JPH0373915A - 電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法 - Google Patents
電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法Info
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- JPH0373915A JPH0373915A JP20956689A JP20956689A JPH0373915A JP H0373915 A JPH0373915 A JP H0373915A JP 20956689 A JP20956689 A JP 20956689A JP 20956689 A JP20956689 A JP 20956689A JP H0373915 A JPH0373915 A JP H0373915A
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- optical modulator
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (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】
概 要
電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法に関し、
温度変動にかかわらず電界吸収型光変調器の出力波形を
一定に保つ方法の提供を目的とし、印加電圧に応じて光
吸収係数が変化する光吸収部に一定強度で発光する可変
波長型のレーザ光源からの光を入力して上記光吸収部か
ら強度変調された光を出力するようにした電界吸収型光
変調器において、上記光吸収部の光出力強度の平均レベ
ルを検出し、該平均レベルが一定となるように上記レー
ザ光源からの光の波長を制御するようにして構成する。
一定に保つ方法の提供を目的とし、印加電圧に応じて光
吸収係数が変化する光吸収部に一定強度で発光する可変
波長型のレーザ光源からの光を入力して上記光吸収部か
ら強度変調された光を出力するようにした電界吸収型光
変調器において、上記光吸収部の光出力強度の平均レベ
ルを検出し、該平均レベルが一定となるように上記レー
ザ光源からの光の波長を制御するようにして構成する。
産業上の利用分野
本発明は電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法に関
する。
する。
一般的な光通信システムにおいては、送信側で強度変調
された信号光を光ファイバ等からなる光伝送路を介して
受信側に伝送し、受信側で受信光を直接検波して伝送情
報を再生するようにしている。送信側における強度変調
は、例えばレーザ光源としてのＬＤ（半導体レーザ）の
駆動条件を変調信号に基づいて変化させることにより行
うことができるが（直接変調方式〉、変調速度の高速化
（例えば数Ｇ ｂ ／ ｓ以上）が要求されるような場
合には、一定強度で発光しているレーザ光源からの光を
レーザ光源とは別に設けられた光変調器により強度変調
するようにした外部変調方式が有利であるとされている
。外部変調方式の実施に使用する光変調器の１つに電界
吸収型光変調器があるが、この光変調器の変調特性は温
度変動によって変化するので、温度変動にかかわらず一
定の出力波形を得るようにすることが要求されている。
された信号光を光ファイバ等からなる光伝送路を介して
受信側に伝送し、受信側で受信光を直接検波して伝送情
報を再生するようにしている。送信側における強度変調
は、例えばレーザ光源としてのＬＤ（半導体レーザ）の
駆動条件を変調信号に基づいて変化させることにより行
うことができるが（直接変調方式〉、変調速度の高速化
（例えば数Ｇ ｂ ／ ｓ以上）が要求されるような場
合には、一定強度で発光しているレーザ光源からの光を
レーザ光源とは別に設けられた光変調器により強度変調
するようにした外部変調方式が有利であるとされている
。外部変調方式の実施に使用する光変調器の１つに電界
吸収型光変調器があるが、この光変調器の変調特性は温
度変動によって変化するので、温度変動にかかわらず一
定の出力波形を得るようにすることが要求されている。
従来の技術
外部変調方式の概要を第６図により説明する。
ＬＤからなるレーザ光源５２を概略一定電流で駆動して
一定強度の光出力を得、この光について外部変調器５４
において変調信号に基づいて強度変調を行うものである
。この構成によると、レーザ光源５２を一定条件で駆動
することができるので、注入電流の変動等に起因する不
安定動作が生じにく い。
一定強度の光出力を得、この光について外部変調器５４
において変調信号に基づいて強度変調を行うものである
。この構成によると、レーザ光源５２を一定条件で駆動
