JPH0460523A - 偏光子 - Google Patents
偏光子Info
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- JPH0460523A JPH0460523A JP17158290A JP17158290A JPH0460523A JP H0460523 A JPH0460523 A JP H0460523A JP 17158290 A JP17158290 A JP 17158290A JP 17158290 A JP17158290 A JP 17158290A JP H0460523 A JPH0460523 A JP H0460523A
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Landscapes
- 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
従来の偏光子としては、シート状偏光板あるいはグラン
ティラープリズムをはじめとするカルサイトを用いた偏
光子がある。
ティラープリズムをはじめとするカルサイトを用いた偏
光子がある。
上記のような従来の偏光子は、入射光の一部を抜出すこ
とにより、所望の直線偏光を得るものであるので、当然
、光の損失が発生するという問題点がある。 又、その結果得られた直線偏光の光を光検出器で検出し
、その検出器出力を取り扱う場合、ノイズの下限が光検
出器で決定されている場合には、検出器出力のＳ／Ｎが
劣化するため、偏光子から出射した光の取扱いが容易で
ないという問題点がある。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、光が増幅されて損失がなく、且つ取り扱いが容
易な直線偏光光を得ることができるようにした偏光子を
提供することを目的とする。
とにより、所望の直線偏光を得るものであるので、当然
、光の損失が発生するという問題点がある。 又、その結果得られた直線偏光の光を光検出器で検出し
、その検出器出力を取り扱う場合、ノイズの下限が光検
出器で決定されている場合には、検出器出力のＳ／Ｎが
劣化するため、偏光子から出射した光の取扱いが容易で
ないという問題点がある。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、光が増幅されて損失がなく、且つ取り扱いが容
易な直線偏光光を得ることができるようにした偏光子を
提供することを目的とする。
この発明は、半導体光増幅器の増幅率が、ＴＥモードと
７Ｍモードに差があることに着目し、その増幅率の差を
積極的に増大、利用して、光増幅をしつつ直線偏光を得
ることができるようにしたものである。 又、半導体光増幅器の活性層の厚さを０．０５μｍ以下
とすることにより上記目的を達成するものである。 又、半導体光増幅器の光入出射端面の少なくとも一方を
、１０°〈θく１６゛の角度に切出すことにより上記目
的を達成するものである。 更に、半導体光増幅器に、金属膜を施した光導波部分を
備えることにより上記目的を達成するものである。 更に、前記半導体光増幅器の光入出射端面に反射防止膜
を施すことにより上記目的を達成するものである。 又、前記半導体光増幅器を、端面窓構造とすることによ
り上記目的を達成するものである。 又、前記半導体光増幅器を、直列に複数ＭＪ接続可能と
することにより上記目的を達成するものである。 又、第２発明は、希土類元素をドープした偏波面保存光
ファイバーと、この偏波面保存光ファイバーの励起光源
と、を備えて偏光子を構成し上記目的を達成するもので
ある。 又、前記偏波面保存光ファイバーを、その光入出射端面
の少なくとも一方を所望の角度に切出して構成し上記目
的を達成するものである。 更に、前記偏波面保存光ファイバーを、その光入出射端
面に反射防止膜を施すことにより上記目的を達成するも
のである。 又、前記偏波面保存光ファイバーを、端面窓構造とする
ことにより上記目的を達成するものである。
７Ｍモードに差があることに着目し、その増幅率の差を
積極的に増大、利用して、光増幅をしつつ直線偏光を得
ることができるようにしたものである。 又、半導体光増幅器の活性層の厚さを０．０５μｍ以下
とすることにより上記目的を達成するものである。 又、半導体光増幅器の光入出射端面の少なくとも一方を
、１０°〈θく１６゛の角度に切出すことにより上記目
的を達成するものである。 更に、半導体光増幅器に、金属膜を施した光導波部分を
備えることにより上記目的を達成するものである。 更に、前記半導体光増幅器の光入出射端面に反射防止膜
を施すことにより上記目的を達成するものである。 又、前記半導体光増幅器を、端面窓構造とすることによ
り上記目的を達成するものである。 又、前記半導体光増幅器を、直列に複数ＭＪ接続可能と
することにより上記目的を達成するものである。 又、第２発明は、希土類元素をドープした偏波面保存光
ファイバーと、この偏波面保存光ファイバーの励起光源
と、を備えて偏光子を構成し上記目的を達成するもので
