JPH01293588A - 光増幅装置 - Google Patents
光増幅装置Info
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- JPH01293588A JPH01293588A JP12430088A JP12430088A JPH01293588A JP H01293588 A JPH01293588 A JP H01293588A JP 12430088 A JP12430088 A JP 12430088A JP 12430088 A JP12430088 A JP 12430088A JP H01293588 A JPH01293588 A JP H01293588A
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- Japan
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- optical
- light
- amplifier
- light amplifier
- optical amplifier
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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）
本発明は受光、検波機能を備えた半導体光増幅装置に関
する。
する。
（従来の技術）
光フアイバ通信システムは、その伝送媒体である光ファ
イバが低損失であること、搬送波となる光の周板数が非
常に高いことなどの利点により、長距離、大容量伝送シ
ステムとして有望であり、現在％に幹線系の情報伝送シ
ステムとしてその普及が進んでいる。光フアイバ通信シ
ステムでは、中継器間隔が従来の同軸ケーブル系に比べ
ると格段に延びた。しかしながら、それでも２０ｋｍ〜
４０胱毎に中継器が必要とされる。各中継器では、光フ
ァイバにより伝送されてきた光信号をアバランシェ・フ
ォト・ダイオード（ＡＰＤ）などで受光して電気信号に
変換し、この電気信号を波形整形した後に、再度光源で
ある半導体レーザをその電気信号で変調して光信号を生
成し、光ファイバによりその光信号を次の中継器に向け
て送る。この様に、従来の中継器では、その中に受光部
、送信部及び波形整形回路が繰み込まれているから、構
成が複雑なうえ、かなり高価なものとなっていた。
イバが低損失であること、搬送波となる光の周板数が非
常に高いことなどの利点により、長距離、大容量伝送シ
ステムとして有望であり、現在％に幹線系の情報伝送シ
ステムとしてその普及が進んでいる。光フアイバ通信シ
ステムでは、中継器間隔が従来の同軸ケーブル系に比べ
ると格段に延びた。しかしながら、それでも２０ｋｍ〜
４０胱毎に中継器が必要とされる。各中継器では、光フ
ァイバにより伝送されてきた光信号をアバランシェ・フ
ォト・ダイオード（ＡＰＤ）などで受光して電気信号に
変換し、この電気信号を波形整形した後に、再度光源で
ある半導体レーザをその電気信号で変調して光信号を生
成し、光ファイバによりその光信号を次の中継器に向け
て送る。この様に、従来の中継器では、その中に受光部
、送信部及び波形整形回路が繰み込まれているから、構
成が複雑なうえ、かなり高価なものとなっていた。
近年、構成が簡単で、低価格な光中継器の実現をめざし
て、そのキーデバイスである半導体光増幅器が開発され
ている。半導体光増幅器は、基本的には半導体レーザと
同一構造を成しているが、端面反射率を低減することに
よって、し／−ザ発撮を抑制している点が特徴である。
て、そのキーデバイスである半導体光増幅器が開発され
ている。半導体光増幅器は、基本的には半導体レーザと
同一構造を成しているが、端面反射率を低減することに
よって、し／−ザ発撮を抑制している点が特徴である。
一方の端面から入射した光は、素子内部の利得により、
出射端面側においては、約２０ｄＢ程度増幅されて出射
する。
出射端面側においては、約２０ｄＢ程度増幅されて出射
する。
光増鴇器を使っ走光中継器では、電気回路として光増幅
器にＤＣバイアスを加える回路だけが必要とされるから
、従来のものに比べるとはるかにコストは低減される。
