JPH02167532A

JPH02167532A - 光信号の光フイルタ作用と光検出の方法と装置

Info

Publication number: JPH02167532A
Application number: JP1207762A
Authority: JP
Inventors: Nakajima Hisao; ナカジマ　ヒサオ
Original assignee: Gouvernement de la Republique Francaise
Current assignee: Gouvernement de la Republique Francaise
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1990-06-27
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: DE68910754T2; DE68910754D1; JP2940946B2; EP0356302A1; FR2635423A1; FR2635423B1; US5099350A; EP0356302B1

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は強度変調された光信号の光フィルタ作用及び光
検出の方法及び装置に関するものである。

さらに具体的にいえば、光ファイバによる通信において
、光信号が強度変調されかつ波長が多重化されていてそ
れぞれの波長が相互に極めて接近している場合、本発明
は波長デマルチプレクサと光受信器に適用される。本発
明はまた、赤外線分光法において、狭帯域検出器に適用
される。

［従来の技術］種々の波長をデマルチブレクシングする技術は、従来か
らいろいろと知られている。特に、薄層フィルタを利用
する技術、すなわち、方向性導波器結合器を利用する技
術、および回折格子を利用する技術が知られている。け
れども、前記技術のいずれも、それぞれの波長が相互に
極めて近接している場合、例えば、それぞれの波長が０
．　１ナノメートルの数倍程度しか離れていない場合、
この多重化された波長を有する光信号のデマルチブレク
シングを低いコストで実行するには適していない。

実効的には、薄層フィルタや方向性導波器結合器は光学
的に広帯域である。例えば、約７０ナノメートルの帯域
幅を有し、かつ、波長同調可能ではない。前記の（接近
した波長を）デマルチブレクシングするのに用いること
ができる回折格子は理論的には使用可能であるが、それ
を用いたデマルチプレクサは寸法が大きくかつ非常に高
価な装置となるであろう。実際、既に市販されている回
折格子デマルチプレクサは、波長選択率が０．１６３ｎ
ｍに過ぎない場合（すなわち、２つの光信号の波長が０
．１６３ｎｍ以上離れているときにのみこの２つの光信
号を分離することができる場合）でも、その寸法は８　
ｃｍである。

週期的フィルタを利用する技術、または独立したヘテロ
ゲイン検波を利用する技術を用いて、デマルチプレクシ
ングを行なうこともまた可能である。けれども、このよ
うな技術は、前記のいずれの技術も同じであるが、デマ
ルチプレクサされた光信号を電気信号に変換するのに、
高速光検出器を使用することが必要であるという欠点を
有している。

Ｈ，ＫＡＷＡＧＩＪＣＩＩＩ　、他の論文、アプライド
・フイジイクス・レターズ第５０（２）巻（１９８７年
１月１２日）６６頁〜６７頁と、Ｉｌ、　ＮＡＫＡＩＩ
ＭＡ名の論文、ＥＣ０Ｃ８７コンファレンス、１２１頁
〜１２４頁とに、前記デマルチプレクシングを実施する
のに適切な技術が具体的に開示されている。

この技術は共振形半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ。

ｓｅｍ＋ｃｏｎｄｕｃｌｏｒ　ｌａ＋ｅ＋　ａｍｐｌｉ
ｌｉｕ　）を使用する。

この増幅器はフアブリ・ペロ形増幅器、または分布形フ
ィードバック（Ｄ　Ｆ　ＢＸｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆ
ｅｅｄｂａｃｋ　）増幅器であることができる。このよ
うな装置は波長同調可能フィルタであって、太きな光学
利得を有する。したがって、この装置は増幅器および光
フィルタの両方として用いることができる。

けれども、共振形半導体レーザ増幅器はまた、光信号を
電気信号に変換する高速光検出器に接続することが必要
である。

［発明の目的と要約］本発明の目的は前記欠点を解決した方法と装置をうるこ
とである。

まず本発明は、直線偏光であって強度が変調されていて
情報を伝送している、光信号の光フィルタ作用と光検出
の方法に関するものである。この方法では、光信号は少
なくとも工っの共振形半導体レーザ増幅器の活性層の近
傍に入射し、そしてこの共振形半導体レーザ増幅器はそ
の閾値電流以下に偏極（ｐｏｌａ「１ｚａｔｉｏｎ）　
しており、そして少なくとも１つの共振波長が光信号の
うちの少なくとも１つの光信号の波長に一致するように
調整され、そしてこの光信号だけがこの増幅器によって
増幅される。このことにより、この光信号の偏向方向と
活性層との間の角度が小さい時、増幅された光信号が有
する情報をこの増幅器の端子の間に電気信号の形でうろ
ことができる。

