JPH07221402A - Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system - Google Patents

Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system

Info

Publication number
JPH07221402A
JPH07221402A JP6010255A JP1025594A JPH07221402A JP H07221402 A JPH07221402 A JP H07221402A JP 6010255 A JP6010255 A JP 6010255A JP 1025594 A JP1025594 A JP 1025594A JP H07221402 A JPH07221402 A JP H07221402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
signal light
semiconductor laser
wavelength
optical fiber
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
Application number
JP6010255A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Mitsuta
昌弘 光田
Tomoaki Uno
智昭 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6010255A priority Critical patent/JPH07221402A/en
Publication of JPH07221402A publication Critical patent/JPH07221402A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でかつ高出力、低歪特性の得られるパワ
ーアンプ機能付き信号光源モジュールを提供する。 【構成】 半導体レーザ3は、1.55μm帯の信号光10
1を出力する。この信号光101は、0.98μm帯励起光
102を出力する半導体レーザ2の活性層201に結合
される。さらに信号光はこの活性層201を透過し、結
合用の光学レンズ5を通してエルビウムドープ光ファイ
バ1に入射する。一方、半導体レーザ2からの0.98μm
帯励起光102は光学レンズ5により集光され、エルビ
ウムドープ光ファイバ1に入射する。この励起光102
によりエルビウムドープ光ファイバ1は励起され、同時
に入射している1.55μm帯信号光101を増幅する。4
は光アイソレータで、エルビウムドープ光ファイバの高
い利得により発振が生じるのを防ぐと共に、励起光が信
号光伝送路に漏れないために用いる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a signal light source module with a power amplifier function that is small in size, high in output and low in distortion characteristics. [Structure] The semiconductor laser 3 includes a signal light 10 in the 1.55 μm band.
1 is output. The signal light 101 is coupled to the active layer 201 of the semiconductor laser 2 which outputs the 0.98 μm band pumping light 102. Further, the signal light passes through the active layer 201 and enters the erbium-doped optical fiber 1 through the coupling optical lens 5. On the other hand, 0.98 μm from the semiconductor laser 2
The band excitation light 102 is condensed by the optical lens 5 and enters the erbium-doped optical fiber 1. This excitation light 102
As a result, the erbium-doped optical fiber 1 is excited and amplifies the 1.55 μm band signal light 101 that is incident at the same time. Four
Is an optical isolator, which is used to prevent oscillation due to the high gain of the erbium-doped optical fiber and to prevent the pumping light from leaking into the signal light transmission line.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パワーアンプを備えた
信号光源モジュール、プリアンプを備えた受光モジュー
ルおよび光伝送システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal light source module having a power amplifier, a light receiving module having a preamplifier, and an optical transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムは、光源として直接変調
可能な半導体レーザと、光伝送路として光ファイバと、
受光器よりなる。この光ファイバは最低損失波長帯であ
る1.55μm帯でも伝送損失があるために、長距離伝送す
る場合には増幅器が必要である。1.55μm帯信号光を光
直接増幅可能なエルビウムドープ光ファイバ増幅器は、
1980年代後半より活発に研究が進められ、現在実用化の
段階にさしかかっている。
2. Description of the Related Art An optical communication system comprises a semiconductor laser capable of direct modulation as a light source, an optical fiber as an optical transmission line,
It consists of a light receiver. Since this optical fiber has transmission loss even in the 1.55 μm band, which is the lowest loss wavelength band, an amplifier is required for long-distance transmission. Erbium-doped optical fiber amplifier that can directly amplify 1.55μm band signal light is
Research has been actively conducted since the latter half of the 1980s, and is now at the stage of practical application.

【0003】光ファイバ増幅器の用途としては、送信器
の直後に用いるパワーアンプ、伝送路の途中に挿入する
インラインアンプ、受光器の直前に置くプリアンプに分
類できる。光ファイバ増幅器をプリアンプに用い、シス
テムとしての特性改善を図る報告は、例えばアイ・イー
・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・レターズ
Vol.4、No.3(1992年)第272頁から第275頁(IEEE Photo
nics Technology Letters, vol.4, no.3, pp.272-275,
1992.)に述べられている。すなわち、個別の装置とし
てはパワーアンプ、プリアンプ、信号光源および受光器
は公知である。
Applications of the optical fiber amplifier can be classified into a power amplifier used immediately after the transmitter, an in-line amplifier inserted in the middle of the transmission line, and a preamplifier placed immediately before the light receiver. For example, IEE Photonics Technology Letters is a report to improve the system characteristics by using an optical fiber amplifier as a preamplifier.
Vol.4, No.3 (1992), pages 272 to 275 (IEEE Photo
nics Technology Letters, vol.4, no.3, pp.272-275,
1992.). That is, a power amplifier, a preamplifier, a signal light source, and a light receiver are known as individual devices.