ある。 又、前記偏波面保存光ファイバーを、その光入出射端面
の少なくとも一方を所望の角度に切出して構成し上記目
的を達成するものである。 更に、前記偏波面保存光ファイバーを、その光入出射端
面に反射防止膜を施すことにより上記目的を達成するも
のである。 又、前記偏波面保存光ファイバーを、端面窓構造とする
ことにより上記目的を達成するものである。
この発明においては、半導体光増幅器の活性層の厚さを
０．０５μｍ以下として、７Ｍモードの光が活性層を伝
播し難くし、７Ｍモードの光増幅率を低下させると共に
、相対的に、ＴＥモードの光増幅率を増大させて、所望
の、増幅した直線偏光を得るものである。 又、半導体光増幅器の光入出射端面の少なくとら一方を
１０°くθく１６°の角度に切出すことによって、ＴＥ
モードの光に対する反射率と比較して、７Ｍモードの光
に対する反射率を大きくし、これにより、ＴＥモードの
光だけを選択的に増幅されるようにして所望の直線偏光
を得ることができる。 又、金属膜を施した光導波部分を備えた半導体光増幅器
により、該金属膜に対して垂直な電界成分を持つ７Ｍモ
ードの光の損失を大きくし、ＴＥモードの光だけが選択
的に増幅されるようにして所望の直線漏光を得ることが
できる。 又、第２発明においては、光ファイバーにより、偏波面
が保存されるので、所望の増幅率で所望の直線偏光を得
ることができる。
０．０５μｍ以下として、７Ｍモードの光が活性層を伝
播し難くし、７Ｍモードの光増幅率を低下させると共に
、相対的に、ＴＥモードの光増幅率を増大させて、所望
の、増幅した直線偏光を得るものである。 又、半導体光増幅器の光入出射端面の少なくとら一方を
１０°くθく１６°の角度に切出すことによって、ＴＥ
モードの光に対する反射率と比較して、７Ｍモードの光
に対する反射率を大きくし、これにより、ＴＥモードの
光だけを選択的に増幅されるようにして所望の直線偏光
を得ることができる。 又、金属膜を施した光導波部分を備えた半導体光増幅器
により、該金属膜に対して垂直な電界成分を持つ７Ｍモ
ードの光の損失を大きくし、ＴＥモードの光だけが選択
的に増幅されるようにして所望の直線漏光を得ることが
できる。 又、第２発明においては、光ファイバーにより、偏波面
が保存されるので、所望の増幅率で所望の直線偏光を得
ることができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１発明の第１実施例は、第１図に示されるように、偏
光子１０を、半導体光増幅器１２と、この半導体光増幅
器１２を駆動するための駆動装置１４とから構成すると
共に、半導体光増幅器１２の活性層を０．０５μｍ、望
ましくは０．０２μｍ程度と薄く構成したものである。 即ち、第２図に示されるように、例えば、５ＡＤＨ構造
（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔ
ｅｒｏ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ ）の半導体光増幅器１２
は、アノード１６（１１から、カソード１８側に向かっ
て、ＡＪＩＩさ１層１２Ａ〜１２Ｉを積層してなり、Ｆ
層即ち活性層１２Ｆの厚さを、通常０．１μｍ程度であ
るものを、０．０５μｍ以下、望ましくは０．０２μｍ
程度と薄く構成されている。 前記Ａ層１２Ａは、ＡＵ／Ｃｒ端子、Ｂ層は斜線部分に
Ｚｎが拡散されたＰ÷−Ｇａ ＡＳ層、０層、Ｅ層及び
０層１２Ｃ１１２Ｅ、１２Ｇは、組成を、Ｇａ ｌ −
ｘＡＪ２ ｘＡＳにおいて、ｘ＝Ｏ１３７の比率とした
ものであり、活性層１２Ｆは、斜線部が実効的な活性領
域であり、幅約３μｍ、長さ２００μｍであって、組成
はＧａ＋−ｘＡＪ２ＸＡＳにおいてｘ＝０．０２８の比
率とされている。 上記のように、活性層１２Ｆの厚さを通常と比較して薄
く構成した場合、７Ｍモードの光は、該活性層１２Ｆを
伝播し難くなり、その光増幅率が低下する。従って、相
対的にＴＥモードの光の増幅率が増大し、半導体光増幅
器１２を通過した光は、所望の直線偏光であり、且つ大
幅に増幅されたものとなる。 次に、このＴＥモードと７Ｍモードの増幅率の差につい
て詳細に説明する。 第３図に示されるように、マスタレーザ２０からの光出
力を、端面反射率Ｒ１共振器長しの半導体光増幅器２２
に注入した際の増幅率Ｇ＝ＰＱｕｔ／Ｐｉｎ（Ｐｉｎ、
Ｐｏｕｔは半導体光増幅器２２への入力信号及び出力
信号パワー）は、光学利得のあるファプリーベロ共振器
内での多重反射の結果として次の（１）式で与えられる
。 第３図の符号２４はアイソレータを示す。 Ｇ（φ）＝ Ｉ （１−Ｒ） ’ Ｇｓ ）／Ｉ （１
−ＲＧＳ ） ２ ＋４０ｓ Ｒｓｉｎ’ （φ／２＞１・・・・・・・
・・ （１） ここに、Ｇｓは共振器片道の利得であり、光閉込め開数
ｒ、活性層光学利得。、吸収係数αｉとにより、次の（
２）式が成立する。 Ｇｓ ＝ ｅｘｐ（ｒ’ｏ −ａ ； ） Ｌ −
−−−−−−−−（２ンここで、Ｇｓは両端面の反射率
を無視した場合（進行波型増幅器ンの増幅率を与える。 活性層１２Ｆを薄くすると、７Ｍモードの光に対する光