することができるので、注入電流の変動等に起因する不
安定動作が生じにく い。
発明が解決しようとする課題
第６図に示した外部変調器５４として使用することがで
きる電界吸収型光変調器の静特性の一例を第７図に示す
。
きる電界吸収型光変調器の静特性の一例を第７図に示す
。
縦軸は吸収係数、横軸は（Ｅｇ−ｈν）を示す。
ここで、Ｅｇはこの光変調器を構成している半導体から
なる光吸収部のバンドギャップエネルギーｈνは入射光
の光子エネルギー（ｈはブランク定数、νは入射光の振
動数〉である。なお、この静特性を表す曲線は、ｈνが
一定で、且つ、上記光吸収部への印加電圧が一定である
ときのものである。温度に応じてＥｇが異なるために、
例えば温度Ｔ、からこれよりも高い温度Ｔ’２ に変化
したときに、Ｅｇの変化にしたがって吸収係数が変化す
るものである。
なる光吸収部のバンドギャップエネルギーｈνは入射光
の光子エネルギー（ｈはブランク定数、νは入射光の振
動数〉である。なお、この静特性を表す曲線は、ｈνが
一定で、且つ、上記光吸収部への印加電圧が一定である
ときのものである。温度に応じてＥｇが異なるために、
例えば温度Ｔ、からこれよりも高い温度Ｔ’２ に変化
したときに、Ｅｇの変化にしたがって吸収係数が変化す
るものである。
第８図に電界吸収型光変調器の動特性を示す。
光出力と印加電圧の関係が温度に応じて異なるために、
例えば５４で示されるような入力波形に対して、温度Ｔ
、においては５６で示すような出力波形となり、温度Ｔ
２ においては温度Ｔ、における波形とはレベルが異な
り、しかも、デー−ティ比並びに立ち上がり及び立ち下
がりの状態が異なる出力波形５８となる。このように温
度変化に刻して出力波形、特にレベルが安定でないと、
装置の使用環境条件が限定され問題となる。
例えば５４で示されるような入力波形に対して、温度Ｔ
、においては５６で示すような出力波形となり、温度Ｔ
２ においては温度Ｔ、における波形とはレベルが異な
り、しかも、デー−ティ比並びに立ち上がり及び立ち下
がりの状態が異なる出力波形５８となる。このように温
度変化に刻して出力波形、特にレベルが安定でないと、
装置の使用環境条件が限定され問題となる。
本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、温度変動にかかわらず電界吸収型光変調器の出力波
形を一定に保つ方法の提供を目的としている。
で、温度変動にかかわらず電界吸収型光変調器の出力波
形を一定に保つ方法の提供を目的としている。
課題を解決するための手段
第１図に本発明の原理説明図を示す。
本発明方法は、印加電圧に応じて光吸収係数が変化する
光吸収部１に一定強度で発光する可変波長型のレーザ光
源２からの光を入力して上記光吸収部１から強度変調さ
れた光を出力するようにした電界吸収型光変調器におい
て、上記光吸収部１の光出力強度の平均レベルを検出し
、該平均レベルが一定となるように上記レーザ光源２か
らの光の波長を制御するようにした方法である。
光吸収部１に一定強度で発光する可変波長型のレーザ光
源２からの光を入力して上記光吸収部１から強度変調さ
れた光を出力するようにした電界吸収型光変調器におい
て、上記光吸収部１の光出力強度の平均レベルを検出し
、該平均レベルが一定となるように上記レーザ光源２か
らの光の波長を制御するようにした方法である。
なお、第１図中３で示されているのは上記制御を行うた
めの制御部である。
めの制御部である。
作 用
本発明方法においては、光吸収部１の光出力強度の平均
レベルを検出し、この平均レベルが一定となるように制
御しているので、出力波形が安定化される。一般に、光
出力強度の平均レベルが一定であるとしても、必ずしも
光出力波形のデユーティ比や立ち上がり及び立ち下がり
時間が一定であるとは限らないが、光送信機のＡＰＣ（
自動出力光強度調整〉を行う上では、光出力強度の平均
レベルを一定にすることが有効である。なお、本発明方
法において光出力強度の平均レベルが一定となるように
するためにレーザ光源２からの光の波長を制御するよう
にしているのは、第７図における温度変化にともなうＥ
ｇの変動を相殺するためにｈνを変化させることが有効
だからである。
レベルを検出し、この平均レベルが一定となるように制
御しているので、出力波形が安定化される。一般に、光
出力強度の平均レベルが一定であるとしても、必ずしも
光出力波形のデユーティ比や立ち上がり及び立ち下がり
時間が一定であるとは限らないが、光送信機のＡＰＣ（
自動出力光強度調整〉を行う上では、光出力強度の平均
レベルを一定にすることが有効である。なお、本発明方
法において光出力強度の平均レベルが一定となるように
するためにレーザ光源２からの光の波長を制御するよう
にしているのは、第７図における温度変化にともなうＥ
ｇの変動を相殺するためにｈνを変化させることが有効
