JPH06130438A - 回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワーク - Google Patents
回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワークInfo
- Publication number
- JPH06130438A JPH06130438A JP30659992A JP30659992A JPH06130438A JP H06130438 A JPH06130438 A JP H06130438A JP 30659992 A JP30659992 A JP 30659992A JP 30659992 A JP30659992 A JP 30659992A JP H06130438 A JPH06130438 A JP H06130438A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- wavelength
- optical
- photodetector
- diffraction grating
- Prior art date
- 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
Links
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光通信などにおいて使用される波長トラッキン
グ機能、分波機能などを有する光検出装置である。 【構成】光が入射される活性層４を含む半導体光導波路
と、導波路に形成された回折格子と、導波路の外部に出
射される回折光１１を検出するための複数部分から成る
光検出器１２とを有する光検出装置である。導波路と光
検出器１２の間に、回折光１１の特定の偏波成分のみを
選択透過させる偏光板１０が配置されている。
グ機能、分波機能などを有する光検出装置である。 【構成】光が入射される活性層４を含む半導体光導波路
と、導波路に形成された回折格子と、導波路の外部に出
射される回折光１１を検出するための複数部分から成る
光検出器１２とを有する光検出装置である。導波路と光
検出器１２の間に、回折光１１の特定の偏波成分のみを
選択透過させる偏光板１０が配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信などにおいて使
用される波長トラッキング機能を有する光検出装置、回
折格子が形成された光導波路から導波路外へ放射される
回折光の放射角が光の波長に依存することを利用する分
波機能を有する光検出装置、光通信分野において使用さ
れる波長多重用送受信装置およびこれらの装置を使用し
た光通信ネットワークないし波長多重光通信システムに
関するものである。
用される波長トラッキング機能を有する光検出装置、回
折格子が形成された光導波路から導波路外へ放射される
回折光の放射角が光の波長に依存することを利用する分
波機能を有する光検出装置、光通信分野において使用さ
れる波長多重用送受信装置およびこれらの装置を使用し
た光通信ネットワークないし波長多重光通信システムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、回折格子を有する光検出装置は、
光導波路を伝搬する光がＴＥ，ＴＭ両偏波成分を含む場
合、各偏波成分に対して導波路の等価屈折率が異なるた
め、それぞれの偏波成分に対応した放射角の異なる２本
の回折光が光検出器方向に放射される。
光導波路を伝搬する光がＴＥ，ＴＭ両偏波成分を含む場
合、各偏波成分に対して導波路の等価屈折率が異なるた
め、それぞれの偏波成分に対応した放射角の異なる２本
の回折光が光検出器方向に放射される。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来例では、
入射光が水平偏波のみ又は垂直偏波のみであれば、導波
路外に射出される回折光は１本のみであるので、障害は
生じない。しかし、入射光が光ファイバから光検出装置
の導波路に入射されるような場合には、入射光は水平、
垂直両偏波成分を含むので、それぞれの偏波成分に対し
射出角のわずかに違う２本の回折光が生じて、分波機能
が著しく低下してしまう。
入射光が水平偏波のみ又は垂直偏波のみであれば、導波
路外に射出される回折光は１本のみであるので、障害は
生じない。しかし、入射光が光ファイバから光検出装置
の導波路に入射されるような場合には、入射光は水平、
垂直両偏波成分を含むので、それぞれの偏波成分に対し
射出角のわずかに違う２本の回折光が生じて、分波機能
が著しく低下してしまう。
【０００４】更に、シングルモードファイバから回折格
子が形成された導波路へ入射される光の偏波状態は、変
動するため、常に単一偏波のみを導波路へ入射させるた
めには、偏波制御が不可欠であった。
子が形成された導波路へ入射される光の偏波状態は、変
動するため、常に単一偏波のみを導波路へ入射させるた
めには、偏波制御が不可欠であった。
【０００５】しかしながら、この偏波制御は、制御が複
雑であり、また波長多重されたローカルエリアネットワ
ークのように、異なるポイントから送られて来る光信号
の偏波状態はそれぞれ異なるため、これらの信号を同時
受信することはほとんど不可能であった。
雑であり、また波長多重されたローカルエリアネットワ
ークのように、異なるポイントから送られて来る光信号
の偏波状態はそれぞれ異なるため、これらの信号を同時
受信することはほとんど不可能であった。
【０００６】本発明の目的は、上記の問題点を解決した
光通信などにおいて使用される波長トラッキング機能を
有する光検出装置、回折格子が形成された光導波路から
導波路外へ放射される回折光の放射角が光の波長に依存
することを利用する分波機能を有する光検出装置、およ
びこれらの装置を使用した光通信ネットワークないし波
長多重光通信システムを提供することにある。
光通信などにおいて使用される波長トラッキング機能を
有する光検出装置、回折格子が形成された光導波路から
導波路外へ放射される回折光の放射角が光の波長に依存
することを利用する分波機能を有する光検出装置、およ
びこれらの装置を使用した光通信ネットワークないし波
長多重光通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態によ
れば、回折格子を有する光導波路と複数の光検出部を持
つ光検出器間に、偏光板を配置することにより、入射光
が水平・垂直両偏波成分を含んでいて２本の回折光が生
じても、偏光板が、どちらか一方の回折光を選択透過す
るため、光検出器への入射光は１本となる。したがっ
て、入射光が水平・垂直両偏波成分を含む場合も、分波
機能などが低下しない光検出装置を実現できる。
れば、回折格子を有する光導波路と複数の光検出部を持
つ光検出器間に、偏光板を配置することにより、入射光
が水平・垂直両偏波成分を含んでいて２本の回折光が生
じても、偏光板が、どちらか一方の回折光を選択透過す
るため、光検出器への入射光は１本となる。したがっ
て、入射光が水平・垂直両偏波成分を含む場合も、分波
機能などが低下しない光検出装置を実現できる。
【０００８】また、本発明の第２の形態によれば、複数
の光検出部を持つ光検出器を、ＴＥ偏波の回折光のみを
受光する光検出部列と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光す
る光検出部列で構成することにより、信号光の偏波状態
に依存しない受信が可能となる。また、波長多重された
ローカルエリアネットワークのように偏波状態の異なる
複数の信号でも、同時受信することが可能となった。
の光検出部を持つ光検出器を、ＴＥ偏波の回折光のみを
受光する光検出部列と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光す
る光検出部列で構成することにより、信号光の偏波状態
に依存しない受信が可能となる。また、波長多重された
ローカルエリアネットワークのように偏波状態の異なる
複数の信号でも、同時受信することが可能となった。
【０００９】本発明の第１の形態の場合、２本の回折光
のどちらか一方を偏光板で除去すると、受信される信号
強度が偏波状態に依存して大きく変動し、信号の偏波が
受信している偏波と逆になると、受信できない状況が生
じるが、、本発明の第２の形態では偏波状態に依存せ
ず、常に一定レベルで信号受信が可能である。
のどちらか一方を偏光板で除去すると、受信される信号
強度が偏波状態に依存して大きく変動し、信号の偏波が
受信している偏波と逆になると、受信できない状況が生
じるが、、本発明の第２の形態では偏波状態に依存せ
ず、常に一定レベルで信号受信が可能である。
【００１０】また、異なる波長の光信号を送出する少な
くとも１つの送信端局と複数の波長の光信号を受信する
受信端局が、光伝送路で接続された光通信ネットワーク
においては、少なくとも１つの受信端局に上記の光検出
装置を備えたことを特徴とする。
くとも１つの送信端局と複数の波長の光信号を受信する