【0004】ファイバ増幅器の基本構成は、エルビウム
イオンを添加したエルビウムドープ光ファイバと、この
エルビウムドープ光ファイバを励起するための励起光源
として1.48μm帯あるいは0.98μm帯の半導体レーザと、
この励起光源と信号光源を合波するための合波器よりな
る。この構成は、特開平2−157829号公報に述べ
られている。すなわち、従来の光ファイバ増幅器におい
ては、合波器としてフィルタ等の光学素子を用いるのが
通例であった。
The basic structure of the fiber amplifier is an erbium-doped optical fiber doped with erbium ions, and a 1.48 μm band or 0.98 μm band semiconductor laser as a pumping light source for pumping the erbium-doped optical fiber,
It is composed of a multiplexer for multiplexing the excitation light source and the signal light source. This structure is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-157829. That is, in the conventional optical fiber amplifier, it is customary to use an optical element such as a filter as the multiplexer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ増幅器や信
号光源、受光器を個別の装置として作製する場合、装置
全体を小型化することは困難であり、作業工程数も多く
なる。また同じ理由により、光増幅器における励起光と
信号光の合波部、信号光源とパワーアンプとの間の合波
部、プリアンプと受光器との間の合波部において損失が
生じるという問題がある。
When the optical fiber amplifier, the signal light source, and the light receiver are manufactured as individual devices, it is difficult to downsize the entire device and the number of working steps increases. Further, for the same reason, there is a problem in that a loss occurs in the combining portion of the pumping light and the signal light in the optical amplifier, the combining portion between the signal light source and the power amplifier, and the combining portion between the preamplifier and the light receiver. .

【0006】そこでこのような現状に鑑み、本発明の目
的は、装置の小型化が可能で、かつ信号光と励起光の損
失の低減が可能なパワーアンプ機能付き信号光源モジュ
ール、プリアンプ機能付き受光モジュールを提供するこ
とである。さらにそのような信号光源モジュールや受光
モジュールを用いることで、小型で低損失な光伝送シス
テムを構成することである。
In view of the above situation, an object of the present invention is to reduce the size of the device and reduce the loss of signal light and pumping light, and a signal light source module with a power amplifier function and a light receiving module with a preamplifier function. To provide a module. Furthermore, the use of such a signal light source module and a light receiving module constitutes a compact and low-loss optical transmission system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の信号光源モジュールは、第一の波長を有
する信号光を出力する第一の半導体レーザと、第二の波
長を有する励起光を出力する第二の半導体レーザと、少
なくともコアの一部に希土類元素を添加した光ファイバ
とを備え、第一の波長は第二の波長よりも長く、前記第
二の半導体レーザの活性層は第一の波長を有する信号光
を導波するように前記第一の半導体レーザと結合され、
前記光ファイバは第一の波長を有する信号光と第二の波
長を有する励起光を同時に導波するように前記第二の半
導体レーザの活性層と結合されたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, a signal light source module of the present invention comprises a first semiconductor laser which outputs a signal light having a first wavelength, and a pump having a second wavelength. A second semiconductor laser that outputs light, and an optical fiber in which at least a part of the core is doped with a rare earth element, the first wavelength is longer than the second wavelength, the active layer of the second semiconductor laser. Is coupled with the first semiconductor laser to guide a signal light having a first wavelength,
The optical fiber is coupled to the active layer of the second semiconductor laser so as to simultaneously guide the signal light having the first wavelength and the pumping light having the second wavelength.

