JPH01145885A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
- Publication number
- JPH01145885A JPH01145885A JP62305067A JP30506787A JPH01145885A JP H01145885 A JPH01145885 A JP H01145885A JP 62305067 A JP62305067 A JP 62305067A JP 30506787 A JP30506787 A JP 30506787A JP H01145885 A JPH01145885 A JP H01145885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- semiconductor laser
- input
- optical output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光通信、光情報処理等の光を信号として用い
るシステムにおける、半導体より成る光利得媒質を用い
た光増幅器に関する。
るシステムにおける、半導体より成る光利得媒質を用い
た光増幅器に関する。
従来の技術
光通信や光コンビューテング等の光を信号として用いる
通信及び情報処理は、光が高速であること、電磁誘導に
影響されにくいこと等から実用化が期待されている。し
かしながら、信号光は伝送路中の吸収や散乱等によって
減衰を受けるので、伝送の途中で増幅をする必要がある
。この光増幅の一つの手段として考えられているのが、
半導体レーザ増幅器を用いた光増幅である（例えば、エ
レクトロニクス・レターズ、第２３巻、第２ｏ号。
通信及び情報処理は、光が高速であること、電磁誘導に
影響されにくいこと等から実用化が期待されている。し
かしながら、信号光は伝送路中の吸収や散乱等によって
減衰を受けるので、伝送の途中で増幅をする必要がある
。この光増幅の一つの手段として考えられているのが、
半導体レーザ増幅器を用いた光増幅である（例えば、エ
レクトロニクス・レターズ、第２３巻、第２ｏ号。
１０５２Ａ−１０５３頁）。
ところが、通常の半導体レーザ増幅器は、レーザの共振
器内の光入力の光子密度の増減によって活性層内のキ増
していくと共振器内の光入力の光子密度も増加する。従
って、光入力によって誘起される誘導放出も増加する。
器内の光入力の光子密度の増減によって活性層内のキ増
していくと共振器内の光入力の光子密度も増加する。従
って、光入力によって誘起される誘導放出も増加する。
ところが、レーザ発振が続いているかぎりはキャリア密
度はＮｔｈに固定されたままである。しかしながら、バ
イアス電流は一定であるから全利得は不変であるので、
共振器内の光入力の光子密度がＰｌに達すると増幅に費
される利得が大きくなりすぎ、レーザ発振が止まってし
まうのでキャリア濃度が変動し出す。
度はＮｔｈに固定されたままである。しかしながら、バ
イアス電流は一定であるから全利得は不変であるので、
共振器内の光入力の光子密度がＰｌに達すると増幅に費
される利得が大きくなりすぎ、レーザ発振が止まってし
まうのでキャリア濃度が変動し出す。
この様子を示したのが第４図である。Ｐｉに達するとき
光入力の値をＥｌとすると、光出力対光入力特性は第６
図のようにＥｉ以下の光入力の領域で線形応答が得られ
る。
光入力の値をＥｌとすると、光出力対光入力特性は第６
図のようにＥｉ以下の光入力の領域で線形応答が得られ
る。
発明が解決しようとする問題点
ところが上記した構成によると、入射した光入力は共振
器内を数回往復して出力される。共振器長を３００ミク
ロンとすると、−往復で約６〜７ピコ秒費されるため、
全体として数１０ピコ秒から約１ｏｏピコ秒程度の時間
遅れが生じてしまうよって数ギカビット毎秒あるいはそ
れ以上の高速の光信号の増幅が困難であった。
器内を数回往復して出力される。共振器長を３００ミク
ロンとすると、−往復で約６〜７ピコ秒費されるため、
全体として数１０ピコ秒から約１ｏｏピコ秒程度の時間
遅れが生じてしまうよって数ギカビット毎秒あるいはそ
れ以上の高速の光信号の増幅が困難であった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記のような問題点を解決するために、一方の
端面に低反射率コーティング且つ他方の端面に高反射率
コーティングがほどこされた半導体レーザに、電流源か
らしきい値電流よシ高いバイアス電流を供給してレーザ
光を発生させた状態において前記低反射率コーティング
を施した端面から注入された光入力が共振器を一往復し
ただけで光出力として出射されることを主眼としている
。
端面に低反射率コーティング且つ他方の端面に高反射率
コーティングがほどこされた半導体レーザに、電流源か
らしきい値電流よシ高いバイアス電流を供給してレーザ
光を発生させた状態において前記低反射率コーティング
を施した端面から注入された光入力が共振器を一往復し
ただけで光出力として出射されることを主眼としている
。
尚、本手段には上記した構成の他に光入力のみを通過さ
せ且つ光出力は通過させないための手段と、レーザ光と
光出力のうち光出力のみを選択的に透過させる手段とが
具備される。
せ且つ光出力は通過させないための手段と、レーザ光と
光出力のうち光出力のみを選択的に透過させる手段とが
具備される。
作 用
上記した構成によれば、光入力は共振器を一往復しただ
けで光出力として出射されるので、数ギガビット毎秒以