受信端局が、光伝送路で接続された光通信ネットワーク
においては、少なくとも１つの受信端局に上記の光検出
装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】更に、前記光通信ネットワークにおいて
は、波長多重光源として波長可変ＤＢＲ−ＬＤ（分布反
射型半導体レーザ）を用い、波長多重の波長間隔とし
て、該波長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔又はその整
数倍を使用することを特徴とする。
は、波長多重光源として波長可変ＤＢＲ−ＬＤ（分布反
射型半導体レーザ）を用い、波長多重の波長間隔とし
て、該波長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔又はその整
数倍を使用することを特徴とする。
【第１実施例】図１は、本実施例の特徴を最もよく表わ
す図面であり、回折格子付き光導波路は、光増幅部と回
折光出射部で構成されている。回折光出射部の導波路の
垂線方向に、導波路と相対して複数の光検出部１２が一
列に配置され、両者の間には偏光板１０が配置されてい
る。
す図面であり、回折格子付き光導波路は、光増幅部と回
折光出射部で構成されている。回折光出射部の導波路の
垂線方向に、導波路と相対して複数の光検出部１２が一
列に配置され、両者の間には偏光板１０が配置されてい
る。
【００１２】回折格子付き光導波路はリブ導波構造を有
しており、光増幅部は、ｎ−ＧａＡｓ基板（不示図）上
のｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ第
１光閉込め層３、ＧａＡｓ層が１０層とＡｌyＧａ1-yＡ
ｓ（０＜ｙ≦ｘ）層が１１層から成る多重量子井戸構造
の活性層４、ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ第２光閉込め層５、
Ｓｉ3Ｎ4電気絶縁層６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８、
およびｎ，ｐ用金属電極１，７で構成されている。
しており、光増幅部は、ｎ−ＧａＡｓ基板（不示図）上
のｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ第
１光閉込め層３、ＧａＡｓ層が１０層とＡｌyＧａ1-yＡ
ｓ（０＜ｙ≦ｘ）層が１１層から成る多重量子井戸構造
の活性層４、ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ第２光閉込め層５、
Ｓｉ3Ｎ4電気絶縁層６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８、
およびｎ，ｐ用金属電極１，７で構成されている。
【００１３】回折光出射部のリブ導波路９には、回折格
子が形成されており（不示図）、回折格子のピッチΛは
入射光の波長λに対し、Λ＝λ／ｎeff（ｎeff：導波路
の等価屈折率）の関係を満たしている。
子が形成されており（不示図）、回折格子のピッチΛは
入射光の波長λに対し、Λ＝λ／ｎeff（ｎeff：導波路
の等価屈折率）の関係を満たしている。
【００１４】なお、図に示されていないが、光増幅部の
外部光入射端面には無反射コーティングが施されてお
り、光増幅部でのレーザ発振の抑圧と飽和注入電流密度
の増大を可能にしている。
外部光入射端面には無反射コーティングが施されてお
り、光増幅部でのレーザ発振の抑圧と飽和注入電流密度
の増大を可能にしている。
【００１５】光増幅部を順バイアスに保持した状態で、
外部光がリブ導波路９に入射すると、入射光は光増幅部
で増幅され、回折光出射部から導波路に対しほぼ垂線方
向に射出される。この時、入射光が水平偏波成分のみ、
又は垂直偏波成分のみで構成されていれば、単一の一次
回折光が得られる。
外部光がリブ導波路９に入射すると、入射光は光増幅部
で増幅され、回折光出射部から導波路に対しほぼ垂線方
向に射出される。この時、入射光が水平偏波成分のみ、
又は垂直偏波成分のみで構成されていれば、単一の一次
回折光が得られる。
【００１６】回折光が導波路の垂線となす角（出射角）
θは、入射光の波長に対し−０．３〜０．４ｄｅｇ／ｎ
ｍの割で変化する。回折光の広がり角は、導波路の延伸
方向（θP）では非常に狭く０．２゜以下であるので、
光検出部列から成る検出器１２の個々の検出部の受光面
の導波路延伸方向における長さを回折光の広がり角（θ
P）程度に設定することにより、０．５ｎｍ以下の波長
分解が可能である。
θは、入射光の波長に対し−０．３〜０．４ｄｅｇ／ｎ
ｍの割で変化する。回折光の広がり角は、導波路の延伸
方向（θP）では非常に狭く０．２゜以下であるので、
光検出部列から成る検出器１２の個々の検出部の受光面
の導波路延伸方向における長さを回折光の広がり角（θ
P）程度に設定することにより、０．５ｎｍ以下の波長
分解が可能である。
【００１７】しかしながら、入射光が水平・垂直両偏波
成分を含む場合は、導波路の伝搬定数が偏波によって異
なるので、それぞれの偏波成分に応じて、出射角のわず
かに違う２本の回折光が生じる。しかし、偏光板１０に
よって、どちらか一方の偏波成分のみを選択透過させる
ことにより、光検出部列１２には一方の偏波成分１１の
みが入射される。したがって、入射光が水平・垂直両偏
波成分を含んでいても、分波機能は低下しない。
成分を含む場合は、導波路の伝搬定数が偏波によって異
なるので、それぞれの偏波成分に応じて、出射角のわず
かに違う２本の回折光が生じる。しかし、偏光板１０に
よって、どちらか一方の偏波成分のみを選択透過させる
ことにより、光検出部列１２には一方の偏波成分１１の
みが入射される。したがって、入射光が水平・垂直両偏
波成分を含んでいても、分波機能は低下しない。
【００１８】
【第２実施例】本発明の第２実施例を図２で説明する。
図２は、本発明に基づく回折格子付き光導波路と光検出
素子列３２を有する光検出装置の第２実施例の構成図で
ある。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板２２上に、順
に、ｎ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層２３、ＡｌyＧ
ａ1-yＡｓ光導波層２４（０≦ｙ＜ｘ＜１）、ｐ−Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ光閉じ込め層２５、ｐ−ＡｌzＧａ1-zＡｓ
コンタクト層２８（０＜ｚ＜１）が形成される。横方向
の閉じ込めは、ストライプ状導波路の両側の高抵抗Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ埋め込み層３５で行なわれる。
図２は、本発明に基づく回折格子付き光導波路と光検出
素子列３２を有する光検出装置の第２実施例の構成図で
ある。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板２２上に、順
に、ｎ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層２３、ＡｌyＧ
ａ1-yＡｓ光導波層２４（０≦ｙ＜ｘ＜１）、ｐ−Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ光閉じ込め層２５、ｐ−ＡｌzＧａ1-zＡｓ
コンタクト層２８（０＜ｚ＜１）が形成される。横方向
の閉じ込めは、ストライプ状導波路の両側の高抵抗Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ埋め込み層３５で行なわれる。
【００１９】コンタクト層２８の上には、回折光出射用
窓３６が形成された上部ｐ型電極２７が形成され、ｎ−
ＧａＡｓ基板２２の裏面には、ｎ型電極２１が形成され
ている。また、ＡｌyＧａ1-yＡｓ光導波層２４の内部若
しくは導波層２４から光の波長範囲内の位置に、回折格
子（不図示）が形成されている。更に、回折格子付き光
導波路の回折光出射用窓３６の真上には、３個の素子Ｐ
Ｄから成る光検出素子列３２が配置されている。また、
回折光出射用窓３６の真上には、偏光板３８も配置され
ている。これの機能は第１実施例で説明した通りであ
る。
窓３６が形成された上部ｐ型電極２７が形成され、ｎ−
ＧａＡｓ基板２２の裏面には、ｎ型電極２１が形成され
ている。また、ＡｌyＧａ1-yＡｓ光導波層２４の内部若
しくは導波層２４から光の波長範囲内の位置に、回折格
子（不図示）が形成されている。更に、回折格子付き光
導波路の回折光出射用窓３６の真上には、３個の素子Ｐ
Ｄから成る光検出素子列３２が配置されている。また、
回折光出射用窓３６の真上には、偏光板３８も配置され
ている。これの機能は第１実施例で説明した通りであ
る。
【００２０】以上の構成において、導波路に光が入力す
ると、光導波層２４内又はこれを含む導波路の付近に形
成されている回折格子により回折光が導波路上面に出射
される。
ると、光導波層２４内又はこれを含む導波路の付近に形