閉込め率ｒＴＭを小さくすることができ、従って、７Ｍ
モードのＧｓを小さくし、結果として７Ｍモードの増＆
４！Ｇを小さくすることができ、７Ｍモード及びＴＥモ
ードの増幅率をそれぞれＧ８、ＧＥとすルト、ＧＥ／Ｇ
Ｍ＞１０とすることができる。 なお、半導体光増幅器１２の光入出射端面１３Ａ、１３
Ｂに、反射防止１！＋！１５をコーティングするとよい
。 次に、第４図〜第８図を参照して、第２実施例について
説明する。 この実施例は、第４図（第１図のトップビューに対応し
ている）に示されるように、光入出射端面２６Ａ、２６
Ｂを、１０°くθく１６°の角度で切出した半導体光増
幅器２６を含んで、偏光子２８を構成したものである０
図の符号２６Ｆは活性層を示す。 このように、光入出射端面２６Ａ、２６Ｂに角度を与え
ると、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅され、且つ選
択されることになる。 その理由を次に述べる。 まず、前述の（１）式において、φは共振器往復の位相
シフトであり、入力信号周波数νｉｎ（波長λｉｎ）、
共振周波数ν０（波長λ０）、共振器モードの実効屈折
率ｎｇ、光速Ｃにより、φ＝４π（νｔｎ ｙｏ）Ｌ
ｎｇ／Ｃ＝４ｙｒＬ ｎｇ （１／λｉｎ １／λ０
）で与えられる。 ここで、単純化して考えるために、ν１ｎ＝２０とする
と、φ＝Ｏとなり、 （１）式は、 Ｇ＝Ｐｏｕｔ／Ｐ＋ｎ ＝ （１−Ｒ）２ ＧＳ ／ （１−ＲＧＳ ）
２・・・・・・・・・ （１′ ） となる、第１図の半導体光増幅器１２において、Ｒ＝１
％の時Ｇ＝２００が得られており、これらの値を（１′
）の式に代入してＧ＞ＧＳなる条件を考慮するとＧｓ＝
５０であることがわかる。 ここで、Ｇｓ＝５０を（１′）式に代入すると、ＲとＧ
の関係は、第５図に示されるようになる。 第５図においては、利得Ｑの飽和に関して考慮していな
いので、Ｇの値は実際より大きくなっているが、Ｒ＝０
．０１〜０．０３が良好な反射率であることがわかる。 一方、第６図に示されるように、半導体光増幅器２６（
屈折率ｎｔ＝３．５）において、入出射端面２６Ａ、２
６Ｂの角度θに対して、７Ｍモードの光とＴＥモードの
光では、活性層内の光が端面に到達したときの反射率が
大きく異なる角度がある。 この第６図から明らかなように、例えばθ＝１５゛とす
れば、ＴＥモードの光に対する反射率は０．０２程度と
なり、これに対して７Ｍモードの光に対する反射率は０
．６となる。 従って、第５図から、ＴＥモードの光の増幅率Ｇに対し
て、７Ｍモードの光の増幅率は無視できるほど小さくな
り、この結果、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅可能
となる。 ここで、前述の（１）、（１′）式は、活性層内で反射
した光が活性層を戻って初めて成立するが、半導体光増
幅器の入出射端面に角度を持たせたとき、該端面からの
反射光が活性層へ再結合する割合は通常より小さくなり
、（１）式とのずれが生じる。そこで、第６図に示され
る反射特性を利用し、θ＝１６°とすれば、ＴＥモード
の光に対するロスが零となり、そのままＴＥモードの光
が出射し、７Ｍモードの光は７０％程度反射して、活性
層外にしみ出し、これがロスとなって、結果としてＴＥ
モードの光が効率良く選択して出射されることになる。 なお、光の入射方法については、θス１６°のとき、ス
ネルの法則１−ｓｉｎψ＝３．５５ｉｎ１６°より、ψ
＝７５″となり、光入射端面２６Ａに対してψ＝７５°
の入射角度で、光を半導体光増幅器２６に入射させれば
よいことになる。 ここで、３．５は、活性層の屈折率である。 なお、上記実施例において、光入出射端面２６Ａ、２６
Ｂに、反射防止膜をコーティングしてもよい。 この場合、反射防止膜の屈折率に対応した切出し角度で
、前記切出し角度θを決定し、ＴＥモードの光のみが選
択的に増幅されるように構成する。 上記実施例は、半導体光増幅器２６を、上方から見て平
行四辺形に形成したものであるが、この形状に限定され
るものでなく、例えば第７図（Ａンに示される半導体光
増幅器２７Ａのように、上方から見て、長方形の左右半
分ずつを、平行四辺形の活性層２９Ａで連結するような
形状としてもよく、又、第７図（Ｂ）に示される半導体
光増幅器２７Ｂのように、台形状に形成された活性層２
９Ｂにより、大きさの異なる長方形の半分ずつを連結す
る形状、更には、第７図（Ｃ）で示される半導体光増幅
器２７Ｃのように、上方から見て全体を略台形状とする
ようにしてもよい、符号２９Ｃは活性層を示す。 次に、第８図を参照して、第３実施例について説明する
。 この実施例の半導体光増幅器３０は、金属膜３１を施し
な光導波部分３２を備えたものである。 第８図の符号３３は半導体光増幅器３ｏにおける光増幅
部分を示す。 この実施例において、金ＩＥＭ３１は、光導波部分３２
のコア部３２Ａの上側に隣接して前記金属膜３１が設け
られている。 上記のような半導体光増幅器３０に光を入射させると、
７Ｍモードの光が、前記金属膜３１に対して垂直な電界
成分を持つために損失を受け、その結果、ＴＥモードの