【0008】また本発明の受光モジュールは、第一の波
長の光に対し感度を有する受光素子と、第二の波長を有
する励起光を出力する第二の半導体レーザと、少なくと
もコアの一部に希土類元素を添加した光ファイバとを備
え、第一の波長は第二の波長よりも長く、前記第二の半
導体レーザの活性層からの第二の波長を有する励起光は
前記光ファイバに導波され、前記光ファイバからの第一
の波長を有する信号光は前記第二の半導体レーザの活性
層を透過した後に前記受光素子と結合することを特徴と
する。
Further, the light receiving module of the present invention includes a light receiving element having sensitivity to light having a first wavelength, a second semiconductor laser for outputting pumping light having a second wavelength, and at least a part of the core. An optical fiber doped with a rare earth element, the first wavelength is longer than the second wavelength, and the pumping light having the second wavelength from the active layer of the second semiconductor laser is guided to the optical fiber. The signal light having the first wavelength from the optical fiber is coupled with the light receiving element after passing through the active layer of the second semiconductor laser.

【0009】また本発明の受光モジュールは、請求項2
記載の受光モジュールと、前記受光モジュールの出力信
号の一部を分岐する分岐器と、前記受光モジュールの第
二の半導体レーザを駆動する駆動装置と、前記分岐器か
らの信号を用いて前記駆動装置を制御する制御装置を備
えたることを特徴とする。
Further, the light receiving module of the present invention comprises:
Described light receiving module, a branching device for branching a part of the output signal of the light receiving module, a driving device for driving a second semiconductor laser of the light receiving module, and the driving device using a signal from the branching device. Is provided with a control device for controlling.

【0010】また本発明の光伝送システムは、請求項1
記載の信号光源モジュールと、前記信号光源モジュール
からの信号光を伝送する光ファイバと、前記信号光源モ
ジュールからの信号光に対し感度を有する受光器を備え
たることを特徴とする。
An optical transmission system according to the present invention is characterized by claim 1.
It is characterized by comprising the signal light source module described above, an optical fiber for transmitting the signal light from the signal light source module, and a light receiver having sensitivity to the signal light from the signal light source module.

【0011】また本発明の光伝送システムは、信号光源
としての半導体レーザと、前記半導体レーザからの信号
光を伝送する光ファイバと、前記半導体レーザからの信
号光に対し感度を有する請求項2記載の受光モジュール
を備えたることを特徴とする。
Further, the optical transmission system of the present invention has a semiconductor laser as a signal light source, an optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and a sensitivity to the signal light from the semiconductor laser. It is characterized in that it is provided with the light receiving module of.

【0012】また本発明の光伝送システムは、信号光源
としての半導体レーザと、前記半導体レーザからの信号
光を伝送する光ファイバと、前記半導体レーザからの信
号光に対し感度を有する請求項3記載の受光モジュール
を備えたることを特徴とする。
The optical transmission system according to the present invention has a sensitivity to the signal light from the semiconductor laser as the signal light source, the optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and the signal light from the semiconductor laser. It is characterized in that it is provided with the light receiving module of.

【0013】また本発明の光伝送システムは、請求項1
記載の信号光源モジュールと、前記半導体レーザからの
信号光を伝送する光ファイバと、前記半導体レーザから
の信号光に対し感度を有する請求項2記載の受光モジュ
ールを備えたることを特徴とする。
The optical transmission system according to the present invention comprises:
The signal light source module described above, an optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and the light receiving module according to claim 2 having sensitivity to the signal light from the semiconductor laser.

【0014】また本発明の光伝送システムは、請求項1
記載の信号光源モジュールと、前記半導体レーザからの
信号光を伝送する光ファイバと、前記半導体レーザから
の信号光に対し感度を有する請求項3記載の受光モジュ
ールを備えたることを特徴とする。
Further, the optical transmission system of the present invention comprises:
The signal light source module described above, an optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and the light receiving module according to claim 3 having sensitivity to the signal light from the semiconductor laser.

