JPH04104131A - 半導体光増幅装置 - Google Patents

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〕 本発明は信号光の偏光に伴う利得差を制御した半導体光
増幅装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、動的単一モードで発振するＤＦＢ−ＬＤ（分布帰
還型レーザダイオード）の発展とともに、幹線系光通信
システムにおける中継器間隔の長距離化、高速直接変調
による大容量化が進行中である。このうち、中継器間隔
の長距離化についてはＤＦＢ−ＬＤの高出力化やＩｎＧ
ａＡｓ−ＡＰＤの高感度化等の個々のデバイスの高性能
化が検討されているが、高速直接変調を実現した上での
性能の向上には限界がある。このため、昨今では半導体
光増幅装置や光フアイバ増幅装置、あるいは外部変調器
等を用いた新しい光通信システムの研究が盛んに行なわ
れている。なかでも、半導体光増幅装置を用いた光通信
システムは、いくつかの特性上での問題点を持つものの
、その構造および製造方法が従来の半導体レーザに近く
、実装上あるいは信頼性上の技術的な礎が存在するため
に、実用化がかなり近い光通信方式である。

ところで、通常半導体光増幅装置に用いる半導体光増幅
器は横モードの制御に半導体光増幅器内に長方形の導波
路を形成しているために、信号光の利得に偏光依存性を
持っている。また信号光の偏光は温度等の外部条件に従
って変動し、つねに一定の偏光を保持していることは非
常に困難である。したがって、半導体光増幅器の偏光に
ともなう利得差の制御を行なわないと信号光の偏光の変
動に伴って半導体光増幅器の出力が変動し、安定した光
通信が行なえない。このような半導体光増幅器の偏光に
ともなう利得差を制御するには、次のような２つの半導
体光増幅装置がある。

１つは、２つの直列した半導体光増幅器を配し、２つの
半導体光増幅器の間で信号光を９０°旋光させるという
半導体光増幅装置である。第３図に２つの直列した半導
体光増幅器３４ａ、３４ｂを用いた従来の半導体光増幅
器Ｗ３０の構成図を示す。半導体レーザや駆動回路を含
む信号の送信器３１から出力された変調信号は長尺の光
ファイバ３２を伝送され半導体光増幅装置３０にいたる
。

半導体光増幅装置３０では伝送によって生じた信号光の
損失が半導体光増幅器３４ａにより増幅され、９０’の
旋光を生じさせるように固定されたファラデ回転子３５
によって信号光は９０°の旋光を受けたのち、再び半導
体光増幅器３４ｂに入射され増幅される。こうして２度
の増幅を受けた信号光は長尺の光ファイバ３８を伝送さ
れ受信部３９にいたり、端局あるいは中継器を構成する
。

このようにすれば半導体光増幅器のもつ偏光にともなう
利得差を２つの半導体光増幅器で相殺して超長距離光フ
アイバ伝送を行ない、中継器間隔の長距離化を実現する
ことが可能になるが、用いる２つの半導体光増幅器のフ
ァイバ間利得と偏光にともなう利得差が精度よく一致し
ていることが必要である。

もう１つは、あらかじめ信号光を直交する２つの成分に
分割し、異なる半導体光増幅器によって増幅したのちに
再び合波するという半導体光増幅装置である。第４図に
あらかじめ信号光を分割して異なる半導体光増幅器４４
ａ、４４ｂによって増幅する方法を採用した半導体光増
幅装置４０の構成図を示す。送信器４１から長尺の光フ
ァイバ４２を伝送され損失した信号光は半導体光増幅装
置４０にいたる。半導体光増幅装置４０では、信号光は
光カブラ４３によって２つに分割され、−方の光は偏光
子１４５を用いて直線偏光成分のみを半導体光増幅器４
４ａで増幅し、もう一方の光は９０°の旋光を生じさせ
るように固定されたファラデ回転子４５によって９０’
旋光されたのち、偏光子１４６を用いることで偏光子１
４５を経た信号光とは直交する直線偏光成分のみ半導体
光増幅器４４ｂで増幅する。半導体光増幅器４４ｂで増
幅され出力された信号光はファラデ回転子４６によって
旋光が９０″戻されたのち、光カプラ４７を用いて再び
合波されさらに長尺の光ファイバ４８を伝送され受信器
４９にいたる、このようにして、半導体光増幅器４４ａ
、４４ｂでは直交した２つの直線偏光成分を別々に増幅
して合波するために偏光依存性のない半導体光増幅装置
４０を構成することができるが、半導体光増幅器４４ａ
から出力される信号光と半導体光増幅器４４ｂから出力
され旋光が９０°戻された信号光とは、合波される際に
位相がそろっている必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した２つの直列した半導体光増幅器を用いた第３図
のような従来の半導体光増幅装置では、利得の偏光依存
性を２つの半導体光増幅器で相殺し合うために、用いる
２つの半導体光増幅器のファイバ間利得と偏光にともな
う利得差が精度よく一致していることが必要である。と
ころが、一般に半導体光増幅器のファイバ間利得と偏光
にともなう利得差は個々の素子によってばらつくために
、利用できる２つの半導体光増幅器を得るにはかなりの
選別を必要とするという欠点を有していた。