成されている回折格子により回折光が導波路上面に出射
される。
【００２１】回折光の垂直方向からの傾斜角θは、回折
格子のピッチΛと入射光の波長λに対し、次の関係を満
たす。 ｓｉｎθ＝ｎeff−ｑλ／Λ （１） ここで、ｑは整数、ｎeffは導波路の等価屈折率であ
る。
格子のピッチΛと入射光の波長λに対し、次の関係を満
たす。 ｓｉｎθ＝ｎeff−ｑλ／Λ （１） ここで、ｑは整数、ｎeffは導波路の等価屈折率であ
る。
【００２２】本実施例では、導波路の等価屈折率は３．
４〜３．５となるので０．８μｍ帯の入射光に対し、お
よそ０．２４μｍの回折格子を形成する（ｑ＝１）。
４〜３．５となるので０．８μｍ帯の入射光に対し、お
よそ０．２４μｍの回折格子を形成する（ｑ＝１）。
【００２３】このとき、入射光の波長変化に対する傾斜
角θの変化は、 ｄθ／ｄλ〜−０．３〜−０．４ｄｅｇ／ｎｍ であった。
角θの変化は、 ｄθ／ｄλ〜−０．３〜−０．４ｄｅｇ／ｎｍ であった。
【００２４】回折光のファーフィールドパターン（ＦＦ
Ｐ）は、導波路に沿う方向では非常に狭く、その広がり
角（θP）は０．２°以下であり、導波路を横切る方向
では広くその広がり角（θt）は１５°程度である。従
って、入射光の波長が０．５ｎｍ程度変化すれば、出射
角即ち傾斜角θは〜０．２°変化するので、導波路に沿
う方向で回折光のビーム径程度変化することになる。よ
って、光検出素子列３２の導波路に沿う方向の各素子Ｐ
Ｄ１、２、３の受光面のサイズを１次回折光のビーム径
（θP）程度にすれば、０．５ｎｍ程度の波長変化を検
出できる。波長分解能は上方に回折される回折光の導波
路に沿う方向の広がり角（θP）によって制限されてい
るので、回折格子付き導波路の吸収損失を低減したり、
回折格子と光導波路の結合効率を小さくすることによ
り、回折格子付き光導波路の回折光を出射する領域を長
くすることにより、θPを狭くし、波長分解能を〜０．
１ｍｍ程度まで上げることが可能である。
Ｐ）は、導波路に沿う方向では非常に狭く、その広がり
角（θP）は０．２°以下であり、導波路を横切る方向
では広くその広がり角（θt）は１５°程度である。従
って、入射光の波長が０．５ｎｍ程度変化すれば、出射
角即ち傾斜角θは〜０．２°変化するので、導波路に沿
う方向で回折光のビーム径程度変化することになる。よ
って、光検出素子列３２の導波路に沿う方向の各素子Ｐ
Ｄ１、２、３の受光面のサイズを１次回折光のビーム径
（θP）程度にすれば、０．５ｎｍ程度の波長変化を検
出できる。波長分解能は上方に回折される回折光の導波
路に沿う方向の広がり角（θP）によって制限されてい
るので、回折格子付き導波路の吸収損失を低減したり、
回折格子と光導波路の結合効率を小さくすることによ
り、回折格子付き光導波路の回折光を出射する領域を長
くすることにより、θPを狭くし、波長分解能を〜０．
１ｍｍ程度まで上げることが可能である。
【００２５】図３は、波長トラッキング機能を有する図
２の光検出装置の簡単なブロック図である。図３におい
て、先ず受信開始前の初期設定として、光導波路に入射
した光の回折光の強度分布の最強領域が光検出素子列３
２の中央の素子ＰＤ２に入射される様に、光導波路の注
入電流を注入電流制御回路４５で制御して回折格子のブ
ラッグ波長を変化させる。この時、他の検出素子ＰＤ
１、ＰＤ３への入射光量は、両者等しいかゼロになる様
に設定されている。この状態で受信を開始する。
２の光検出装置の簡単なブロック図である。図３におい
て、先ず受信開始前の初期設定として、光導波路に入射
した光の回折光の強度分布の最強領域が光検出素子列３
２の中央の素子ＰＤ２に入射される様に、光導波路の注
入電流を注入電流制御回路４５で制御して回折格子のブ
ラッグ波長を変化させる。この時、他の検出素子ＰＤ
１、ＰＤ３への入射光量は、両者等しいかゼロになる様
に設定されている。この状態で受信を開始する。
【００２６】受信中に入射光の波長が長い方へ変化する
と、検出素子ＰＤ２の入射光量が減少すると共に、検出
素子ＰＤ１の入射光量が増加し検出素子ＰＤ３の入射光
量は減少するかゼロのままである。比較回路４６で、Ｐ
Ｄ１（検出素子ＰＤ１の入射光量）−ＰＤ３、及びＰＤ
２−ＰＤ１（又はＰＤ３）を演算することで、この入射
光の波長の変化の量と方向が分かる。そこで、比較回路
４６で注入電流制御回路４５を制御して光導波路への注
入電流を減少させて、回折格子のブラッグ波長を長波長
側へシフトさせる。これで、検出素子ＰＤ１、ＰＤ３の
入射光量を等しくさせるかゼロにすることにより、回折
光の入射最強領域が中央の検出素子ＰＤ２になる様にす
る。一方、入射光の波長が短い方へ変化して上記入射光
量が逆に変化した場合は、光導波路への注入電流を同様
の仕方で増加させて回折格子のブラッグ波長を短波側へ
シフトさせ、同様に回折光の出射角を制御する。こうし
て、入射光の波長が変化しても光導波路からの回折光が
常に光検出素子列３２の中央の検出素子ＰＤ２へ入射す
る様にでき、入射光の波長トラッキングが可能となる。
この際、注入電流と回折格子のブラッグ波長との関係
は、前もって測定されていて注入電流制御回路４５に記
憶されている。
と、検出素子ＰＤ２の入射光量が減少すると共に、検出
素子ＰＤ１の入射光量が増加し検出素子ＰＤ３の入射光
量は減少するかゼロのままである。比較回路４６で、Ｐ
Ｄ１（検出素子ＰＤ１の入射光量）−ＰＤ３、及びＰＤ
２−ＰＤ１（又はＰＤ３）を演算することで、この入射
光の波長の変化の量と方向が分かる。そこで、比較回路
４６で注入電流制御回路４５を制御して光導波路への注
入電流を減少させて、回折格子のブラッグ波長を長波長
側へシフトさせる。これで、検出素子ＰＤ１、ＰＤ３の
入射光量を等しくさせるかゼロにすることにより、回折
光の入射最強領域が中央の検出素子ＰＤ２になる様にす
る。一方、入射光の波長が短い方へ変化して上記入射光
量が逆に変化した場合は、光導波路への注入電流を同様
の仕方で増加させて回折格子のブラッグ波長を短波側へ
シフトさせ、同様に回折光の出射角を制御する。こうし
て、入射光の波長が変化しても光導波路からの回折光が
常に光検出素子列３２の中央の検出素子ＰＤ２へ入射す
る様にでき、入射光の波長トラッキングが可能となる。
この際、注入電流と回折格子のブラッグ波長との関係
は、前もって測定されていて注入電流制御回路４５に記
憶されている。
【００２７】光導波路から出射される回折光のファーフ
ィールドパターン（ＦＦＰ）は、前述したように、導波
路に沿う方向では非常に狭くその広がり角（θP）は
０．２°以下であり、導波路を横切る方向では広く、そ
の広がり角（θt）は１５°程度である。このように導
波路を横切る方向における広がり角が大きいので、光検
出素子列３２に入射する光量は、全放射光量の数％程度
になってしまう。
ィールドパターン（ＦＦＰ）は、前述したように、導波
路に沿う方向では非常に狭くその広がり角（θP）は
０．２°以下であり、導波路を横切る方向では広く、そ
の広がり角（θt）は１５°程度である。このように導
波路を横切る方向における広がり角が大きいので、光検
出素子列３２に入射する光量は、全放射光量の数％程度
になってしまう。
【００２８】そこで、光導波路と光検出素子列３２の間
にシリンドリカルレンズ３７を配置して、回折光の導波
路を横切る方向の集光を行なうことにより検出素子列３
２に入射する光量を増加させ、光導波路に入射する光が
弱くても波長トラッキングが有効に行なわれるようにし
たものである。
にシリンドリカルレンズ３７を配置して、回折光の導波
路を横切る方向の集光を行なうことにより検出素子列３
２に入射する光量を増加させ、光導波路に入射する光が
弱くても波長トラッキングが有効に行なわれるようにし
たものである。
【００２９】
【第３実施例】図４は本実施例の特徴を最もよく表す図
面であり、回折格子が形成された光導波路と、光増幅器
がモノリシックに構成されている。光導波路の上面から
垂線方向に、ＴＥ偏波の回折光のみを受光する光検出器
列６４と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光する光検出器列
６５が導波路の延伸方向に配置されている。
面であり、回折格子が形成された光導波路と、光増幅器
がモノリシックに構成されている。光導波路の上面から
垂線方向に、ＴＥ偏波の回折光のみを受光する光検出器
列６４と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光する光検出器列
６５が導波路の延伸方向に配置されている。
【００３０】素子の左半分のみを示す図４において、光
増幅部は、ＩｎＰ基板５２、バンドギャップエネルギー
〜０．９５ｅＶのＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層５３、バン
ドギャップエネルギー〜０．８ｅＶのＩｎＧａＡｓＰ活
性層５４、ＩｎＰ上部光閉込め層５５、ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層５７、ＩｎＰ高抵抗埋込み層５６、および