「活性層の方向」とは、増幅器の端面のうちで光信号が
到達する側の端面を見た場合、この活性層の断面で定め
られる方向を意味するものである。

これらの光信号は、ディジタル信号またはアナログ信号
であることができる。さらに、この光信号の大きさは低
レベルであることができる。例えば、光ファイバによっ
て伝送される光信号の強度の程度に小さい、すなわち、
数マイクロワットまたはそれよりさらに小さいことがで
きる。けれども、光信号がアナログ信号である時、光信
号の強度は、増幅器が飽和しないために、低レベルでな
ければならない。

このように本発明では、使用される増幅器から電気信号
が直接にえられる。この増幅器は光学帯域フィルタおよ
び波長同調可能高速光検出器の両方として用いられる。

この光検出器・フィルタは入射する光信号の偏光方向に
敏感である。すなわち、この光信号の偏光方向と活性層
の方向との間の角度が小さい時、増幅された光信号が有
する情報が電気信号に大きな効率で変換される。この変
換効率は、この角度がゼロである時に最大となり、そし
てこの角度が９０度である時にゼロとなる。

本発明では、約０．０４ｎ＋＋＋の波長選択度をうろこ
とができ、および電気的帯域幅は４００Ｍ＋−１２以上
であるまたはさらに数ＧＨｚであることができ、および
光検出感度は約１０００Ｖ／Ｍ　（２ＯＡ／Ｗ）である
ことができる、すなわち、ゲルマニウムのアバランシェ
光検出器の光検出感度より明らかに大きい感度をうろこ
とができる。さらに、本発明の装置は小形に作成するこ
とができる。例えば、この装置は幅が０．４ｍｍ、高さ
が０．１ｍｍ。

長さが０．２５ｍｍの大きさであることができる。

共振波長は、この増幅器の温度を調節することによって
、およびまたはこの増幅器の偏極電流の強度を調節する
ことによって、調節することができる。本発明では、増
幅器の温度を１度変えた時に共振波長を約０．１４ｎｍ
変えることができ、および増幅器の偏極電流を１ｍＡ変
えた時に共振波長を約０．０９ｎｍ変えることができる
。

この増幅器はフアブリ・ペロ形であることができるが、
分布形共振器の形式であることが好ましい。実際、分布
形共振器の方式の装置は単一共振波長のみを有しており
、そしてこのことにより、フアブリ・ペロ形増幅器より
も広い波長領域にわたって同調をうろことができる。さ
らに、分布形共振器の増幅器はフアブリ・ペロ形増幅器
よりも大きな波長選択率を有］７、そして小さな波長帯
域を有する光フィルタを構成するのに非常に適切な増幅
器である。

本発明はまた、少なくとも１つの共振波長を有し、かつ、その活性層の
近傍に光信号が入射する、少なくとも１つの共振形半導
体レーザ増幅器と、前記増幅器を閾値電流以下に偏極（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）する装置と、前記光信号
のうちの少なくとも１つの光信号の波長と前記増幅器の
共振波長とを一致させて前記光信号だけが前記増幅器に
よって増幅されるように前記増幅器の共振波長を調整す
る装置と、前記光信号の偏光方向と前記活性層の方向と
の間の角度が小さい時前記増幅器の端子の間に存在する
電圧を検出して増幅された前記光信号が有している情報
を電気信号の形でうるための装置と、を有する、情報を
伝送するために強度変調されかつ直線偏向である前記光
信号のフィルタ作用と光検出のための装置をうろことを
目指している。

本発明の装置のＩつの具体的な実施例では、前記共振形
半導体レーザ増幅器は１個であり、かつ、前記共振形半
導体レーザ増幅器は複数個の強度変調されかつ直線偏光
の光信号を受け取る。前記光信号のそれぞれの波長は相
互に異なり、そして前記増幅器の前記共振波長が前記光
信号のうちの１つの光信号の波長と一致した時これらの
前記光信号が融合しうる偏光方向を有している。

この場合に、前記光信号のそれぞれの偏光方向が前記増
幅器の前記活性層の方向に平行であることが好ましい。

さらに別の具体的な実施例では、本発明の装置はＮ個の
共振形半導体レーザ増幅器を有し、Ｎ個の前記共振形半
導体レーザ増幅器のおのおのがＮ個の強度変調された直
線偏光光信号を受け取る。

