイバを用いた場合より利得
クランプ型の半導体光増幅装置1を小型化することがで
きる。As described above, in the Sagnac-type optical interferometer, the optical waveguide section and the optical coupler section other than the semiconductor optical amplifier 2 are constituted by the planar dielectric optical circuit (PLC), so that an optical fiber is not used. The gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 can be downsized.
【0061】(22)また、本発明は、上記(18)ま
たは(19)において、サニャック型光干渉計を構成す
る光導波路、光カップラー部分、アーム、及び、半導体
光増幅器2を半導体によりモノリシックに一体化したこ
とを特徴とする。(22) In the present invention according to (18) or (19), the optical waveguide, the optical coupler, the arm, and the semiconductor optical amplifier 2 constituting the Sagnac-type optical interferometer are monolithically formed of a semiconductor. It is characterized by being integrated.
【0062】この様に、サニャック型光干渉計を構成す
る光導波路、光カップラー部分、アーム、及び、半導体
光増幅器2を半導体によりモノリシックに一体化するこ
とによって、利得クランプ型の半導体光増幅装置1をよ
り小型化することができ、且つ、半導体光増幅器2のハ
イブリッド実装が不要になるので、半導体光増幅器2と
アームとの光軸合わせ等の精度に伴う問題が解消され
る。As described above, the optical waveguide, the optical coupler, the arm, and the semiconductor optical amplifier 2 constituting the Sagnac-type optical interferometer are monolithically integrated with a semiconductor, so that the gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 Can be further miniaturized, and the hybrid mounting of the semiconductor optical amplifier 2 becomes unnecessary, so that the problems associated with the accuracy such as the optical axis alignment between the semiconductor optical amplifier 2 and the arm can be solved.
【0063】(23)また、本発明は、上記(22)に
おいて、サニャック型光干渉計を構成する光導波路、光
カップラー部分、及び、アームも半導体光増幅領域とし
たことを特徴とする。(23) The present invention is characterized in that, in the above (22), the optical waveguide, the optical coupler and the arm constituting the Sagnac type optical interferometer are also semiconductor optical amplification regions.
【0064】この様に、サニャック型光干渉計を構成す
る光導波路、光カップラー部分、及び、アームも半導体
光増幅領域とすることにより、光導波路、光カップラー
部分、及び、アームにおけるレーザ発振光及び信号光7
の減衰を防止することができ、また、製造工程も大幅に
簡素化される。As described above, the optical waveguide, the optical coupler, and the arm constituting the Sagnac-type optical interferometer are also semiconductor optical amplification regions, so that the laser oscillation light and the laser light in the optical waveguide, the optical coupler, and the arm can be obtained. Signal light 7
Can be prevented, and the manufacturing process is greatly simplified.
【0065】(24)また、本発明は、上記(18)乃
至(22)のいずれかにおいて、レーザ共振器を構成す
る光導波路内に可変光減衰器3を配置したことを特徴と
する。(24) The present invention is characterized in that, in any one of the above (18) to (22), the variable optical attenuator 3 is arranged in the optical waveguide constituting the laser resonator.
【0066】この様に、サニャック型光干渉計を用いた
場合にも、レーザ共振器を構成する光導波路内に可変光
減衰器3を配置することにより、共振器損失を連続的に
任意に制御することができ、それによって、利得クラン
プ型の半導体光増幅装置1の特性を用途に応じて最適化
することができる。As described above, even when the Sagnac type optical interferometer is used, the loss of the resonator can be continuously and arbitrarily controlled by disposing the variable optical attenuator 3 in the optical waveguide constituting the laser resonator. Accordingly, the characteristics of the gain-clamped semiconductor optical amplifier 1 can be optimized according to the application.
【0067】[0067]
【発明の実施の形態】ここで、図2乃至図7を参照し
て、本発明の第1乃至第6の実施の形態を説明するが、
まず、図2を参照して本発明の第1の実施の形態を説明
する。 図2参照 図2は、本発明の第1の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、信号光である光
入力11を入射するための光ファイバ12、光ファイバ
12からの光入力11を平行光束に変換するレンズ1
3、変換された光入力11の1/2を透過し、残りの1
/2を反射するビームスプリッタ14、反射された光入
力11を集束するレンズ15、集束された光入力11を
増幅する半導体光増幅器16、半導体光増幅器16にお
いて増幅され、且つ、拡がって出射された光入力11を
集束して光ファイバ19へ導く一対のレンズ17,1
8、及び、光ファイバ19によって信号光の光増幅系が
構成され、増幅された信号光は光ファイバ19から光出
力20として出射される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, first to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the gain-clamped semiconductor optical amplifier according to the first embodiment of the present invention, in which an optical fiber 12 for inputting an optical input 11 which is a signal light, an optical fiber Lens 1 that converts light input 11 from 12 into a parallel light flux
3. Transmit half of the converted light input 11 and the remaining 1
/ 2, a lens 15 for converging the reflected optical input 11, a semiconductor optical amplifier 16 for amplifying the converged optical input 11, and an amplified and expanded light in the semiconductor optical amplifier 16. A pair of lenses 17 and 1 that converge the light input 11 and guide it to the optical fiber 19
8 and the optical fiber 19 constitute an optical amplification system for signal light, and the amplified signal light is emitted from the optical fiber 19 as an optical output 20.
【0068】また、この利得クランプ型半導体光増幅装
置は、可変光減衰器21及び回折格子22を備えてお
り、回折格子22と光ファイバ19の入射側を劈開して
形成した劈開端面によって半導体光増幅器16に対する
波長選択性のあるレーザ共振器を構成するとともに、ビ
ームスプリッタ14と回折格子22との間の信号光が通
過しない部分に可変光減衰器21を配置し、レーザ共振
器の共振器損失を制御する。The gain-clamped semiconductor optical amplifying device includes a variable optical attenuator 21 and a diffraction grating 22, and a semiconductor optical device is formed by a cleavage end face formed by cleaving the incident side of the diffraction grating 22 and the optical fiber 19. A laser resonator having wavelength selectivity with respect to the amplifier 16 is formed, and a variable optical attenuator 21 is disposed at a portion where the signal light does not pass between the beam splitter 14 and the diffraction grating 22. Control.
【0069】なお、この場合の「信号光が通過しない部
分」とは、信号光として有効に利用される光入力11が
通過しない領域という意味であり、光入力11は光ファ
イバ19の劈開端面で反射して可変光減衰器21を通過
して回折格子22に到達することになるが、回折格子2
2に波長選択性があるので、反射した光入力11が信号
光として再び半導体光増幅器側へ向かうことはないの
で、この様な信号光として有効に利用される光入力11
が通過しない領域を「信号光が通過しない部分」と定義
するものである。The “portion where the signal light does not pass” in this case means a region where the optical input 11 effectively used as the signal light does not pass, and the optical input 11 is a cleaved end face of the optical fiber 19. The reflected light passes through the variable optical attenuator 21 and reaches the diffraction grating 22.
2 has wavelength selectivity, the reflected light input 11 does not go back to the semiconductor optical amplifier side as signal light again, so that the light input 11 effectively used as such signal light is used.
Are defined as "portions through which signal light does not pass".
【0070】また、この場合の半導体光増幅器16は、
入出射端面において反射が生じないように多層誘電体膜
からなる無反射コーティング(ARコーティング)を施
したものを用い、また、活性層の光軸に垂直な断面形状
を正方形にするか、或いは、引張歪を有する歪MQW
(多重量子井戸)構造を用いることによって利得に偏波
依存性が生じないように構成することが望ましい。In this case, the semiconductor optical amplifier 16
An anti-reflection coating (AR coating) made of a multilayer dielectric film is used so that reflection does not occur at the input / output end face, and the cross-sectional shape perpendicular to the optical axis of the active layer is square or Strain MQW with tensile strain
It is desirable to use a (multiple quantum well) structure so that the gain does not have polarization dependence.
【0071】また、この半導体光増幅器16は、長距離
光通信に用いる光ファイバにおける減衰特性の観点から
は、活性層の材質及び構造を考慮することによって発振
波長が1.5μm帯(1.5〜1.6μm)になるよう
に設定することが望ましく、1.5μm帯のある設定発
振波長に対してのみレーザ共振器を構成するように回折
格子22の光軸に対する傾きを制御する。The semiconductor optical amplifier 16 has an oscillation wavelength of 1.5 μm band (1.5 μm in consideration of the material and structure of the active layer) from the viewpoint of attenuation characteristics in an optical fiber used for long-distance optical communication. (Approximately 1.6 μm), and the inclination of the diffraction grating 22 with respect to the optical axis is controlled so as to form a laser resonator only for a certain set oscillation wavelength in the 1.5 μm band.
【0072】また、可変光減衰器21としては、市販の
各種の可変光減衰器を用いるものであり、信号光として
有効に利用される光入力11は可変光減衰器21を通過
しないので可変光減衰器21の減衰特性としては、レー
ザ発振波長、例えば、1.51μmの波長の光を減衰で
きるものであればどの様な構成の可変光減衰器を用いて
も良いものであり、減衰量を任意に制御するものであ
る。As the variable optical attenuator 21, various commercially available variable optical attenuators are used. Since the optical input 11 effectively used as signal light does not pass through the variable optical attenuator 21, the variable optical attenuator 21 is used. As an attenuation characteristic of the attenuator 21, a variable optical attenuator having any configuration may be used as long as it can attenuate light having a laser oscillation wavelength, for example, a wavelength of 1.51 μm. It is arbitrarily controlled.
【0073】この第1の実施の形態においては、半導体
増幅器16によって増幅する前にビームスプリッタ14
によって信号光は1/2に減衰されて半導体増幅器16
に入射するので、光ファイバ12からみた系の実効的な
飽和入力パワーが大きくなり、光ファイバ12に入射す
る段階における信号光としての光入力11の許容入射パ
ワーの上限を2倍にすることができる。したがって、こ
の構成は、信号光のパワーが大きな時に向いている。In the first embodiment, before amplification by the semiconductor amplifier 16, the beam splitter 14
The signal light is attenuated by half by the semiconductor amplifier 16.
, The effective saturation input power of the system as viewed from the optical fiber 12 increases, and the upper limit of the allowable input power of the optical input 11 as signal light at the stage of entering the optical fiber 12 can be doubled. it can. Therefore, this configuration is suitable when the power of the signal light is large.
【0074】また、回折格子22と光ファイバ19の劈
開端面によって構成される外部共振器は回折格子22の
傾斜角度に依存した波長依存性を有しているので、半導
体光増幅器16の活性層の材質及び構造によって規定さ
れる波長に対してのみレーザ共振器として作用し、信号
光の波長におけるレーザ発振を生ずることないので、キ
ャリア密度を共振器損失で決定される発振しきい値キャ
リア密度にロックすることができ、それによって、利得
を所定の値にクランプすることができる。Since the external resonator constituted by the diffraction grating 22 and the cleavage end face of the optical fiber 19 has a wavelength dependence depending on the tilt angle of the diffraction grating 22, the active layer of the semiconductor optical amplifier 16 has Acts as a laser resonator only at the wavelength specified by the material and structure, and does not generate laser oscillation at the wavelength of the signal light, so the carrier density is locked to the oscillation threshold carrier density determined by the resonator loss. So that the gain can be clamped to a predetermined value.
【0075】また、この第1の実施の形態においては、
外部共振器内に可変光減衰器21を設けているので、こ
の可変光減衰器21の減衰量によって共振器損失を任意
の値に連続的に制御することができ、それによって、半
導体光増幅装置の特性を各種の用途に応じて最適な値に
設定することができる。Further, in the first embodiment,
Since the variable optical attenuator 21 is provided in the external resonator, the resonator loss can be continuously controlled to an arbitrary value by the attenuation amount of the variable optical attenuator 21. Can be set to optimal values according to various applications.
【0076】次に、図3を参照して本発明の第2の実施
の形態を説明するが、この第2の実施の形態は、上記の
第1の実施の形態の入力側と出力側を反対にしたもので
あり、その他の構成は第1の実施の形態と全く同様であ
る。 図3参照 図3は、本発明の第2の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、半導体光増幅器
16の光軸と平行な信号光となる光入力11を入射する
ための光ファイバ19、光ファイバ19からの光入力1
1を集束する一対のレンズ18,17、集束された光入
力11を増幅する半導体光増幅器16、半導体光増幅器
16において増幅され、且つ、拡がって出射された光入
力11を平行光束に変換するレンズ15、変換された光
入力11の1/2を透過し、残りの1/2を垂直方向に
反射するビームスプリッタ14、反射された光入力11
を集束して光ファイバ12へ導くレンズ13、及び、光
ファイバ12によって信号光の増幅系が構成され、増幅
された信号光は光ファイバ12から光出力20として出
射される。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. In the second embodiment, the input side and the output side of the first embodiment are described. The other configuration is exactly the same as that of the first embodiment. FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a second embodiment of the present invention, in which an optical input 11 serving as signal light parallel to the optical axis of a semiconductor optical amplifier 16 is connected. Optical fiber 19 for input, light input 1 from optical fiber 19
A pair of lenses 18 and 17 for converging 1; a semiconductor optical amplifier 16 for amplifying the converged optical input 11; and a lens for converting the optical input 11 amplified and spread out in the semiconductor optical amplifier 16 to a parallel light flux. 15, a beam splitter 14 that transmits one half of the converted light input 11 and vertically reflects the remaining half, and the reflected light input 11
The optical fiber 12 and the lens 13 that converges the optical signal 12 and the optical fiber 12 constitute an amplification system for signal light. The amplified signal light is emitted from the optical fiber 12 as an optical output 20.
【0077】また、この利得クランプ型半導体光増幅装
置も、可変光減衰器21及び回折格子22を備えてお
り、回折格子22と光ファイバ19の出射側を劈開して
形成した劈開端面によって半導体光増幅器16に対する
波長選択性のあるレーザ共振器を構成するとともに、ビ
ームスプリッタ14と回折格子22との間の信号光が通
過しない部分に可変光減衰器21を配置し、レーザ共振
器の共振器損失を制御する。This gain-clamped semiconductor optical amplifying device also includes a variable optical attenuator 21 and a diffraction grating 22, and the semiconductor optical device is formed by a cleavage end face formed by cleaving the emission side of the diffraction grating 22 and the optical fiber 19. A laser resonator having wavelength selectivity with respect to the amplifier 16 is formed, and a variable optical attenuator 21 is disposed at a portion where the signal light does not pass between the beam splitter 14 and the diffraction grating 22. Control.
【0078】なお、この場合にビームスプリッタ14と
回折格子22との間の領域にも増幅された光入力11の
1/2が通過するが、回折格子22に波長選択性がある
ので、この増幅された1/2の光入力11が反射して再
び信号光として有効に利用されることはないので、この
第2の実施の形態においてもビームスプリッタ14と回
折格子22との間の領域を「信号光が通過しない部分」
と定義するものである。In this case, half of the amplified optical input 11 also passes through the region between the beam splitter 14 and the diffraction grating 22, but since the diffraction grating 22 has wavelength selectivity, this amplification is performed. Since the 1/2 optical input 11 thus reflected is not effectively used again as a signal light, the region between the beam splitter 14 and the diffraction grating 22 is also referred to as "a" in the second embodiment. Part where signal light does not pass "
It is defined.
【0079】この第2の実施の形態においては、信号光
は半導体増幅器16によって増幅された後にビームスプ
リッタ14によって1/2に減衰されるので光入力11
の許容入射パワーを大きくすることはできないが、1/
2に減衰される前に増幅するので、信号光としての光入
力11が微弱な場合にも適正に増幅することができる。In the second embodiment, the signal light is amplified by the semiconductor amplifier 16 and then attenuated by the beam splitter 14 to 1/2.
Cannot increase the allowable incident power of
Since the signal is amplified before being attenuated to 2, it can be properly amplified even when the optical input 11 as the signal light is weak.