ｐ，ｎのオーミック電極５１，５８で構成されている。
一方、回折格子５９が形成された導波路は、光増幅部と
同一のＩｎＰ基板５２、ピッチΛの回折格子５９、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層５３、ＩｎＰ上部光閉込め層５５
で構成されている。６３は光増幅部の注入電流制御装置
である。なお、図には示されていないが、入射端面およ
び反対側の端面には、光の反射を防ぐため、誘電体の反
射防止膜が形成されている。また、回折格子５９のピッ
チΛは、信号光の波長λに対しΛ〜λ／ｎeff（ｎeff：
導波路の等価屈折率）の関係を満たしている。
増幅部は、ＩｎＰ基板５２、バンドギャップエネルギー
〜０．９５ｅＶのＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層５３、バン
ドギャップエネルギー〜０．８ｅＶのＩｎＧａＡｓＰ活
性層５４、ＩｎＰ上部光閉込め層５５、ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層５７、ＩｎＰ高抵抗埋込み層５６、および
ｐ，ｎのオーミック電極５１，５８で構成されている。
一方、回折格子５９が形成された導波路は、光増幅部と
同一のＩｎＰ基板５２、ピッチΛの回折格子５９、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層５３、ＩｎＰ上部光閉込め層５５
で構成されている。６３は光増幅部の注入電流制御装置
である。なお、図には示されていないが、入射端面およ
び反対側の端面には、光の反射を防ぐため、誘電体の反
射防止膜が形成されている。また、回折格子５９のピッ
チΛは、信号光の波長λに対しΛ〜λ／ｎeff（ｎeff：
導波路の等価屈折率）の関係を満たしている。
【００３１】図面において、入射光は光増幅部で増幅さ
れた後、回折格子が形成された導波路の回折格子５９に
より、導波路上面から回折光が放射される。この時、入
射光が、ＴＥ，ＴＭ両偏波成分を有していれば、それぞ
れの偏波成分に対応した、放射角φ1，φ2の異なる２本
の回折光６７，６８が生じる。２本の回折光は、導波路
を横切る方向には広がり角が大きいので、光検出器列６
４，６５にほぼ等しい強度で入射するが、光検出器列６
４では、ＴＥ偏波の回折光のみが受信され、光検出器列
６５では、ＴＭ偏波の回折光のみが受信されるので、受
信されたそれぞれの信号を加算することにより、入射光
の偏波状態に依存せず、ほぼ一定強度の信号受信が可能
になった。
れた後、回折格子が形成された導波路の回折格子５９に
より、導波路上面から回折光が放射される。この時、入
射光が、ＴＥ，ＴＭ両偏波成分を有していれば、それぞ
れの偏波成分に対応した、放射角φ1，φ2の異なる２本
の回折光６７，６８が生じる。２本の回折光は、導波路
を横切る方向には広がり角が大きいので、光検出器列６
４，６５にほぼ等しい強度で入射するが、光検出器列６
４では、ＴＥ偏波の回折光のみが受信され、光検出器列
６５では、ＴＭ偏波の回折光のみが受信されるので、受
信されたそれぞれの信号を加算することにより、入射光
の偏波状態に依存せず、ほぼ一定強度の信号受信が可能
になった。
【００３２】また、複数の信号が波長多重されている場
合は、初期設定として、同一信号のＴＥ偏波成分とＴＭ
偏波成分を受信している光検出部ないし光検出器を特定
し、信号を加算するように設定することにより、偏波状
態の異なる複数の信号を同時に、しかも、 ほぼ一定の
信号強度で受信することが可能になった。
合は、初期設定として、同一信号のＴＥ偏波成分とＴＭ
偏波成分を受信している光検出部ないし光検出器を特定
し、信号を加算するように設定することにより、偏波状
態の異なる複数の信号を同時に、しかも、 ほぼ一定の
信号強度で受信することが可能になった。
【００３３】
【第４実施例】図５は、本発明の光通信ネットワークに
おいて個々の送信端局の電気・光変換部を構成する２電
極波長可変ＤＢＲ−ＬＤの破断斜視図であり、ＤＢＲ領
域の反射特性の半値幅は、ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔
より狭く形成されている。図５において、活性領域及び
ＤＢＲ領域には、ｎ−ＧａＡｓ基板７２上に、ｎ−Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層７３、ＡｌyＧａ1-yＡｓ光導
波層７４、ＡｌnＧａ1-nＡｓ（０≦ｎ＜ｙ＜ｘ＜１）活
性層７４１、高抵抗ＡｌyＧａ1-yＡｓ埋め込み層７５、
ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層７６、ｐ−ＡｌzＧ
ａ1-zＡｓ（０＜ｚ＜１）コンタクト層７７が形成され
ており、ｎ型基板７２の反対側にはｎ型電極７１が形成
されている。ＤＢＲ領域の光導波路部には回折格子８０
が形成され、コンタクト層７７上にｐ型電極８１が形成
されている。活性領域には、上部ｐ型電極７８が形成さ
れている。活性領域とＤＢＲ領域の間には、少なくとも
電極とコンタクト層７７を貫いて溝７９が形成されてい
る。
おいて個々の送信端局の電気・光変換部を構成する２電
極波長可変ＤＢＲ−ＬＤの破断斜視図であり、ＤＢＲ領
域の反射特性の半値幅は、ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔
より狭く形成されている。図５において、活性領域及び
ＤＢＲ領域には、ｎ−ＧａＡｓ基板７２上に、ｎ−Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層７３、ＡｌyＧａ1-yＡｓ光導
波層７４、ＡｌnＧａ1-nＡｓ（０≦ｎ＜ｙ＜ｘ＜１）活
性層７４１、高抵抗ＡｌyＧａ1-yＡｓ埋め込み層７５、
ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ光閉じ込め層７６、ｐ−ＡｌzＧ
ａ1-zＡｓ（０＜ｚ＜１）コンタクト層７７が形成され
ており、ｎ型基板７２の反対側にはｎ型電極７１が形成
されている。ＤＢＲ領域の光導波路部には回折格子８０
が形成され、コンタクト層７７上にｐ型電極８１が形成
されている。活性領域には、上部ｐ型電極７８が形成さ
れている。活性領域とＤＢＲ領域の間には、少なくとも
電極とコンタクト層７７を貫いて溝７９が形成されてい
る。
【００３４】ＤＢＲ−ＬＤの活性領域にしきい値以上の
電流を注入すると、ＤＢＲの反射特性と縦モードがほぼ
一致した波長で発振を開始する。この状態で、ＤＢＲ領
域にキャリヤを注入すると、プラズマ効果により実効屈
折率が変化し、反射特性の中心波長が短波長側にシフト
するので、発振波長におけるＤＢＲの反射率が低下し、
光出力が低下する。更に、キャリヤを注入すると、ＤＢ
Ｒの反射率も更に低下するので、光出力は、ほとんど得
られなくなるとともに、反射特性の中心波長は、短波長
側の隣接縦モードの波長に近づく。更にキャリヤを注入
すると、隣接縦モードの波長におけるＤＢＲの反射率が
増大し、この波長において発振を開始するため、発振波
長が縦モード１本分短波長側へシフトする。
電流を注入すると、ＤＢＲの反射特性と縦モードがほぼ
一致した波長で発振を開始する。この状態で、ＤＢＲ領
域にキャリヤを注入すると、プラズマ効果により実効屈
折率が変化し、反射特性の中心波長が短波長側にシフト
するので、発振波長におけるＤＢＲの反射率が低下し、
光出力が低下する。更に、キャリヤを注入すると、ＤＢ
Ｒの反射率も更に低下するので、光出力は、ほとんど得
られなくなるとともに、反射特性の中心波長は、短波長
側の隣接縦モードの波長に近づく。更にキャリヤを注入
すると、隣接縦モードの波長におけるＤＢＲの反射率が
増大し、この波長において発振を開始するため、発振波
長が縦モード１本分短波長側へシフトする。
【００３５】したがって、２電極波長可変ＤＢＲ−ＬＤ
のＤＢＲ領域への注入電流を制御することにより、ほぼ
ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔で発振波長を離散的に変化
させることが可能である。
のＤＢＲ領域への注入電流を制御することにより、ほぼ
ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔で発振波長を離散的に変化
させることが可能である。
【００３６】一方、個々の受信端局の光・電気変換部を
構成する分波機能を有する光検出装置として、図１、４
に記載のものを使用する。次に、本実施例の動作につい
て説明する。放射光の導波路延伸方向への広がり角（θ
P）は０．２゜以下と非常に狭い。一方、放射光の導波
路延伸方向への出射角θの波長依存性は、〜−０．４ｄ
ｅｇ／ｎｍであるので、各々の検出部の受光面の導波路
延伸方向の長さを、放射光の広がり角（θP）程度にす
ることにより、〜０．５ｎｍ程度の波長分解能が得られ
る。したがって、前記ＤＢＲ−ＬＤの実効共振器長Ｌ
eff（活性領域長Ｌactと有効ＤＢＲ長ＬDBRの和）を調
整することにより、縦モード間隔をこの光検出装置の波