前記光信号のそれぞれの波長が相互に異なり、Ｎ個の前
記増幅器のおのおのの共振波長が前記光信号のＮ個の波
長のそれぞれに一致しうるように前記Ｎが少なくとも２
に等しい整数である。

この場合には、Ｎ個の前記増幅器のそれぞれの活性層が
平行であり、およびＮ個の前記光信号のそれぞれの偏光
方向が相互に平行であり、そしてＮ個の前記増幅器のそ
れぞれの活性層の方向がこれらの偏光方向に平行である
。

さらに別の具体的な実施例では、本発明の装置は２個の
共振形半導体レーザ増幅器を有し、２個の前記共振形半
導体レーザ増幅器の活性層が相互に垂直であり、２個の
前記共振形半導体レーザ増幅器のおのおのが同じ波長を
有する２個の強度変調された直線偏光光信号を受け取る
。これらの前記光信号のそれぞれの偏光方向が相互に垂
直であり、そして前記光信号のうちの１つの光信号が前
記増幅器のうちの１つの増幅器の活性層の方向に平行で
あり、そして前記増幅器のおのおの共振波長が同じ前記
波長に一致した時２個の前記増幅器によって２個の前記
光信号がそれぞれ検出される。

２個の前記光信号は独立であることができる、またはデ
ィジタル信号であることまたはアナログ信号であること
および相互に相補的であることができる。この場合また
、本発明の装置は減算装置を有し、そしてこの減算装置
の出力に、前記増幅器に送られてくるそれぞれの電気信
号の間の差に等しい電気信号かえられる。

さらに別の具体的な実施例では、本発明の装置は２個の
共振形半導体レーザ増幅器と、加算装置を有する。２個
の前記共振形半導体レーザ増幅器の活性層は相互に垂直
であり、および２個の前記共振形半導体レーザ増幅器の
おのおのが同じ光信号を受け取り、前記光信号が与えら
れた波長を有しおよび直線偏光でかつ強度変調されてお
り、前記光信号の偏光方向が前記増幅器のうちの１つの
増幅器の活性層の方向に平行である。２個の前記増幅器
のおのおのの共振波長が前記与えられた波長に一致する
時、２個の前記増幅器によってえられるそれぞれの電気
信号を前記加算装置が加算し、前記同じ光信号が有して
いる情報が前記加算装置の出力において電気信号の形で
えられる。

［実施例］本発明は、いくつかの実施例についての添付図面を参照
しながらの下記説明により、より容易に理解することが
できるであろう。下記実施例は例示のためのものであっ
て、本発明がそれらに限定されることを意味するもので
はない。

第１９図は本発明の原理を示した概要図である。

本発明においは、共振形半導体レーザ増幅器が用いられ
る。例えば、この増幅器は分布形フィードバック方式の
増幅器であり、分布形フィードバック・レーザ・ダイオ
ードと呼ばれている。このレーザ・ダイオードの１つの
端子は固定されたコネクタ４によって接地される。この
コネクタは例えば銅で作成することができ、このコネク
タの上にダイオードが配置される。このダイオードのも
う１つの端子に電源６が接続されていてそれに定電流Ｉ
ｂが供給されるが、この電流が閾値電流以下である限り
、このダイオードは偏極（ｐｏｌａ＋１ｚａｔｉｏｎ）　Ｌ、ている。レーザ・
ダイオード２は１つの共振波長１１ｏを有していて、共
振増幅器として動作する。波長ｌｏは、（電源６を調節
することによって）この増幅器の分極電流１ｂを変える
ことにより、または例えばペルチェ素子８のような熱電
素子によってこの増幅器の温度を変えることにより、調
整することができる。この熱電素子８は固定されたコネ
クタ４と熱的に接触して配置される。さらに、熱電素子
８の制御を行なう自動制御回路１０によって、この温度
をほぼ一定に保つことができる。制御回路１ｏは、固定
されたコネクタ４と熱的に接触した、例えばサーミスタ
のような、温度センサ（図示されていない）を有してい
る。