器にＤＣバイアスを加える回路だけが必要とされるから
、従来のものに比べるとはるかにコストは低減される。
（発明が解決しようとする課題）
しかし７ながら、この光中継器の欠点は、前段の光中継
器から送られて来た光信号を検波する機能がない点であ
る。長距離にわたる光通信システムでは、その一箇所に
おいて故障が生じたとき、その故障箇所を探る機能が不
可欠である。その故障箇所を知るには、各光中継器にお
いて前段光中継器からの信号をモニタする検波機能が必
要となる。
器から送られて来た光信号を検波する機能がない点であ
る。長距離にわたる光通信システムでは、その一箇所に
おいて故障が生じたとき、その故障箇所を探る機能が不
可欠である。その故障箇所を知るには、各光中継器にお
いて前段光中継器からの信号をモニタする検波機能が必
要となる。
光増幅器を用いた従来方式の光中継器においても、光増
幅器の直前に光分岐回路を用いて光を分岐し、分肢され
た光を受光器によって検波すれば、前述の様な問題は回
避されるが、この方式では光増幅器に入射される光量が
減少するから、システムのパワーマージンが小さくなる
ほか、光受光素子が必要となるなどの欠点がある。
幅器の直前に光分岐回路を用いて光を分岐し、分肢され
た光を受光器によって検波すれば、前述の様な問題は回
避されるが、この方式では光増幅器に入射される光量が
減少するから、システムのパワーマージンが小さくなる
ほか、光受光素子が必要となるなどの欠点がある。
本発明の目的は、上述の問題を解決すべく、光検波機能
をも備えた光増襦装置を提供することにある。
をも備えた光増襦装置を提供することにある。
（課題を解決するだめの手段）
前述のＳ題を解決するために本発明が提供する光増幅装
置は半導体ダブルヘテロ構造を有する導波型光増幅器と
、この光増幅器を定電流駆動する電気回路と、前記光増
幅器に入力した光信号に応じて微小に変化する前記光増
幅器の端子間電圧をモニタする検波回路とを備えてなる
。
置は半導体ダブルヘテロ構造を有する導波型光増幅器と
、この光増幅器を定電流駆動する電気回路と、前記光増
幅器に入力した光信号に応じて微小に変化する前記光増
幅器の端子間電圧をモニタする検波回路とを備えてなる
。
（作用）
半導体ダブルヘテロ構造光増幅器は一般に定電流駆動さ
れる。この光増幅器に光入力があると、素子内において
キャリアの誘導再結合が誘起さハ、活性層内のキャリア
密度は減少する。この時活性層内の擬フエルミレベルが
低下することにより、光増幅器の端子間電圧が光入力の
振幅に応じてわずかに減少する。この端子間電圧の微弱
な変化をモニタすることにより、単一の光増幅器におい
て、光の増幅と受光との２つの機能を引き出すことがで
きる。但し、共振型の光増幅器では、共振波長と入射光
波長の位置関係によっても端子間電圧が変化するから、
本発明による光増幅装置では非共撮型の導波型光増幅器
を用いている。
れる。この光増幅器に光入力があると、素子内において
キャリアの誘導再結合が誘起さハ、活性層内のキャリア
密度は減少する。この時活性層内の擬フエルミレベルが
低下することにより、光増幅器の端子間電圧が光入力の
振幅に応じてわずかに減少する。この端子間電圧の微弱
な変化をモニタすることにより、単一の光増幅器におい
て、光の増幅と受光との２つの機能を引き出すことがで
きる。但し、共振型の光増幅器では、共振波長と入射光
波長の位置関係によっても端子間電圧が変化するから、
本発明による光増幅装置では非共撮型の導波型光増幅器
を用いている。
（実施例）
以下に本発明による光増幅装置の実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図に本発明の−・実施例である光増幅装置の構成を
示す。この実施例に入力される光信号の波長帯は１．５
５μｍである。半導体ダブルヘテロ構造を有する導波型
光増幅器１のｎ型半導体側の電極はグランドに接続され
、ｐ型半導体側の電極は抵抗■％及びインダクタンスＬ
を介して定電流源回路２に接続されている。光増幅器１
には順方向の直流バイアス（約５３ｍＡ）が印加されて
いる。また、ｐ型半導体側電極は容量Ｃを介して増幅器
４に接続され、更に増唱器４の出力は検波回路３に入力
される。光増幅器１への光入力信号（波長１，５５μｍ