長分解能と同程度に設定すれば、送信側から波長多重さ
れて送られて来る信号を、すべて個々の波長に分波し、
しかも必要ならばすべての波長の信号を同時に受信する
ことが可能である。
構成する分波機能を有する光検出装置として、図１、４
に記載のものを使用する。次に、本実施例の動作につい
て説明する。放射光の導波路延伸方向への広がり角（θ
P）は０．２゜以下と非常に狭い。一方、放射光の導波
路延伸方向への出射角θの波長依存性は、〜−０．４ｄ
ｅｇ／ｎｍであるので、各々の検出部の受光面の導波路
延伸方向の長さを、放射光の広がり角（θP）程度にす
ることにより、〜０．５ｎｍ程度の波長分解能が得られ
る。したがって、前記ＤＢＲ−ＬＤの実効共振器長Ｌ
eff（活性領域長Ｌactと有効ＤＢＲ長ＬDBRの和）を調
整することにより、縦モード間隔をこの光検出装置の波
長分解能と同程度に設定すれば、送信側から波長多重さ
れて送られて来る信号を、すべて個々の波長に分波し、
しかも必要ならばすべての波長の信号を同時に受信する
ことが可能である。
【００３７】また、本発明の光通信ネットワークでは、
個々の送信端局の発振波長は縦モード間隔の離散的な発
振波長の中から選択されるので、厳密に安定化させる必
要はなく、制御が格段に容易になる。
個々の送信端局の発振波長は縦モード間隔の離散的な発
振波長の中から選択されるので、厳密に安定化させる必
要はなく、制御が格段に容易になる。
【００３８】図６は、図５と図１または４に示す本発明
の送・受信デバイスを使用した波長多重光通信ネットワ
ークの１つの形態を表わす概略図である。
の送・受信デバイスを使用した波長多重光通信ネットワ
ークの１つの形態を表わす概略図である。
【００３９】同図において、各送信端局は、電気・光変
換部に図５の波長可変ＤＢＲ−ＬＤを有しており、ＤＢ
Ｒ領域への注入電流を制御して発振可能な波長（λ1・
・・λn）から、任意の波長λn（１≦ｉ≦ｎ）で送信を
開始する。この時、同時に送信を希望する複数の送信端
局があれば、それぞれの送信端局で使われていない波長
λj，λk・・・（１≦ｊ，ｋ，・・・≦ｎ、ｉ≠ｊ≠ｋ
・・・）で送信することが可能である。
換部に図５の波長可変ＤＢＲ−ＬＤを有しており、ＤＢ
Ｒ領域への注入電流を制御して発振可能な波長（λ1・
・・λn）から、任意の波長λn（１≦ｉ≦ｎ）で送信を
開始する。この時、同時に送信を希望する複数の送信端
局があれば、それぞれの送信端局で使われていない波長
λj，λk・・・（１≦ｊ，ｋ，・・・≦ｎ、ｉ≠ｊ≠ｋ
・・・）で送信することが可能である。
【００４０】全送信端局２０１、２０２、・・・、２０
Ｎから送出される光信号は、分岐合流器３０１によっ
て、逐次又は一括して多重化され、光伝送路４００によ
って、受信側へ送出される。一方、各受信端局５０１、
５０２、・・・、５０Ｍの光・電気変換部は、分波機能
を有する光検出装置で構成されている。光伝送路４００
によって送られて来る波長多重された信号は、分岐合流
器３０２によって分岐された後、各受信端局５０１、５
０２、・・・、５０Ｍに入力される。
Ｎから送出される光信号は、分岐合流器３０１によっ
て、逐次又は一括して多重化され、光伝送路４００によ
って、受信側へ送出される。一方、各受信端局５０１、
５０２、・・・、５０Ｍの光・電気変換部は、分波機能
を有する光検出装置で構成されている。光伝送路４００
によって送られて来る波長多重された信号は、分岐合流
器３０２によって分岐された後、各受信端局５０１、５
０２、・・・、５０Ｍに入力される。
【００４１】入力された波長多重信号は、分波機能を有
する光検出装置によって、各波長に分波された後、所望
の波長の信号が選択されて受信端局へ取込まれる。この
際、波長の異なる複数の信号、または、必要ならば、す
べての信号を同時に取込むことも可能である。
する光検出装置によって、各波長に分波された後、所望
の波長の信号が選択されて受信端局へ取込まれる。この
際、波長の異なる複数の信号、または、必要ならば、す
べての信号を同時に取込むことも可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の形
態の光検出装置によれば、回折格子を有する光導波路
と、該光導波路から導波路外へ放射され回折光を検出す
るための光検出手段の間に、特定の偏波成分のみを選択
透過する偏光板などの偏光手段を配置することにより、
光導波路への入射光が、水平・垂直両偏波成分を含む場
合にも良好な分波機能などを有する光検出装置が実現で
きる。
態の光検出装置によれば、回折格子を有する光導波路
と、該光導波路から導波路外へ放射され回折光を検出す
るための光検出手段の間に、特定の偏波成分のみを選択
透過する偏光板などの偏光手段を配置することにより、
光導波路への入射光が、水平・垂直両偏波成分を含む場
合にも良好な分波機能などを有する光検出装置が実現で
きる。
【００４３】また、本発明の第２の形態の光検出装置に
よれば、以上説明したように、回折格子が形成された光
導波路と、複数の光検出部を持つ光検出器で構成される
分波機能などを有する光検出装置において、前記複数の
光検出部をＴＥ偏波を検出する検出部と、ＴＭ偏波を検
出する検出部で構成することにより、入射信号光の偏波
状態に依存せず、一定強度の信号受信が可能となった。
また、偏波状態の異なる複数の信号を、それぞれの偏波
状態に依存せず一定強度で、同時に受信可能となった。
よれば、以上説明したように、回折格子が形成された光
導波路と、複数の光検出部を持つ光検出器で構成される
分波機能などを有する光検出装置において、前記複数の
光検出部をＴＥ偏波を検出する検出部と、ＴＭ偏波を検
出する検出部で構成することにより、入射信号光の偏波
状態に依存せず、一定強度の信号受信が可能となった。
また、偏波状態の異なる複数の信号を、それぞれの偏波
状態に依存せず一定強度で、同時に受信可能となった。
【００４４】また、本発明の光検出装置を、波長多重光
通信ネットワークの受信端局の光・電変換部として使用
すると、波長多重された信号を各波長に分波した後、複
数の信号あるいは必要ならばすべての信号を同時に受信
することが可能である。
通信ネットワークの受信端局の光・電変換部として使用
すると、波長多重された信号を各波長に分波した後、複
数の信号あるいは必要ならばすべての信号を同時に受信
することが可能である。
【００４５】更に、以上説明したように、波長多重光通
信ネットワークにおいて、送信端局の光源として、波長
可変ＤＢＲ−ＬＤを用い、波長多重の波長間隔を該波長
可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔、又はその整数倍と
し、受信端局の検出器として、分波機能を有する光検出
装置を使用することにより、波長多重度の増大が可能と
なり、送信端局の構成も簡単になった。
信ネットワークにおいて、送信端局の光源として、波長
可変ＤＢＲ−ＬＤを用い、波長多重の波長間隔を該波長
可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔、又はその整数倍と
し、受信端局の検出器として、分波機能を有する光検出
装置を使用することにより、波長多重度の増大が可能と
なり、送信端局の構成も簡単になった。
【００４６】また、波長可変ＤＢＲ−ＬＤは、縦モード
間隔で発振していればよいので、連続波長可変の場合に
比較して、最大波長可変幅が広く、かつ制御も容易で、
波長多重度も更に増大できる。
間隔で発振していればよいので、連続波長可変の場合に
比較して、最大波長可変幅が広く、かつ制御も容易で、
波長多重度も更に増大できる。
【図１】本発明を実施した回折格子を有する光検出装置
の第１実施例の概略構成図。
の第１実施例の概略構成図。
【図２】光導波路と光検出手段の間に集光用のシリンド
リカルレンズを配置した光検出装置の第２実施例の概略
構成図。
リカルレンズを配置した光検出装置の第２実施例の概略
構成図。
【図３】第２実施例に波長トラッキング機能を持たせる
為の構成のブロック図。
為の構成のブロック図。
【図４】本発明を実施した回折格子が形成された光導波
路とＴＥ偏波を検出する検出器列とＴＭ偏波を検出する
検出器列により構成される分波機能などを有する光検出
装置の第３実施例の概略構成図。
路とＴＥ偏波を検出する検出器列とＴＭ偏波を検出する
検出器列により構成される分波機能などを有する光検出
装置の第３実施例の概略構成図。
【図５】本発明の送信端局の電気・光変換部を構成する
波長可変ＤＢＲ−ＬＤの構造の概略図。
波長可変ＤＢＲ−ＬＤの構造の概略図。
【図６】本発明を実施した波長多重光通信ネットワーク
の概略図。
の概略図。
１，７，２１，２７，５１，．５８，７１，７８，８１
金属電極 ２，２２，５２，７２ ＧａＡｓ基板およびバッファ層 ３，５，２３，２５，５５，７３，７６ ＡｌＧａＡｓ