光のみが選択的に増幅されることになる。 このため、半導体光増幅器３０を経た光は、そのほとん
どが、増幅されたＴＥモードの光のみとなり、結果とし
て所望の直線偏光を増幅して得られることになる。 この実施例においても、半導体光増幅器３０の光入出射
端面に反射防止膜をコーティングするとよい。 次に、第９図に示される、本発明の第４実施例について
説明する。 この実施例は、半導体光増幅器３８（全体図示省略）に
おける活性層３８Ｆの端面とへき開面４０との間に透明
な窓構造４２を形成したものである。 この実施例においては、導波モードが、窓領域内に自由
空間モードとして伝播される際のビーム拡がりの差を利
用して、活性領域内への戻り光の結合効率を７Ｍモード
光とＴＥモード光の間で差をもたせるものである。 即ち、７Ｍモードの光は、第１０図（Ａ）で示されるよ
うに、窓領域へ広角で出射するために、へき開面４０か
らの活性層３８Ｆへの戻り光量が少なく、結合効率が低
減される。 これに対して、第１０図（Ｂ）に示されるように、ＴＥ
モードの光はより挟角で、窓領域へ出射するので、７Ｍ
モード光と比較して活性層３８Ａの戻り光量が多く、従
って、結合効率が相対的に高いことになる。 ＴＥモード及び７Ｍモードの実効的な反射率Ｒを、それ
ぞれ０，０２及び０．００５とすると、第５図からも明
らかなように、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅され
ることになる。 次に、第１１図を参照して第２発明の実施例について説
明する。 この実施例は、希土類ドープ偏波面保存ファバー４６、
即ち、ファイバー増幅器を利用して、所望の直線偏光を
増幅して取出すように偏光子４７を構成したものである
。 ここで、ドープされる希土類は、Ｎｄ 、Ｅｒ、Ｈａ
＋ Ｓｌ、Ｔｍ等である。 第１１図の符号４８は励起光源を示し、この励起光源４
８からの励起光は、ハーフミラ−５０において入射光と
併合されて、前記希土類ドープ偏波面保存ファイバー４
６の光入射端面から入射される。 なお、上記第１１図の実施例では、ハーフミラ−５０に
より、入射光と励起光が併合されるように構成されてい
るが、これは、例えば第１２図に示されるように、入射
光及び励起光を共に光ファイバー５２で導き、カプラー
５４でこれらを併合して、希土類ドープ信波面保存ファ
イバー４６に導入するようにして偏光子４９を形成して
もよい。 なお、一般的に希土類ドープ偏波面保存ファイバー４６
の出力光には、励起光成分がノイズとして入込むので、
これが多い場合は、希土類ドープ偏波面保存ファイバー
４６の光出射端面に、励起光を除去するフィルター、グ
イクロックミラープリズム等を配置するとよい。 又、希土類ドープ漏波面保存ファイバー４６を利用した
実施例においては、その光入出射端面に反射防止膜のコ
ーティングをしたり、端面を所望の角度で切出したり、
又、端面窓構造を施すようにしてもよい。 この場合は、更に純粋な直線偏波光を得ることができる
。 なお、上記各実施例は、いずれも偏光子を１段としたも
のであるが、この発明は、上記各実施例に限定されるも
のでなく、例えば第１３図（Ａ）示されるように、半導
体光増幅器により構成される偏光子６０Ａ、６０Ｂを光
ファイバー６２を介して２段構成にしたり、あるいは半
導体光増幅器よりなる偏光子６０と希土類ドープ偏波面
保存ファイバー６４Ａによって構成される偏光子６４の
任意の組合わせとして、より純粋な直線偏光の光を得る
ようにしてもよい０図の符号６４Ｂは励起光源、６４Ｃ
はカプラーをそれぞれ示す、なお、偏波面保存ファイバ
ーの場合は、複数段構成ではなく、その長さを変えれば
よい。 又、本発明による偏光子の応用としては、第１４図に示
されるように、電気光学素子を利用したＥ−０電圧測定
器における偏光子として利用できる。 図の符号５６は偏光子、５８はこの偏光子５６を通過し
たグローブ光が入射され、且つ被測定電気信号によって
変弱を受けるＥ−０変調器、６０はＥ−０変鰐器５８か
らの出力光を増幅する、本発明に係る光増幅偏光子、６
２は光増幅偏光子６０からの出力光を電気信号に変換す
る光検出器をそれぞれ示す。 この実施例においては、従来、偏光子において大きな光
の損失があったが、光増幅偏光子６０によって、Ｅ−０
変巽器５８の出力光が増幅されるので、光ネ灸本器６２
の信号のＳ／Ｎが良く、光増幅偏光子６０以後の光の取
扱いが容易になるという利点がある。
光子１０を、半導体光増幅器１２と、この半導体光増幅
器１２を駆動するための駆動装置１４とから構成すると
共に、半導体光増幅器１２の活性層を０．０５μｍ、望
ましくは０．０２μｍ程度と薄く構成したものである。 即ち、第２図に示されるように、例えば、５ＡＤＨ構造
（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔ
ｅｒｏ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ ）の半導体光増幅器１２
は、アノード１６（１１から、カソード１８側に向かっ
て、ＡＪＩＩさ１層１２Ａ〜１２Ｉを積層してなり、Ｆ
