JPH0534737A - 光波長変換法 - Google Patents
光波長変換法Info
- Publication number
- JPH0534737A JPH0534737A JP21661591A JP21661591A JPH0534737A JP H0534737 A JPH0534737 A JP H0534737A JP 21661591 A JP21661591 A JP 21661591A JP 21661591 A JP21661591 A JP 21661591A JP H0534737 A JPH0534737 A JP H0534737A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength conversion
- wavelength
- light
- optical
- saturable absorption
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 活性領域および可飽和吸収領域を有する波長
変換素子を用いた、全光学系による光交換、光情報処理
システムの高速化のために、高速繰り返し強度情報の重
畳された光を、強度情報を失うことなく、その波長を変
換する方法を提供することにある。 【構成】 活性領域11および可飽和吸収領域12を有する
波長変換素子を用いて、該波長変換素子の可飽和吸収領
域12への被波長変換入力光により、前記波長変換素子の
活性領域からの波長変換された出力光を制御する光波長
変換法において、前記波長変換素子の活性領域11および
可飽和吸収領域12が多重量子井戸構造18,19を有し、被
波長変換入力光の偏波方向が波長変換された出力光と直
交している光波長変換法である。
変換素子を用いた、全光学系による光交換、光情報処理
システムの高速化のために、高速繰り返し強度情報の重
畳された光を、強度情報を失うことなく、その波長を変
換する方法を提供することにある。 【構成】 活性領域11および可飽和吸収領域12を有する
波長変換素子を用いて、該波長変換素子の可飽和吸収領
域12への被波長変換入力光により、前記波長変換素子の
活性領域からの波長変換された出力光を制御する光波長
変換法において、前記波長変換素子の活性領域11および
可飽和吸収領域12が多重量子井戸構造18,19を有し、被
波長変換入力光の偏波方向が波長変換された出力光と直
交している光波長変換法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換、光情報処理の
分野において、活性領域および可飽和吸収領域を有する
波長変換素子を用いて波長を変換する光波長変換法に関
する。
分野において、活性領域および可飽和吸収領域を有する
波長変換素子を用いて波長を変換する光波長変換法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】光周波数を変換する技術は光交換、光情
報処理の分野で必要不可欠の技術である。従来の交換技
術では、デジタル情報（１または０）を光の強度情報と
して重畳された光は、受光器により電気情報に変換さ
れ、電気的に交換処理を施された後に半導体レーザ等の
光出力器により出力されていた。また、全光学系の光交
換、光情報処理用素子として、可飽和吸収領域を有する
波長変換素子の検討が行われている。（例えば、H. Kaw
aguchi等”Tunable optical-wavelength conversion us
ing an optically triggerable multielectrode distri
buted feedback laser diode, ”IEEE Journal of Quan
tum Electronics, vol. 24, No.11, pp. 2153-2159, 19
88以下分布帰還型波長変換素子と呼ぶ、山腰、”波長変
換レーザ”,O plus E. 1989年10月 pp. 142-146. ) し
かし、当該波長変換素子の可飽和吸収領域および活性領
域は、バルク構造を有し、可飽和吸収領域の応答速度
は、当該可飽和吸収領域のキャリア寿命時間により制限
され、波長変換動作は、１GHz 程度の強度変動光に追従
するにとどまっていた。このため、当該波長変換素子を
用いたシステムによる高速情報の伝達は、不可能である
と考えられていた。また、光交換、光情報処理のシステ
ムにおいては、入力光と、変換光の波長が近接している
ので、入力光と波長変換光の偏波方向が一致している場
合、注入同期現象により変換光の波長が注入光の波長へ
引き込まれ、波長変換動作が不可能になることがあっ
た。
報処理の分野で必要不可欠の技術である。従来の交換技
術では、デジタル情報（１または０）を光の強度情報と
して重畳された光は、受光器により電気情報に変換さ
れ、電気的に交換処理を施された後に半導体レーザ等の
光出力器により出力されていた。また、全光学系の光交
換、光情報処理用素子として、可飽和吸収領域を有する
波長変換素子の検討が行われている。（例えば、H. Kaw
aguchi等”Tunable optical-wavelength conversion us
ing an optically triggerable multielectrode distri