【0015】[0015]

【作用】本発明のパワーアンプ機能付き信号光源モジュ
ールの構成によると、信号光源モジュールから出力した
第一の波長の信号光は、第一の波長が第二の波長より長
波長であるので励起光源の活性層内で吸収されることな
く希土類添加光ファイバに到達するものであり、同時に
励起光源から出力した第二の波長の励起光を直接に希土
類添加光ファイバに入力することで、この希土類添加光
ファイバにおいて第一の波長の信号光は増幅されるもの
であり、従来の構成と比較し合波用光学素子が不要にな
るので信号光と励起光の損失が低減し、かつ装置の小型
化が図れるという作用がある。
According to the configuration of the signal light source module with the power amplifier function of the present invention, since the first wavelength of the signal light output from the signal light source module is longer than the second wavelength, the pump light source It arrives at the rare earth-doped optical fiber without being absorbed in the active layer of the, and at the same time, the pumping light of the second wavelength output from the pumping light source is directly input to the rare earth-doped optical fiber. Since the signal light of the first wavelength is amplified in the optical fiber and the optical element for multiplexing is not required compared with the conventional configuration, the loss of the signal light and the excitation light is reduced, and the device is downsized. There is an effect that can be achieved.

【0016】また本発明のプリアンプ機能付き受光モジ
ュールの構成によると、励起光源から出力した第二の波
長の励起光を直接に希土類元素をコアに添加した光ファ
イバに入力するようにし、この希土類添加光ファイバで
増幅された第一の波長の信号光は、第一の波長が第二の
波長より長波長であるので励起光源の活性層内で吸収さ
れることなく受光器に到達するものであり、従来の構成
と比較し合波用光学素子が不要になるので信号光と励起
光の損失が低減し、かつ装置の小型化が図れるという作
用がある。
According to the configuration of the light receiving module with the preamplifier function of the present invention, the excitation light of the second wavelength output from the excitation light source is directly input to the optical fiber in which the rare earth element is added to the core. The signal light of the first wavelength amplified by the optical fiber reaches the light receiver without being absorbed in the active layer of the pumping light source because the first wavelength is longer than the second wavelength. As compared with the conventional configuration, the optical element for multiplexing is not required, so that the loss of the signal light and the excitation light is reduced, and the size of the device can be reduced.

【0017】また本発明では、受光素子が励起光源から
の出力光量をモニタする機能を兼ねるため、装置の小型
化が図れるという作用がある。
Further, in the present invention, since the light receiving element also has a function of monitoring the output light amount from the excitation light source, there is an effect that the device can be downsized.

【0018】[0018]

【実施例】希土類元素として、光ファイバの最低損失波
長帯の1.55μm光を直接増幅する事ができるエルビウム
イオンを用いると、励起波長帯としては1.48μm帯、0.9
8μm帯、0.82μm帯等が可能である。これらの場合に
は、励起用半導体レーザの活性層内において、1.55μm
帯信号光のフォトンエネルギーhνs(=hc/λs
は、バンドギャップエネルギーhνp(=hc/λp)よ
りも小さい。そのため励起光は伝搬するにつれて増幅さ
れるのに対し、信号光は利得も損失もなく透過する。こ
こでhはボルツマン定数、cは光速、νpは励起光の周
波数、λpは励起光波長、νsは信号光の周波数、λs
信号光波長である。
[Embodiment] As a rare earth element, if erbium ion capable of directly amplifying 1.55 μm light in the minimum loss wavelength band of an optical fiber is used, the excitation wavelength band is 1.48 μm band, 0.9
8μm band, 0.82μm band, etc. are possible. In these cases, in the active layer of the pumping semiconductor laser, 1.55 μm
Photon energy of band signal light hν s (= hc / λ s )
Is smaller than the band gap energy hν p (= hc / λ p ). Therefore, the pumping light is amplified as it propagates, while the signal light is transmitted without gain or loss. Here, h is the Boltzmann constant, c is the speed of light, ν p is the frequency of the pumping light, λ p is the wavelength of the pumping light, ν s is the frequency of the signal light, and λ s is the signal light wavelength.

【0019】(実施例1)本発明の第一の実施例である
パワーアンプ機能付き信号光源モジュールの構成図を図
1に示す。半導体レーザ3は、1.55μm帯の信号光10
1を出力する。この信号光101は、0.98μm帯励起光
102を出力する半導体レーザ2の活性層201に結合
される。さらに信号光は先に述べた理由によりこの活性
層201を透過し、結合用の光学レンズ5を通してエル
ビウムドープ光ファイバ1に入射する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of a signal light source module with a power amplifier function which is a first embodiment of the present invention. The semiconductor laser 3 uses the signal light 10 in the 1.55 μm band.
1 is output. The signal light 101 is coupled to the active layer 201 of the semiconductor laser 2 which outputs the 0.98 μm band pumping light 102. Further, the signal light passes through the active layer 201 for the reason described above, and enters the erbium-doped optical fiber 1 through the coupling optical lens 5.