上の高速の光信号の増幅にも十分対応できる。また光の
入出力が一つの端面のみで為されるので、光学系の構成
が容易になる。さらに、低反射率コーティングにょシし
きい値キャリア密度”ｔｈが上昇してキャリア寿命が短
くなることも良好な高速応答に役立つ。
けで光出力として出射されるので、数ギガビット毎秒以
上の高速の光信号の増幅にも十分対応できる。また光の
入出力が一つの端面のみで為されるので、光学系の構成
が容易になる。さらに、低反射率コーティングにょシし
きい値キャリア密度”ｔｈが上昇してキャリア寿命が短
くなることも良好な高速応答に役立つ。
実施例
第１図は本発明に基づ〈実施例の構成図を示している。
１０１は半導体レーザであシ低反射率膜１０２と高反射
率膜１ｏ３が２つの端面にそれぞれコーティングされて
いる。反射率は例えば、それぞれ０．１％と９９％であ
る。この半導体レーザに電流源１０４からしきい値電流
よシ高い値のバイアス電流を供給する。さて、端面コー
ティングによシミラー損失が増加しているために、しき
い値電流はコーティング前よりも約２倍程度大きくなる
。また、しきい値キャリア密度も２倍近くに上昇してお
りキャリアの寿命は短くなっている。
率膜１ｏ３が２つの端面にそれぞれコーティングされて
いる。反射率は例えば、それぞれ０．１％と９９％であ
る。この半導体レーザに電流源１０４からしきい値電流
よシ高い値のバイアス電流を供給する。さて、端面コー
ティングによシミラー損失が増加しているために、しき
い値電流はコーティング前よりも約２倍程度大きくなる
。また、しきい値キャリア密度も２倍近くに上昇してお
りキャリアの寿命は短くなっている。
この状態で外部から光入力１０６を半導体レーザ１ｏ１
に注入する。１０８は光アイソレータであり図面上で左
から右にのみ光を通すように設定されている。尚、光入
力１０５は偏光ビームスプリッタ１０９を通過する偏波
成分から成る。１１０はファラデー回転素子であり、光
入力１０６の偏波面はこれを通過する際に４６度回転す
る。その後光入力１０５はレンズ１１１で半導体レーザ
１ｏ１の端面に集光される。活性層１０７に注入された
光は増幅を受けながら図面土庄から右に進み高反射率膜
１０３により反射される。反射された光は再び活性層１
０７中を進みながら増幅を受は低反射率膜１ｏ２に達す
るが、はとんど反射されることなく出射される。よって
、本構成による増幅は一往復のみで行なわれ、従来例の
ように往復をくシかえさない。さて、出射された光出力
１１２は＼ファラデー回転素子１１ｏで再び４６度の回
転を受は光入力１０５と偏波面が直交するようになる。
に注入する。１０８は光アイソレータであり図面上で左
から右にのみ光を通すように設定されている。尚、光入
力１０５は偏光ビームスプリッタ１０９を通過する偏波
成分から成る。１１０はファラデー回転素子であり、光
入力１０６の偏波面はこれを通過する際に４６度回転す
る。その後光入力１０５はレンズ１１１で半導体レーザ
１ｏ１の端面に集光される。活性層１０７に注入された
光は増幅を受けながら図面土庄から右に進み高反射率膜
１０３により反射される。反射された光は再び活性層１
０７中を進みながら増幅を受は低反射率膜１ｏ２に達す
るが、はとんど反射されることなく出射される。よって
、本構成による増幅は一往復のみで行なわれ、従来例の
ように往復をくシかえさない。さて、出射された光出力
１１２は＼ファラデー回転素子１１ｏで再び４６度の回
転を受は光入力１０５と偏波面が直交するようになる。
従って偏光ビームスプリッタ１０９で進路が９０度曲げ
られ、その後波長フィルタ１１３を通過する。波長フィ
ルタは光出力１１２の波長のみを選択的に通過させる。
られ、その後波長フィルタ１１３を通過する。波長フィ
ルタは光出力１１２の波長のみを選択的に通過させる。
よって、半導体レーザ１０１の発振光１０６は波長フィ
ルり１１３又は光アイソレータ１０８で阻止される。
ルり１１３又は光アイソレータ１０８で阻止される。
前述した通り、上記した構成によれば、光入力が増幅さ
れる時間は、共振器を一往復する時間に等しく大むね６
〜７ピコ秒程度と大変短い。しかもキャリア寿命が短い
ので、高速の光信号の増幅に適する。また、レーザ発振
をしているのでキャリア濃度の変動が無く線形応答がで
きる。よって第２図のような、例えば１ギガビット毎秒
の信号から成る光入力を、波形の変形等の無いまま増幅
光としてとシ出せる。
れる時間は、共振器を一往復する時間に等しく大むね６
〜７ピコ秒程度と大変短い。しかもキャリア寿命が短い
ので、高速の光信号の増幅に適する。また、レーザ発振
をしているのでキャリア濃度の変動が無く線形応答がで
きる。よって第２図のような、例えば１ギガビット毎秒
の信号から成る光入力を、波形の変形等の無いまま増幅
光としてとシ出せる。
発明の効果
本発明によると、高速の光信号を線形性良く増幅できる
光増幅器が構成できる。また、光の出し入れが半導体レ
ーザの一方の側のみで出来るので光学系の構成が容易に
なる。
光増幅器が構成できる。また、光の出し入れが半導体レ
ーザの一方の側のみで出来るので光学系の構成が容易に
なる。
第１図は本発明の光増幅器の一実施例の構成図、第２図
は本発明に基づ〈実施例の光入力と光出力の波形図、第
３図は従来の光増幅器の構成図、第４図は従来例のキャ
リア密度対共振器内の光入力光子密度の関係を示す図、
第６図は従来例の光出力対光入力の関係を示す図である
。 １ｏ１・・・・・・半導体レーザ、１０２・・・・・・
低反射率膜、１０３・・・・・・高反射率膜、１０６・