Ａ’ｏの調節は、レーザ・ダイオードの温度とレーザ・
ダイオードの偏極（ｐｏｌａ＋１ｘａｔｉｏｎ）の電流
との両方によって実行することもできる。

レーザ・ダイオード２のＴつの端面、すなわち、入力端
面に、光信号が送り込まれる。入力端面は被覆体１２で
被覆されることが好ましい。送り込まれるこの光信号の
波長はｌであって、その強度はｌｌ（ｔ）で変調されて
いる。（すなわち、その強度が指定された方式で時間的
に制御されて変動している。）さらに具体的にいえば、
これらの光信号は入力端面に垂直に入射し、モしてレー
ザ・ダイオード２の活性層１４のすぐ近くに入射する。

さらに、これらの光信号は直線偏光した光であり、そし
てその偏光方向は活性層１４の方向に平行である。

Ａｇｏを変えることができる領域が信号の波長１を含む
ようにレーザ・ダイオード２を選定すれば、ｌｏを調節
することにより、ｌと一致させることが可能である。

レーザ・ダイオードの入力のところに光が入ってくると
、レーザ・ダイオードの端子間の電圧■は、光がない時
のＶの値よりも小さくなる。■の値のこの減少量は、光
強度が弱い場合、光の強度に比例する。この効果は、ｌ
がｌＯにほぼ等しいときにのみ見られる。

この電圧変化をある時間間隔にわたって検出することに
より、強度変調を受けた光信号の形でレーザ・ダイオー
ド２の中に送り込まれた情報を、電気信号の形でうろこ
とができる。

さらに、偏極電流Ｉｂがレーザ・ダイオードの閾値電流
の付近にある場合、この電圧の減少ははるかに大きくな
ることが知られている。

光の偏向方向が活性層の面からずれた場合には、この効
果が小さくなることもわかっている。この効果は光信号
の偏光方向に敏感である。

定電流の供給と電圧■の検出はＴ偏極装置１６王９によって実行することができる。Ｔ偏極装置１６は、従
来、誘導性抵抗器１６とコンデンサ２０とで構成される
。誘導性抵抗器１６とコンデンサ２０の共通接続点は、
レーザ・ダイオード２のアース側でない前記もう１つの
端子に接続される。誘導性抵抗器１８の他の端子は電源
６に接続され、そしてコンデンサ２０の他の端子には受
信されるべき電圧■の信号を生ずる。この信号は従来の
装置によって処理される。

第１Ａ図は、分布形フィードバック・レーザ・ダイオー
ド２が、フアブリ・ペロ共振形半導体レーザ増幅器（こ
の半導体レーザ増幅器は被覆体を有していない）によっ
て置き換えられた場合の概要図である。この増幅器は、
その共振波長１１ｔの１つを変えることができる領域が
ｌを含むように選される。すなわち、ｌ「を調節するこ
とにより、ｌと一致させることができるように選定され
る。

第２図は本発明を適用した光受信器の実施例の概要図で
あ。この受信器は、この分布形フィードバック・レーザ
・ダイオードの広い電気的透過帯域と共に、適切に偏極
した分布形フィードバック・レーザ・ダイオードによっ
て構成される光学フィルタの波長の同調可能性を利用し
ている。したがって、この受信器は、複数個の高フロー
・チャンネルから１つの伝送チャンネルを選定すること
を可能にする。各チャンネルにはそれ自身の光波長が割
り当てられる。これらのチャンネルの波長は約３ナノメ
ートルの領域にわたって分布しており、隣り合っている
２つの波長の間隔は０．１ナノメートルの数倍であるこ
とができる、したがって、少なくとも１０チヤンネルま
たはそれ以上を有することができる。第２図の実施例は
２チヤンネルの場合を示したものである。

第２図で概略的に示されている受信器は、２チヤンネル
の中から１つのチャンネルを選定することができる。こ
の２チヤンネルのそれぞれの波長は１１およびＩ２で示
されており、そしてこれらの波長は極めて接近している
。

波長１１（および１２）を有する光信号は直線偏光であ
り、そしてｌ１１（ｔ）（およびＩ／２（ｔ））で示さ
れたこれらの光信号の強度が変調され、そして分布形フ
ィードバック・レーザ・ダイオード２４（および２６）
によって放射される。

レーザ・ダイオードの偏極電流はわずかに変調される。

第２図には、定電流発生器２８（および３０）と、発振
器３２（および３４）が示されている。レーザ・ダイオ
ード２４（および２６）のこの偏極電流はＴ偏極装置３
６（および３８）によって変調されることが可能である
。このＴ偏極装置はダイオード２４（および２６）に抵
抗器４０（および４２）によって接続され、それにより
、インピーダンスを適合化することができる。