だからである。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明の実施に使用することができる一体型光
半導体素子の構成国である。この一体型光半導体素子１
２は、例えばＩｎＰ基板上に動的単一モードレーザであ
るＤＦＢ−ＬＤ （分布帰還型半導体レーザ）と光吸収
部とをモノリシックに形成することにより、光吸収部１
４とレーザ光源１６とを一体化したものである。１８は
光吸収部１４とレーザ光源１６とに共通した光導波部で
あり、レーザ光源１６においては活性層に相当している
。２０は光吸収部１４及びレーザ光源１６の共通の電極
、２２は光吸収部１４に変調のための電圧を印加するた
めの電極、２４はレーザ光源１６に駆動電圧を印加する
ための電極である。光吸収部１４としては、電界吸収効
果を利用したダブルへテロ型のもの或いはＭＱＷ （多
重量子井戸〉型のものを用いることができる。
半導体素子の構成国である。この一体型光半導体素子１
２は、例えばＩｎＰ基板上に動的単一モードレーザであ
るＤＦＢ−ＬＤ （分布帰還型半導体レーザ）と光吸収
部とをモノリシックに形成することにより、光吸収部１
４とレーザ光源１６とを一体化したものである。１８は
光吸収部１４とレーザ光源１６とに共通した光導波部で
あり、レーザ光源１６においては活性層に相当している
。２０は光吸収部１４及びレーザ光源１６の共通の電極
、２２は光吸収部１４に変調のための電圧を印加するた
めの電極、２４はレーザ光源１６に駆動電圧を印加する
ための電極である。光吸収部１４としては、電界吸収効
果を利用したダブルへテロ型のもの或いはＭＱＷ （多
重量子井戸〉型のものを用いることができる。
レーザ光源１６に順方向に所定の駆動電圧を印加すると
、レーザ光源１６には駆動電流が流れ、この駆動電流に
応じた強度の前方出射光及び後方出射光が得られる。前
方出射光はレーザ光源１６と一体的に形成された光吸収
部１４に入射し、ここで変調信号に応じた吸収量で吸収
されて、強度変調された信号光として出力される。光吸
収Ｂ１４における吸収量は、光吸収部１４に印加される
逆バイアス電圧に応じて一時的に決定される。そして、
この光吸収が生じると、光吸収部１４には光電流が流れ
ることになる。
、レーザ光源１６には駆動電流が流れ、この駆動電流に
応じた強度の前方出射光及び後方出射光が得られる。前
方出射光はレーザ光源１６と一体的に形成された光吸収
部１４に入射し、ここで変調信号に応じた吸収量で吸収
されて、強度変調された信号光として出力される。光吸
収Ｂ１４における吸収量は、光吸収部１４に印加される
逆バイアス電圧に応じて一時的に決定される。そして、
この光吸収が生じると、光吸収部１４には光電流が流れ
ることになる。
第３図によりレーザ光源１６の可変波長特性を説明する
。縦軸は光出力、横軸はレーザ光源から放射された光の
波長であり、２６で示される発振スペクトルが駆動電流
等のパラメータを調整することによって適当な可変波長
範囲内で、出力レベルがほとんど変動することなしにシ
フトするものである。
。縦軸は光出力、横軸はレーザ光源から放射された光の
波長であり、２６で示される発振スペクトルが駆動電流
等のパラメータを調整することによって適当な可変波長
範囲内で、出力レベルがほとんど変動することなしにシ
フトするものである。
第４図は光吸収部１４の特性の一例を示すグラフであり
、横軸は光吸収部に印加する電圧、縦軸は光吸収により
生じる光電流及び光吸収部から出射する光出力強度であ
る。実線で示される曲線が光出力強度特性であり、破線
で示される曲線が充電流特性である。印加電圧が０ボル
ト近傍の値であり、光吸収部に電界がほとんど加わって
いない状態にあっては、光吸収はほとんど生じないので
、光出力強度は比較的高いレベルにあり、このときの光
電流はほとんど０である。逆バイアス電圧を大きくして
いくと、逆バイアスの増大に従って光吸収量も増大する
から、光出力強度は減少し、これにともなって、光電流
は増大する。従って、光吸収により生じる光電流を検出
することにより、そのときの光出力強度を間接的に検出
することができる。
、横軸は光吸収部に印加する電圧、縦軸は光吸収により
生じる光電流及び光吸収部から出射する光出力強度であ
る。実線で示される曲線が光出力強度特性であり、破線
で示される曲線が充電流特性である。印加電圧が０ボル
ト近傍の値であり、光吸収部に電界がほとんど加わって
いない状態にあっては、光吸収はほとんど生じないので
、光出力強度は比較的高いレベルにあり、このときの光
電流はほとんど０である。逆バイアス電圧を大きくして
いくと、逆バイアスの増大に従って光吸収量も増大する
から、光出力強度は減少し、これにともなって、光電流
は増大する。従って、光吸収により生じる光電流を検出
することにより、そのときの光出力強度を間接的に検出
することができる。
第５図に本発明を適用してなる光送信機の回路図を示す