buted feedback laser diode, ”IEEE Journal of Quan
tum Electronics, vol. 24, No.11, pp. 2153-2159, 19
88以下分布帰還型波長変換素子と呼ぶ、山腰、”波長変
換レーザ”,O plus E. 1989年10月 pp. 142-146. ) し
かし、当該波長変換素子の可飽和吸収領域および活性領
域は、バルク構造を有し、可飽和吸収領域の応答速度
は、当該可飽和吸収領域のキャリア寿命時間により制限
され、波長変換動作は、１GHz 程度の強度変動光に追従
するにとどまっていた。このため、当該波長変換素子を
用いたシステムによる高速情報の伝達は、不可能である
と考えられていた。また、光交換、光情報処理のシステ
ムにおいては、入力光と、変換光の波長が近接している
ので、入力光と波長変換光の偏波方向が一致している場
合、注入同期現象により変換光の波長が注入光の波長へ
引き込まれ、波長変換動作が不可能になることがあっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、活性領域お
よび可飽和吸収領域を有する波長変換素子を用いた、全
光学系による光交換、光情報処理システムの高速化のた
めに、高速繰り返し強度情報の重畳された光を、強度情
報を失うことなく、その波長を変換する方法を提供する
ことにある。
よび可飽和吸収領域を有する波長変換素子を用いた、全
光学系による光交換、光情報処理システムの高速化のた
めに、高速繰り返し強度情報の重畳された光を、強度情
報を失うことなく、その波長を変換する方法を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の光波長変換法
は、活性領域および可飽和吸収領域を有する波長変換素
子を用いて、該波長変換素子の可飽和吸収領域への被波
長変換入力光により、前記波長変換素子の活性領域から
の波長変換された出力光を制御する。前記波長変換素子
の活性領域および可飽和吸収領域は、多重量子井戸構造
を有し、被波長変換入力光の偏波方向が、波長変換され
た出力光と直交している。
は、活性領域および可飽和吸収領域を有する波長変換素
子を用いて、該波長変換素子の可飽和吸収領域への被波
長変換入力光により、前記波長変換素子の活性領域から
の波長変換された出力光を制御する。前記波長変換素子
の活性領域および可飽和吸収領域は、多重量子井戸構造
を有し、被波長変換入力光の偏波方向が、波長変換され
た出力光と直交している。
【０００５】
【本発明の原理】本発明においては、強度情報の重畳さ
れた入力光の偏向方向を、波長変換素子の出力光の偏波
方向と直交させることを特徴とし、また本発明の光波長
変換法に用いる波長変換素子の活性領域および可飽和吸
収領域を、井戸層をＩｎX Ｇａ1-X Ａｓとする多重量子
井戸構造とし、組成ｘを0.4 以下とすることを特徴とす
る。偏波方向を直交させることにより、従来の注入同期
現象は起こらず、入力光波長と変換光波長が近接した状
態においても、安定な波長変換動作が行える。また、変
換光の偏波方向と異なる偏波方向の光を波長変換素子に
注入することにより、変換光に寄与する素子内部の利得
が低減され、変換光の強度が変化する。注入光による、
変換光に寄与する活性領域の利得の飽和現象は、井戸層
のＩｎＧａＡｓの組成ｘを0.4 以下とすることにより顕
著となる。組成ｘを0.4 以下にすることにより、井戸層
内のＩｎＧａＡｓは引っ張り歪をうけ、重い正孔帯と軽
い正孔帯のエネルギーレベルを反転させることができ
る。このためＴＭ偏波光に寄与する電子と軽い正孔間の
遷移を、ＴＥ偏波光に寄与する電子と重い正孔間の遷移
と同程度またはそれ以上にすることができ、ＴＥ偏波光
に寄与する利得の、ＴＭ偏波光入力による飽和が容易に
起こるようになる。また、変換光強度の入力光強度変化
速度に対する応答速度は、素子の寄生容量等によるＣＲ
時定数とは無関係に素子本来の応答速度となり、その３
デシベル帯域は数十GHz 程度の応答速度を有する。（例
えば、H. Yasaka 等、”Frequency response of an MQW
DFB laser injected with intensity-modulated TM-po
larized light, ”IEEE Photonics Technology Letter
s, vol. ３，No. ３，pp. 196-198, 1991.) 入力光強度
変動による変換光の強度変動の速さは、変換光の強度変
動を入力光による活性層利得の飽和現象により達成して
いるので、キャリア寿命時間では規制されない。なお波
長変換動作については、当該素子の可飽和吸収領域のキ
ャリア寿命時間により制限され、数GHz 程度の速度を持
つ。
れた入力光の偏向方向を、波長変換素子の出力光の偏波
方向と直交させることを特徴とし、また本発明の光波長
変換法に用いる波長変換素子の活性領域および可飽和吸
収領域を、井戸層をＩｎX Ｇａ1-X Ａｓとする多重量子
井戸構造とし、組成ｘを0.4 以下とすることを特徴とす
る。偏波方向を直交させることにより、従来の注入同期
現象は起こらず、入力光波長と変換光波長が近接した状
態においても、安定な波長変換動作が行える。また、変
換光の偏波方向と異なる偏波方向の光を波長変換素子に
注入することにより、変換光に寄与する素子内部の利得