ダイオード２４（および２６）によって放射された光は
、適切な光学装置４４（および４６）によって、平行光
ビームに変換される。このようにしてえられた２つの光
ビームは出力半透明板４８に入射し、そこで単一光ビー
ムになる。この単一光ビームの中では、波長１１と波長
１２の２つの光信号が混合する。この単一光ビームの中
で光信号の偏光方向が同じになるように、ダイオード２
４とダイオード２６が配置される。この単一光ビームは
、ファラデ光学アイソレータ５０と、半波長板５２と、
顕微鏡レンズ５４とを通って、分布形フィードバック・
レーザ・ダイオード２の入力端面に入射する。ファラデ
光学アイソレータ５０は、ダイオード２がダイオード２
４およびダイオード２６と「後方結合」しないようにす
るための装置である。半波長板５２は、２つの光信号の
偏光方向を、光信号がアイソレータ５０に入る前の状態
に戻すためのものである。１１と１２が相互に非常に近
接しているので、実効的に１つの波長に対する装置を用
いることができる。レーザ・ダイオード２の活性層がこ
れらの光信号に共通する偏光方向に配置されるように、
かつ、この単一光ビームがこのダイオードの活性層の近
傍に入射するように、レーザ・ダイオード２が配置され
る。

さらに、このダイオードはその閾値電流以下に偏極して
いる。

説明をわかりやすくするために、しかしそれに限定され
ることを意味するものではないが、レーザ・ダイオード
２は次の特性を有する。グリッド・ピッチ−０，４６マ
イクロメードル、グリッド・シーケンス−０，２、結合
係数−約５０ｃｍ−１２０℃における閾値電流＝４２．
　３ｍＡ。

レーザ・ダイオード２の温度は、ペルチェ素子とそれに
接続された自動制御回路１０によって、例えば約２０℃
に、安定して保持される。レーザ・ダイオード２４とレ
ーザ・ダイオード２６の温度を、同じように安定して保
持することもできる。

レーザ・ダイオード２の端子間の電圧■に対応する信号
がＴ偏極装置１６によってえられ、そして増幅器５６に
よって増幅された後、高周波スペクトル・アナライザ５
８に送られる。増幅器５６は、例えば、利得が３２ｄＢ
の広帯域増幅器（０，０１Ｇ）ＩＺ　〜２Ｇｌ（ｚ　）
である。

レーザ・ダイオード２４およびレーザ・ダイオード２６
は、例えば、１１−１２が０．１３ナノメートル（Ｉ↓
＝１５Ｃ１５ｎｍおよびＩ２１５０５．１３ｎｍ）に等
しく、モして１１（および／２）に対する変調周波数は
、例えば、２８０ＭＨｚ　　（および３４７ＭＨ２）で
ある。

レーザ・ダイオード２の活性層の近傍に混合された光信
号が入射した時、このレーザ・ダイオード２の偏極電流
は３８ｍＡに調整され、その共振波長１１ｏがレーザ・
ダイオード２４の波長１１に同調される。この場合、レ
ーザ・ダイオード２４からえられる２８０ＭＨｘ信号は
スペクトル・アナライザで明確に観察される。（レーザ
・ダイオード２６の）チャンネル２から（レーザ・ダイ
オード２４の）チャンネル１への一１１ｄＢのダイアフ
ォニが観測される。（第３Ａ図をみよ。）次に、レーザ
・ダイオード２の偏極電流を３９．４ｍＡに調整するこ
とにより、このレーザ・ダイオード２の共振波長はレー
ザ・ダイオード２６（Ａ！２’）の波長に同調する。こ
の時、レーザ・ダイオード２６に対応する３　４７　Ｍ
Ｈ２信号はアナライザ５８で観察される。この場合、チ
ャンネル１からチャンネル２への一１５ｄＢのダイアフ
オニが観測される。