【0080】また、この第2の実施の形態においても、
外部共振器内に可変光減衰器21を設けているので、こ
の可変光減衰器21の減衰量によって共振器損失を任意
の値に連続的に制御することができ、半導体光増幅装置
の特性を各種の用途に応じて最適な値に設定することが
できる。Also, in the second embodiment,
Since the variable optical attenuator 21 is provided in the external resonator, the resonator loss can be continuously controlled to an arbitrary value by the attenuation of the variable optical attenuator 21, and the characteristics of the semiconductor optical amplifier can be improved. The optimum value can be set according to various uses.
【0081】また、この場合も、可変光減衰器21は、
ビームスプリッタ14と回折格子22との間の信号光が
通過しない部分に配置しているので、使用できる可変光
減衰器21の減衰特性の自由度を大きくすることができ
る。Also in this case, the variable optical attenuator 21
Since the signal light is arranged between the beam splitter 14 and the diffraction grating 22 at a portion where the signal light does not pass, the degree of freedom of the attenuation characteristic of the variable optical attenuator 21 that can be used can be increased.
【0082】次に、図4を参照して本発明の第3の実施
の形態を説明するが、この第3の実施の形態において
は、光入力11をビームスプリッタ14を介して入射す
るとともに、光出力20をビームスプリッタ23を介し
て取り出すようにしたものであり、その他の構成は上記
の第1の実施の形態と全く同様である。 図4参照 図4は、本発明の第3の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、信号光である光
入力11を入射するための光ファイバ12、光ファイバ
12からの光入力11を平行光束に変換するレンズ1
3、変換された光入力11の1/2を透過し、残りの1
/2を反射するビームスプリッタ14、反射された光入
力11を集束するレンズ15、集束された光入力11を
増幅する半導体光増幅器16、半導体光増幅器16にお
いて増幅され、且つ、拡がって出射された光入力11を
平行光束に変換するレンズ17、変換された光入力11
の1/2を透過し、残りの1/2を反射するビームスプ
リッタ23、反射された光入力11を集束して光ファイ
バ19へ導く一対のレンズ24、及び、光ファイバ19
によって信号光の増幅系が構成され、増幅された信号光
は光ファイバ19から光出力20として出射される。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In the third embodiment, the optical input 11 enters through the beam splitter 14, and The optical output 20 is extracted through a beam splitter 23, and the other configuration is exactly the same as that of the first embodiment. FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a third embodiment of the present invention, in which an optical fiber 12 for inputting an optical input 11 as a signal light, an optical fiber Lens 1 that converts light input 11 from 12 into a parallel light flux
3. Transmit half of the converted light input 11 and the remaining 1
/ 2, a lens 15 for converging the reflected optical input 11, a semiconductor optical amplifier 16 for amplifying the converged optical input 11, and an amplified and expanded light in the semiconductor optical amplifier 16. A lens 17 for converting the light input 11 into a parallel light beam, the converted light input 11
, A pair of lenses 24 that converge the reflected light input 11 and guide it to the optical fiber 19, and an optical fiber 19.
Thus, a signal light amplification system is configured, and the amplified signal light is emitted from the optical fiber 19 as an optical output 20.
【0083】この第3の実施の形態においては、一対の
回折格子22,25及び可変光減衰器21を備えてお
り、この一対の回折格子22,25によって波長選択性
のある外部共振器を構成するとともに、ビームスプリッ
タ23と回折格子22との間の信号光が通過しない部分
に可変光減衰器21を配置し、レーザ共振器の共振器損
失を用途に応じて任意に連続的に制御することができ
る。In the third embodiment, a pair of diffraction gratings 22 and 25 and a variable optical attenuator 21 are provided, and the pair of diffraction gratings 22 and 25 constitute an external resonator having wavelength selectivity. In addition, the variable optical attenuator 21 is disposed in a portion where the signal light does not pass between the beam splitter 23 and the diffraction grating 22, and the cavity loss of the laser cavity is arbitrarily and continuously controlled according to the application. Can be.
【0084】また、増幅前後で信号光の1/2はビーム
スプリッタ14,23においてロスとなるので損失が大
きくなるが、光ファイバ12或いは光ファイバ19を外
部共振器の構成要素として用いていないので、入出力端
となる光ファイバ12及び光ファイバ19の入力端面或
いは出射端面を劈開端面とする必要がなく、したがっ
て、無反射面或いは低反射面にすることができるので、
入出力端における反射損失が低減する。Further, half of the signal light before and after amplification is lost in the beam splitters 14 and 23, so that the loss is large. However, since the optical fiber 12 or the optical fiber 19 is not used as a component of the external resonator, it is not used. Since it is not necessary to set the input end face or the output end face of the optical fiber 12 or the optical fiber 19 serving as the input / output end as the cleavage end face, and therefore, it can be made a non-reflection surface or a low reflection surface.
The reflection loss at the input / output end is reduced.
【0085】また、この第3の実施の形態においても、
可変光減衰器21は、ビームスプリッタ23と回折格子
22との間の信号光が通過しない部分に配置しているの
で、使用できる可変光減衰器21の減衰特性の自由度を
大きくすることができる。なお、この可変光減衰器21
は、反対側のビームスプリッタ14と回折格子25との
間の信号光が通過しない部分に配置しても良い。Also, in the third embodiment,
Since the variable optical attenuator 21 is arranged in a portion between the beam splitter 23 and the diffraction grating 22 where the signal light does not pass, the degree of freedom of the attenuation characteristic of the variable optical attenuator 21 that can be used can be increased. . The variable optical attenuator 21
May be arranged in a portion where the signal light does not pass between the beam splitter 14 and the diffraction grating 25 on the opposite side.
【0086】次に、図5を参照して本発明の第4の実施
の形態を説明するが、この第4の実施の形態において
は、ビームスプリッタを用いることなく信号光を入出力
するものであり、したがって、レーザ共振器内に信号光
が通過しない部分が存在しないものである。 図5参照 図5は、本発明の第4の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、信号光である光
入力11を入射し、且つ、出射端側に外部共振器を構成
するための回折格子を設けたファイバグレーティング、
即ち、ファイバ回折格子26、ファイバ回折格子26か
らの光入力11を集束する一対のレンズ13,15、集
束された光入力11を減衰せずに透過し、且つ、レーザ
発振光を任意に減衰する可変光減衰器21、可変光減衰
器21を透過した光入力11を集束する一対のレンズ1
8,17、集束された光入力11を増幅する半導体光増
幅器16、半導体光増幅器16において増幅され、且
つ、拡がって出射された光入力11を集束して入射端側
に外部共振器を構成するための回折格子を設けたファイ
バ回折格子29へ導く一対のレンズ27,28、及び、
ファイバ回折格子29によって構成され、増幅された信
号光はファイバ回折格子29から光出力20として出射
される。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In the fourth embodiment, signal light is input and output without using a beam splitter. Therefore, there is no portion in the laser resonator through which the signal light does not pass. FIG. 5 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifying device according to a fourth embodiment of the present invention. A fiber grating provided with a diffraction grating for forming a resonator,
That is, the fiber diffraction grating 26, the pair of lenses 13 and 15 for focusing the light input 11 from the fiber diffraction grating 26, the focused light input 11 is transmitted without attenuating, and the laser oscillation light is arbitrarily attenuated. A variable optical attenuator 21 and a pair of lenses 1 for focusing the optical input 11 transmitted through the variable optical attenuator 21
8, 17; a semiconductor optical amplifier 16 for amplifying the focused optical input 11; and an optical resonator 11 which is amplified and expanded and output in the semiconductor optical amplifier 16 to form an external resonator on the incident end side. A pair of lenses 27 and 28 for guiding to a fiber diffraction grating 29 provided with a diffraction grating for
The amplified signal light constituted by the fiber diffraction grating 29 is emitted from the fiber diffraction grating 29 as an optical output 20.
【0087】この場合の外部共振器は、入射端面側或い
は出射端面側に屈折率分布を設けて回折格子とした一対
のファイバ回折格子26,29との間で構成されてお
り、通常の回折格子を用いていないので構成が簡素化さ
れるが、この外部共振器の波長依存性はファイバ回折格
子26,29に設けた回折格子の周期によって決定され
るので、ファイバ回折格子26,29を交換しない限り
固定されることになる。但し、通常は、半導体光増幅器
16のレーザ発振波長は素子設計の際に決定されている
ので問題はない。なお、ファイバ回折格子26,29の
一方を端面を劈開した通常の光ファイバに置き換えて、
ファイバ回折格子と通常の光ファイバの組合せにしても
良い。In this case, the external resonator is formed between a pair of fiber diffraction gratings 26 and 29 which are provided with a refractive index distribution on the incident end face side or the output end face side to form a diffraction grating. Is not used, the structure is simplified. However, since the wavelength dependence of the external resonator is determined by the period of the diffraction gratings provided in the fiber diffraction gratings 26 and 29, the fiber diffraction gratings 26 and 29 are not exchanged. As long as it is fixed. However, there is usually no problem because the laser oscillation wavelength of the semiconductor optical amplifier 16 is determined at the time of element design. It should be noted that one of the fiber gratings 26 and 29 is replaced with a normal optical fiber having an end face cleaved,
A combination of a fiber diffraction grating and a normal optical fiber may be used.
【0088】この場合には、信号光が通過する部分に可
変光減衰器21を設けているので、この可変光減衰器2
1において信号光が減衰されないように、可変光減衰器
21の減衰特性を正確に設定する必要がある。例えば、
この様な可変光減衰器21としてpin構造の電界吸収
型光変調器を用い、この電界吸収型光変調器の吸収端波
長がレーザ発振波長より短波長側になり、且つ、電界を
印加した場合に吸収端波長が長波長側に移動することに
よってレーザ発振光を吸収するように正確に設定する必
要があり、且つ、信号光の波長を、電界印加によっても
吸収されないようにレーザ発振波長より長波長側に設定
する必要がある。In this case, since the variable optical attenuator 21 is provided in a portion where the signal light passes, the variable optical attenuator 2
It is necessary to accurately set the attenuation characteristic of the variable optical attenuator 21 so that the signal light is not attenuated in 1. For example,
When an electro-absorption optical modulator having a pin structure is used as such a variable optical attenuator 21 and the absorption edge wavelength of the electro-absorption optical modulator is shorter than the laser oscillation wavelength and an electric field is applied. It is necessary to accurately set the absorption edge wavelength to move to the longer wavelength side so that the laser oscillation light is absorbed, and to make the wavelength of the signal light longer than the laser oscillation wavelength so as not to be absorbed even by the application of an electric field. It must be set on the wavelength side.
【0089】また、この第4の実施の形態において用い
ている半導体光増幅器16の構成は上記の第1の実施の
形態の場合と全く同様であり、端面において反射が生じ
ないように多層誘電体膜からなる無反射コーティングを
施したものを用い、また、活性層の光軸に垂直な断面形
状を正方形にするか、或いは、引張歪を有する歪MQW
(多重量子井戸)構造を用いることによって利得に偏波
依存性が生じないように構成することが望ましく、さら
には、長距離光通信に用いる光ファイバにおける減衰特
性の観点からは、活性層の材質及び構造を考慮すること
によって利得波長が1.5μm帯になるように設定する
ことが望ましい。The configuration of the semiconductor optical amplifier 16 used in the fourth embodiment is exactly the same as that of the first embodiment, and a multi-layer dielectric is used to prevent reflection at the end face. The one having a non-reflective coating made of a film is used, and the active layer has a square cross section perpendicular to the optical axis or a strain MQW having a tensile strain.
It is desirable to use a (multiple quantum well) structure so that the gain does not have polarization dependence. Further, from the viewpoint of attenuation characteristics in an optical fiber used for long-distance optical communication, the material of the active layer It is desirable to set the gain wavelength to be in the 1.5 μm band by considering the structure and the structure.
【0090】この様に、第4の実施の形態においてはビ
ームスプリッタを用いていないので、ビームスプリッタ
に起因する光損失、即ち、透過光損失をなくすことがで
き、また、通常の回折格子を用いていないので装置の全
体構成が簡素化・小型化され、さらに、ファイバ回折格
子26,29の入出射端面自体は外部共振器を構成しな
いので、劈開端面である必要はなく、したがって、端面
をテーパにしてレンズ機能を持たせたり、また、入出射
端面を無反射或いは低反射とすることによって信号光の
反射損失や不所望な戻り光を防止することができる。As described above, since the beam splitter is not used in the fourth embodiment, light loss caused by the beam splitter, that is, transmitted light loss can be eliminated, and a normal diffraction grating can be used. The structure of the apparatus is simplified and miniaturized, and the input / output end faces of the fiber diffraction gratings 26 and 29 do not constitute external resonators. Therefore, the end faces need not be cleaved end faces. Thus, the reflection loss of the signal light and the undesired return light can be prevented by providing the lens function as a non-reflective or low-reflection end face.
【0091】次に、図6を参照して本発明の第5の実施
の形態を説明するが、この第5の実施の形態において
は、半導体光増幅器と可変光減衰器をモノリシックに集
積化したものであり、その他の構成は上記の第4の実施
の形態と全く同様である。 図6参照 図6は、本発明の第5の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、信号光である光
入力11を入射し、且つ、出射端側に外部共振器を構成
するための回折格子を設けたファイバ回折格子26、フ
ァイバ回折格子26からの光入力11を集束する一対の
レンズ13,15、集束された光入力11を減衰せずに
透過し、且つ、レーザ発振光を任意に減衰する可変光減
衰器、即ち、可変光減衰領域33と、光入力11を増幅
する半導体光増幅器、即ち、半導体光増幅領域32とを
半導体基板31上にモノリシックに集積化したモノリシ
ック光半導体装置30、半導体光増幅領域32において
増幅され、且つ、拡がって出射された光入力11を集束
して入射端側に外部共振器を構成するための回折格子を
設けたファイバ回折格子29へ導く一対のレンズ17,
18、及び、ファイバ回折格子29によって構成され、
増幅された信号光はファイバ回折格子29から光出力2
0として出射される。なお、この場合も、ファイバ回折
格子26,29の一方を端面を劈開した通常の光ファイ
バに置き換えて、ファイバ回折格子と通常の光ファイバ
の組合せにしても良い。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In the fifth embodiment, a semiconductor optical amplifier and a variable optical attenuator are monolithically integrated. The other configuration is exactly the same as that of the fourth embodiment. FIG. 6 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifying device according to a fifth embodiment of the present invention. A fiber grating 26 provided with a diffraction grating for forming a resonator, a pair of lenses 13 and 15 for focusing the optical input 11 from the fiber grating 26, and transmitting the focused optical input 11 without attenuation, In addition, a variable optical attenuator that arbitrarily attenuates laser oscillation light, that is, a variable optical attenuation region 33, and a semiconductor optical amplifier that amplifies the optical input 11, that is, a semiconductor optical amplification region 32 are monolithically formed on a semiconductor substrate 31. An integrated monolithic optical semiconductor device 30 and a diffraction grating provided with a diffraction grating for converging the optical input 11 amplified and expanded and emitted in the semiconductor optical amplification region 32 to form an external resonator on the incident end side. A pair of lenses 17 leading to the fiber diffraction grating 29,
18, and a fiber diffraction grating 29,
The amplified signal light is output from the fiber diffraction grating 29 to the optical output 2.
It is emitted as 0. Also in this case, one of the fiber diffraction gratings 26 and 29 may be replaced with a normal optical fiber whose end face is cleaved, and a combination of the fiber diffraction grating and a normal optical fiber may be used.
【0092】この場合のモノリシック光半導体装置30
は、例えば、n型InPからなる半導体基板31上に、
通常のエピタキシャル成長法によってInGaAsP/
InP系のダブルヘテロ接合構造を形成し一方の領域を
半導体光増幅領域32とし、他方の領域をpin構造の
電界吸収型光変調器からなる可変光減衰領域33とする
ものである。In this case, the monolithic optical semiconductor device 30
Is, for example, on a semiconductor substrate 31 made of n-type InP,
InGaAsP /
An InP double heterojunction structure is formed, and one region is a semiconductor light amplification region 32 and the other region is a variable light attenuation region 33 composed of a pin structure electroabsorption optical modulator.