が低減され、変換光の強度が変化する。注入光による、
変換光に寄与する活性領域の利得の飽和現象は、井戸層
のＩｎＧａＡｓの組成ｘを0.4 以下とすることにより顕
著となる。組成ｘを0.4 以下にすることにより、井戸層
内のＩｎＧａＡｓは引っ張り歪をうけ、重い正孔帯と軽
い正孔帯のエネルギーレベルを反転させることができ
る。このためＴＭ偏波光に寄与する電子と軽い正孔間の
遷移を、ＴＥ偏波光に寄与する電子と重い正孔間の遷移
と同程度またはそれ以上にすることができ、ＴＥ偏波光
に寄与する利得の、ＴＭ偏波光入力による飽和が容易に
起こるようになる。また、変換光強度の入力光強度変化
速度に対する応答速度は、素子の寄生容量等によるＣＲ
時定数とは無関係に素子本来の応答速度となり、その３
デシベル帯域は数十GHz 程度の応答速度を有する。（例
えば、H. Yasaka 等、”Frequency response of an MQW
DFB laser injected with intensity-modulated TM-po
larized light, ”IEEE Photonics Technology Letter
s, vol. ３，No. ３，pp. 196-198, 1991.) 入力光強度
変動による変換光の強度変動の速さは、変換光の強度変
動を入力光による活性層利得の飽和現象により達成して
いるので、キャリア寿命時間では規制されない。なお波
長変換動作については、当該素子の可飽和吸収領域のキ
ャリア寿命時間により制限され、数GHz 程度の速度を持
つ。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示し、
１は可飽和吸収領域を有する分布帰還型波長変換素子、
２は入力光、３は光アイソレータ、４は波長変換光、５
はレンズである。この実施例においては、可飽和吸収領
域を有する波長変換素子１として、分布帰還型構造を有
するものを用いた。
に説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示し、
１は可飽和吸収領域を有する分布帰還型波長変換素子、
２は入力光、３は光アイソレータ、４は波長変換光、５
はレンズである。この実施例においては、可飽和吸収領
域を有する波長変換素子１として、分布帰還型構造を有
するものを用いた。
【０００７】図２(a) は図１の実施例に用いた波長変換
素子の構造を示す図であり、図２(b) は図２(a) のＡ部
の拡大図である。図２において、活性領域11および可飽
和吸収領域12内に形成された井戸層16は６層で、ＩｎＧ
ａＡｓにより構成され、組成ｘは0.4 であった。波長変
換素子１の、可飽和吸収領域12の入力光に対する応答速
度は１GHz であった。この実施例によるシステムでは、
入力光２が、光アイソレータ３およびレンズ５を介し
て、波長変換素子１へ注入される。
素子の構造を示す図であり、図２(b) は図２(a) のＡ部
の拡大図である。図２において、活性領域11および可飽
和吸収領域12内に形成された井戸層16は６層で、ＩｎＧ
ａＡｓにより構成され、組成ｘは0.4 であった。波長変
換素子１の、可飽和吸収領域12の入力光に対する応答速
度は１GHz であった。この実施例によるシステムでは、
入力光２が、光アイソレータ３およびレンズ５を介し
て、波長変換素子１へ注入される。
【０００８】入力光２の波長は1.551 μm であった。こ
の時、注入光の偏波方向は、波長変換光４の偏向方向
と、直交するするように制御されている。波長変換光４
は、レンズ６を介して、取り出される。波長変換光４の
波長は1.550 μm であった。
の時、注入光の偏波方向は、波長変換光４の偏向方向
と、直交するするように制御されている。波長変換光４
は、レンズ６を介して、取り出される。波長変換光４の
波長は1.550 μm であった。
【０００９】図３には入力光２の強度変動の様子を示
し、図４には波長変換された、この実施例によるシステ
ムからの出力光の強度変動の様子を示す。入力光の強度
変動速度を10GHz のクロック信号とした時の出力波形
は、入力波形に追従している。
し、図４には波長変換された、この実施例によるシステ
ムからの出力光の強度変動の様子を示す。入力光の強度
変動速度を10GHz のクロック信号とした時の出力波形
は、入力波形に追従している。
【００１０】また、入力光がない場合は、出力光強度も
ゼロとなった。
ゼロとなった。
【００１１】なお、この実施例においては、分布帰還型
の波長変換素子を用いたが、他の可飽和吸収領域を有す
る波長変換素子を用いても、当該システムを構築できる
ことは、明白である。
の波長変換素子を用いたが、他の可飽和吸収領域を有す
る波長変換素子を用いても、当該システムを構築できる
ことは、明白である。
【００１２】
【発明の効果】本発明の光波長変換法によれば、光入力
による波長変換動作の応答速度が数GHz であり、強度情
報として波長変換光へ重畳できる入力光強度変動速度が
数十GHz のシステムを構築できる。
による波長変換動作の応答速度が数GHz であり、強度情
報として波長変換光へ重畳できる入力光強度変動速度が
数十GHz のシステムを構築できる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】(a) は、本発明の実施例に使用した波長変換素