）Ｐｉｎは光増幅器ＩＫより約２０ｄＢ増幅され、光出
力信号Ｐ。ｕｔとして反対側の端面から出射される。
示す。この実施例に入力される光信号の波長帯は１．５
５μｍである。半導体ダブルヘテロ構造を有する導波型
光増幅器１のｎ型半導体側の電極はグランドに接続され
、ｐ型半導体側の電極は抵抗■％及びインダクタンスＬ
を介して定電流源回路２に接続されている。光増幅器１
には順方向の直流バイアス（約５３ｍＡ）が印加されて
いる。また、ｐ型半導体側電極は容量Ｃを介して増幅器
４に接続され、更に増唱器４の出力は検波回路３に入力
される。光増幅器１への光入力信号（波長１，５５μｍ
）Ｐｉｎは光増幅器ＩＫより約２０ｄＢ増幅され、光出
力信号Ｐ。ｕｔとして反対側の端面から出射される。
一方、光増幅器１の端子間電圧は入力された光信号に応
じて微小な変化をする。その変化の程度は平均入力光レ
ベルが−２Ｃ１９ｍ程度の時、数１００μｖ〜数ｍＶ程
度である。この微弱なパルス信号を増幅器４により増幅
し、検波回路３により検波することにより、送信されて
きた光信号をモニタすることができる。
じて微小な変化をする。その変化の程度は平均入力光レ
ベルが−２Ｃ１９ｍ程度の時、数１００μｖ〜数ｍＶ程
度である。この微弱なパルス信号を増幅器４により増幅
し、検波回路３により検波することにより、送信されて
きた光信号をモニタすることができる。
第１図実施例において、光信号を検波した時のエラーレ
ート特性を評価したところ、時間平均入力光レベ／’
２５ｄＢｍ伝送速度５６５ｎｂ／Ｓにおいて、エラー
レート１ ｏ−１１以下の良好々結果が得られた。
ート特性を評価したところ、時間平均入力光レベ／’
２５ｄＢｍ伝送速度５６５ｎｂ／Ｓにおいて、エラー
レート１ ｏ−１１以下の良好々結果が得られた。
第２図には、上記光増幅装置に使用した光増幅器１の構
造図を示す。この光増幅器１の構成をその製作工程とと
もに説明する。この光増幅器の製作においては、ｎ型Ｉ
ｎＰ基板１１の上にｎ型ＩｎＰバッファ層１２（厚さ３
μｍ）、波長組成Ｌ６μｍのノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層１３（厚さｏ４μｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層１
４（厚さ１μｍ）を１１にＭ （１−ＶＰＥ成長法によ
り形成したダブル・＼テロ構造半導体に、活性層１３よ
りも深い２本の平行な溝１５とそれによって挾まれる幅
１５μｍのメサストライプ）６を形成した後、メサスト
ライプ１６の上部を除いた全面にｐ−型ＩｎＰ電流電流
クロッ２層１７．ｎ型ｎ Ｐ電流ブロック層１８を、史
にｎ型ＩｎＰ電流ブロック層１８の上部及びメサストラ
イプ１６の上部全面にｐ型ＩｎＰ埋め込み層１９及びｐ
＋梨型１ｎＧａＡｓＰキヤプ層２０を順にＬＰＥ結晶成
長法に工り結島成長した。各層の厚では、ＸＦ坦部にお
いてｐ型ＩｎＰ電流ブロック闇１７が１μｎ］、ｎ型１
、ｎＰ＠流ブＤツク層１８が０．８μｍｓｐ型Ｉ ｎ
、Ｐ埋、り込み層１９が１．５μｍ、 ｌ）＋型Ｉ ｎ
ＧａＡ ｓ Ｐ キ・ｖ ノブ層２０が０５μＩｎであ
る。更にｐ＋型Ｉｎ（）ａ、ＡｓＰギャップ層２０の上
にＣｒ／ Ａ ｕからなるｎ側電極２１を、ｎ型ＩｎＰ
基板１１の下にはＡｕ（）ｅＮｉからなるｎ側電極２２
を蒸着法により形成した。素子長が３００μｍになるよ
うに弁開によって形成したメサストライプ１６とは垂直
な２つの端面には８ｉＮ膜２３をプラズマｃ Ｖ Ｉ）
法により形成す、ことにより、端面反射率を０１チ以下
にまで抑制した。この端面への無反射コーティングによ
り、導波型の光増幅器１が得られる。
造図を示す。この光増幅器１の構成をその製作工程とと
もに説明する。この光増幅器の製作においては、ｎ型Ｉ
ｎＰ基板１１の上にｎ型ＩｎＰバッファ層１２（厚さ３
μｍ）、波長組成Ｌ６μｍのノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層１３（厚さｏ４μｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層１
４（厚さ１μｍ）を１１にＭ （１−ＶＰＥ成長法によ
り形成したダブル・＼テロ構造半導体に、活性層１３よ
りも深い２本の平行な溝１５とそれによって挾まれる幅