光閉込め層 ４，２４，５４，７４，７４１ 活性層 ６ 電気絶縁層 ８，２８ ＧａＡｓコンタクト層 ９ 回折格子を有するリブ導波路 １０，３８ 偏光板 １１ 導波路外へ出射される回折光 １２，３２ 複数部分から成る光検出器 ３５，，５６，７５ 高抵抗埋め込み層 ３６ 回折光出射用窓 ３７ シリンドリカル・レンズ ４１ 回折格子付き光導波路 ４５，６３ 注入電流制御回路 ４６ 比較回路 ５３ 光ガイド層 ５９，８０ 回折格子 ６４ ＴＥ偏波光を検出する光検出器列 ６５ ＴＭ偏波光を検出する光検出器列 ６７，６８ 偏波状態の異なる回折光 ７７ ＡｌＧａＡｓコンタクト層 ７９ 電気分離用溝 ２０１〜２０Ｎ 送信端局 ３０１，３０２ 分岐合流器 ４００ 光伝送路 ５０１〜５０ＮＭ 受信端局
金属電極 ２，２２，５２，７２ ＧａＡｓ基板およびバッファ層 ３，５，２３，２５，５５，７３，７６ ＡｌＧａＡｓ
光閉込め層 ４，２４，５４，７４，７４１ 活性層 ６ 電気絶縁層 ８，２８ ＧａＡｓコンタクト層 ９ 回折格子を有するリブ導波路 １０，３８ 偏光板 １１ 導波路外へ出射される回折光 １２，３２ 複数部分から成る光検出器 ３５，，５６，７５ 高抵抗埋め込み層 ３６ 回折光出射用窓 ３７ シリンドリカル・レンズ ４１ 回折格子付き光導波路 ４５，６３ 注入電流制御回路 ４６ 比較回路 ５３ 光ガイド層 ５９，８０ 回折格子 ６４ ＴＥ偏波光を検出する光検出器列 ６５ ＴＭ偏波光を検出する光検出器列 ６７，６８ 偏波状態の異なる回折光 ７７ ＡｌＧａＡｓコンタクト層 ７９ 電気分離用溝 ２０１〜２０Ｎ 送信端局 ３０１，３０２ 分岐合流器 ４００ 光伝送路 ５０１〜５０ＮＭ 受信端局
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 更に、前記光通信ネットワークにおいて
は、波長多重光源として波長可変ＤＢＲ−ＬＤ（分布反
射型半導体レーザ）を用い、波長多重の波長間隔とし
て、該波長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔又はその整
数倍を使用することを特徴とする。
は、波長多重光源として波長可変ＤＢＲ−ＬＤ（分布反
射型半導体レーザ）を用い、波長多重の波長間隔とし
て、該波長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔又はその整
数倍を使用することを特徴とする。
【第１実施例】 図１は、本実施例の特徴を最もよく表
わす分波機能を有する光検出装置の図面であり、回折格
子付き光導波路は、光増幅部と回折光出射部で構成され
ている。回折光出射部の導波路の垂線方向に、導波路と
相対して複数の光検出部１２が一列に配置され、両者の
間には偏光板１０が配置されている。
わす分波機能を有する光検出装置の図面であり、回折格
子付き光導波路は、光増幅部と回折光出射部で構成され
ている。回折光出射部の導波路の垂線方向に、導波路と
相対して複数の光検出部１２が一列に配置され、両者の
間には偏光板１０が配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 回折光出射部のリブ導波路９には、回折
格子が形成されており（不図示）、回折格子のピッチΛ
は入射光の波長λに対し、およそΛ〜λ／ｎｅｆｆ（ｎ
ｅｆｆ：導波路の等価屈折率）の関係を満たしている。
格子が形成されており（不図示）、回折格子のピッチΛ
は入射光の波長λに対し、およそΛ〜λ／ｎｅｆｆ（ｎ
ｅｆｆ：導波路の等価屈折率）の関係を満たしている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 光増幅部を順バイアスに保持した状態
で、各々波長の異なる１以上の信号光で構成される外部
光がリブ導波路９に入射すると、入射光は光増幅部で増
幅され、回折光出射部から導波路に対しほぼ垂線方向
に、各波長に分波され、射出される。
で、各々波長の異なる１以上の信号光で構成される外部
光がリブ導波路９に入射すると、入射光は光増幅部で増
幅され、回折光出射部から導波路に対しほぼ垂線方向
に、各波長に分波され、射出される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 回折光が導波路の垂線となす角（出射
角）θは、入射光の波長に対し−０．３〜−０．４ｄｅ
ｇ／ｎｍの割で変化する。回折光の広がり角は、導波路
の延伸方向（θＰ）では非常に狭く０．２゜程度である
ので、光検出部列から成る検出器１２の個々の検出部の
受光面の導波路延伸方向における長さを回折光の広がり
角（θＰ）程度に設定することにより、０．５ｎｍ程度
の波長分解が可能である。
角）θは、入射光の波長に対し−０．３〜−０．４ｄｅ
ｇ／ｎｍの割で変化する。回折光の広がり角は、導波路
の延伸方向（θＰ）では非常に狭く０．２゜程度である
ので、光検出部列から成る検出器１２の個々の検出部の
受光面の導波路延伸方向における長さを回折光の広がり
角（θＰ）程度に設定することにより、０．５ｎｍ程度
の波長分解が可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 入射光が水平偏波成分のみ、又は垂直偏
波成分のみで構成されていれば、単一の一次回折光が得
られる。しかしながら、入射光が水平・垂直両偏波成分
を含む場合は、導波路の伝搬定数が偏波によって異なる
ので、それぞれの偏波成分に応じて、出射角のわずかに
違う２本の回折光が生じる。しかし、偏光板１０によっ
て、どちらか一方の偏波成分のみを選択透過させること
により、光検出部列１２には一方の偏波成分１１のみが
入射される。したがって、入射光が水平・垂直両偏波成
分を含んでいても、分波機能は低下しない。
波成分のみで構成されていれば、単一の一次回折光が得
られる。しかしながら、入射光が水平・垂直両偏波成分
を含む場合は、導波路の伝搬定数が偏波によって異なる
ので、それぞれの偏波成分に応じて、出射角のわずかに
違う２本の回折光が生じる。しかし、偏光板１０によっ
て、どちらか一方の偏波成分のみを選択透過させること
により、光検出部列１２には一方の偏波成分１１のみが
入射される。したがって、入射光が水平・垂直両偏波成
分を含んでいても、分波機能は低下しない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】
【第２実施例】本発明の第２実施例を図２で説明する。
図２は、本発明に基づく回折格子付き光導波路と光検出
素子列３２で構成される波長トラッキング機能を有する
光検出装置の第２実施例の構成図である。同図におい
て、ｎ−ＧａＡｓ基板２２上に、順に、ｎ−ＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ光閉じ込め層２３、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ光
導波層２４（０≦ｙ＜ｘ＜１）、ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘ
Ａｓ光閉じ込め層２５、ｐ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓコン
タクト層２８（０＜ｚ＜１）が形成される。横方向の閉
じ込めは、ストライプ状導波路の両側の高抵抗ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ埋め込み層３５で行なわれる。
図２は、本発明に基づく回折格子付き光導波路と光検出
素子列３２で構成される波長トラッキング機能を有する
光検出装置の第２実施例の構成図である。同図におい
て、ｎ−ＧａＡｓ基板２２上に、順に、ｎ−ＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ光閉じ込め層２３、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ光
導波層２４（０≦ｙ＜ｘ＜１）、ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘ
Ａｓ光閉じ込め層２５、ｐ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓコン
タクト層２８（０＜ｚ＜１）が形成される。横方向の閉
じ込めは、ストライプ状導波路の両側の高抵抗ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ埋め込み層３５で行なわれる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】 回折光のファーフィールドパターン（Ｆ
ＦＰ）は、導波路に沿う方向では非常に狭く、その広が
り角（θＰ）は０．２°程度であり、導波路を横切る方
向では広くその広がり角（θｔ）は１５°程度である。
従って、入射光の波長が０．５ｎｍ程度変化すれば、出
射角即ち傾斜角θは〜０．２°変化するので、導波路に
沿う方向で回折光のビーム径程度変化することになる。
よって、光検出素子列３２の導波路に沿う方向の各素子
ＰＤ１、２、３の受光面のサイズを１次回折光のビーム
径（θＰ）程度にすれば、０．５ｎｍ程度の波長変化を
検出できる。波長分解能は上方に回折される回折光の導