【0093】例えば、この半導体光増幅領域32におけ
るレーザ発振波長は、例えば、1.51μmになるよう
に光ファイバ回折格子26,29の周期を設定するとと
もに、利得の偏波依存性をなくすために活性層の光軸に
垂直な断面形状を正方形にするか、或いは、引張歪を有
する歪MQW(多重量子井戸)構造とする。For example, in order to set the period of the optical fiber diffraction gratings 26 and 29 so that the laser oscillation wavelength in the semiconductor optical amplification region 32 becomes 1.51 μm, for example, and to eliminate the polarization dependence of the gain. The active layer has a square cross section perpendicular to the optical axis or a strained MQW (multiple quantum well) structure having tensile strain.
【0094】一方、可変光減衰領域33における信号光
の減衰を防止し、且つ、電界を印加しない場合における
レーザ発振光の減衰を防止するために、例えば、InG
aAsP光吸収層の組成を1.48μm組成になるよう
にし、半導体光増幅領域32の一部を除去した部分に再
成長により可変光減衰領域33を形成すれば良いので、
可変光減衰領域の減衰特性を素子設計段階で正確に決定
することができる。なお、この場合にも、モノリシック
光半導体装置30の入出射端面において反射が生じない
ように多層誘電体膜からなる無反射コーティングを施
す。On the other hand, in order to prevent the attenuation of the signal light in the variable light attenuation region 33 and the attenuation of the laser oscillation light when no electric field is applied, for example, InG
The composition of the aAsP light absorption layer may be set to 1.48 μm, and the variable light attenuation region 33 may be formed by regrowth in a portion where a part of the semiconductor light amplification region 32 is removed.
The attenuation characteristic of the variable optical attenuation region can be accurately determined at the element design stage. In this case as well, an anti-reflection coating made of a multilayer dielectric film is applied so that reflection does not occur on the input / output end face of the monolithic optical semiconductor device 30.
【0095】この様に、第5の実施の形態においてもビ
ームスプリッタを用いていないので、ビームスプリッタ
に起因する光損失をなくすことができ、また、半導体光
増幅器と可変光減衰器をモノリシックに集積化している
ので、可変光減衰器を小型化することができ、さらに、
半導体光増幅器と可変光減衰器の間に設ける一対のレン
ズが不要になるので、装置の全体構成を簡素化・小型化
することができる。As described above, since the beam splitter is not used in the fifth embodiment as well, light loss caused by the beam splitter can be eliminated, and the semiconductor optical amplifier and the variable optical attenuator are monolithically integrated. The variable optical attenuator can be downsized,
Since a pair of lenses provided between the semiconductor optical amplifier and the variable optical attenuator becomes unnecessary, the overall configuration of the device can be simplified and downsized.
【0096】また、この場合にも、ファイバ回折格子2
6,29の入出射端面自体は外部共振器を構成しないの
で、劈開端面である必要はなく、したがって、入出射端
面を無反射或いは低反射とすることによって、信号光の
反射損失や不所望な戻り光を防止することができる。Also in this case, the fiber diffraction grating 2
Since the input / output end faces 6 and 29 do not constitute an external resonator, they need not be cleavage end faces. Therefore, by making the input / output end faces non-reflective or low-reflective, reflection loss of signal light and undesired reflection are reduced. Return light can be prevented.
【0097】次に、図7を参照して本発明の第6の実施
の形態を説明するが、この第6の実施の形態において
は、半導体光増幅器及び可変光減衰器に対しレーザ共振
器を構成する反射鏡をDBR(分布ブラッグ反射器)領
域としてモノリシックに集積化したものである。 図7参照 図7は、本発明の第6の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、信号光である光
入力11を入射する光ファイバ12、光ファイバ12か
らの光入力11を集束する一対のレンズ13,15、集
束された光入力11を減衰せずに透過し、且つ、レーザ
発振光を任意に減衰する可変光減衰領域33と、光入力
11を増幅する半導体光増幅領域32とを半導体基板3
5上にモノリシックに集積化するとともに、その入出力
端面側にレーザ共振器を構成するための一対のDBR領
域36,37を集積化したモノリシック光半導体装置3
4、半導体光増幅領域32において増幅され、且つ、D
BR領域37から拡がって出射された光入力11を集束
して入射端側に外部共振器を構成するための回折格子を
設けた光ファイバ19へ導く一対のレンズ17,18、
及び、光ファイバ19によって構成され、増幅された信
号光は光ファイバ19から光出力20として出射され
る。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. In the sixth embodiment, a laser resonator is used for a semiconductor optical amplifier and a variable optical attenuator. The constituent mirrors are monolithically integrated as a DBR (distributed Bragg reflector) region. FIG. 7 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a sixth embodiment of the present invention. A pair of lenses 13 and 15 for converging the light input 11, a variable light attenuating region 33 that transmits the condensed light input 11 without attenuating and arbitrarily attenuates the laser oscillation light, and amplifies the light input 11. Semiconductor light amplification region 32 and semiconductor substrate 3
5, a monolithic optical semiconductor device 3 having a pair of DBR regions 36 and 37 for forming a laser resonator on its input / output end face side.
4. Amplified in the semiconductor optical amplification region 32 and D
A pair of lenses 17, 18 for converging the light input 11 emitted from the BR region 37 and guiding the light input 11 to an optical fiber 19 provided with a diffraction grating for forming an external resonator on the incident end side;
The amplified signal light is constituted by the optical fiber 19 and emitted from the optical fiber 19 as an optical output 20.
【0098】この場合のモノリシック光半導体装置34
は、例えば、n型InPからなる半導体基板31上に、
通常のエピタキシャル成長法によってInGaAsP/
InP系のダブルヘテロ接合構造を形成し一方の領域を
半導体光増幅領域32とし、他方の領域をpin構造の
電界吸収型光変調器からなる可変光減衰領域33とする
と共に、両端面側に周期的凹凸を設けて回折格子を形成
しDBR領域36,37としたものである。In this case, the monolithic optical semiconductor device 34
Is, for example, on a semiconductor substrate 31 made of n-type InP,
InGaAsP /
An InP-based double heterojunction structure is formed, one region is a semiconductor optical amplification region 32, the other region is a variable light attenuation region 33 composed of a pin structure electroabsorption optical modulator, and a periodic The diffraction grating is formed by providing the concave and convex portions to form the DBR regions 36 and 37.
【0099】この半導体光増幅領域32におけるレーザ
発振波長も、例えば、1.51μmになるようにDBR
領域36,37の回折格子の周期を設定するとともに、
利得に偏波依存性が生じないように活性層の光軸に垂直
な断面形状を正方形にするか、或いは、引張歪を有する
歪MQW(多重量子井戸)構造とし、また、可変光減衰
領域33における信号光の減衰を防止し、且つ、電界を
印加しない場合におけるレーザ発振光の減衰を防止する
ために可変光減衰領域33を構成するInGaAsP光
吸収層の組成を1.48μm組成になるように設定する
ことが望ましい。The laser oscillation wavelength in the semiconductor optical amplification region 32 is set to 1.51 μm, for example, so that the DBR
While setting the period of the diffraction grating in the regions 36 and 37,
The active layer has a square cross section perpendicular to the optical axis or a strained MQW (multiple quantum well) structure having tensile strain so that the gain does not have polarization dependence. In order to prevent the signal light from attenuating at the time of and the laser oscillation light when no electric field is applied, the composition of the InGaAsP light absorbing layer constituting the variable light attenuating region 33 is set to 1.48 μm. It is desirable to set.
【0100】一方、DBR領域36,37においてレー
ザ発振光の吸収が生じないように、DBR領域36,3
7の光導波用コア層の組成をレーザ発振波長より短波長
側に、例えば、1.30μm組成になるように設定し、
この光導波用コア層の近傍に周期的凹凸を形成すれば良
い。On the other hand, the DBR regions 36, 3 are controlled so that the laser oscillation light is not absorbed in the DBR regions 36, 37.
7, the composition of the optical waveguide core layer is set to a shorter wavelength side than the laser oscillation wavelength, for example, so as to have a composition of 1.30 μm;
Periodic unevenness may be formed near the optical waveguide core layer.
【0101】この様に、第6の実施の形態においてもビ
ームスプリッタを用いていないので、ビームスプリッタ
による光損失をなくすことができ、また、半導体光増幅
器16と可変光減衰器21、及び、DBR領域36,3
7をモノリシックに集積化しているので、レーザ共振器
構造をはじめとする装置の全体構成を簡素化、小型化す
ることができる。As described above, since the beam splitter is not used in the sixth embodiment as well, light loss due to the beam splitter can be eliminated, and the semiconductor optical amplifier 16, the variable optical attenuator 21, and the DBR Regions 36 and 3
Since the device 7 is monolithically integrated, the overall configuration of the device including the laser resonator structure can be simplified and reduced in size.
【0102】また、この場合には、レーザ共振器は一対
のDBR領域36,37によって構成されるので、ファ
イバ回折格子等を用いて外部共振器を構成する必要はな
く、したがって、入出力用光ファイバとしては通常の光
ファイバ12,19を用いれば良く、且つ、光ファイバ
12,19の入出射端面を無反射或いは低反射とするこ
とによって信号光の反射損失や不所望な戻り光を防止す
ることができる。In this case, since the laser resonator is constituted by the pair of DBR regions 36 and 37, there is no need to form an external resonator using a fiber diffraction grating or the like. Normal optical fibers 12 and 19 may be used as the fibers, and the input and output end faces of the optical fibers 12 and 19 are made non-reflective or low-reflective to prevent signal signal reflection loss and unwanted return light. be able to.
【0103】次に、図8乃至図12を参照して、本発明
の第7乃至第11の実施の形態のマッハツェンダー干渉
器を用いた利得クランプ型半導体光増幅装置を説明す
る。 図8参照 図8は、本発明の第7の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得クラン
プ型半導体光増幅装置の基本構成部となるマッハツェン
ダー干渉器40は、半導体基板45上に形成された2つ
の方向性結合器46,47を2つの2×2(2対2)型
光合分岐器として用い、2つの方向性結合器46,47
の間の一対のアームの双方に半導体光増幅器48,49
を設けたものであり、先端にレンズが設けられた集束光
ファイバ42から前段の方向性結合器46の一方の入力
ポートへ入力された信号光としての光入力41は、方向
性結合器46の結合部において1/2づつに分岐されて
半導体光増幅器48,49において増幅されたのち、後
段の方向性結合器47の結合部において結合され、信号
光が入力した入力ポートとクロス(Cross)位置の
出力ポートから集束光ファイバ43を介して光出力44
として出力される。Next, gain-clamped semiconductor optical amplifiers using the Mach-Zehnder interferometers according to the seventh to eleventh embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a seventh embodiment of the present invention. A Mach-Zehnder interferometer which is a basic component of the gain-clamped semiconductor optical amplifier is shown. 40 uses two directional couplers 46 and 47 formed on a semiconductor substrate 45 as two 2 × 2 (2 to 2) type optical couplers, and uses two directional couplers 46 and 47.
Semiconductor optical amplifiers 48 and 49
The optical input 41 as signal light input from the converging optical fiber 42 having a lens at the tip to one input port of the directional coupler 46 at the front stage is provided by the directional coupler 46. The light is branched into halves at the coupling section, amplified at the semiconductor optical amplifiers 48 and 49, and then coupled at the coupling section of the directional coupler 47 at the subsequent stage, where the signal light is input to the input port and the cross position. Output port 44 through a focusing optical fiber 43 from the output port of
Is output as
【0104】一方、レーザ共振器は、後段の方向性結合
器47の他方の出力ポートの劈開端面に設けられた多層
誘電体膜からなる高反射膜50と、可変光減衰器52の
外側の端面に設けた多層誘電体膜からなる高反射膜53
によって形成され、このレーザ共振器内にレンズ対51
を介して可変光減衰器52を挿入し、可変光減衰器52
によって共振器損失を任意に連続的に制御することがで
きる。On the other hand, the laser resonator has a high reflection film 50 made of a multilayer dielectric film provided on the cleavage end face of the other output port of the directional coupler 47 at the subsequent stage, and an end face outside the variable optical attenuator 52. Reflection film 53 composed of a multilayer dielectric film provided on the substrate
And a lens pair 51 in the laser cavity.
The variable optical attenuator 52 is inserted through the
Thus, the resonator loss can be arbitrarily and continuously controlled.
【0105】この場合のマッハツェンダー干渉器40
は、n型InPからなる半導体基板45上に、例えば、
活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造となるI
nGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造を積層
させて半導体光増幅器48,49を形成するための積層
構造を形成し、半導体光増幅器48,49を形成するた
めの領域以外を除去したのち、除去部に波長組成が、例
えば、1.30μmとなる光導波コア層を備えたダブル
ヘテロ接合構造を積層させ、図に示すような形状にメサ
エッチングすることによって、2つの2×2型の方向性
結合器46,47とその間に挟まれた半導体光増幅器4
8,49を形成したものである。In this case, the Mach-Zehnder interferometer 40
Is formed on a semiconductor substrate 45 made of n-type InP, for example,
The active layer has a strained MQW structure having a wavelength composition of 1.55 μm.
A stacked structure for forming the semiconductor optical amplifiers 48 and 49 is formed by stacking nGaAsP / InP-based double heterojunction structures, and after removing a region other than the region for forming the semiconductor optical amplifiers 48 and 49, the removing portion is formed. Then, a double heterojunction structure having an optical waveguide core layer having a wavelength composition of, for example, 1.30 μm is laminated and mesa-etched into a shape as shown in FIG. Devices 46 and 47 and semiconductor optical amplifier 4 interposed therebetween
8, 49 are formed.
【0106】この第7の実施の形態においては、レーザ
発振光と信号光が増幅領域以外に領域においては空間的
に分離されるので、レーザ共振器に波長依存性を持たせ
る必要はなく、通常の劈開面自体や劈開面に設けた高反
射率の多層誘電体膜等で反射鏡を構成することができる
ので共振器構造が簡素化され、また、キャリア密度を共
振器損失で決定される発振しきい値キャリア密度にロッ
クすることができ、それによって、利得を所定の値にク
ランプすることができる。In the seventh embodiment, since the laser oscillation light and the signal light are spatially separated in a region other than the amplification region, it is not necessary to make the laser resonator have wavelength dependency. The resonator structure can be simplified because the reflection mirror can be constituted by the cleavage plane itself or the multilayer dielectric film having a high reflectance provided on the cleavage plane, and the oscillation whose carrier density is determined by the resonator loss It can be locked to a threshold carrier density, which allows the gain to be clamped to a predetermined value.
【0107】また、可変光減衰器52は、信号光の通過
しない部分に設けられているので、可変光減衰器52と
しては、レーザ発振光に対する減衰特性のみを考慮すれ
ば良いので使用し得る可変光減衰器52の自由度が大き
くなり、市販されている各種の光減衰器を用いることが
できる。Since the variable optical attenuator 52 is provided in a portion through which the signal light does not pass, the variable optical attenuator 52 can be used because only the attenuation characteristic with respect to the laser oscillation light needs to be considered. The degree of freedom of the optical attenuator 52 is increased, and various types of commercially available optical attenuators can be used.
【0108】また、この第7の実施の形態においては、
ビームスプリッタを用いていないので、ビームスプリッ
タに起因する光損失をなくすことができるとともに装置
全体の構成が簡素化される。なお、入出力のための光フ
ァイバとして集束性光ファイバ42,43を用いている
が、集束性光ファイバに限られるものではなく、上記の
第6の実施の形態と同様に一対のレンズと通常の光ファ
イバとの組合せを用いても良いものである。Further, in the seventh embodiment,
Since no beam splitter is used, light loss due to the beam splitter can be eliminated, and the configuration of the entire apparatus is simplified. Although the converging optical fibers 42 and 43 are used as the input and output optical fibers, the present invention is not limited to the converging optical fibers, and a pair of lenses and a pair of lenses are usually used as in the sixth embodiment. May be used.