層即ち活性層１２Ｆの厚さを、通常０．１μｍ程度であ
るものを、０．０５μｍ以下、望ましくは０．０２μｍ
程度と薄く構成されている。 前記Ａ層１２Ａは、ＡＵ／Ｃｒ端子、Ｂ層は斜線部分に
Ｚｎが拡散されたＰ÷−Ｇａ ＡＳ層、０層、Ｅ層及び
０層１２Ｃ１１２Ｅ、１２Ｇは、組成を、Ｇａ ｌ −
ｘＡＪ２ ｘＡＳにおいて、ｘ＝Ｏ１３７の比率とした
ものであり、活性層１２Ｆは、斜線部が実効的な活性領
域であり、幅約３μｍ、長さ２００μｍであって、組成
はＧａ＋−ｘＡＪ２ＸＡＳにおいてｘ＝０．０２８の比
率とされている。 上記のように、活性層１２Ｆの厚さを通常と比較して薄
く構成した場合、７Ｍモードの光は、該活性層１２Ｆを
伝播し難くなり、その光増幅率が低下する。従って、相
対的にＴＥモードの光の増幅率が増大し、半導体光増幅
器１２を通過した光は、所望の直線偏光であり、且つ大
幅に増幅されたものとなる。 次に、このＴＥモードと７Ｍモードの増幅率の差につい
て詳細に説明する。 第３図に示されるように、マスタレーザ２０からの光出
力を、端面反射率Ｒ１共振器長しの半導体光増幅器２２
に注入した際の増幅率Ｇ＝ＰＱｕｔ／Ｐｉｎ（Ｐｉｎ、
Ｐｏｕｔは半導体光増幅器２２への入力信号及び出力
信号パワー）は、光学利得のあるファプリーベロ共振器
内での多重反射の結果として次の（１）式で与えられる
。 第３図の符号２４はアイソレータを示す。 Ｇ（φ）＝ Ｉ （１−Ｒ） ’ Ｇｓ ）／Ｉ （１
−ＲＧＳ ） ２ ＋４０ｓ Ｒｓｉｎ’ （φ／２＞１・・・・・・・
・・ （１） ここに、Ｇｓは共振器片道の利得であり、光閉込め開数
ｒ、活性層光学利得。、吸収係数αｉとにより、次の（
２）式が成立する。 Ｇｓ ＝ ｅｘｐ（ｒ’ｏ −ａ ； ） Ｌ −
−−−−−−−−（２ンここで、Ｇｓは両端面の反射率
を無視した場合（進行波型増幅器ンの増幅率を与える。 活性層１２Ｆを薄くすると、７Ｍモードの光に対する光
閉込め率ｒＴＭを小さくすることができ、従って、７Ｍ
モードのＧｓを小さくし、結果として７Ｍモードの増＆
４！Ｇを小さくすることができ、７Ｍモード及びＴＥモ
ードの増幅率をそれぞれＧ８、ＧＥとすルト、ＧＥ／Ｇ
Ｍ＞１０とすることができる。 なお、半導体光増幅器１２の光入出射端面１３Ａ、１３
Ｂに、反射防止１！＋！１５をコーティングするとよい
。 次に、第４図〜第８図を参照して、第２実施例について
説明する。 この実施例は、第４図（第１図のトップビューに対応し
ている）に示されるように、光入出射端面２６Ａ、２６
Ｂを、１０°くθく１６°の角度で切出した半導体光増
幅器２６を含んで、偏光子２８を構成したものである０
図の符号２６Ｆは活性層を示す。 このように、光入出射端面２６Ａ、２６Ｂに角度を与え
ると、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅され、且つ選
択されることになる。 その理由を次に述べる。 まず、前述の（１）式において、φは共振器往復の位相
シフトであり、入力信号周波数νｉｎ（波長λｉｎ）、
共振周波数ν０（波長λ０）、共振器モードの実効屈折
率ｎｇ、光速Ｃにより、φ＝４π（νｔｎ ｙｏ）Ｌ
ｎｇ／Ｃ＝４ｙｒＬ ｎｇ （１／λｉｎ １／λ０
）で与えられる。 ここで、単純化して考えるために、ν１ｎ＝２０とする
と、φ＝Ｏとなり、 （１）式は、 Ｇ＝Ｐｏｕｔ／Ｐ＋ｎ ＝ （１−Ｒ）２ ＧＳ ／ （１−ＲＧＳ ）
２・・・・・・・・・ （１′ ） となる、第１図の半導体光増幅器１２において、Ｒ＝１
％の時Ｇ＝２００が得られており、これらの値を（１′
）の式に代入してＧ＞ＧＳなる条件を考慮するとＧｓ＝
５０であることがわかる。 ここで、Ｇｓ＝５０を（１′）式に代入すると、ＲとＧ
の関係は、第５図に示されるようになる。 第５図においては、利得Ｑの飽和に関して考慮していな
いので、Ｇの値は実際より大きくなっているが、Ｒ＝０
．０１〜０．０３が良好な反射率であることがわかる。 一方、第６図に示されるように、半導体光増幅器２６（
屈折率ｎｔ＝３．５）において、入出射端面２６Ａ、２
６Ｂの角度θに対して、７Ｍモードの光とＴＥモードの
光では、活性層内の光が端面に到達したときの反射率が
大きく異なる角度がある。 この第６図から明らかなように、例えばθ＝１５゛とす
れば、ＴＥモードの光に対する反射率は０．０２程度と
なり、これに対して７Ｍモードの光に対する反射率は０
．６となる。 従って、第５図から、ＴＥモードの光の増幅率Ｇに対し
て、７Ｍモードの光の増幅率は無視できるほど小さくな
り、この結果、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅可能
となる。 ここで、前述の（１）、（１′）式は、活性層内で反射
した光が活性層を戻って初めて成立するが、半導体光増
幅器の入出射端面に角度を持たせたとき、該端面からの
反射光が活性層へ再結合する割合は通常より小さくなり
、（１）式とのずれが生じる。そこで、第６図に示され
る反射特性を利用し、θ＝１６°とすれば、ＴＥモード
の光に対するロスが零となり、そのままＴＥモードの光