子の構造を示す図である。 (b) は、(a) のＡ部の拡大図である。
子の構造を示す図である。 (b) は、(a) のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の実施例における入力光の強度変動の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】図３の強度変動パターンを持つ光入力が、図１
により示された本発明の実施例によるシステムに入力さ
れた時の、波長変換光の強度変動の様子を示す図であ
る。
により示された本発明の実施例によるシステムに入力さ
れた時の、波長変換光の強度変動の様子を示す図であ
る。
１ 分布帰還型波長変換素子
２ 入力光
３ 光アイソレータ
４ 波長変換光
５，６ レンズ
11 活性領域
12 可飽和吸収領域
13 回折格子
14 プラス側電極
15 マイナス側電極
16 ｐ−ＩｎＰ
17 1.3 μm 組成ＩｎＧａＡａＰガイド層
18 Ｉｎ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ井戸層
19 1.3 μm 組成ＩｎＧａＡｓＰバリア層
20 1.3 μm 組成ＩｎＧａＡｓＰバッファ層
21 ｎ−ＩｎＰ基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 永沼 充
東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日
本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 活性領域および可飽和吸収領域を有する
波長変換素子を用いて、該波長変換素子の可飽和吸収領
域への被波長変換入力光により、前記波長変換素子の活
性領域からの波長変換された出力光を制御する光波長変
換法において、前記波長変換素子の活性領域および可飽
和吸収領域が多重量子井戸構造を有し、被波長変換入力
光の偏波方向が波長変換された出力光と直交しているこ
とを特徴とする光波長変換法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光波長変換法におい
て、波長変換素子の井戸層がインジュウム(In)、ガリュ
ーム(Ga)、砒素(As)の混晶( ＩｎX Ｇａ1-x Ａｓ）から
なり、インジュウムの組成がｘ＝0.4 以下であることを
特徴とする光波長変換法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光波長変換法におい
て、波長変換素子の活性層利得の注入光による飽和現象
を用いたことを特徴とする光波長変換法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21661591A JPH0534737A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光波長変換法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21661591A JPH0534737A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光波長変換法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534737A true JPH0534737A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16691209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21661591A Pending JPH0534737A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光波長変換法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534737A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6009316A (en) * | 1996-06-21 | 1999-12-28 | Nec Corporation | Receiver with an antenna switch, in which sensitivity and quality of reception is improved |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP21661591A patent/JPH0534737A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6009316A (en) * | 1996-06-21 | 1999-12-28 | Nec Corporation | Receiver with an antenna switch, in which sensitivity and quality of reception is improved |
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