【0109】次に、図9を参照して本発明の第8の実施
の形態を説明するが、この第8の実施の形態において
は、2×2型光合分岐器として3dBのマルチモード干
渉器を用いたものであり、その他の構成は上記の第7の
実施の形態と全く同様である。 図9参照 図9は、本発明の第8の実施の形態の利得クランプ型半
導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得クラン
プ型半導体光増幅装置の基本構成部となるマッハツェン
ダー干渉器60は、半導体基板65上に形成された2つ
の3dBのマルチモード干渉器66,67を2つの2×
2型光合分岐器として用い、2つのマルチモード干渉器
66,67の間の一対のアームの双方に半導体光増幅器
68,69を設けたものであり、先端にレンズが設けら
れた集束光ファイバ62から前段のマルチモード干渉器
66の一方の入力ポートへ入力された信号光としての光
入力61は、マルチモード干渉器66の干渉部において
1/2づつに分岐されて半導体光増幅器68,69にお
いて増幅されたのち、後段のマルチモード干渉器67の
干渉部において結合され、信号光が入力した入力ポート
とクロス位置の出力ポートから集束光ファイバ63を介
して光出力64として出力される。Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9. In this eighth embodiment, a 3 dB multimode interferometer is used as a 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer. The other configuration is exactly the same as that of the seventh embodiment. FIG. 9 is a conceptual diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to an eighth embodiment of the present invention. The Mach-Zehnder interferometer as a basic component of the gain-clamped semiconductor optical amplifier is shown in FIG. The reference numeral 60 designates two 3 dB multimode interferometers 66 and 67 formed on a semiconductor substrate 65 as two 2 ×
A semiconductor optical amplifier 68, 69 is provided on both of a pair of arms between two multi-mode interferometers 66, 67, and a converging optical fiber 62 having a lens at the tip. The optical input 61 as the signal light input from the input port to one input port of the multi-mode interferometer 66 in the preceding stage is split into halves at the interfering part of the multi-mode interferometer 66 and the semiconductor optical amplifiers 68 and 69 After being amplified, the signal light is coupled in the interference section of the multi-mode interferometer 67 at the subsequent stage, and is output as an optical output 64 from the input port to which the signal light is input and the output port at the cross position via the focusing optical fiber 63.
【0110】この場合のレーザ共振器も、後段のマルチ
モード干渉器67の他方の出力ポートの劈開端面に設け
られた多層誘電体膜からなる高反射膜70と、可変光減
衰器72の外側の端面に設けた多層誘電体膜からなる高
反射膜73によって形成され、このレーザ共振器内にレ
ンズ対71を介して可変光減衰器72を挿入し、可変光
減衰器72によって共振器損失を任意に連続的に制御す
ることができる。In this case, the laser resonator also includes a high-reflection film 70 composed of a multilayer dielectric film provided on the cleavage end face of the other output port of the multi-mode interferometer 67 at the subsequent stage, and a portion outside the variable optical attenuator 72. A variable optical attenuator 72 is inserted into the laser resonator via a pair of lenses 71, and a variable optical attenuator 72 is used to form an arbitrary resonator loss. Can be controlled continuously.
【0111】この場合のマッハツェンダー干渉器60
は、n型InPからなる半導体基板65上に、例えば、
活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造となるI
nGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造を積層
させて半導体光増幅器68,69を形成するための積層
構造を形成し、半導体光増幅器68,69を形成するた
めの領域以外を除去したのち、除去部に波長組成が、例
えば、1.30μmとなる光導波コア層を備えたダブル
ヘテロ接合構造を積層させ、図に示すような形状にメサ
エッチングすることによって、2つの2×2型のマルチ
モード干渉器66,67とその間に挟まれた半導体光増
幅器68,69を形成したものである。The Mach-Zehnder interferometer 60 in this case
Is formed on a semiconductor substrate 65 made of n-type InP, for example,
The active layer has a strained MQW structure having a wavelength composition of 1.55 μm.
An nGaAsP / InP double heterojunction structure is stacked to form a stacked structure for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, and after removing a region other than the region for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, the removing portion is formed. By stacking a double heterojunction structure having an optical waveguide core layer having a wavelength composition of, for example, 1.30 μm, and performing mesa etching into a shape as shown in FIG. In this embodiment, devices 66 and 67 and semiconductor optical amplifiers 68 and 69 sandwiched therebetween are formed.
【0112】この第8の実施の形態においては、2×2
型光合分岐器として3dBのマルチモード干渉器66,
68を用いているので、上記の第7の実施の形態のよう
に2×2型光合分岐器として方向性結合器46,47を
用いた場合より2×2型光合分岐器の製作トレランスを
大きく、即ち、寸法精度の許容度を大きくすることがで
き、それによって半導体光増幅装置を高歩留りで製造す
ることができる。In the eighth embodiment, 2 × 2
3 dB multi-mode interferometer 66 as an optical coupler
Since 68 is used, the manufacturing tolerance of the 2 × 2 type optical coupler / branch is larger than that in the case of using the directional couplers 46 and 47 as the 2 × 2 type optical coupler / branch as in the seventh embodiment. That is, the tolerance of the dimensional accuracy can be increased, whereby the semiconductor optical amplifier can be manufactured with a high yield.
【0113】また、この第8の実施の形態においても、
レーザ発振光と信号光が増幅領域以外に領域においては
空間的に分離されるので、レーザ共振器に波長依存性を
持たせる必要はないので、通常の劈開面自体や劈開面に
設けた高反射率の多層誘電体膜等で反射鏡を構成するこ
とができるので共振器構造が簡素化され、さらに、ビー
ムスプリッタを用いていないので、ビームスプリッタに
起因する光損失をなくすことができるので、装置全体の
構成をさらに簡素化することができる。なお、この場合
も、入出力のための光ファイバとして集束性光ファイバ
42,43を用いているが、集束性光ファイバに限られ
るものではなく、上記の第6の実施の形態と同様に一対
のレンズと通常の光ファイバとの組合せを用いても良い
ものである。Also, in the eighth embodiment,
Since the laser oscillation light and the signal light are spatially separated in regions other than the amplification region, there is no need to provide the laser resonator with wavelength dependence, and therefore the normal cleavage plane itself or the high reflection provided on the cleavage plane Since the reflecting mirror can be composed of a multilayer dielectric film having a high efficiency, the resonator structure is simplified, and further, since a beam splitter is not used, light loss due to the beam splitter can be eliminated. The overall configuration can be further simplified. In this case as well, the converging optical fibers 42 and 43 are used as the input / output optical fibers. However, the present invention is not limited to the converging optical fibers. It is also possible to use a combination of this lens and a normal optical fiber.
【0114】また、可変光減衰器72は、信号光の通過
しない部分に設けられているので、可変光減衰器72と
しては、レーザ発振光に対する減衰特性のみを考慮すれ
ば良いので使用し得る可変光減衰器72の自由度が大き
くなる、市販されている各種の光減衰器を用いることが
できる。Since the variable optical attenuator 72 is provided in a portion through which the signal light does not pass, the variable optical attenuator 72 can be used because only the attenuation characteristic with respect to the laser oscillation light needs to be considered. Various commercially available optical attenuators in which the degree of freedom of the optical attenuator 72 is increased can be used.
【0115】次に、図10を参照して本発明の第9の実
施の形態を説明するが、この第9の実施の形態において
は、ファイバ回折格子を用いてレーザ共振器に波長選択
性を持たせたものであり、その他の構成は上記の第8の
実施の形態と全く同様である。 図10参照 図10は、本発明の第9の実施の形態の利得クランプ型
半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得クラ
ンプ型半導体光増幅装置の基本構成部となるマッハツェ
ンダー干渉器60は、上記の第8の実施の形態と全く同
様に、半導体基板65上に形成された2つの3dBのマ
ルチモード干渉器66,67を2つの2×2型光合分岐
器として用い、2つのマルチモード干渉器66,67の
間の一対のアームの双方に半導体光増幅器68,69を
設けたものであり、先端にレンズが設けられた集束光フ
ァイバ62から前段のマルチモード干渉器66の一方の
入力ポートへ入力された信号光としての光入力61は、
マルチモード干渉器66の干渉部において1/2づつに
分岐されて半導体光増幅器68,69において増幅され
たのち、後段のマルチモード干渉器67の干渉部におい
て結合され、信号光が入力した入力ポートとクロス位置
の出力ポートから集束光ファイバ63を介して光出力6
4として出力される。Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. In the ninth embodiment, a laser resonator is provided with wavelength selectivity using a fiber diffraction grating. The other configuration is exactly the same as that of the eighth embodiment. FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a ninth embodiment of the present invention. A Mach-Zehnder interferometer which is a basic component of the gain-clamped semiconductor optical amplifier is shown. 60 uses two 3 dB multi-mode interferometers 66 and 67 formed on a semiconductor substrate 65 as two 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexers, just like the eighth embodiment. Semiconductor optical amplifiers 68 and 69 are provided on both of a pair of arms between the multi-mode interferometers 66 and 67. The optical input 61 as the signal light input to the input port of
An input port into which the signal light is input after being split in half at the interference unit of the multi-mode interferometer 66 and amplified by the semiconductor optical amplifiers 68 and 69 and then combined at the interference unit of the multi-mode interferometer 67 at the subsequent stage. And an optical output 6 from the output port at the cross position via the focusing optical fiber 63.
4 is output.
【0116】一方、この場合のレーザ共振器は、後段の
マルチモード干渉器67の他方の出力ポートの端面に設
けられた多層誘電体膜からなる高反射膜70と、可変光
減衰器72の外側に配置されたファイバ回折格子74に
よって構成され、この共振器内にレンズ対71を介して
可変光減衰器72が挿入された構成となり、可変光減衰
器72によって共振器損失を任意に連続的に制御するこ
とができる。On the other hand, the laser resonator in this case includes a high-reflection film 70 made of a multilayer dielectric film provided on the end face of the other output port of the multi-mode interferometer 67 at the subsequent stage, And a variable optical attenuator 72 is inserted into the resonator via a lens pair 71. The variable optical attenuator 72 allows the resonator loss to be arbitrarily and continuously reduced. Can be controlled.
【0117】この第9の実施の形態においては、ファイ
バ回折格子74によってレーザ共振器に波長選択性を持
たせているので、レーザ発振波長が安定し、信号光との
不所望な非線型相互作用が生ずることがなく、安定した
信号光の増幅が可能になる。例えば、レーザ発振波長が
不安定な場合、レーザ発振波長が所期の波長より長波長
側に遷移すると、信号光との波長差λ1 −λ2 小さくな
って4光混合による位相共役波が発生し、出力ポートよ
り信号光と一緒に光出力64として出射されるので、光
通信を安定に行うためには位相共役波を分離・除去する
ためのフィルタ等を設ける必要が生ずるが、この第9の
実施の形態においては、その様な問題は発生しない。In the ninth embodiment, since the laser resonator has wavelength selectivity by the fiber diffraction grating 74, the laser oscillation wavelength is stabilized, and undesired nonlinear interaction with the signal light is performed. Does not occur, and stable signal light amplification becomes possible. For example, when the laser oscillation wavelength is unstable and the laser oscillation wavelength transitions to a longer wavelength side than the expected wavelength, the wavelength difference λ 1 −λ 2 from the signal light is reduced, and a phase conjugate wave is generated by four-wave mixing. Since the light is output from the output port together with the signal light as the optical output 64, it is necessary to provide a filter or the like for separating and removing the phase conjugate wave in order to stably perform the optical communication. In the embodiment described above, such a problem does not occur.
【0118】また、この第9の実施の形態においても、
2×2型光合分岐器として3dBのマルチモード干渉器
66,67を用いているので、上記の第7の実施の形態
のように2×2型光合分岐器として方向性結合器46,
47を用いた場合より2×2型光合分岐器の製作トレラ
ンスを大きくすることができ、それによって半導体光増
幅装置を高歩留りで製造することができる。なお、その
他の作用効果、特性等は上記の第8の実施の形態と同様
である。Also, in the ninth embodiment,
Since the 3 dB multi-mode interferometers 66 and 67 are used as the 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer, the directional couplers 46 and 67 are used as the 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer as in the seventh embodiment.
The manufacturing tolerance of the 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexer can be increased as compared with the case where 47 is used, whereby the semiconductor optical amplifier can be manufactured with a high yield. The other functions, effects, characteristics, and the like are the same as those in the above-described eighth embodiment.
【0119】次に、図11を参照して本発明の第10の
実施の形態を説明するが、この第10の実施の形態にお
いては、一対のファイバ回折格子を用いてレーザ共振器
に波長選択性を持たせると共に、可変光減衰器をマッハ
ツェンダー干渉器60内に電界吸収型光変調器としてモ
ノリシックに一体に組み込んだものであり、その他の構
成は上記の第9の実施の形態と全く同様である。 図11参照 図11は、本発明の第10の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置の基本構成部となるマッハツ
ェンダー干渉器60は、上記の第8の実施の形態と同様
に、半導体基板65上に形成された2つの3dBのマル
チモード干渉器66,67を2つの2×2型光合分岐器
として用い、2つのマルチモード干渉器66,67の間
の一対のアームの双方に半導体光増幅器68,69を設
けたものであり、先端にレンズが設けられた集束光ファ
イバ62から前段のマルチモード干渉器66の一方の入
力ポートへ入力された信号光としての光入力61は、マ
ルチモード干渉器66の干渉部において1/2づつに分
岐されて半導体光増幅器68,69において増幅された
のち、後段のマルチモード干渉器67の干渉器において
結合され、信号光が入力した入力ポートとクロス位置の
出力ポートから集束光ファイバ63を介して光出力64
として出力される。Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11. In the tenth embodiment, the wavelength selection is performed on the laser resonator by using a pair of fiber diffraction gratings. And a variable optical attenuator is monolithically integrated into the Mach-Zehnder interferometer 60 as an electro-absorption optical modulator, and the other configuration is exactly the same as that of the ninth embodiment. It is. FIG. 11 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a tenth embodiment of the present invention. A Mach-Zehnder interferometer which is a basic component of the gain-clamped semiconductor optical amplifier is shown. Reference numeral 60 denotes a case where two 3 × 2 multimode interferometers 66 and 67 formed on a semiconductor substrate 65 are used as two 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexers, similarly to the eighth embodiment. Semiconductor optical amplifiers 68 and 69 are provided on both of a pair of arms between the mode interferometers 66 and 67, and one end of the multi-mode interferometer 66 in the preceding stage is provided from the converging optical fiber 62 provided with a lens at the tip. The optical input 61 as the signal light input to the input port is split into 1 / at the interference section of the multi-mode interferometer 66 and amplified by the semiconductor optical amplifiers 68 and 69. Are combined at interferometer of MMI coupler 67 of stage, the light output 64 from the output port of the input port and the cross position where the signal light is input through a focused optical fiber 63
Is output as
【0120】一方、この場合のレーザ共振器は、後段の
マルチモード干渉器67の他方の出力ポートの端面側に
設けられた光ファイバ回折格子76と、前段のマルチモ
ード干渉器66の他方の入力ポートの端面側に設けられ
た光ファイバ回折格子74によって構成され、また、こ
の第10の実施の形態おいては、可変光減衰器を電界吸
収型光変調器75として、前段のマルチモード干渉器6
6の他方の入力ポート側にモノリシックに一体に設けた
ものである。On the other hand, the laser resonator in this case is composed of an optical fiber diffraction grating 76 provided on the end face side of the other output port of the subsequent multi-mode interferometer 67 and the other input port of the preceding multi-mode interferometer 66. In the tenth embodiment, a variable optical attenuator is used as an electro-absorption optical modulator 75, and a multi-mode interferometer of a preceding stage is provided. 6
6 is provided monolithically and integrally on the other input port side.