が出射し、７Ｍモードの光は７０％程度反射して、活性
層外にしみ出し、これがロスとなって、結果としてＴＥ
モードの光が効率良く選択して出射されることになる。 なお、光の入射方法については、θス１６°のとき、ス
ネルの法則１−ｓｉｎψ＝３．５５ｉｎ１６°より、ψ
＝７５″となり、光入射端面２６Ａに対してψ＝７５°
の入射角度で、光を半導体光増幅器２６に入射させれば
よいことになる。 ここで、３．５は、活性層の屈折率である。 なお、上記実施例において、光入出射端面２６Ａ、２６
Ｂに、反射防止膜をコーティングしてもよい。 この場合、反射防止膜の屈折率に対応した切出し角度で
、前記切出し角度θを決定し、ＴＥモードの光のみが選
択的に増幅されるように構成する。 上記実施例は、半導体光増幅器２６を、上方から見て平
行四辺形に形成したものであるが、この形状に限定され
るものでなく、例えば第７図（Ａンに示される半導体光
増幅器２７Ａのように、上方から見て、長方形の左右半
分ずつを、平行四辺形の活性層２９Ａで連結するような
形状としてもよく、又、第７図（Ｂ）に示される半導体
光増幅器２７Ｂのように、台形状に形成された活性層２
９Ｂにより、大きさの異なる長方形の半分ずつを連結す
る形状、更には、第７図（Ｃ）で示される半導体光増幅
器２７Ｃのように、上方から見て全体を略台形状とする
ようにしてもよい、符号２９Ｃは活性層を示す。 次に、第８図を参照して、第３実施例について説明する
。 この実施例の半導体光増幅器３０は、金属膜３１を施し
な光導波部分３２を備えたものである。 第８図の符号３３は半導体光増幅器３ｏにおける光増幅
部分を示す。 この実施例において、金ＩＥＭ３１は、光導波部分３２
のコア部３２Ａの上側に隣接して前記金属膜３１が設け
られている。 上記のような半導体光増幅器３０に光を入射させると、
７Ｍモードの光が、前記金属膜３１に対して垂直な電界
成分を持つために損失を受け、その結果、ＴＥモードの
光のみが選択的に増幅されることになる。 このため、半導体光増幅器３０を経た光は、そのほとん
どが、増幅されたＴＥモードの光のみとなり、結果とし
て所望の直線偏光を増幅して得られることになる。 この実施例においても、半導体光増幅器３０の光入出射
端面に反射防止膜をコーティングするとよい。 次に、第９図に示される、本発明の第４実施例について
説明する。 この実施例は、半導体光増幅器３８（全体図示省略）に
おける活性層３８Ｆの端面とへき開面４０との間に透明
な窓構造４２を形成したものである。 この実施例においては、導波モードが、窓領域内に自由
空間モードとして伝播される際のビーム拡がりの差を利
用して、活性領域内への戻り光の結合効率を７Ｍモード
光とＴＥモード光の間で差をもたせるものである。 即ち、７Ｍモードの光は、第１０図（Ａ）で示されるよ
うに、窓領域へ広角で出射するために、へき開面４０か
らの活性層３８Ｆへの戻り光量が少なく、結合効率が低
減される。 これに対して、第１０図（Ｂ）に示されるように、ＴＥ
モードの光はより挟角で、窓領域へ出射するので、７Ｍ
モード光と比較して活性層３８Ａの戻り光量が多く、従
って、結合効率が相対的に高いことになる。 ＴＥモード及び７Ｍモードの実効的な反射率Ｒを、それ
ぞれ０，０２及び０．００５とすると、第５図からも明
らかなように、ＴＥモードの光のみが効率良く増幅され
ることになる。 次に、第１１図を参照して第２発明の実施例について説
明する。 この実施例は、希土類ドープ偏波面保存ファバー４６、
即ち、ファイバー増幅器を利用して、所望の直線偏光を
増幅して取出すように偏光子４７を構成したものである
。 ここで、ドープされる希土類は、Ｎｄ 、Ｅｒ、Ｈａ
＋ Ｓｌ、Ｔｍ等である。 第１１図の符号４８は励起光源を示し、この励起光源４
８からの励起光は、ハーフミラ−５０において入射光と
併合されて、前記希土類ドープ偏波面保存ファイバー４
６の光入射端面から入射される。 なお、上記第１１図の実施例では、ハーフミラ−５０に
より、入射光と励起光が併合されるように構成されてい
るが、これは、例えば第１２図に示されるように、入射
光及び励起光を共に光ファイバー５２で導き、カプラー
５４でこれらを併合して、希土類ドープ信波面保存ファ
イバー４６に導入するようにして偏光子４９を形成して
もよい。 なお、一般的に希土類ドープ偏波面保存ファイバー４６
の出力光には、励起光成分がノイズとして入込むので、
これが多い場合は、希土類ドープ偏波面保存ファイバー
４６の光出射端面に、励起光を除去するフィルター、グ
イクロックミラープリズム等を配置するとよい。 又、希土類ドープ漏波面保存ファイバー４６を利用した
実施例においては、その光入出射端面に反射防止膜のコ
ーティングをしたり、端面を所望の角度で切出したり、
又、端面窓構造を施すようにしてもよい。 この場合は、更に純粋な直線偏波光を得ることができる
。 なお、上記各実施例は、いずれも偏光子を１段としたも
のであるが、この発明は、上記各実施例に限定されるも
のでなく、例えば第１３図（Ａ）示されるように、半導
体光増幅器により構成される偏光子６０Ａ、６０Ｂを光
ファイバー６２を介して２段構成にしたり、あるいは半