１５μｍのメサストライプ）６を形成した後、メサスト
ライプ１６の上部を除いた全面にｐ−型ＩｎＰ電流電流
クロッ２層１７．ｎ型ｎ Ｐ電流ブロック層１８を、史
にｎ型ＩｎＰ電流ブロック層１８の上部及びメサストラ
イプ１６の上部全面にｐ型ＩｎＰ埋め込み層１９及びｐ
＋梨型１ｎＧａＡｓＰキヤプ層２０を順にＬＰＥ結晶成
長法に工り結島成長した。各層の厚では、ＸＦ坦部にお
いてｐ型ＩｎＰ電流ブロック闇１７が１μｎ］、ｎ型１
、ｎＰ＠流ブＤツク層１８が０．８μｍｓｐ型Ｉ ｎ
、Ｐ埋、り込み層１９が１．５μｍ、 ｌ）＋型Ｉ ｎ
ＧａＡ ｓ Ｐ キ・ｖ ノブ層２０が０５μＩｎであ
る。更にｐ＋型Ｉｎ（）ａ、ＡｓＰギャップ層２０の上
にＣｒ／ Ａ ｕからなるｎ側電極２１を、ｎ型ＩｎＰ
基板１１の下にはＡｕ（）ｅＮｉからなるｎ側電極２２
を蒸着法により形成した。素子長が３００μｍになるよ
うに弁開によって形成したメサストライプ１６とは垂直
な２つの端面には８ｉＮ膜２３をプラズマｃ Ｖ Ｉ）
法により形成す、ことにより、端面反射率を０１チ以下
にまで抑制した。この端面への無反射コーティングによ
り、導波型の光増幅器１が得られる。
こうして得られた光増Ｉｆｉ器１に１喰方向直流ＷＬ流
を流したところ、注入電流５０ｍＡのとき、−３０ｄＢ
ｍの光入力Ｐｉｎに対し７、約２５ｄＦｌの増幅率が得
られた。
を流したところ、注入電流５０ｍＡのとき、−３０ｄＢ
ｍの光入力Ｐｉｎに対し７、約２５ｄＦｌの増幅率が得
られた。
なお、第１図にｌゴ、光増幅）（Ｋ１とり、−７、第２
図Ｋ 示Ｌ ｆｃり゛プル・′７ヤンネル・ブラ“ン
−・ベリノド・ペテロ（、ＤＣ−ＰＢＨ，）ｍ造光増幅
器を用いた実施例を示したが、本発明（て−よる光増幅
装置に使用する光増幅′Ｉ５１とし７ては、半導体ダブ
ルヘゲ１τ構造を基本としたものであれば他の構造のも
の−Ｃもよく、例えば、ＢＨ溝構造７ｔはリッジ（Ｒｉ
ｄｇｃ）構造であってもよい。壕々本発明の実施例では
、波長１５５μｍの光信上を増幅するイ、増幅装置につ
いて述べ六が、他の波長帯においても本発明は有効であ
り、例えば、波長１．３１１ｍ帯に句しては光増幅器１
の活性層１３の波長組成を１３５μｍに設定すればよい
。
図Ｋ 示Ｌ ｆｃり゛プル・′７ヤンネル・ブラ“ン
−・ベリノド・ペテロ（、ＤＣ−ＰＢＨ，）ｍ造光増幅
器を用いた実施例を示したが、本発明（て−よる光増幅
装置に使用する光増幅′Ｉ５１とし７ては、半導体ダブ
ルヘゲ１τ構造を基本としたものであれば他の構造のも
の−Ｃもよく、例えば、ＢＨ溝構造７ｔはリッジ（Ｒｉ
ｄｇｃ）構造であってもよい。壕々本発明の実施例では
、波長１５５μｍの光信上を増幅するイ、増幅装置につ
いて述べ六が、他の波長帯においても本発明は有効であ
り、例えば、波長１．３１１ｍ帯に句しては光増幅器１
の活性層１３の波長組成を１３５μｍに設定すればよい
。
（発明の効果）
本発明による光増幅装置においては、光増幅器単体で光
信号の増幅及び受光の機能を兼備えているから、従来の
光中継器等に比べ構成が簡単で安価な光中継器を構成す
ることができる。また、信頼性の面においても、構成が
複雑な従来のものに比べ、本発明による光増幅装置を使
用した光中継器では良好な結果が期待される。
信号の増幅及び受光の機能を兼備えているから、従来の
光中継器等に比べ構成が簡単で安価な光中継器を構成す
ることができる。また、信頼性の面においても、構成が
複雑な従来のものに比べ、本発明による光増幅装置を使
用した光中継器では良好な結果が期待される。
第１図は本発明による光増幅装置の構成を示す図、第２
図は第１図実施例に用いる光増幅器の一具体例を示す斜
視図である。 図において、１は光増＠器、２は定電流源回路、３は検
波回路、４はＡＭＰ、１１はｎ型ＩｎＰ基板、１２はｎ
型ＩｎＰバッファ層、１３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、１
４はｐ型ＩｎＰクラッ・ド層、１５は溝、１６はメサス
トライプ、１７はｐ型ＩｎＰｔ流ブロック層、１８はｎ
型ＩｎＰブロック層、１９はｐ型ＩｎＰ埋め込み層、２
０はｎ型１． ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐキャラプ層、２