また、あらかじめ信号光を分割して異なる半導体光増幅
器によって増幅する方法を採用した第４図のような半導
体光増幅装置では、一方の半導体光増幅器から出力され
る信号光ともう一方の半導体光増幅器から出力され旋光
が９０°戻された信号光とは、合波される際に位相がそ
ろんている必要がある。しかし、合波される前の２つの
信号光の位相は通常そろっていないために信号光の位相
調節部分を必要とし、かつ２つの光カブラで約６ｄＢの
損失を余儀なくたれるため、半導体光増幅装置としての
利得を著しく阻害するという欠点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体光増幅装置は、半導体光増幅器と、（４
５’　＋ｎＸ１８０°）の旋光を与えるように固定され
たファラデ回転子と、反射鏡とを少くとも備え、前記半
導体光増幅器と前記ファラデ回転子を直列配置し、前記
半導体光増幅器と前記ファラデ回転子を信号光が複数回
通過するよう反射鏡を配置した構成になっている。

〔実施例１〕 第１図は、本発明の実施例１を示す半導体光増幅装置１
０の構成図である。送信器１１から長尺の光ファイバ１
２を伝送されて損失した信号光は、半導体光増幅装置１
０にいたり、光カブラ１３を経て半導体光増幅器１４に
よって増幅される。増幅された信号光はアイソレータ１
１１、光カブラ１７を経てファラデ回転子１５に入射さ
れる。４５°の旋光を生じさせるように固定されたファ
ラデ回転子１５により旋光を受けた信号光は、反射鏡１
１２で全反射され入射光と同一の経路を通り再びファラ
デ回転子１５に入射され入射時と合せて９０”の旋光を
うける。信号光はさらに光カプラ１７，１３を経て再び
半導体光増幅器１４に入射され増幅され、アイソレータ
１１１および光カブラ１７を経て長尺の光ファイバ１８
を伝送され受信器１９にいたる。二層の増幅において、
信号光は互いに９０°の旋光を受けているために、半導
体光増幅器１４が有している利得の偏光依存性を相殺す
ることができ偏光依存性を持たない半導体光増幅装置を
得ることが可能になる。

また、増幅において信号光は一本の経路のみを経て一つ
の半導体光増幅器１４でのみ増幅されるために、信号光
を２つに分波した場合と異なり合波する際の位相調整を
必要としない。尚、半導体光増幅器１４で一度増幅され
た信号光は、光カプラ１７で分波される際に光ファイバ
１８の側にも入金されるが、二層の増幅を受けた信号光
とは約１Ｏｄ’Ｂ程度の十分な強度差が得られるため、
受信器１９で雑音として除去することが可能である。

〔実施例２〕 第２図は、本発明の実施例２を示す半導体光増幅装置２
０の構成図である。送信器２１から長尺の光ファイバ２
２を伝送されて損失した信号光は、半導体光増幅装置２
０にいたり、アイソレータ１２１、光カプラ２３を経て
半導体光増幅器２４によって増幅されたファラデ回転子
２５に入射される。４５°の旋光を生じさせるように固
定されたファラデ回転子２５により旋光を受けた信号光
は、反射鏡１２２で全反射され入射光と同一の経路を通
り再びファラデ回転子に入射され入射時と合せて９０”
の旋光をうける。信号光は再び半導体光増幅器２４に入
射され増幅され、光カブラ２３を経て長尺の光ファイバ
２８を伝送させ受信器２９にいたる。

本実施例においては実施例１と同様、位相調整を必要と
せずに偏光依存性を持たない半導体光増幅装置を得るこ
とができるばかりでなく、光カブラを一つに減らす等の
半導体光増幅装置の構成を簡略化を実現し、かつ光カブ
ラに起因する約３ｄＢの信号光の損失を防ぐことができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の半導体光増幅装置は、半導
体光増幅器と、（４５゜＋ｎ×１’８０°）の旋光を与
えるように固定されたファラデ回転子と、反射鏡を備え
、半導体光増幅器で増幅された信号光をファラデ回転子
と反射鏡で９０°旋光させ、再び同一の半導体光増幅器
で増幅することにより、半導体光増幅器の偏光にともな
う利得差の選別をすることなしに利得の偏光依存性のな
い、かつ信号光の位相調整を必要としない半導体光増幅
装置が得られるという効果がある。

なお、実施例で用いた半導体光増幅器は、従来から用い
られているものと同じものなので半導体光増幅器につい
ての説明は省略した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す半導体光増幅装置の構
成図、第２図は本発明の実施例２を示す半導体光増幅装
置の構成図、第３図は２つの直列した半導体光増幅器を
用いた従来の半導体光増幅装置の構成図、第４図はあら
かじめ信号光を分割して異なる半導体光増幅器によって
増幅する方法を採用した半導体光増幅装置の構成図であ
る。 １１．２１．３１．４１・・・送信器、１２，２２゜３
２．４２．１８，２８，３８．４８・・・光ファイバ、
１３．２３．４３，１７．４７・・・光カプラ、１４．
２４．３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ−・・半導体光
増幅器、１５，２５．３５，４５．４６・・・ファラデ
回転子、１１１．１２１・・・アイソレータ、１ｊ２，
１２２・・・反射鏡、１９，２９，３９゜４９・・・受
信器、１４５，１４６・・・偏光子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つの半導体光増幅器と、（４５゜＋ｎ×１８０゜）の
   旋光（ｎは整数）を与えるように固定されたファラデ回
   転子と、反射鏡とを少くとも備え、前記半導体光増幅器
   で増幅された信号光を前記ファラデ回転子と前記反射鏡
   を用いて９０゜旋光させ、再び前記半導体光増幅器で増
   幅することを特徴とする半導体光増幅装置。