導体光増幅器よりなる偏光子６０と希土類ドープ偏波面
保存ファイバー６４Ａによって構成される偏光子６４の
任意の組合わせとして、より純粋な直線偏光の光を得る
ようにしてもよい０図の符号６４Ｂは励起光源、６４Ｃ
はカプラーをそれぞれ示す、なお、偏波面保存ファイバ
ーの場合は、複数段構成ではなく、その長さを変えれば
よい。 又、本発明による偏光子の応用としては、第１４図に示
されるように、電気光学素子を利用したＥ−０電圧測定
器における偏光子として利用できる。 図の符号５６は偏光子、５８はこの偏光子５６を通過し
たグローブ光が入射され、且つ被測定電気信号によって
変弱を受けるＥ−０変調器、６０はＥ−０変鰐器５８か
らの出力光を増幅する、本発明に係る光増幅偏光子、６
２は光増幅偏光子６０からの出力光を電気信号に変換す
る光検出器をそれぞれ示す。 この実施例においては、従来、偏光子において大きな光
の損失があったが、光増幅偏光子６０によって、Ｅ−０
変巽器５８の出力光が増幅されるので、光ネ灸本器６２
の信号のＳ／Ｎが良く、光増幅偏光子６０以後の光の取
扱いが容易になるという利点がある。
第１図は本発明に係る偏光子の実施例を示すブロック図
、第２図は、同実施例における半導体光増幅器を示す断
面図、第３図は半導体光増幅器の作用を示すブロック図
、第４図は本発明の第２実施例に係る偏光子の半導体光
増幅器を示す平面図、第５図は半導体光増幅器における
増幅率と、光入出射端面の反射率との関係を示す線図、
第６図は半導体光増幅器の活性層の屈折率を３．５とし
た場合の、先入出射端面における反射率及び先入出射端
面の切出し角度との関係を示す線図、第７図は第４図の
実施例の変形例を示す平面図、第８図は本発明の第３実
施例に係る半導体光増幅器を示す斜視図、第９図は本発
明の第４実施例に係る半導体光増幅器の要部を拡大して
示す断面図、第１０図は同要部における光の拡がり及び
反射の状態を示す断面図、第１１図は第２発明の実施例
を示す光学系統図、第１２図は同実施例の変形例を示す
光学系統図、第１３図は本発明に係る偏光子の組合わせ
例を示すブロック図、第１４図は本発明に係る偏光子を
Ｅ−０電圧測定器に用いた場合を示すブロック図である
。 １０．２８．４７．４９．６０． ６０Ａ、６０Ｂ・・・偏光子、 １２、２６．２７Ａ〜２７Ｃ１３０，３６、３８・・・
半導体光増幅器、 １２Ｆ、２６Ｆ、３８Ｆ・・・活性層、１３Ａ、２６Ａ
、２９Ａ〜２９Ｃ・・・光入射端面、１３Ｂ、２６Ｂ・
・・光出射端面、 工４・・・駆動装置、 １５・・・反射防止膜、 ３１・・・金属膜、 ３２・・・光導波部分、 ３３・・・光増幅部分、 ４０・・・へき開面、 ４２・・・窓構造、 ４６．６４Ａ・・・希土類ドーグ漏波面保存ファイノく
− ４８・・・励起光源、 ５８・・・Ｅ−０変調器、 ６０・・・光増幅偏光子。
、第２図は、同実施例における半導体光増幅器を示す断
面図、第３図は半導体光増幅器の作用を示すブロック図
、第４図は本発明の第２実施例に係る偏光子の半導体光
増幅器を示す平面図、第５図は半導体光増幅器における
増幅率と、光入出射端面の反射率との関係を示す線図、
第６図は半導体光増幅器の活性層の屈折率を３．５とし
た場合の、先入出射端面における反射率及び先入出射端
面の切出し角度との関係を示す線図、第７図は第４図の
実施例の変形例を示す平面図、第８図は本発明の第３実
施例に係る半導体光増幅器を示す斜視図、第９図は本発
明の第４実施例に係る半導体光増幅器の要部を拡大して
示す断面図、第１０図は同要部における光の拡がり及び
反射の状態を示す断面図、第１１図は第２発明の実施例
を示す光学系統図、第１２図は同実施例の変形例を示す
光学系統図、第１３図は本発明に係る偏光子の組合わせ
例を示すブロック図、第１４図は本発明に係る偏光子を
Ｅ−０電圧測定器に用いた場合を示すブロック図である
。 １０．２８．４７．４９．６０． ６０Ａ、６０Ｂ・・・偏光子、 １２、２６．２７Ａ〜２７Ｃ１３０，３６、３８・・・
半導体光増幅器、 １２Ｆ、２６Ｆ、３８Ｆ・・・活性層、１３Ａ、２６Ａ
、２９Ａ〜２９Ｃ・・・光入射端面、１３Ｂ、２６Ｂ・
・・光出射端面、 工４・・・駆動装置、 １５・・・反射防止膜、 ３１・・・金属膜、 ３２・・・光導波部分、 ３３・・・光増幅部分、 ４０・・・へき開面、 ４２・・・窓構造、 ４６．６４Ａ・・・希土類ドーグ漏波面保存ファイノく
− ４８・・・励起光源、 ５８・・・Ｅ−０変調器、 ６０・・・光増幅偏光子。
Claims (11)
- （１）ＴＭモードの光又はＴＥモードの光の一方を選択
的に増幅する半導体光増幅器と、この半導体光増幅器の
駆動装置と、を有してなる偏光子。 - （２）請求項１において、前記半導体光増幅器は、活性
層の厚さが０．０５μｍ以下とされたことを特徴とする
偏光子。 - （３）請求項１又は２において、前記半導体光増幅器は
、光入出射端面の少なくとも一方が、１０°＜θ＜１６
°の角度に切出されたことを特徴とする偏光子。 - （４）請求項１、２又は３において、前記半導体光増幅
器は、金属膜を施した光導波部分を備えたことを特徴と