【0121】この場合のマッハツェンダー干渉器60
は、n型InPからなる半導体基板65上に、例えば、
活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造となるI
nGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造を積層
させて半導体光増幅器68,69を形成するための積層
構造を形成し、半導体光増幅器68,69を形成するた
めの領域以外を除去したのち、除去部に波長組成が、例
えば、1.30μmとなる光導波コア層を備えたダブル
ヘテロ接合構造を積層させ、次いで、前段のマルチモー
ド干渉器66を形成する領域の近傍の積層構造の一部を
除去したのち、吸収層として波長組成が1.48μmの
InGaAsP層からなる電界吸収型光変調器を形成す
るためのpin構造を積層させ、図に示すような形状に
メサエッチングすることによって、2つの2×2型のマ
ルチモード干渉器66,67とその間に挟まれた半導体
光増幅器68,69、及び、電界吸収型光変調器75を
形成したものであり、この電界吸収型光変調器75によ
って共振器損失を任意に連続的に制御することができ
る。In this case, the Mach-Zehnder interferometer 60
Is formed on a semiconductor substrate 65 made of n-type InP, for example,
The active layer has a strained MQW structure having a wavelength composition of 1.55 μm.
An nGaAsP / InP double heterojunction structure is stacked to form a stacked structure for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, and after removing a region other than the region for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, the removing portion is formed. Then, a double heterojunction structure having an optical waveguide core layer having a wavelength composition of, for example, 1.30 μm is laminated, and then, a part of the laminated structure in the vicinity of the region where the multi-mode interferometer 66 in the previous stage is formed is removed After that, a pin structure for forming an electroabsorption optical modulator composed of an InGaAsP layer having a wavelength composition of 1.48 μm as an absorption layer is laminated, and mesa etching is performed in a shape as shown in FIG. A multi-mode interferometer 66, 67, semiconductor optical amplifiers 68, 69 interposed therebetween, and an electro-absorption optical modulator 75 are formed. May optionally be continuously controlled cavity loss by the electric field absorption type optical modulator 75.
【0122】この様に、可変光減衰器として集積化した
電界吸収型光変調器75を用いることによって可変光減
衰器を小型化することができ、さらに、電界吸収型光変
調器75と前段のマルチモード干渉器66との間のレン
ズ対71も不要になるので、半導体光増幅装置をより小
型化することができる。As described above, the size of the variable optical attenuator can be reduced by using the integrated electro-absorption optical modulator 75 as the variable optical attenuator. Since the lens pair 71 with the multimode interferometer 66 is not required, the size of the semiconductor optical amplifier can be further reduced.
【0123】この第10の実施の形態においては、レー
ザ共振器を1対のファイバ回折格子74,76で構成し
ているので、レーザ発振波長がより安定し、信号光との
不所望な非線型相互作用が生ずることがなく、安定した
信号光の増幅が可能になるものであり、その他の作用効
果、特性等は上記の第8の実施の形態と同様である。In the tenth embodiment, since the laser resonator is constituted by a pair of fiber diffraction gratings 74 and 76, the laser oscillation wavelength is more stable, and the unwanted nonlinearity with the signal light is improved. No interaction occurs, and stable amplification of signal light becomes possible. Other effects, characteristics, and the like are the same as those of the eighth embodiment.
【0124】なお、この第10の実施の形態において
は、可変光減衰器として集積化が容易な電界吸収型光変
調器75を用いているが、この場合にはマッハツェンダ
ー干渉器60を用いているので信号光とレーザ発振光が
増幅領域以外の領域においては空間的に分離され、した
がって、電界吸収型光変調器75に特別な光吸収特性が
要求されないので、他の構成の可変光減衰器、例えば、
電流注入型の半導体光吸収素子等を用いても良いもので
ある。In the tenth embodiment, an electroabsorption optical modulator 75 that can be easily integrated is used as a variable optical attenuator. In this case, a Mach-Zehnder interferometer 60 is used. Therefore, the signal light and the laser oscillation light are spatially separated in a region other than the amplification region. Therefore, no special light absorption characteristics are required for the electroabsorption optical modulator 75. For example,
A current injection type semiconductor light absorbing element or the like may be used.
【0125】次に、図12を参照して本発明の第11の
実施の形態を説明するが、この第11の実施の形態にお
いては、レーザ共振器として波長選択性を有する反射鏡
となるDBR領域をマルチモード干渉器の入出力ポート
側にモノリシックに一体に組み込んだものであり、その
他の構成は上記の第10の実施の形態と全く同様であ
る。 図12参照 図12は、本発明の第11の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置の基本構成部となるマッハツ
ェンダー干渉器60は、上記の第8の実施の形態と同様
に、半導体基板65上に形成された2つの3dBのマル
チモード干渉器66,67を2つの2×2型光合分岐器
として用い、2つのマルチモード干渉器66,67の間
の一対のアームの双方に半導体光増幅器68,69を設
けたものであり、先端にレンズが設けられた集束光ファ
イバ62から前段のマルチモード干渉器66の一方の入
力ポートへ入力された信号光としての光入力61は、マ
ルチモード干渉器66の干渉部において1/2づつに分
岐されて半導体光増幅器68,69において増幅された
のち、後段のマルチモード干渉器67の干渉部において
結合され、信号光が入力した入力ポートとクロス位置の
出力ポートから集束光ファイバ63を介して光出力64
として出力される。Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12. In the eleventh embodiment, a DBR which is a reflecting mirror having wavelength selectivity as a laser resonator is used. The region is monolithically integrated with the input / output port side of the multi-mode interferometer, and the other configuration is exactly the same as that of the tenth embodiment. FIG. 12 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to an eleventh embodiment of the present invention. A Mach-Zehnder interferometer which is a basic component of the gain-clamped semiconductor optical amplifier is shown. Reference numeral 60 denotes a case where two 3 × 2 multimode interferometers 66 and 67 formed on a semiconductor substrate 65 are used as two 2 × 2 type optical multiplexer / demultiplexers, similarly to the eighth embodiment. Semiconductor optical amplifiers 68 and 69 are provided on both of a pair of arms between the mode interferometers 66 and 67, and one end of the multi-mode interferometer 66 in the preceding stage is provided from the converging optical fiber 62 provided with a lens at the tip. The optical input 61 as the signal light input to the input port is split into 1 / at the interference section of the multi-mode interferometer 66 and amplified by the semiconductor optical amplifiers 68 and 69. Are combined at the interference portion of the MMI coupler 67 of stage, the light output 64 from the output port of the input port and the cross position where the signal light is input through a focused optical fiber 63
Is output as
【0126】一方、この場合のレーザ共振器は、後段の
マルチモード干渉器67の他方の出力ポート側に設けら
れたDBR領域77と、前段のマルチモード干渉器66
の他方の入力ポート側に設けられたDBR領域78によ
って構成され、また、この第11の実施の形態おいて
は、可変光減衰器79として、電界吸収型光変調器を前
段のマルチモード干渉器66の他方の入力ポート側にモ
ノリシックに一体に設けたものである。On the other hand, the laser resonator in this case includes a DBR region 77 provided on the other output port side of the subsequent multi-mode interferometer 67 and a multi-mode interferometer 66 of the preceding stage.
In the eleventh embodiment, the variable optical attenuator 79 includes an electro-absorption optical modulator as a variable optical attenuator in the preceding multi-mode interferometer. It is provided monolithically and integrally on the other input port side 66.
【0127】この場合のマッハツェンダー干渉器60
も、n型InPからなる半導体基板65上に、例えば、
活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造となるI
nGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造を積層
させて半導体光増幅器68,69を形成するための積層
構造を形成し、半導体光増幅器68,69を形成するた
めの領域以外を除去したのち、除去部に波長組成がレー
ザ発振波長より短波長側に、例えば、1.30μmとな
る光導波コア層を備えたダブルヘテロ接合構造を積層さ
せ、次いで、前段のマルチモード干渉器66を形成する
領域近傍の積層構造の一部を除去したのち、吸収層とし
て波長組成が1.48μmのInGaAsP層からなる
電界吸収型光変調器を形成するためのpin構造を積層
させ、図に示すような形状にメサエッチングすることに
よって、2つの2×2型のマルチモード干渉器66,6
7とその間に挟まれた半導体光増幅器68,69、可変
光減衰器79、及び、DBR領域77,78を形成した
ものであり、この可変光減衰器79によって共振器損失
を任意に連続的に制御することができる。なお、DBR
領域77,78は、光導波用コア層を成長したのち、或
いは、光導波用コア層の成長前に、光導波用コア層の近
傍に周期的凹凸を形成して回折格子を形成し、その後、
所定の層構造を積層させて形成する。The Mach-Zehnder interferometer 60 in this case
Also, on a semiconductor substrate 65 made of n-type InP, for example,
The active layer has a strained MQW structure having a wavelength composition of 1.55 μm.
An nGaAsP / InP double heterojunction structure is stacked to form a stacked structure for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, and after removing a region other than the region for forming the semiconductor optical amplifiers 68 and 69, the removing portion is formed. A double heterojunction structure having an optical waveguide core layer having a wavelength composition of, for example, 1.30 μm is laminated on the shorter wavelength side than the laser oscillation wavelength, and then the vicinity of the region where the multi-mode interferometer 66 of the preceding stage is formed After removing a part of the laminated structure, a pin structure for forming an electroabsorption optical modulator composed of an InGaAsP layer having a wavelength composition of 1.48 μm as an absorption layer is laminated, and mesa-etched into a shape as shown in the figure. By doing so, two 2 × 2 multimode interferometers 66, 6
7 and semiconductor optical amplifiers 68, 69, variable optical attenuators 79, and DBR regions 77, 78 sandwiched therebetween, and the variable optical attenuator 79 can continuously and arbitrarily reduce the resonator loss. Can be controlled. DBR
After growing the optical waveguide core layer, or before growing the optical waveguide core layer, the regions 77 and 78 form periodic irregularities near the optical waveguide core layer to form a diffraction grating. ,
It is formed by laminating a predetermined layer structure.
【0128】この様に、レーザ共振器をDBR領域7
7,78を用いて内部共振器として形成しているので、
装置構成が簡素化されるので装置の組立が容易になり、
また、可変光減衰器79も集積化しているので可変光減
衰器79も小型化することができ、それによって、半導
体光増幅装置をより小型化することができる。As described above, the laser resonator is connected to the DBR region 7.
7 and 78, it is formed as an internal resonator.
Since the device configuration is simplified, assembly of the device becomes easy,
Further, since the variable optical attenuator 79 is also integrated, the variable optical attenuator 79 can be reduced in size, whereby the semiconductor optical amplifier can be further reduced in size.
【0129】この第11の実施の形態においては、レー
ザ共振器を1対のDBR領域77,78で構成している
ので、レーザ共振器の波長選択性を素子設計段階及び製
造段階で設定しているので、外部共振器を用いる場合に
様な波長選択性に関する注意が軽減されるものであり、
その他の作用効果、特性等は上記の第10の実施の形態
と同様である。In the eleventh embodiment, since the laser resonator is constituted by a pair of DBR regions 77 and 78, the wavelength selectivity of the laser resonator is set at the element design stage and the manufacturing stage. Therefore, attention on wavelength selectivity, such as when using an external resonator, is reduced.
Other functions, effects, characteristics, and the like are the same as those in the tenth embodiment.
【0130】なお、この第11の実施の形態において
は、可変光減衰器79として集積化が容易な電界吸収型
光変調器を用いているが、この場合にも可変光減衰器7
9に特別な光吸収特性は要求されないので、他の構成の
可変光減衰器、例えば、電流注入型の半導体光吸収素子
等を用いても良いものである。In the eleventh embodiment, an electro-absorption optical modulator which can be easily integrated is used as the variable optical attenuator 79. In this case, too, the variable optical attenuator 7 is used.
Since no special light absorption characteristics are required for 9, a variable optical attenuator having another configuration, for example, a current injection type semiconductor light absorption element or the like may be used.
【0131】次に、図13乃至図17を参照して、本発
明の第12乃至第16の実施の形態のサニャック型干渉
計を用いた利得クランプ型半導体光増幅装置を説明す
る。 図13参照 図13は、本発明の第12の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置を構成するサニャック型干渉
計80は、光ファイバで構成された信号光に対する入出
力側光導波路82、同じく光ファイバで構成された方向
性結合器83、アーム84,86、アーム84,86の
中間に配置された半導体光増幅器85、同じく光ファイ
バで構成されレーザ共振器を構成するレーザ側光導波路
88、及び、多層誘電体膜からなる高反射膜89によっ
て構成される。Next, a gain-clamped semiconductor optical amplifying device using a Sagnac interferometer according to twelfth to sixteenth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a twelfth embodiment of the present invention. A Sagnac interferometer 80 constituting the gain-clamped semiconductor optical amplifier includes: An input / output optical waveguide 82 for signal light composed of optical fibers, a directional coupler 83 also composed of optical fibers, arms 84 and 86, and a semiconductor optical amplifier 85 arranged in the middle of the arms 84 and 86. It is composed of a laser side optical waveguide 88 composed of an optical fiber and constituting a laser resonator, and a high reflection film 89 composed of a multilayer dielectric film.
【0132】この場合、レーザ共振器は、高反射膜8
9、レーザ側光導波路88、方向性結合器、アーム8
4,85、及び、半導体光増幅器85によって構成さ
れ、半導体光増幅器85で発生したレーザ発振光は、高
反射膜89によって反射され、再びアーム側に向かい、
その際、光カップラーを構成する方向性結合器83にお
いて右回りのレーザ発振光と、左回りのレーザ発振光と
に2等分されるが、方向性結合器83においてクロス側
に伝搬される左回りのレーザ発振光の位相はπ/2だけ
ずれることになり、一方、右回りのレーザ発振光もアー
ム84から方向性結合83においてクロス側のレーザ側
光導波路88に帰還する際に、位相がπ/2だけずれる
ので、レーザ側光導波路88においては左回りのレーザ
発振光も右回りのレーザ発振光も同じ位相になり、干渉
によって消滅することがない。In this case, the laser resonator is made of the high reflection film 8
9, laser-side optical waveguide 88, directional coupler, arm 8
The laser oscillation light generated by the semiconductor optical amplifier 85 is reflected by the high-reflection film 89 and returns to the arm side.
At this time, the clockwise laser oscillation light and the counterclockwise laser oscillation light are divided into two equal parts in the directional coupler 83 constituting the optical coupler. The phase of the surrounding laser oscillation light is shifted by π / 2. On the other hand, when the clockwise laser oscillation light returns from the arm 84 to the cross-side laser waveguide 88 in the directional coupling 83, the phase also changes. Since it is shifted by π / 2, in the laser-side optical waveguide 88, the left-handed laser oscillation light and the right-handed laser oscillation light have the same phase, and do not disappear due to interference.
【0133】一方、右回りのレーザ発振光の内、アーム
84から方向性結合器83を介して入出力側光導波路8
2に向かう成分の位相に変化はないものの、左回りのレ
ーザ発振光の内、アーム86から方向性結合器83を介
してクロス側の入出力側光導波路82に向かう成分は、
方向性結合器83を二度クロスするのでその位相は(π
/2)×2=πだけずれるので、入出力側光導波路82
において右回りのレーザ発振光と左回りのレーザ発振光
とが逆位相になり、干渉して消滅するので、入出力側光
導波路82からレーザ発振光が出力されることがない。On the other hand, of the clockwise laser oscillation light, the input / output side optical waveguide 8 from the arm 84 via the directional coupler 83.
Although there is no change in the phase of the component going to 2, the component of the counterclockwise laser oscillation light going from the arm 86 to the cross-side input / output optical waveguide 82 via the directional coupler 83 is:
Since the directional coupler 83 is crossed twice, its phase is (π
/ 2) × 2 = π, so the input / output side optical waveguide 82
In this case, the clockwise laser oscillation light and the counterclockwise laser oscillation light have opposite phases and interfere with each other and disappear, so that no laser oscillation light is output from the input / output side optical waveguide 82.
【0134】また、信号光についても同様であり、入出
力側光導波路82に入力される光入力81は、半導体光
増幅器85で増幅され、環状のアーム84,86を伝搬
したのち、再び、入出力側光導波路82から増幅された
光出力87として出力され、レーザ側光導波路88を伝
搬することがない。The same applies to the signal light. The optical input 81 input to the input / output side optical waveguide 82 is amplified by the semiconductor optical amplifier 85, propagates through the annular arms 84 and 86, and then enters again. The amplified light output 87 is output from the output side optical waveguide 82 and does not propagate through the laser side optical waveguide 88.