波路に沿う方向の広がり角（θＰ）によって制限されて
いるので、回折格子付き導波路の吸収損失を低減した
り、回折格子と光導波路の結合効率を小さくすることに
より、回折格子付き光導波路の回折光を出射する領域を
長くすることにより、θＰを狭くし、波長分解能を〜
０．１ｎｍまで上げることが可能である。
ＦＰ）は、導波路に沿う方向では非常に狭く、その広が
り角（θＰ）は０．２°程度であり、導波路を横切る方
向では広くその広がり角（θｔ）は１５°程度である。
従って、入射光の波長が０．５ｎｍ程度変化すれば、出
射角即ち傾斜角θは〜０．２°変化するので、導波路に
沿う方向で回折光のビーム径程度変化することになる。
よって、光検出素子列３２の導波路に沿う方向の各素子
ＰＤ１、２、３の受光面のサイズを１次回折光のビーム
径（θＰ）程度にすれば、０．５ｎｍ程度の波長変化を
検出できる。波長分解能は上方に回折される回折光の導
波路に沿う方向の広がり角（θＰ）によって制限されて
いるので、回折格子付き導波路の吸収損失を低減した
り、回折格子と光導波路の結合効率を小さくすることに
より、回折格子付き光導波路の回折光を出射する領域を
長くすることにより、θＰを狭くし、波長分解能を〜
０．１ｎｍまで上げることが可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【第３実施例】図４は本実施例の特徴を最もよく表す分
波機能を有する光検出装置の偏波依存性を改善した図面
であり、回折格子が形成された光導波路と、光増幅器が
モノリシックに構成されている。光導波路の上面から垂
線方向に、ＴＥ偏波の回折光のみを受光する光検出器列
６４と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光する光検出器列６
５が導波路の延伸方向に配置されている。
波機能を有する光検出装置の偏波依存性を改善した図面
であり、回折格子が形成された光導波路と、光増幅器が
モノリシックに構成されている。光導波路の上面から垂
線方向に、ＴＥ偏波の回折光のみを受光する光検出器列
６４と、ＴＭ偏波の回折光のみを受光する光検出器列６
５が導波路の延伸方向に配置されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】図面において、各々波長の異なる１以上の
信号光で構成される入射光は光増幅部で増幅された後、
回折格子が形成された導波路の回折格子５９により、導
波路上面から回折光として各波長に分波され放射され
る。今、１つの信号光が、ＴＥ，ＴＭ両偏波成分を有し
ていれば、それぞれの偏波成分に対応して、放射角
φ１，φ２の異なる２本の回折光６７，６８が生じる。
２本の回折光は、導波路を横切る方向には広がり角が大
きいので、光検出器列６４，６５にほぼ等しい強度で入
射するが、光検出器列６４では、ＴＥ偏波の回折光のみ
が受信され、光検出器列６５では、ＴＭ偏波の回折光の
みが受信されるので、受信されたそれぞれの信号を加算
することにより、入射光の偏波状態に依存せず、ほぼ一
定強度の信号受信が可能になった。
信号光で構成される入射光は光増幅部で増幅された後、
回折格子が形成された導波路の回折格子５９により、導
波路上面から回折光として各波長に分波され放射され
る。今、１つの信号光が、ＴＥ，ＴＭ両偏波成分を有し
ていれば、それぞれの偏波成分に対応して、放射角
φ１，φ２の異なる２本の回折光６７，６８が生じる。
２本の回折光は、導波路を横切る方向には広がり角が大
きいので、光検出器列６４，６５にほぼ等しい強度で入
射するが、光検出器列６４では、ＴＥ偏波の回折光のみ
が受信され、光検出器列６５では、ＴＭ偏波の回折光の
みが受信されるので、受信されたそれぞれの信号を加算
することにより、入射光の偏波状態に依存せず、ほぼ一
定強度の信号受信が可能になった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】 また、偏波状態の異なる複数の信号が波
長多重されている場合は、初期設定として、各々の同一
信号のＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分を受信している光検
出部ないし光検出器を特定し、信号を加算するように設
定することにより、偏波状態の異なる複数の信号を同時
に、しかも、ほぼ一定の信号強度で受信することが可能
になった。
長多重されている場合は、初期設定として、各々の同一
信号のＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分を受信している光検
出部ないし光検出器を特定し、信号を加算するように設
定することにより、偏波状態の異なる複数の信号を同時
に、しかも、ほぼ一定の信号強度で受信することが可能
になった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４５】 更に、以上説明したように、波長多重光
通信ネットワークにおいて、送信端局の光源として、波
長可変ＤＢＲ−ＬＤを用い、波長多重の波長間隔を該波
長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔、又はその整数倍と
し、受信端局の検出器として、分波機能を有する光検出
装置を使用することにより、波長多重度の増大が可能と
なり、発振波長の制御も簡単になった。
通信ネットワークにおいて、送信端局の光源として、波
長可変ＤＢＲ−ＬＤを用い、波長多重の波長間隔を該波
長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モード間隔、又はその整数倍と
し、受信端局の検出器として、分波機能を有する光検出
装置を使用することにより、波長多重度の増大が可能と
なり、発振波長の制御も簡単になった。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した分波機能を有する光検出装置
の第１実施例の概略構成図。
の第１実施例の概略構成図。
【図２】光導波路と光検出手段の間に集光用のシリンド
リカルレンズを配置した波長トラッキング機能を有する
光検出装置の第２実施例の概略構成図。
リカルレンズを配置した波長トラッキング機能を有する
光検出装置の第２実施例の概略構成図。
【図３】第２実施例に波長トラッキング機能を持たせる
為の構成のブロック図。
為の構成のブロック図。
【図４】本発明を実施した回折格子が形成された光導波
路とＴＥ偏波を検出する検出器列とＴＭ偏波を検出する
検出器列により構成され偏波依存性を改善した分波機能
を有する光検出装置の第３実施例の概略構成図。
路とＴＥ偏波を検出する検出器列とＴＭ偏波を検出する
検出器列により構成され偏波依存性を改善した分波機能
を有する光検出装置の第３実施例の概略構成図。
【図５】本発明の送信端局の電気・光変換部を構成する
波長可変ＤＢＲ−ＬＤの構造の概略図。
波長可変ＤＢＲ−ＬＤの構造の概略図。
【図６】本発明を実施した波長多重光通信ネットワーク
の概略図。
の概略図。
【符号の説明】 １，７，２１，２７，５１，５８，７１，７８，８１
金属電極 ２，２２，５２，７２ 基板およびバッファ層 ３，５，２３，２５，５５，７３，７６ 光閉込め層 ４，２４，５４，７４，７４１ 活性層 ６ 電気絶縁層 ８，２８ ＧａＡｓコンタクト層 ９ 回折格子を有するリブ導波路 １０，３８ 偏光板 １１ 導波路外へ出射される回折光 １２，３２ 複数部分から成る光検出器 ３５，５６，７５ 高抵抗埋め込み層 ３６ 回折光出射用窓 ３７ シリンドリカル・レンズ ４１ 回折格子付き光導波路 ４５，６３ 注入電流制御回路 ４６ 比較回路 ５３，７３ 光ガイド層 ５９，８０ 回折格子 ６４ ＴＥ偏波光を検出する光検出器列 ６５ ＴＭ偏波光を検出する光検出器列 ６７，６８ 偏波状態の異なる回折光 ７７ コンタクト層 ７９ 電気分離用溝 ２０１〜２０Ｎ 送信端局 ３０１，３０２ 分岐合流器 ４００ 光伝送路 ５０１〜５０ＮＭ 受信端局
金属電極 ２，２２，５２，７２ 基板およびバッファ層 ３，５，２３，２５，５５，７３，７６ 光閉込め層 ４，２４，５４，７４，７４１ 活性層 ６ 電気絶縁層 ８，２８ ＧａＡｓコンタクト層 ９ 回折格子を有するリブ導波路 １０，３８ 偏光板 １１ 導波路外へ出射される回折光 １２，３２ 複数部分から成る光検出器 ３５，５６，７５ 高抵抗埋め込み層 ３６ 回折光出射用窓 ３７ シリンドリカル・レンズ ４１ 回折格子付き光導波路 ４５，６３ 注入電流制御回路 ４６ 比較回路 ５３，７３ 光ガイド層 ５９，８０ 回折格子 ６４ ＴＥ偏波光を検出する光検出器列 ６５ ＴＭ偏波光を検出する光検出器列 ６７，６８ 偏波状態の異なる回折光 ７７ コンタクト層 ７９ 電気分離用溝 ２０１〜２０Ｎ 送信端局 ３０１，３０２ 分岐合流器 ４００ 光伝送路 ５０１〜５０ＮＭ 受信端局