する偏光子。 - （５）請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記半導体
光増幅器は、その光入出射端面に反射防止膜が施された
ことを特徴とする偏光子。 - （６）請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記半導体
光増幅器は端面窓構造であることを特徴とする偏光子。 - （７）請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記半導体
光増幅器は、直列に複数個接続可能とされたことを特徴
とする偏光子。 - （８）希土類元素をドープした偏波面保存光ファイバー
と、この偏波面保存光ファイバーの励起光源と、を備え
てなる偏光子。 - （９）請求項８において、前記偏波面保存光ファイバー
は、その光入出射端面の少なくとも一方を所望の角度に
切出されたことを特徴とする偏光子。 - （１０）請求項８又は９において、前記偏波面保存光フ
ァイバーは、その光入出射端面に反射防止膜を施された
ことを特徴とする偏光子。 - （１１）請求項８、９又は１０において、前記偏波面保
存光ファイバーは、端面窓構造とされたことを特徴とす
る偏光子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2171582A JP2675179B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 偏光子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2171582A JP2675179B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 偏光子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0460523A true JPH0460523A (ja) | 1992-02-26 |
| JP2675179B2 JP2675179B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=15925829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2171582A Expired - Fee Related JP2675179B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 偏光子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675179B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6164124A (en) * | 1997-12-26 | 2000-12-26 | Mitutoyo Corporation | Surface property measuring device |
| EP2410288A1 (en) | 2010-07-20 | 2012-01-25 | Mitutoyo Corporation | Method for cleaning skid of surface roughness tester |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197930A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分波器 |
| JPS59200486A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバによる光増幅装置 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2171582A patent/JP2675179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS58197930A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分波器 |
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| EP2410288A1 (en) | 2010-07-20 | 2012-01-25 | Mitutoyo Corporation | Method for cleaning skid of surface roughness tester |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2675179B2 (ja) | 1997-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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