。２８は光変調器駆動回路であり、その出力は、光吸収
部１４に接続されるとともに終端抵抗３０に接続されて
いる。一体型光半導体素子１２において３２は光吸収部
１４とレーザ光源１６との電気的なアイソレーションを
図るためニ設けられた高抵抗値の抵抗であり、この抵抗
３２は光半導体素子の製造プロセス制御により形成され
る。３４はレーザ光源１６の後方出射光を受光するフォ
トダイオード等の受光器であり、その受光信号は基準電
圧電源３８からの基準電圧とともにコンパレータ３６に
入力されている。そして、コンパレータ３６の出力信号
により電流源４０を駆動して、受光器３４の受光信号が
一定となるようにレーザ光源１６のバイアス電流制御を
行っている。この制御により、レーザ光源１６の経時劣
化等にかかわらず常に一定の光出力を得ることができる
ようになる。
。２８は光変調器駆動回路であり、その出力は、光吸収
部１４に接続されるとともに終端抵抗３０に接続されて
いる。一体型光半導体素子１２において３２は光吸収部
１４とレーザ光源１６との電気的なアイソレーションを
図るためニ設けられた高抵抗値の抵抗であり、この抵抗
３２は光半導体素子の製造プロセス制御により形成され
る。３４はレーザ光源１６の後方出射光を受光するフォ
トダイオード等の受光器であり、その受光信号は基準電
圧電源３８からの基準電圧とともにコンパレータ３６に
入力されている。そして、コンパレータ３６の出力信号
により電流源４０を駆動して、受光器３４の受光信号が
一定となるようにレーザ光源１６のバイアス電流制御を
行っている。この制御により、レーザ光源１６の経時劣
化等にかかわらず常に一定の光出力を得ることができる
ようになる。
一方、光吸収部１４に生じた光電流は抵抗４１を介して
電圧信号として取り出され、この電圧信号は基準電圧電
源４４からの基準電圧信号とともにコンパレータ４２に
入力される・。そして、コンパレータ４２の出力により
電流源４６を駆動して、レーザ光源１６の発振波長を調
整するようにしている。ここで、コンパレータ４２は低
周波信号用のものであり、これに対して光吸収Ｂ１４に
生じる光電流の変化は変調信号に基づいた高速なもので
あるので、実質的には光吸収部１４から出力される光出
力の強度の平均レベルを検出していることになる。その
結果、上記制御系によれば、光出力強度の平均レベルが
一定となるようにレーザ光源１６からの光の波長を制御
することができる。
電圧信号として取り出され、この電圧信号は基準電圧電
源４４からの基準電圧信号とともにコンパレータ４２に
入力される・。そして、コンパレータ４２の出力により
電流源４６を駆動して、レーザ光源１６の発振波長を調
整するようにしている。ここで、コンパレータ４２は低
周波信号用のものであり、これに対して光吸収Ｂ１４に
生じる光電流の変化は変調信号に基づいた高速なもので
あるので、実質的には光吸収部１４から出力される光出
力の強度の平均レベルを検出していることになる。その
結果、上記制御系によれば、光出力強度の平均レベルが
一定となるようにレーザ光源１６からの光の波長を制御
することができる。
このように本実施例では、光検出部１４に生じる光電流
を検出することにより間接的に光出力レベルを検出して
、当該平均レベルが一定となるようにレーザ光源１６か
らの光の波長を制御するものである。
を検出することにより間接的に光出力レベルを検出して
、当該平均レベルが一定となるようにレーザ光源１６か
らの光の波長を制御するものである。
なお、光吸収部１４に生じた光電流により光出力を検出
せずに、光出力を分岐してこの分岐光を光−電気変換す
ることにより光出力を検出する方法も本発明の範囲内で
ある。
せずに、光出力を分岐してこの分岐光を光−電気変換す
ることにより光出力を検出する方法も本発明の範囲内で
ある。
また、上記実施例では、光吸収部１４とレーザ光源１６
とを集積化しているが、それぞれが独立した光吸収部と
レーザ光源とを用いても良い。
とを集積化しているが、それぞれが独立した光吸収部と
レーザ光源とを用いても良い。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、光吸収部の光出力
強度の平均レベルが一定となるようにレーザ光源からの
光の波長を制御するようにしているので、温度変動にか
かわらず電界吸収型光変調器の出力波形を一定に保つこ
とができるようになるという効果を奏する。
強度の平均レベルが一定となるようにレーザ光源からの
光の波長を制御するようにしているので、温度変動にか
かわらず電界吸収型光変調器の出力波形を一定に保つこ
とができるようになるという効果を奏する。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の実施に使用することができる一体型光
半導体素子の構成図、 第３図は実施例におけるレーザ光源の可変波長特性の説