第４図は、本発明をＮチャンネルを有する波長デマルチ
プレクサに適用した実施例の概要図である。これらのＮ
チャンネルは光信号にそれぞれ対応し、それぞれは異な
る波長ＬＬ、　　Ｌ２．・・Ｌｉ、・・、ＬＮを有する
。これらの強度変調された光信号は直線偏光でかつ平行
な偏光方向を有し、そして「Ｎ対１」光結合器６２によ
って単一モード光ファイバ６０に入射する。このデマル
チプレクサはＮ個の分布形共振器レーザ・ダイオードＤ
１、Ｄ２．・・・、Ｄｉ、・・・、ＤＮを有する。光フ
ァイバ６０の中の波長多重化光信号は、「１対Ｎ」結合
器６４によって、Ｎ個のレーザ・ダイオードＤ１．・・
・、ＤＮのそれぞれに分配され、そしてこれらのレーザ
・ダイオードのそれぞれの活性層（例えば、ＣＬ）の近
傍に入射する。これらの活性層は互いに平行であり、そ
して光信号の偏光方向はこれらの活性層に平行である。

もし必要ならば、結合器６４の各分枝とそれに対応する
レーザ・ダイオードとの間に、光信号の偏光状態を最初
の状態、すなわち、結合器６２に入射する前の状態にす
る装置を配置することができる。すべてのレーザ・ダイ
オードはそれらの閾値電流よりも小さい偏極電流が流れ
ており、したがって、これらのレーザ・ダイオードは増
幅器として動作し、そしてＮ個のレーザ・ダイオードの
Ｎ個の共振波長は、レーザ・ダイオードのおのおのの偏
極電流およびまたは温度に適切な作用を加えることによ
り、それぞれ、光信号のＮ個の波長に同調する。各レー
ザ・ダイオード、例えばＤｌ、はＴ偏極装置、例えばＴ
１−１を通して、定電流源、例えばｓｌ、に接続される
。おのおののレーザ・ダイオード、例えばＤｌ、の偏極
状態を調整するために、そのレーザ・ダイオードに対応
する定電流源およびまたはそのレーザ・ダイオードの温
度が調整される。

このダイオードの温度の調整は、ペルチェ素子Ｅ１とそ
れに接続された自動制御回路Ａ１−とによって行なわれ
る。

偏極装置Ｔにより、Ｎ個の光信号に対応するＮ個の電気
信号がえられる。

波長選択性がよく、かつ、光検出特性のよいデマルチプ
レクサかえられ、このデマルチプレクサが有する増幅器
、ダイオード、レーザは電気的に広帯域である。

第５図は本発明を光信号受信器に応用した実施例の概要
図である。この受信器は２個の分布形フィードバック・
レーザ・ダイオード６６および６８を有する。レーザ・
ダイオード６６（および６８）は、定電流源７０（およ
び７２）とＴ偏極装置７４（および７６）とにより、そ
の閾値電流以下に偏極している。この受信器は、良好な
光偏光応答特性と、増幅器として動作するレーザ・ダイ
オードの電気的広帯域性とを利用している。レーザ・ダ
イオード６６とレーザ・ダイオード６８は、それらの活
性層７５および７７が相互に垂直になるように配置され
る。

さらに、これらのレーザ・ダイオードのそれぞれの共振
波長は、２つの光信号に共通の波長である、ある与えら
れた値りに等しくなるように調整される。この２つの光
信号はいずれも直線偏光であり、そしてそれらの偏光方
向は相互に垂直である。これらの２つの光信号は１つの
与えられた光ビームの中で混合されており、モしてＹ結
合器７８を通して、レーザ・ダイオード６６とレーザ・
ダイオード６８のおのおのの入力端面（この人力端面ば
被覆体を有することが好ましい）に、そしてそれぞれの
レーザ・ダイオードの活性層の近傍に入射する。結合器
７８は、それぞれがレーザ・ダイオード６６とレーザ・
ダイオード６８に対向して配置された、２つの分枝を有
する。各ダイオードは、結合器の対応する分枝と同じ方
位を持って配置される。すなわち、それらの活性層は、
それぞれの信号の対応する偏光方向に平行である。

その結果、２つのダイオード６６および６８は、２つの
信号をそれぞれ選択して受信する。

このことを示すために、２つの信号のうちの１つの信号
は水平偏光であり、そして２つの信号のうちの他の１つ
の信号が垂直偏光であるとする。

レーザ・ダイオード６６の活性層は水平であるので、こ
のレーザ・ダイオード６６は水平偏光信号を選定味一方
、レーザ・ダイオード６８の活性層は垂直であるので、
このレーザ・ダイオード６８は垂直偏光信号を選定する
。

次に、Ｔ偏極装置７４（および７６）により、レーザ・
ダイオード６６（および６８）によって選定された光信
号に対応した電気信号かえられる。

したがって、第５図に示された受信器は伝送チャンネル
の数を２倍にすることがわかる。さらに、（レーザ・ダ
イオード６６とレーザ・ダイオード６８以外の）光検出
器は必要でない。