１．２２は電極、２３はＳｉＮ膜である。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 ２足置ユ九原頭踏 ｆ ノ ２２宅極 ３ｓｒＮ
図は第１図実施例に用いる光増幅器の一具体例を示す斜
視図である。 図において、１は光増＠器、２は定電流源回路、３は検
波回路、４はＡＭＰ、１１はｎ型ＩｎＰ基板、１２はｎ
型ＩｎＰバッファ層、１３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、１
４はｐ型ＩｎＰクラッ・ド層、１５は溝、１６はメサス
トライプ、１７はｐ型ＩｎＰｔ流ブロック層、１８はｎ
型ＩｎＰブロック層、１９はｐ型ＩｎＰ埋め込み層、２
０はｎ型１． ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐキャラプ層、２
１．２２は電極、２３はＳｉＮ膜である。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 ２足置ユ九原頭踏 ｆ ノ ２２宅極 ３ｓｒＮ
Claims (1)
- 半導体ダブルヘテロ構造を有する導波型光増幅器と、こ
の光増幅器を定電流駆動する電気回路と、前記光増幅器
に入力した光信号に応じて微小に変化する前記光増幅器
の端子間電圧をモニタする検波回路とを備えることを特
徴とする光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12430088A JP2638070B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12430088A JP2638070B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 光増幅装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01293588A true JPH01293588A (ja) | 1989-11-27 |
| JP2638070B2 JP2638070B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=14881924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12430088A Expired - Lifetime JP2638070B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638070B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315587A (zh) * | 2010-06-30 | 2012-01-11 | 索尼公司 | 半导体光放大器的对准方法以及光输出装置器件 |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12430088A patent/JP2638070B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315587A (zh) * | 2010-06-30 | 2012-01-11 | 索尼公司 | 半导体光放大器的对准方法以及光输出装置器件 |
| JP2012015265A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Sony Corp | 半導体光増幅器の位置合わせ方法及び光出力装置 |
| US8917753B2 (en) | 2010-06-30 | 2014-12-23 | Sony Corporation | Alignment method of semiconductor optical amplifier and light output device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2638070B2 (ja) | 1997-08-06 |
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