【0135】したがって、このサニャック型光干渉計8
0においては、レーザ発振光と信号光とが完全に空間的
に分離されることになるので、レーザ共振器に波長依存
性を持たせる必要はなく、通常の光ファイバの劈開面自
体や劈開面に設けた高反射率の多層誘電体膜等で反射鏡
を構成することができるので共振器構造が簡素化され
る。Therefore, the Sagnac type optical interferometer 8
In the case of 0, the laser oscillation light and the signal light are completely spatially separated from each other. Therefore, it is not necessary to make the laser resonator have wavelength dependency, and the cleavage plane itself or the cleavage plane of an ordinary optical fiber is not required. Since the reflecting mirror can be constituted by a high-reflectance multilayer dielectric film or the like provided in the above, the resonator structure is simplified.
【0136】この第12の実施の形態においては、サニ
ャック型光干渉計80を用いているので、半導体光増幅
器85は一つだけで良く、一対の半導体光増幅器を用い
る上記の第7乃至第11の実施の形態に比べて、半導体
光増幅器85に要求される対称動作に関する要件をなく
すことができ、したがって、より安定にレーザ発振光と
信号光を空間的に分離することができる。In the twelfth embodiment, since the Sagnac-type optical interferometer 80 is used, only one semiconductor optical amplifier 85 is required, and the seventh to eleventh embodiments using a pair of semiconductor optical amplifiers are used. Compared with the embodiment, the requirement for the symmetric operation required for the semiconductor optical amplifier 85 can be eliminated, and therefore, the laser oscillation light and the signal light can be spatially separated more stably.
【0137】また、この第12の実施の形態において
は、サニャック型光干渉計80の光増幅器85以外の部
分を光ファイバを用いて構成しているので、特別の微細
加工技術を必要とすることなく安定動作が可能な利得ク
ランプ型の半導体光増幅装置を構成することができる。Further, in the twelfth embodiment, the parts other than the optical amplifier 85 of the Sagnac type optical interferometer 80 are constituted by using optical fibers, so that a special fine processing technique is required. Thus, it is possible to configure a gain-clamped semiconductor optical amplifying device capable of stable operation without any problem.
【0138】次に、図14を参照して本発明の第13の
実施の形態を説明するが、この第13の実施の形態にお
いては、上記の第12の実施の形態における高反射膜8
9の代わりにレーザ側光導波路88の端部に回折格子9
0を設けたものであり、即ち、レーザ側光導波路88を
ファイバ回折格子で構成したものであり、その他の構成
は上記の第12の実施の形態と全く同様であるので、説
明は簡単にする。 図14参照 図14は、本発明の第13の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置を構成するサニャック型干渉
計80は、光ファイバで構成された信号光に対する入出
力側光導波路82、同じく光ファイバで構成された方向
性結合器83、アーム84,86、アーム84,86の
中間に配置された半導体光増幅器85、同じく光ファイ
バで構成されレーザ共振器を構成するレーザ側光導波路
88、及び、レーザ側光導波路88の一端に形成した回
折格子90によって構成される。Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14. In the thirteenth embodiment, the high reflection film 8 of the twelfth embodiment is used.
9 is replaced by a diffraction grating 9 at the end of the laser-side optical waveguide 88.
0, that is, the laser-side optical waveguide 88 is formed of a fiber diffraction grating, and the other configuration is completely the same as that of the twelfth embodiment. . FIG. 14 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a thirteenth embodiment of the present invention. A Sagnac interferometer 80 constituting the gain-clamped semiconductor optical amplifier includes: An input / output optical waveguide 82 for signal light composed of optical fibers, a directional coupler 83 also composed of optical fibers, arms 84 and 86, and a semiconductor optical amplifier 85 arranged in the middle of the arms 84 and 86. It is composed of a laser-side optical waveguide 88 composed of an optical fiber and constituting a laser resonator, and a diffraction grating 90 formed at one end of the laser-side optical waveguide 88.
【0139】この場合の動作原理及び主要な特徴点は、
上記の第12の実施の形態と同様であるが、この第13
の実施の形態においては、レーザ側光導波路88の一端
に回折格子90を形成して、波長選択性を有する反射鏡
としているので、レーザ発振光の発振波長が安定化し、
信号光の波長とレーザ発振光の波長との差を安定して維
持することができ、それによって、信号光とレーザ発振
光との不所望な相互作用による非線型効果等の発生を防
止することができる。The operating principle and main features in this case are as follows.
The same as the twelfth embodiment, except that the thirteenth embodiment
In the embodiment, the diffraction grating 90 is formed at one end of the laser-side optical waveguide 88 to form a reflecting mirror having wavelength selectivity, so that the oscillation wavelength of the laser oscillation light is stabilized,
It is possible to stably maintain the difference between the wavelength of the signal light and the wavelength of the laser oscillation light, thereby preventing the occurrence of a non-linear effect or the like due to an undesirable interaction between the signal light and the laser oscillation light. Can be.
【0140】次に、図15を参照して本発明の第14の
実施の形態を説明するが、この第14の実施の形態にお
いては、半導体光増幅器以外の部分を誘電体を用いたプ
レーナ光回路(PLC)によって構成したものである。 図15参照 図15は、本発明の第14の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置を構成するサニャック型干渉
計100は、石英基板等のPLC基板102に設けられ
た信号光に対する入出力側光導波路103、方向性結合
器104、アーム105,107、アーム105,10
7の中間にハイブリッド的に設けられた半導体光増幅器
106、レーザ共振器を構成するレーザ側光導波路10
9、及び、レーザ側光導波路109の一端に形成した回
折格子110によって構成される。Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15. In the fourteenth embodiment, the portions other than the semiconductor optical amplifier are made of planar light using a dielectric. It is constituted by a circuit (PLC). FIG. 15 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifier according to a fourteenth embodiment of the present invention. A Sagnac interferometer 100 constituting the gain-clamped semiconductor optical amplifier includes: An input / output optical waveguide 103 for signal light provided on a PLC substrate 102 such as a quartz substrate, a directional coupler 104, arms 105 and 107, and arms 105 and 10.
7, a semiconductor optical amplifier 106 provided in a hybrid manner, and a laser-side optical waveguide 10 constituting a laser resonator
9 and a diffraction grating 110 formed at one end of the laser-side optical waveguide 109.
【0141】この場合のサニャック型干渉計100は、
例えば、石英基板等のPLC基板102上にCVD法を
用いてSiO2 膜からなる下部クラッド層及びGeO2
をドープして屈折率を高くしたSiO2 膜からなるコア
層を堆積させたのち、反応性イオンエッチングによっ
て、入出力側光導波路103、方向性結合器104、ア
ーム105,107、レーザ側光導波路109を構成す
る「Ω」状のパターンにコア層をエッチングする。The Sagnac interferometer 100 in this case is
For example, a lower cladding layer made of a SiO 2 film and a GeO 2 film are formed on a PLC substrate 102 such as a quartz substrate by a CVD method.
After depositing a core layer made of a SiO 2 film having a high refractive index by doping, the input / output side optical waveguide 103, the directional coupler 104, the arms 105 and 107, the laser side optical waveguide are formed by reactive ion etching. The core layer is etched into an “Ω” -shaped pattern constituting 109.
【0142】次いで、再び、CVD法によってSiO2
膜からなる上部クラッド層を堆積させたのち、レーザ側
光導波路109の一端に干渉露光法を用いて回折格子1
10を形成したのち、アーム105,107を構成する
環状部の光導波路の中央部に半導体光増幅器106をハ
イブリッド実装するためのPLC基板102に達する凹
部を形成し、最後に、この凹部に半導体光増幅器106
をアーム105,107に対して光軸合わせした状態で
ハイブリッド実装する。なお、この場合の半導体光増幅
器106としては、例えば、活性層が1.55μm波長
組成の歪MQW構造となるInGaAsP/InP系半
導体光増幅器を用いれば良い。Next, the SiO 2 is again formed by the CVD method.
After depositing an upper clad layer made of a film, a diffraction grating 1 is formed on one end of the laser-side optical waveguide 109 by using an interference exposure method.
After the formation of the semiconductor optical amplifier 10, a recess reaching the PLC substrate 102 for hybrid mounting the semiconductor optical amplifier 106 is formed in the center of the optical waveguide of the annular portion constituting the arms 105 and 107. Amplifier 106
Are mounted in a hybrid state with the optical axes aligned with the arms 105 and 107. In this case, as the semiconductor optical amplifier 106, for example, an InGaAsP / InP-based semiconductor optical amplifier in which the active layer has a strained MQW structure having a wavelength composition of 1.55 μm may be used.
【0143】この第14の実施の形態においては、サニ
ャック型干渉計100の半導体光増幅器以外の部分を誘
電体を用いたプレーナ光回路(PLC)によって形成し
ているので、光ファイバを用いた上記第12及び第13
の実施の形態に比べて装置構成を大幅に簡素化・小型化
することができる。なお、動作原理及び主要な特徴点
は、上記の第13の実施の形態と同様であり、光入力1
01は半導体光増幅器106で増幅されたのち光出力1
08として入出力側光導波路103から出力される。In the fourteenth embodiment, the portions other than the semiconductor optical amplifier of the Sagnac interferometer 100 are formed by a planar optical circuit (PLC) using a dielectric. Twelfth and thirteenth
The device configuration can be greatly simplified and reduced in size as compared with the embodiment. The operation principle and main features are the same as those of the above-described thirteenth embodiment.
01 is an optical output 1 after being amplified by the semiconductor optical amplifier 106.
08 is output from the input / output side optical waveguide 103.
【0144】なお、この第14の実施の形態において
は、PLCの材料構成及び製造方法は、上記の材料構成
及び製造方法に限られるものではなく、例えば、クラッ
ド層及びコア層の成膜方法は、通常の常圧CVD法に限
られるものではなく、プラズマCVD法或いは減圧CV
D法を用いても良いものであり、さらには、火炎堆積法
を用いても良いものである。In the fourteenth embodiment, the material configuration and the manufacturing method of the PLC are not limited to the above-described material configuration and the manufacturing method. For example, the method of forming the cladding layer and the core layer is not limited to the above. It is not limited to the normal atmospheric pressure CVD method, but may be a plasma CVD method or a low pressure CV method.
The method D may be used, and further, the flame deposition method may be used.
【0145】また、コア層を構成するためにSiO2 に
ドープするドーパントは、GeO2に限られるものでは
なく、TiO2 或いはP2 O5 等をドープしても良いも
のであり、さらには、コア層をSiOx Ny Hz 等の別
の材料系を用いて構成しても良いものである。The dopant for doping SiO 2 to form the core layer is not limited to GeO 2 , but may be TiO 2 or P 2 O 5 . it is intended the core layer may be formed using another material system, such as SiO x N y H z.
【0146】次に、図16を参照して本発明の第15の
実施の形態を説明するが、この第15の実施の形態にお
いては、サニャック型光干渉計全体を半導体を用いてモ
ノリシックに構成したものである。 図16参照 図16は、本発明の第15の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置を構成するサニャック型干渉
計120は、半導体基板122に設けられた信号光に対
する入出力側光導波路123、方向性結合器124、ア
ーム125,127、アーム125,127の中間に設
けられた半導体光増幅器126、レーザ共振器を構成す
るレーザ側光導波路129、及び、レーザ側光導波路1
29の一端に形成した回折格子130によって構成され
る。Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16. In the fifteenth embodiment, the entire Sagnac type optical interferometer is monolithically formed by using a semiconductor. It was done. FIG. 16 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifying device according to a fifteenth embodiment of the present invention. A Sagnac interferometer 120 that constitutes the gain-clamped semiconductor optical amplifying device includes: An input / output optical waveguide 123 for a signal light provided on a semiconductor substrate 122, a directional coupler 124, arms 125 and 127, a semiconductor optical amplifier 126 provided between arms 125 and 127, and a laser constituting a laser resonator. Side optical waveguide 129 and laser side optical waveguide 1
It is constituted by a diffraction grating 130 formed at one end of 29.
【0147】この場合のサニャック型干渉計120は、
例えば、n型InPからなる半導体基板122上に、例
えば、活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造と
なるInGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造
を積層させて半導体光増幅器126を形成するための積
層構造を形成し、半導体光増幅器126を構成するため
の領域以外を除去したのち、除去部に波長組成がレーザ
発振波長より短波長側に、例えば、1.30μmとなる
光導波コア層を備えたダブルヘテロ接合構造を積層さ
せ、次いで、「Ω」状にメサエッチングすることによっ
て入出力側光導波路123、方向性結合器124、アー
ム125,127、及び、レーザ側光導波路129を形
成したものである。なお、回折格子130、即ち、DB
R領域は、光導波用コア層を成長したのち、或いは、光
導波用コア層の成長前に、光導波用コア層の近傍に周期
的凹凸を形成して回折格子を形成し、その後、前述の所
定の層構造を積層させて形成するものである。The Sagnac interferometer 120 in this case is
For example, to form a semiconductor optical amplifier 126 by stacking, for example, an InGaAsP / InP-based double heterojunction structure in which an active layer has a strained MQW structure with a 1.55 μm wavelength composition on a semiconductor substrate 122 made of n-type InP. After removing the region other than the region for forming the semiconductor optical amplifier 126, the removed portion is provided with an optical waveguide core layer having a wavelength composition shorter than the laser oscillation wavelength, for example, 1.30 μm. The input / output-side optical waveguide 123, the directional coupler 124, the arms 125 and 127, and the laser-side optical waveguide 129 were formed by laminating the provided double heterojunction structures and then performing mesa etching in an “Ω” shape. Things. The diffraction grating 130, that is, DB
After growing the optical waveguide core layer or before growing the optical waveguide core layer, the R region forms a periodic grating near the optical waveguide core layer to form a diffraction grating. Are formed by laminating the predetermined layer structures.
【0148】この様に、本発明の第15の実施の形態に
おいては、サニャック型干渉計120の全体構成を半導
体を用いてモノリシックに形成しているので、全体構成
をさらに小型化することができ、また、上記の第14の
実施の形態の様なハイブリッド実装が必要ではないの
で、実装の際の光軸合わせが不要になり、光軸合わせの
精度に依存する光学特性の劣化等が発生することがな
い。なお、動作原理及び主要な特徴点は、上記の第14
の実施の形態と同様であり、光入力121は半導体光増
幅器126で増幅されたのち光出力128として入出力
側光導波路123から出力される。As described above, in the fifteenth embodiment of the present invention, the overall configuration of the Sagnac interferometer 120 is formed monolithically using semiconductors, so that the overall configuration can be further reduced in size. In addition, since the hybrid mounting as in the fourteenth embodiment is not required, the optical axis alignment at the time of mounting becomes unnecessary, and the deterioration of the optical characteristics depending on the accuracy of the optical axis alignment occurs. Nothing. The operation principle and main features are described in
The optical input 121 is amplified by a semiconductor optical amplifier 126 and then output from an input / output side optical waveguide 123 as an optical output 128.
【0149】次に、図17を参照して本発明の第16の
実施の形態を説明するが、この第16の実施の形態にお
いては、上記の第15の実施の形態のサニャック型光干
渉計に可変光減衰器として電界吸収型光変調器をモノリ
シックに組み込んだものである。 図17参照 図17は、本発明の第16の実施の形態の利得クランプ
型半導体光増幅装置の概念的構成図であり、この利得ク
ランプ型半導体光増幅装置を構成するサニャック型干渉
計120は、半導体基板122に設けられた信号光に対
する入出力側光導波路123、方向性結合器124、ア
ーム125,127、アーム125,127の中間に設
けられた半導体光増幅器126、レーザ共振器を構成す
るレーザ側光導波路129、レーザ側光導波路129の
中間部に設けられた電界吸収型光変調器131、及び、
レーザ側光導波路129の一端に設けられた回折格子1
30によって構成される。Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 17. In the sixteenth embodiment, the Sagnac type optical interferometer of the fifteenth embodiment is described. In addition, an electro-absorption optical modulator is monolithically incorporated as a variable optical attenuator. FIG. 17 is a conceptual configuration diagram of a gain-clamped semiconductor optical amplifying device according to a sixteenth embodiment of the present invention. The Sagnac interferometer 120 constituting the gain-clamped semiconductor optical amplifying device has: An input / output optical waveguide 123 for a signal light provided on a semiconductor substrate 122, a directional coupler 124, arms 125 and 127, a semiconductor optical amplifier 126 provided between arms 125 and 127, and a laser constituting a laser resonator. Side optical waveguide 129, an electro-absorption type optical modulator 131 provided at an intermediate portion of the laser side optical waveguide 129, and
Diffraction grating 1 provided at one end of laser-side optical waveguide 129
30.