第６図は、第５図に示された受信器に比べて減算装置８
０をさらに有するという点で異なる、また別の受信器の
概要図である。この減算装置８０の２つの入力は、レー
ザ・ダイオード６６および６８から偏極Ｔ装置７４およ
び７６を通して送られてくる２つの電気信号をそれぞれ
受け取る。減算装置８０の出力には、これらの２つの電
気信号の差に等しい電気信号が現われる。さらに、同じ
波長りを有するこれらの光信号は第５図の場合には独立
であったが、いまの場合には、もはや独立な信号ではな
い。すなわち、これらの信号は相互に相補的な信号であ
り、これらの信号のうちの１つの信号が論理状態１であ
るならば、もう１−っの信号は論理状態Ｏであり、また
はその逆である。

したがって、これらの信号は同じ情報を有する。

したがって、レーザ・ダイオード６６および６８のとこ
ろに光信号が到着する前に偏光方向が工回転した時でも
、減算装置８０の出力のところでえられる情報の信号／
雑音比は大変よいことがわかる。

第７図は、第５図に示された受信器に比べて加算装置８
２をさらに有するという点で異なる、さらに別の受信器
の概要図である。この加算装置８２の２つの入力、はレ
ーザ・ダイオード６６および６８から偏極Ｔ装置７４お
よび７６を通して送られてくる２つの電気信号をそれぞ
れ受け取る。

加算装置８２の出力には、これらの２つの電気信号の和
に等しい電気信号が現われる。さらに、同じ波長りを有
する１つの光信号が（２つの信号の代りに）結合器７８
の入力に送られる。レーザ・ダイオード６６および６８
のそれぞれの活性層は相互になお垂直である。入射する
光信号は垂直価光であり、それらの偏光方向はレーザ・
ダイオード６６および６８のそれぞれの活性層の方向に
平行である。