明図、 第４図は実施例における光吸収部の特性の一例を示す図
、 第５図は実施例を示す光送信機の回路図、第６図は従来
技術の説明図、 第７図は電界吸収型光変調器の静特性を示す図、第８図
は従来技術の問題点の説明図である。 １．１４・・・光吸収部、 ２．１６・・・レーザ光源、 ３・・・制御部、 １２・・・一体型光半導体素子。
半導体素子の構成図、 第３図は実施例におけるレーザ光源の可変波長特性の説
明図、 第４図は実施例における光吸収部の特性の一例を示す図
、 第５図は実施例を示す光送信機の回路図、第６図は従来
技術の説明図、 第７図は電界吸収型光変調器の静特性を示す図、第８図
は従来技術の問題点の説明図である。 １．１４・・・光吸収部、 ２．１６・・・レーザ光源、 ３・・・制御部、 １２・・・一体型光半導体素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 印加電圧に応じて光吸収係数が変化する光吸収部（１）
に一定強度で発光する可変波長型のレーザ光源（２）か
らの光を入力して上記光吸収部（１）から強度変調され
た光を出力するようにした電界吸収型光変調器において
、 上記光吸収部（１）の光出力強度の平均レベルを検出し
、 該平均レベルが一定となるように上記レーザ光源（２）
からの光の波長を制御するようにしたことを特徴とする
電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209566A JP2820442B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209566A JP2820442B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373915A true JPH0373915A (ja) | 1991-03-28 |
| JP2820442B2 JP2820442B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=16574954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209566A Expired - Fee Related JP2820442B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 電界吸収型光変調器の出力波形安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820442B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5781578A (en) * | 1996-07-29 | 1998-07-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device |
| EP1217701A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Light modulation |
| JP2008009226A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Opnext Japan Inc | 光送信モジュール |
-
1989
- 1989-08-15 JP JP1209566A patent/JP2820442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5781578A (en) * | 1996-07-29 | 1998-07-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device |
| EP1217701A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-26 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Light modulation |
| US6590693B2 (en) | 2000-12-20 | 2003-07-08 | Agilent Technologies, Inc. | Light modulation |
| JP2008009226A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Opnext Japan Inc | 光送信モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2820442B2 (ja) | 1998-11-05 |
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