【0150】この場合のサニャック型干渉計120も、
例えば、n型InPからなる半導体基板122上に、例
えば、活性層が1.55μm波長組成の歪MQW構造と
なるInGaAsP/InP系のダブルヘテロ接合構造
を積層させて半導体光増幅器126を形成するための積
層構造を形成し、半導体光増幅器126を構成するため
の領域以外を除去したのち、除去部に波長組成がレーザ
発振波長より短波長側に、例えば、1.30μmとなる
光導波コア層を備えたダブルヘテロ接合構造を積層さ
せ、次いで、レーザ側光導波路129を構成する領域の
中間部の積層構造の一部を除去したのち、吸収層として
波長組成が1.48μmのInGaAsP層からなる電
界吸収型光変調器131を形成するためのpin構造を
積層させ、次いで、「Ω」状にメサエッチングすること
によって入出力側光導波路123、方向性結合器12
4、アーム125,127、レーザ側光導波路129、
及び、電界吸収型光変調器131を形成したものであ
る。なお、回折格子130、即ち、DBR領域は、光導
波用コア層を成長したのち、或いは、光導波用コア層の
成長前に、光導波用コア層の近傍に周期的凹凸を形成し
て回折格子を形成し、その後、前述の所定の層構造を積
層させて形成するものである。The Sagnac interferometer 120 in this case is also
For example, to form a semiconductor optical amplifier 126 by stacking, for example, an InGaAsP / InP-based double heterojunction structure in which an active layer has a strained MQW structure with a 1.55 μm wavelength composition on a semiconductor substrate 122 made of n-type InP. After removing the region other than the region for forming the semiconductor optical amplifier 126, the removed portion is provided with an optical waveguide core layer having a wavelength composition shorter than the laser oscillation wavelength, for example, 1.30 μm. After laminating the double heterojunction structure provided, and then removing a part of the laminated structure in the middle of the region constituting the laser-side optical waveguide 129, an electric field composed of an InGaAsP layer having a wavelength composition of 1.48 μm as an absorption layer A pin structure for forming the absorption-type optical modulator 131 is laminated, and then the mesa-etched “Ω” shape is used to form the input / output light guide. Road 123, directional coupler 12
4, arms 125 and 127, laser-side optical waveguide 129,
And an electro-absorption type optical modulator 131 is formed. The diffraction grating 130, that is, the DBR region is formed by forming periodic irregularities near the optical waveguide core layer after the optical waveguide core layer is grown or before the optical waveguide core layer is grown. A lattice is formed, and thereafter, the above-mentioned predetermined layer structure is laminated and formed.
【0151】この様に、本発明の第16の実施の形態に
おいては、サニャック型干渉計120の全体構成を半導
体を用いてモノリシックに形成する際に、可変光減衰器
となる電界吸収型光変調器131もモノリシックに組み
込んでいるので、上記の第1乃至第11の実施の形態と
同様に、電界吸収型光変調器131の減衰量によって共
振器損失を任意の値に連続的に制御することができ、半
導体光増幅装置の特性を各種の用途に応じて最適な値に
設定することができる。なお、動作原理及び主要な特徴
点は、上記の第15の実施の形態と同様であり、光入力
121は半導体光増幅器126で増幅されたのち光出力
128として入出力側光導波路123から出力される。As described above, in the sixteenth embodiment of the present invention, when the entire configuration of the Sagnac interferometer 120 is formed monolithically using a semiconductor, the electroabsorption type optical modulator serving as a variable optical attenuator is used. Since the modulator 131 is also monolithically incorporated, the resonator loss can be continuously controlled to an arbitrary value by the attenuation of the electro-absorption optical modulator 131 as in the first to eleventh embodiments. Thus, the characteristics of the semiconductor optical amplifier can be set to optimal values according to various uses. The operation principle and main features are the same as those in the fifteenth embodiment. The optical input 121 is amplified by the semiconductor optical amplifier 126 and then output from the input / output optical waveguide 123 as an optical output 128. You.
【0152】また、この第16の実施の形態において
は、可変光減衰器として集積化が容易な電界吸収型光変
調器131を用いているが、この場合にも可変光減衰器
に特別な光吸収特性は要求されないので、他の構成の可
変光減衰器、例えば、電流注入型の半導体光吸収素子等
を用いても良いものである。In the sixteenth embodiment, the electro-absorption optical modulator 131 which can be easily integrated is used as the variable optical attenuator. Since absorption characteristics are not required, a variable optical attenuator having another configuration, for example, a current injection type semiconductor light absorbing element or the like may be used.
【0153】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、半導
体光増幅器を光長距離通信用ファイバにおける減衰が少
ないように、その活性層を1.55μm波長組成として
いるが、1.3μm波長組成等の他の組成のものでも良
く、その場合には、活性層の波長組成に応じて可変光減
衰器における吸収端波長等の減衰特性、或いは、2×2
型光合分岐器、サニャック型光干渉計、或いは、DBR
領域等を構成する光導波用コア層の組成を変更すれば良
い。The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configuration described in each embodiment, and various modifications are possible. For example, the active layer of the semiconductor optical amplifier has a 1.55 μm wavelength composition so that attenuation in an optical long-distance communication fiber is small, but other compositions such as a 1.3 μm wavelength composition may be used. Is the attenuation characteristic such as the absorption edge wavelength in the variable optical attenuator according to the wavelength composition of the active layer, or 2 × 2
Optical splitter, Sagnac optical interferometer, or DBR
What is necessary is just to change the composition of the core layer for optical waveguides which comprises an area | region etc.
【0154】さらには、本発明は、半導体光増幅器、可
変光減衰器、光導波路、或いは、光カップラー等を半導
体で構成する場合には、InGaAsP/InP系に限
られるものではなく、GaAs/AlGaAs系等の他
の化合物半導体を用いて形成しても良いものである。Further, the present invention is not limited to the InGaAsP / InP system when the semiconductor optical amplifier, the variable optical attenuator, the optical waveguide, the optical coupler, or the like is formed of a semiconductor, but is not limited to the GaAs / AlGaAs. It may be formed using another compound semiconductor such as a system.
【0155】また、上記の第9乃至11の実施の形態に
おける第8の実施の形態に対する変更点、即ち、ファイ
バ回折格子等の波長選択性を有する反射鏡を用いる点、
可変光減衰器をモノリシックに集積化する点、及び、D
BR領域をモノリシックに集積化する点は、上記の第7
の実施の形態に対してもそのまま適用されるものであ
る。Further, the points of the ninth to eleventh embodiments different from the eighth embodiment, that is, the use of a wavelength-selective reflecting mirror such as a fiber diffraction grating,
Monolithically integrating the variable optical attenuator, and D
The point that the BR region is monolithically integrated is described in the seventh aspect.
The present embodiment is also applied to the embodiment as it is.
【0156】また、上記の第7乃至11の実施の形態に
おいては、入力側の2×2型光合分岐器の入力ポート側
に可変光減衰器を設けているが、出力側の2×2型光合
分岐器の出力ポート側に可変光減衰器を設けても良いも
のである。In the seventh to eleventh embodiments, the variable optical attenuator is provided on the input port side of the input 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer, but the output 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer is provided. A variable optical attenuator may be provided on the output port side of the optical coupler.
【0157】また、上記の第7乃至11の実施の形態の
説明においては、レーザ発振光の不所望な吸収を防止す
るために、DBR領域或いは2×2型光合分岐器の光導
波用コア層の波長組成を半導体光増幅器の活性層の波長
組成より短波長側に設定しているが、半導体光増幅器と
同じ構造としても良いものであり、その場合には、吸収
損失を相殺するようにDBR領域或いは2×2型光合分
岐器を順バイアスすれば良い。In the description of the seventh to eleventh embodiments, in order to prevent undesired absorption of laser oscillation light, the core layer for optical waveguide of the DBR region or the 2 × 2 optical coupler is used. Is set on the shorter wavelength side than the wavelength composition of the active layer of the semiconductor optical amplifier. However, the structure may be the same as that of the semiconductor optical amplifier. In this case, the DBR is set so as to cancel the absorption loss. What is necessary is just to forward-bias an area | region or a 2x2 type optical coupler / branch.
【0158】また、上記の第12乃至第14の実施の形
態の説明においては、サニャック型光干渉計を用いた利
得クランプ型半導体光増幅装置自体が新規なものである
ことを前提としているため、可変光減衰器を設けていな
いが、上記の第16の実施の形態と同様に、レーザ側光
導波路の中間に可変光減衰器を設けても良いものであ
り、それによって、共振器損失を任意の値に連続的に制
御して半導体光増幅装置の特性を各種の用途に応じて最
適な値に設定することができる。In the description of the twelfth to fourteenth embodiments, it is assumed that the gain-clamped semiconductor optical amplifying device using the Sagnac-type optical interferometer is a novel one. Although no variable optical attenuator is provided, a variable optical attenuator may be provided in the middle of the laser-side optical waveguide as in the above-described sixteenth embodiment, whereby the resonator loss can be arbitrarily set. , The characteristics of the semiconductor optical amplifier can be set to optimal values according to various applications.
【0159】また、可変光減衰器としては、市販の各種
の可変光減衰器を用いるものであり、信号光として有効
に利用される光入力は可変光減衰器を通過しないので可
変光減衰器の減衰特性としては、レーザ発振波長、例え
ば、1.51μmの波長の光を減衰できるものであれば
どの様な構成の可変光減衰器を用いても良いものであ
り、この様な可変光減衰器をハイブリッド実装すること
によって、減衰量を任意に制御することができる。As the variable optical attenuator, various commercially available variable optical attenuators are used. Since the optical input effectively used as signal light does not pass through the variable optical attenuator, the variable optical attenuator is used. As the attenuation characteristic, a variable optical attenuator having any configuration may be used as long as it can attenuate light having a laser oscillation wavelength, for example, a wavelength of 1.51 μm. , The amount of attenuation can be arbitrarily controlled.
【0160】また、上記の第15及び16の実施の形態
の説明においても、レーザ発振光の不所望な吸収を防止
するために、入出力側光導波路、方向性結合器、アー
ム、レーザ側光導波路、及び、DBR領域の光導波用コ
ア層の波長組成を半導体光増幅器の活性層の波長組成よ
り短波長側に設定しているが、半導体光増幅器と同じ構
造としても良いものであり、全体を同じ構成にすること
によって、製造工程を大幅に簡素化することができる。
なお、その場合には、吸収損失を相殺するように各領域
を順バイアスする必要がある。Also, in the description of the fifteenth and sixteenth embodiments, the input / output side optical waveguide, the directional coupler, the arm, the laser side light guide are also provided in order to prevent undesired absorption of laser oscillation light. Although the wavelength composition of the waveguide and the core layer for optical waveguide in the DBR region is set to be shorter than the wavelength composition of the active layer of the semiconductor optical amplifier, it may have the same structure as the semiconductor optical amplifier. Have the same configuration, the manufacturing process can be greatly simplified.
In this case, it is necessary to forward bias each region so as to cancel the absorption loss.
【0161】また、上記の第13乃至第16の実施の形
態の説明においては、レーザ側光導波路に回折格子を設
けて波長選択性を持たせているが、上記の第12の実施
の形態と同様にレーザ側光導波路の端面に高反射膜を設
けただけでも良く、或いは、誘電体或いは半導体の劈開
面を利用しても良いものである。In the description of the thirteenth to sixteenth embodiments, the diffraction grating is provided in the laser-side optical waveguide to provide wavelength selectivity. Similarly, only a high reflection film may be provided on the end face of the laser-side optical waveguide, or a cleavage plane of a dielectric or a semiconductor may be used.
【0162】[0162]
【発明の効果】本発明によれば、利得と信号光の許容入
射パワーの連続的な調整が可能となり、一つの構造によ
ってアプリケーションの要求ごとに特性を最適化するこ
とのできる利得クランプ型半導体光増幅装置を実現する
ことができ、波長多重光通信システムの実用化に寄与す
るところが大きい。According to the present invention, the gain and the allowable incident power of the signal light can be continuously adjusted, and the gain-clamped semiconductor light whose characteristics can be optimized for each application requirement by one structure. An amplifier can be realized, which greatly contributes to practical use of a wavelength division multiplexing optical communication system.
【0163】また、サニャック型光干渉計を用いて利得
クランプ型半導体光増幅装置を構成することによって、
半導体光増幅器の対称動作特性が不要になるので、レー
ザ発振光と信号光とを確実に空間的に分離することがで
き、且つ、装置の全体構成をより小型化することができ
るので、この点からも波長多重光通信システムの実用化
に寄与するところが大きい。By constructing a gain-clamped semiconductor optical amplifier using a Sagnac-type optical interferometer,
Since the symmetric operation characteristic of the semiconductor optical amplifier is not required, the laser oscillation light and the signal light can be surely spatially separated from each other, and the overall configuration of the device can be further reduced. This greatly contributes to the practical use of the wavelength division multiplexing optical communication system.
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 5 is a conceptual configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 6 is a conceptual configuration diagram according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 7 is a conceptual configuration diagram according to a sixth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 8 is a conceptual configuration diagram according to a seventh embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第8の実施の形態の概念的構成図であ
る。FIG. 9 is a conceptual configuration diagram of an eighth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第9の実施の形態の概念的構成図で
ある。FIG. 10 is a conceptual configuration diagram according to a ninth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第10の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 11 is a conceptual configuration diagram according to a tenth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第11の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 12 is a conceptual configuration diagram according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第12の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 13 is a conceptual configuration diagram according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第13の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 14 is a conceptual configuration diagram according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第14の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 15 is a conceptual configuration diagram according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第15の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 16 is a conceptual configuration diagram according to a fifteenth embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第16の実施の形態の概念的構成図
である。FIG. 17 is a conceptual configuration diagram according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図18】半導体光増幅装置の利得−光出力特性の共振
器損失依存性の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of the dependence of the gain-optical output characteristics of the semiconductor optical amplifier on the resonator loss.