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/14 Ａ 7210−4Ｍ Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ 8934−4Ｍ 3/18 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06
Claims (7)
- 【請求項１】光が入射される光導波路と、該導波路に形
成された回折格子と、該導波路の外部に出射される回折
光を検出するための複数部分から成る光検出手段とを有
する光検出装置において、該導波路と光検出手段の間
に、回折光の特定の偏波成分のみを選択透過させる偏光
手段が配置されていることを特徴とする回折格子を有す
る光検出装置。 - 【請求項２】前記導波路と光検出手段の間に、回折光の
導波路を横切る方向の集光を行う為の集光手段が更に配
置されている請求項１記載の光検出装置。 - 【請求項３】前記光導波路が半導体で構成されており、
且つ導波路の一部に、電流注入により入射光を増幅する
少なくとも１個の光増幅部を有する請求項１記載の光検
出装置。 - 【請求項４】回折格子が形成された光導波路から導波路
外に放射される回折光を検出するために複数の光検出部
を配置した光検出装置において、前記複数の光検出部
が、ＴＥ偏波を検出する１個以上の検出部とＴＭ偏波を
検出する１個以上の検出部によって構成されていること
を特徴とする回折格子を有する光検出装置。 - 【請求項５】前記光導波路が半導体で構成されており、
且つ導波路の一部に、電流注入により入射光を増幅する
少なくとも１個の光増幅部を有する請求項４記載の光検
出装置。 - 【請求項６】異なる波長の光信号を送出する少なくとも
１つの送信端局と複数の波長の光信号を受信する受信端
局が、光伝送路で接続された波長多重光通信ネットワー
クにおいて、少なくとも１つの受信端局に請求項１また
は２に記載の光検出装置を備えたことを特徴とする光通
信ネットワーク。 - 【請求項７】波長多重光通信ネットワークにおいて、波
長多重の波長間隔として、波長可変ＤＢＲ−ＬＤの縦モ
ード間隔、又はその整数倍を使用することを特徴とする
波長多重光通信ネットワーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30659992A JPH06130438A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30659992A JPH06130438A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワーク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130438A true JPH06130438A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17959018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30659992A Pending JPH06130438A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130438A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759805B1 (ko) * | 2005-12-07 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | 광증폭 듀플렉서 |
| CN108254158A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种监测光学元件完整性的装置及方法 |
| JP2023000925A (ja) * | 2021-06-18 | 2023-01-04 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 半導体光出射器 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP30659992A patent/JPH06130438A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759805B1 (ko) * | 2005-12-07 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | 광증폭 듀플렉서 |
| US7583869B2 (en) | 2005-12-07 | 2009-09-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Electroabsorption duplexer |
| CN108254158A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种监测光学元件完整性的装置及方法 |
| JP2023000925A (ja) * | 2021-06-18 | 2023-01-04 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 半導体光出射器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3067880B2 (ja) | 回折格子を有する光検出装置 | |
| US10680410B2 (en) | External cavity laser | |
| US5020153A (en) | Tunable narrowband receiver utilizing distributed Bragg reflector laser structure | |
| US6072925A (en) | Optical integrated nodes, and optical communication systems and networks using the optical integrated nodes | |
| US5414549A (en) | Semiconductor optical amplifying apparatus | |
| JP4090402B2 (ja) | 半導体光増幅器及びそれを用いた光モジュ−ル | |
| JPH0738205A (ja) | 面発光レーザダイオードアレイ及びその駆動方法，光検出素子，光検出素子アレイ，空間光接続システム，並びに波長多重光通信システム | |
| US6909536B1 (en) | Optical receiver including a linear semiconductor optical amplifier | |
| US6400864B1 (en) | Broad band semiconductor optical amplifier module having optical amplifiers for amplifying demutiplexed signals of different wavelengths and optical communication system using it | |
| US5793789A (en) | Detector for photonic integrated transceivers | |
| CN113169516B (zh) | 一种具有更大动态范围的光放大器 | |
| US6643308B2 (en) | Semiconductor laser device and method for suppressing injection current | |
| JP2708467B2 (ja) | 波長可変半導体レーザ | |
| JPH1117279A (ja) | 波長多重光通信用素子、送信器、受信器および波長多重光通信システム | |
| JP2007158057A (ja) | 集積レーザ装置 | |
| US11722224B2 (en) | Optical semiconductor device | |
| JPH06130438A (ja) | 回折格子を有する光検出装置及び光通信ネットワーク | |
| JPH0575093A (ja) | 光集積回路 | |
| JP2986604B2 (ja) | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム | |
| JPH0590715A (ja) | 直列配列されたグレーテイング方向性結合器を有する多波長光検出及び／又は発光装置 | |
| JPH06310751A (ja) | 回折格子を有する光検出装置及びそれを用いた光通信ネットワーク | |
| JPH09331102A (ja) | レーザ出射端面が傾いている波長多重光源 | |
| KR100289043B1 (ko) | 수직형광집적소자 | |
| KR100238422B1 (ko) | 복합 기능을 가지는 단일 칩 광소자 구조 | |
| JP2004253494A (ja) | 通信用光制御装置 |