・・・・・光入力、１０６・・・・・・発振光、１０９
・・・・・・偏光ビームスプリッタ、１１０・・・・・
・ファラデー回転素子、１１３・・・・・・波長フィル
ター。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌθ
に一手導体レーデ ｍ−一低ｘｉ卑膜 １０３−一高反鼾半狭 ｌθ４− 電５気源 ｔＯＳ−−一光入力 ｌθ６− 発語光 １０７−−−活椛贋 １０δ−光アイソレータ ｕｔ−−−レンズ １１２−一一光エカ ｔｔＳ −一弓皮蚤フィルダー 第 ２ 図 ３ρ／−−一千４阜伯Ｎレープ ３θ４− 光アイソレーグ ３０５−一光入力 Ｊｃ／１ 第４図 光工か Ｅｉ 光入方
は本発明に基づ〈実施例の光入力と光出力の波形図、第
３図は従来の光増幅器の構成図、第４図は従来例のキャ
リア密度対共振器内の光入力光子密度の関係を示す図、
第６図は従来例の光出力対光入力の関係を示す図である
。 １ｏ１・・・・・・半導体レーザ、１０２・・・・・・
低反射率膜、１０３・・・・・・高反射率膜、１０６・
・・・・・光入力、１０６・・・・・・発振光、１０９
・・・・・・偏光ビームスプリッタ、１１０・・・・・
・ファラデー回転素子、１１３・・・・・・波長フィル
ター。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌθ
に一手導体レーデ ｍ−一低ｘｉ卑膜 １０３−一高反鼾半狭 ｌθ４− 電５気源 ｔＯＳ−−一光入力 ｌθ６− 発語光 １０７−−−活椛贋 １０δ−光アイソレータ ｕｔ−−−レンズ １１２−一一光エカ ｔｔＳ −一弓皮蚤フィルダー 第 ２ 図 ３ρ／−−一千４阜伯Ｎレープ ３θ４− 光アイソレーグ ３０５−一光入力 Ｊｃ／１ 第４図 光工か Ｅｉ 光入方
Claims (1)
- 一方の端面が低反射率を有し且つ他方の端面が高反射
率を有する半導体レーザと、前記半導体レーザにしきい
値電流以上のバイアス電流を供給する電流源と、前記低
反射率を有する端面に外部からの光を一方的に入射させ
る手段と、前記低反射率を有する端面から出射する光の
うち前記半導体レーザが発生するレーザ光を選択的に遮
断し且つ前記半導体レーザの内部で増幅されてきた前記
外部からの光を選択的に通過させる手段とを有すること
を特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305067A JPH01145885A (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305067A JPH01145885A (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145885A true JPH01145885A (ja) | 1989-06-07 |
Family
ID=17940721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62305067A Pending JPH01145885A (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01145885A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02933A (ja) * | 1988-03-25 | 1990-01-05 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| US5082343A (en) * | 1990-12-20 | 1992-01-21 | At&T Bell Laboratories | Isolated optical coupler |
| JP2010161263A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Fujitsu Ltd | 光増幅器、制御回路、および光増幅器の制御方法 |
| JP2017021324A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 日本電信電話株式会社 | 可変焦点レンズ |
-
1987
- 1987-12-01 JP JP62305067A patent/JPH01145885A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02933A (ja) * | 1988-03-25 | 1990-01-05 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| US5082343A (en) * | 1990-12-20 | 1992-01-21 | At&T Bell Laboratories | Isolated optical coupler |
| JP2010161263A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Fujitsu Ltd | 光増幅器、制御回路、および光増幅器の制御方法 |
| JP2017021324A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 日本電信電話株式会社 | 可変焦点レンズ |
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