1 半導体光増幅装置 2 半導体光増幅器 3 可変光減衰器 4 波長選択性のある反射鏡 5 波長選択性のない反射鏡 6 ビームスプリッタ 7 信号光 11 光入力 12 光ファイバ 13 レンズ 14 ビームスプリッタ 15 レンズ 16 半導体光増幅器 17 レンズ 18 レンズ 19 光ファイバ 20 光出力 21 可変光減衰器 22 回折格子 23 ビームスプリッタ 24 レンズ 25 回折格子 26 ファイバ回折格子 27 レンズ 28 レンズ 29 ファイバ回折格子 30 モノリシック光半導体装置 31 半導体基板 32 半導体光増幅領域 33 可変光減衰領域 34 モノリシック光半導体装置 35 半導体基板 36 DBR領域 37 DBR領域 40 マッハツェンダー干渉器 41 光入力 42 集束光ファイバ 43 集束光ファイバ 44 光出力 45 半導体基板 46 方向性結合器 47 方向性結合器 48 半導体光増幅器 49 半導体光増幅器 50 高反射膜 51 レンズ対 52 可変光減衰器 53 高反射膜 60 マッハツェンダー干渉器 61 光入力 62 集束光ファイバ 63 集束光ファイバ 64 光出力 65 半導体基板 66 マルチモード干渉器 67 マルチモード干渉器 68 半導体光増幅器 69 半導体光増幅器 70 高反射膜 71 レンズ対 72 可変光減衰器 73 高反射膜 74 ファイバ回折格子 75 電界吸収型光変調器 76 ファイバ回折格子 77 DBR領域 78 DBR領域 79 可変光減衰器 80 サニャック型光干渉計 81 光入力 82 入出力側光導波路 83 方向性結合器 84 アーム 85 半導体光増幅器 86 アーム 87 光出力 88 レーザ側光導波路 89 高反射膜 90 回折格子 100 サニャック型光干渉計 101 光入力 102 PLC基板 103 入出力側光導波路 104 方向性結合器 105 アーム 106 半導体光増幅器 107 アーム 108 光出力 109 レーザ側光導波路 110 回折格子 120 サニャック型光干渉計 121 光入力 122 半導体基板 123 入出力側光導波路 124 方向性結合器 125 アーム 126 半導体光増幅器 127 アーム 128 光出力 129 レーザ側光導波路 130 回折格子 131 電界吸収型光変調器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor optical amplifier 2 Semiconductor optical amplifier 3 Variable optical attenuator 4 Reflector with wavelength selectivity 5 Reflector without wavelength selectivity 6 Beam splitter 7 Signal light 11 Optical input 12 Optical fiber 13 Lens 14 Beam splitter 15 Lens 16 Semiconductor optical amplifier 17 lens 18 lens 19 optical fiber 20 optical output 21 variable optical attenuator 22 diffraction grating 23 beam splitter 24 lens 25 diffraction grating 26 fiber diffraction grating 27 lens 28 lens 29 fiber diffraction grating 30 monolithic optical semiconductor device 31 semiconductor substrate 32 Semiconductor optical amplification area 33 Variable optical attenuation area 34 Monolithic optical semiconductor device 35 Semiconductor substrate 36 DBR area 37 DBR area 40 Mach-Zehnder interferometer 41 Optical input 42 Focusing optical fiber 43 Focusing optical fiber 44 Optical output 45 Semiconductor substrate 46 Directional coupler 47 Directional coupler 48 Semiconductor optical amplifier 49 Semiconductor optical amplifier 50 High reflection film 51 Lens pair 52 Variable optical attenuator 53 High reflection film 60 Mach-Zehnder interferometer 61 Optical input 62 Focusing optical fiber 63 Focusing Optical fiber 64 Optical output 65 Semiconductor substrate 66 Multimode interferometer 67 Multimode interferometer 68 Semiconductor optical amplifier 69 Semiconductor optical amplifier 70 High reflection film 71 Lens pair 72 Variable optical attenuator 73 High reflection film 74 Fiber diffraction grating 75 Electroabsorption type Optical modulator 76 Fiber diffraction grating 77 DBR region 78 DBR region 79 Variable optical attenuator 80 Sagnac type optical interferometer 81 Optical input 82 Input / output side optical waveguide 83 Directional coupler 84 Arm 85 Semiconductor optical amplifier 86 Arm 87 Optical output 88 Laser side optical waveguide 89 High reflection film 0 Diffraction grating 100 Sagnac type optical interferometer 101 Optical input 102 PLC substrate 103 Input / output side optical waveguide 104 Directional coupler 105 Arm 106 Semiconductor optical amplifier 107 Arm 108 Optical output 109 Laser side optical waveguide 110 Diffraction grating 120 Sagnac type optical interference Total 121 Optical input 122 Semiconductor substrate 123 Input / output side optical waveguide 124 Directional coupler 125 Arm 126 Semiconductor optical amplifier 127 Arm 128 Optical output 129 Laser side optical waveguide 130 Diffraction grating 131 Electroabsorption optical modulator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H079 AA02 AA13 BA01 CA04 DA16 DA22 EA03 EA05 EA07 HA04 HA11 KA01 KA06 KA11 5F073 AA63 AA65 AA74 AA83 AB21 AB25 AB27 AB28 BA03 CA04 CA12 EA12 EA15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H079 AA02 AA13 BA01 CA04 DA16 DA22 EA03 EA05 EA07 HA04 HA11 KA01 KA06 KA11 5F073 AA63 AA65 AA74 AA83 AB21 AB25 AB27 AB28 BA03 CA04 CA12 EA12 EA15
Claims (24)
を内部に含むレーザ共振器とで構成した利得クランプ型
の半導体光増幅装置において、信号光に対する実効的な
透過損失量が一定値を維持しながら、レーザ発振光に対
する共振器損失量が制御可能である可変光減衰機構を有
することを特徴とする半導体光増幅装置。In a gain-clamped semiconductor optical amplifier comprising a semiconductor optical amplifier and a laser resonator including the semiconductor optical amplifier therein, an effective transmission loss for signal light is maintained at a constant value. A semiconductor optical amplifying device having a variable optical attenuation mechanism capable of controlling the amount of resonator loss with respect to laser oscillation light.
長選択性のある反射鏡によって構成するとともに、上記
可変光減衰機構として前記レーザ共振器内に可変光減衰
器を設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体光増
幅装置。2. The laser resonator according to claim 1, wherein at least one of the laser resonators is constituted by a reflecting mirror having wavelength selectivity, and a variable optical attenuator is provided in the laser resonator as the variable optical attenuation mechanism. Item 2. The semiconductor optical amplifier according to Item 1.
い部分を設け、前記信号光が通過しない部分に上記可変
光減衰器を配置したことを特徴とする請求項2記載の半
導体光増幅装置。3. A semiconductor optical amplifier according to claim 2, wherein a portion through which signal light does not pass is provided in said laser resonator, and said variable optical attenuator is arranged in a portion through which said signal light does not pass. .
射鏡と波長選択性のない反射鏡からなる外部共振器構造
とし、前記波長選択性のある反射鏡と上記半導体光増幅
装置との間にビームスプリッタを挿入すると共に、前記
ビームスプリッタを介してレーザ共振器に垂直な方向か
ら信号光を入射させ、前記波長選択性のある反射鏡とビ
ームスプリッタとの間を上記信号光が通過しない部分と
したことを特徴とする請求項3記載の半導体光増幅装
置。4. An external resonator structure comprising a laser mirror having a wavelength selectivity and a mirror having no wavelength selectivity, wherein the laser resonator is provided between the wavelength-selective reflector and the semiconductor optical amplifier. A beam splitter is inserted into the beam splitter, and the signal light is made incident on the laser resonator through the beam splitter in a direction perpendicular to the laser resonator, and the signal light does not pass between the wavelength-selective reflecting mirror and the beam splitter. 4. The semiconductor optical amplifying device according to claim 3, wherein:
射鏡と波長選択性のない反射鏡からなる外部共振器構造
とし、前記波長選択性のある反射鏡と上記半導体光増幅
装置との間にビームスプリッタを挿入すると共に、前記
ビームスプリッタを介してレーザ共振器に垂直な方向か
ら信号光を出射させ、前記波長選択性のある反射鏡とビ
ームスプリッタとの間を上記信号光が通過しない部分と
したことを特徴とする請求項3記載の半導体光増幅装
置。5. An external resonator structure comprising a laser mirror having a wavelength selectivity and a mirror having no wavelength selectivity, wherein the laser resonator is provided between the reflector having the wavelength selectivity and the semiconductor optical amplifier. A beam splitter is inserted into the beam splitter, and the signal light is emitted from the direction perpendicular to the laser resonator via the beam splitter, and the signal light does not pass between the wavelength-selective reflecting mirror and the beam splitter. 4. The semiconductor optical amplifying device according to claim 3, wherein:
ある反射鏡からなる外部共振器構造とし、上記半導体光
増幅器と前記両方の波長選択性のある反射鏡との間に各
々ビームスプリッタを挿入すると共に、前記ビームスプ
リッタを介してレーザ共振器に垂直な方向から信号光を
入出射させ、前記一対の波長選択性のある反射鏡とビー
ムスプリッタとの間の二箇所の領域を上記信号光が通過
しない部分としたことを特徴とする請求項3記載の半導
体光増幅装置。6. An external resonator structure comprising a pair of wavelength-selective reflecting mirrors, wherein a beam splitter is provided between the semiconductor optical amplifier and the two wavelength-selective reflecting mirrors. At the same time, the signal light enters and exits from the direction perpendicular to the laser resonator via the beam splitter, and the signal light passes through two regions between the pair of wavelength-selective reflecting mirrors and the beam splitter. 4. The semiconductor optical amplifying device according to claim 3, wherein said portion does not pass through.
い部分を設けずに、上記可変減衰器としてレーザ発振波
長に対しては光減衰量を変えられるが、前記信号光は実
効的に減衰しない可変光減衰器を配置したことを特徴と
する請求項2記載の半導体光増幅装置。7. The variable attenuator can change the amount of light attenuation with respect to a laser oscillation wavelength without providing a portion through which signal light does not pass in the laser resonator, but the signal light is effectively attenuated. 3. The semiconductor optical amplifier according to claim 2, wherein a variable optical attenuator is provided.
ザ発振波長を信号光の波長よりも短波長に設定するとと
もに、上記可変光減衰器として前記レーザ発振波長より
短波長側に吸収端波長がある電界吸収型光変調器を用い
たことを特徴とする請求項7記載の半導体光増幅装置。8. A laser mirror for setting the laser oscillation wavelength to be shorter than the wavelength of the signal light by the wavelength-selective reflector, and the variable optical attenuator having an absorption end wavelength shorter than the laser oscillation wavelength. 8. The semiconductor optical amplifying device according to claim 7, wherein a certain electro-absorption type optical modulator is used.
変調器からなる可変光減衰器とをモノリシックに集積化
したことを特徴とする請求項8記載の半導体光増幅装
置。9. The semiconductor optical amplifying device according to claim 8, wherein said semiconductor optical amplifier and said variable optical attenuator comprising said electro-absorption type optical modulator are monolithically integrated.
ファイバグレーティングを用いたことを特徴とする請求
項7乃至9のいずれか1項に記載の半導体光増幅装置。10. The reflecting mirror having wavelength selectivity,
10. The semiconductor optical amplifying device according to claim 7, wherein a fiber grating is used.
布ブラッグ反射器を用い、この分布グラッグ反射器を上
記半導体光増幅器と上記電界吸収型光変調器からなる可
変光減衰器にモノリシックに一体化したことを特徴とす
る請求項9記載の半導体光増幅装置。11. A distributed Bragg reflector is used as said wavelength-selective reflector, and said distributed Gragg reflector is monolithically integrated with a variable optical attenuator comprising said semiconductor optical amplifier and said electroabsorption optical modulator. 10. The semiconductor optical amplifying device according to claim 9, wherein:
光合分岐器からなるマッハツェンダー干渉器の2つのア
ームに設けると共に、上記レーザ共振器を入力側の前記
光合分岐器の入力ポートの一方と、前記入力ポートに対
してクロス位置にある出力側の前記光合分岐器の出力ポ
ートに配置した反射鏡によって構成し、上記可変光減衰
機構としての可変光減衰器を前記レーザ共振器内の前記
光合分岐器と前記反射鏡との間に設けたことを特徴とす
る請求項1記載の半導体光増幅装置。12. The semiconductor optical amplifier is provided on two arms of a Mach-Zehnder interferometer comprising two 2 × 2 optical couplers, and the laser resonator is provided at one of input ports of the optical coupler on the input side. And a reflecting mirror arranged at an output port of the optical coupler on the output side at a cross position with respect to the input port, wherein a variable optical attenuator as the variable optical attenuating mechanism is provided in the laser resonator. 2. The semiconductor optical amplifying device according to claim 1, wherein said semiconductor optical amplifying device is provided between an optical coupler and said reflecting mirror.
性結合器を用いたことを特徴とする請求項12記載の半
導体光増幅装置。13. The semiconductor optical amplifier according to claim 12, wherein a directional coupler is used as said 2 × 2 optical coupler.
チモード干渉器を用いたことを特徴とする請求項12記
載の半導体光増幅装置。14. The semiconductor optical amplifying device according to claim 12, wherein a multi-mode interferometer is used as said 2 × 2 optical multiplexer / demultiplexer.
波長選択性のある反射鏡で構成したことを特徴とする請
求項12乃至14のいずれか1項に記載の半導体光増幅
装置。15. At least one of said reflecting mirrors,
15. The semiconductor optical amplifying device according to claim 12, wherein the semiconductor optical amplifying device is constituted by a reflecting mirror having wavelength selectivity.
光変調器を用いたことを特徴とする請求項12乃至15
のいずれか1項に記載の半導体光増幅装置。16. An electro-absorption type optical modulator as the variable optical attenuator.
The semiconductor optical amplifier according to any one of the above.
2型光合分岐器、上記可変光減衰器、及び、上記反射鏡
をモノリシックに集積化したことを特徴とする請求項1
2乃至16のいずれか1項に記載の半導体光増幅装置。17. The semiconductor optical amplifier, wherein the two 2 ×
2. A monolithically integrated type 2 optical multiplexer / demultiplexer, said variable optical attenuator, and said reflecting mirror.
17. The semiconductor optical amplifier according to any one of 2 to 16.
器を内部に含むレーザ共振器とで構成した利得クランプ
型の半導体光増幅装置において、前記半導体光増幅器を
サニャック型光干渉計のアームに設けるとともに、前記
サニャック型光干渉計の一方の入出力ポートにつながる
光導波路に反射鏡を配置してレーザ共振器を構成し、他
方の入出力ポートにつながる光導波路を信号光に対する
入出力用光導波路としたことを特徴とする半導体光増幅
装置。18. A gain-clamped semiconductor optical amplifier comprising a semiconductor optical amplifier and a laser resonator including the semiconductor optical amplifier therein, wherein the semiconductor optical amplifier is provided on an arm of a Sagnac optical interferometer. A reflector is arranged on an optical waveguide connected to one input / output port of the Sagnac type optical interferometer to form a laser resonator, and an optical waveguide connected to the other input / output port is an input / output optical waveguide for signal light. A semiconductor optical amplifying device characterized in that:
反射鏡を用いたことを特徴とする請求項18記載の半導
体光増幅装置。19. The semiconductor optical amplifier according to claim 18, wherein a reflecting mirror having wavelength selectivity is used as said reflecting mirror.
半導体光増幅器以外の光導波路部及び光カップラー部分
を、光ファイバによって構成することを特徴とする請求
項18または19に記載の半導体光増幅装置。20. The Sagnac-type optical interferometer,
20. The semiconductor optical amplifying device according to claim 18, wherein an optical waveguide portion and an optical coupler portion other than the semiconductor optical amplifier are constituted by optical fibers.
上記半導体光増幅器以外の光導波路部及び光カップラー
部分を、プレーナ型誘電体光回路によって構成すること
を特徴とする請求項18または19に記載の半導体光増
幅装置。21. The Sagnac-type optical interferometer,
20. The semiconductor optical amplifying device according to claim 18, wherein the optical waveguide section and the optical coupler section other than the semiconductor optical amplifier are configured by a planar dielectric optical circuit.
光導波路、光カップラー部分、アーム、及び、半導体光
増幅器を、半導体によりモノリシックに一体化したこと
を特徴とする請求項18または19に記載の半導体光増
幅装置。22. The semiconductor device according to claim 18, wherein the optical waveguide, the optical coupler, the arm, and the semiconductor optical amplifier constituting the Sagnac-type optical interferometer are monolithically integrated with a semiconductor. Semiconductor optical amplifier.
光導波路、光カップラー部分、及び、アームも、半導体
光増幅領域としたことを特徴とする請求項22記載の半
導体光増幅装置。23. The semiconductor optical amplifier according to claim 22, wherein the optical waveguide, the optical coupler, and the arm constituting the Sagnac-type optical interferometer are also semiconductor optical amplification regions.
波路内に、可変光減衰器を配置したことを特徴とする請
求項18乃至23のいずれか1項に記載の半導体光増幅
装置。24. The semiconductor optical amplifying device according to claim 18, wherein a variable optical attenuator is disposed in the optical waveguide on the side forming the laser resonator.
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