したがって、レーザ・ダイオード６６および６８のとこ
ろに光信号が到着する前にその偏光方向が１回転をした
時でも、加算装置８２の出力のところでえられる情報の
信号／雑音比は大変よいことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第１Ａ図は本発明の原理を示した概要図、
第２図は本発明による光受信器を構成する装置の概要図
、第３Ａ図および第３Ｂ図は異なる波長を有する２つの
光信号に対し本発明による受信器で検出される出力レベ
ルのグラフ図、第４図は本発明によるＮチャンネルを有
するデマルチプレクサを構成する装置の概要図、第５図
は２つの光信号のそれぞれの偏光方向が相互に垂直であ
る本発明による光信号受信器を構成する装置の概要図、
第６図および第７図は本発明による光信号受信器を構成
する装置の概要図。［符号の説明］２、　２２．　６６、　６８゜Ｄｉ、Ｄ２．　　・・・、Ｄｌ、・・・、ＤＮ共振形半
導体レーザ増幅器６、　１６．　１Ｂ、２８，３０，３６，３８゜７０、
　７２．　７４．　７７、　　Ｓｌ、　Ｔｌ　　偏極装
置８、　１０．　　Ｅｌ、　　Ａ１共振波長調節装置減算装置加算装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１つの共振形半導体増幅器の活性層の
近傍に光信号が入射することと、前記増幅器が閾値電流
以下に偏極していることと、前記増幅器が前記光信号の
うちの少なくとも１つの光信号の波長と一致するように
調整された少なくとも１つの共振波長を有しそれにより
前記光信号のみが前記増幅器によつて増幅されることと
、前記光信号の偏光方向と前記活性層との間の角度が小
さい時前記増幅器の端子の間に存在する電圧が検出され
て増幅された前記光信号が有している情報を電気信号の
形でうることとを有し、情報を伝送するために強度変調
されかつ直線偏光である前記光信号の光フィルタ作用と
光検出の方法。
（２）請求項１において、前記増幅器の温度を調節する
ことによりおよびまたは前記増幅器の偏極電流の強度を
調節することにより前記共振波長が調整される、光信号
の光フィルタ作用と光検出の前記方法。
（３）請求項１において、前記増幅器がフアブリ・ペロ
形増幅器である、光信号の光フィルタ作用と光検出の前
記方法。
（４）請求項１において、前記増幅器が分布形フィード
バック方式の増幅器である、光信号の光フィルタ作用と
光検出の前記方法。
（５）少なくとも１つの共振波長を有しかつその活性層
の近傍に光信号が入射する少なくとも１つの共振形半導
体レーザ増幅器と、前記増幅器を閾値電流以下に偏極する装置と、前記光信
号のうちの少なくとも１つの光信号の波長と前記増幅器
の前記共振波長とを一致させて前記光信号だけが前記増
幅器によつて増幅されるように前記増幅器の前記共振波
長を調整する装置と、前記光信号の偏光方向と前記活性層の方向との間の角度
が小さい時前記増幅器の端子の間に存在する電圧を検出
して増幅された前記光信号が有している情報を電気信号
の形でうるための装置と、を有する、情報を伝送するた
めに強度変調されかつ直線偏光である前記光信号の光フ
ィルタ作用と光検出の装置。
（６）請求項５において、前記共振形半導体レーザ増幅
器が複数個の強度変調された直線偏光光信号を受け取り
、前記光信号のそれぞれの波長がすべて異なりかつ前記
増幅器の前記共振波長が前記光信号のうちの１つの光信
号の波長と一致した時これらの前記光信号が融合しうる
偏光方向を有する、光信号の光フィルタ作用と光検出の
前記装置。
（７）請求項６において、前記光信号のそれぞれの偏光
方向が前記増幅器の前記活性層の方向に平行である、光
信号の光フィルタ作用と光検出の前記装置。
（８）請求項５において、Ｎ個の共振形半導体レーザ増
幅器を有し、Ｎ個の前記共振形半導体レーザ増幅器のお
のおのがＮ個の強度変調された直線偏光光信号を受け取
り、前記光信号のそれぞれの波長が相互に異なり、Ｎ個
の前記増幅器のおのおのの共振波長が前記光信号のＮ個
の波長のそれぞれに一致しうるように前記Ｎが少なくと
も２に等しい整数である、光信号の光フィルタ作用と光
検出の前記装置。
（９）請求項８において、Ｎ個の前記増幅器のそれぞれ
の前記活性層が相互に平行でありおよびＮ個の光信号の
それぞれの偏光方向が相互に平行であり、Ｎ個の前記増
幅器のそれぞれの前記活性層の方向が前記偏光方向に平
行である、光信号の光フィルタ作用と光検出の前記装置
。
（１０）請求項５において、２個の共振形半導体レーザ
増幅器を有し、２個の前記共振形半導体レーザ増幅器の
活性層が相互に垂直であり、２個の前記共振形半導体レ
ーザ増幅器のおのおのが同じ波長を有する２個の強度変
調された直線偏光光信号を受け取り、前記光信号のそれ
ぞれの偏光方向が相互に垂直であり、前記光信号のうち
の１つの光信号の偏光方向が前記増幅器のうちの１つの
増幅器の活性層の方向に平行でありかつ前記光信号のう
ちの他の光信号の偏光方向が前記増幅器のうちの他の増
幅器の活性層の方向に平行であり、前記増幅器のおのお
のの共振波長が同じ前記波長に一致した時２個の前記増
幅器によつて２個の前記光信号がそれぞれ検出される、
光信号の光フィルタ作用と光検出の前記装置。
（１１）請求項１０において、２個の前記光信号が独立
である、光信号の光フィルタ作用と光検出の前記装置。
（１２）請求項１０において、２個の前記光信号がディ
ジタルでありかつ相互に相補的であり、かつ、前記増幅
器のそれぞれによつてえられた電気信号の間の差に等し
い電気信号を出力する減算装置をさらに有する、光信号
の光フィルタ装置と光検出の前記装置。
（１３）請求項５において、２個の共振形半導体レーザ増幅器と、加算装置とを有し
、２個の前記共振形半導体レーザ増幅器の活性層が相互に
垂直であり、２個の前記共振形半導体レーザ増幅器のお
のおのが同じ光信号を受け取り、前記光信号が与えられ
た波長を有しおよび直線偏光でかつ強度変調されており
、前記光信号の偏光方向が前記増幅器のうちの１つの増
幅器の活性層の方向に平行であり、２個の前記増幅器のおのおのの共振波長が前記与えられ
た波長に一致する時２個の前記増幅器によってえられる
電気信号を前記加算装置が加算し、前記光信号によつて
伝送されてきた情報が前記加算装置の出力に電気信号の
形でえられる、光信号の光フィルタ作用と光検出の前記装置。