【0020】一方、半導体レーザ2からの0.98μm帯励
起光102は光学レンズ5により集光され、エルビウム
ドープ光ファイバ1に入射する。この励起光102によ
りエルビウムドープ光ファイバ1は励起され、同時に入
射している1.55μm帯信号光101を増幅する。4は光
アイソレータで、エルビウムドープ光ファイバの高い利
得により発振が生じるのを防ぐと共に、励起光が信号光
伝送路に漏れないために用いる。
On the other hand, the 0.98 μm band excitation light 102 from the semiconductor laser 2 is condensed by the optical lens 5 and enters the erbium-doped optical fiber 1. The excitation light 102 excites the erbium-doped optical fiber 1 and amplifies the 1.55 μm band signal light 101 which is incident at the same time. An optical isolator 4 is used to prevent oscillation due to the high gain of the erbium-doped optical fiber and to prevent pumping light from leaking into the signal light transmission line.

【0021】ここで励起光波長としては0.98μm帯を用
いたが、この場合にはパワーアンプ部の雑音指数を小さ
くする事ができるという特徴を有する。先述のようにエ
ルビウムイオンの他の吸収波長帯である1.48μm帯や0.8
2μm帯を用いることも可能であり、これらの場合にはそ
れぞれ高出力化および低コスト化が可能となる。また、
励起用半導体レーザには現在一般的な導波路構造のもの
を用いたが、面発光レーザを用いれば光ファイバとの光
学的結合が容易になるという利点が得られる。この面発
光レーザの場合には、信号光を透過するために活性層の
一部に穴をあけることで、信号光の半導体レーザ2内で
の損失をより低減することが可能になる。信号光および
励起光とエルビウムドープ光ファイバとの結合用に光学
レンズを用いたが、これはエルビウムドープ光ファイバ
の一端を先球加工しても、励起用半導体レーザの導波路
部に屈折率差を設けて集光機能をもたせてもかまわな
い。これら光学系は、信号光の反射を低減するために、
各光学素子の端面を光軸に対して角度を持たせてもよ
い。また、希土類イオンとしてはエルビウムを用いた
が、他にプロセオジウムイオンを添加した場合には1.3
μm帯信号光を増幅できるという機能を有する。
Here, the 0.98 μm band was used as the pumping light wavelength, but in this case, it has a feature that the noise figure of the power amplifier section can be made small. As mentioned above, other absorption wavelength bands of erbium ions, such as 1.48 μm band and 0.8
It is also possible to use the 2 μm band, and in these cases, high output and low cost can be achieved. Also,
The pumping semiconductor laser used has a waveguide structure that is commonly used at present, but using a surface emitting laser has the advantage of facilitating optical coupling with an optical fiber. In the case of this surface emitting laser, it is possible to further reduce the loss of the signal light in the semiconductor laser 2 by forming a hole in a part of the active layer for transmitting the signal light. An optical lens was used for coupling the signal light and pumping light to the erbium-doped optical fiber. It may be possible to provide a light collecting function by providing. These optical systems reduce the reflection of the signal light,
The end surface of each optical element may be angled with respect to the optical axis. Erbium was used as the rare earth ion, but it was 1.3
It has the function of amplifying μm band signal light.

【0022】このように、励起光と信号光の合波器が不
要であるため、小型化が可能である。また半導体レーザ
にパワーアンプ機能を付加することで、半導体レーザ自
身の出力が小さくてもパワーアンプ部により出力を増幅
できるので出力に起因する歪特性が改善され、分留まり
が向上し、また信号光源半導体レーザの変調をより小さ
な振幅でできるため変調回路の小型化も可能となる。
As described above, since a multiplexer for pumping light and signal light is not required, the size can be reduced. In addition, by adding a power amplifier function to the semiconductor laser, the power amplifier section can amplify the output even if the output of the semiconductor laser itself is small, so the distortion characteristics due to the output are improved, the yield is improved, and the signal light source is improved. Since the semiconductor laser can be modulated with a smaller amplitude, the modulation circuit can be downsized.

【0023】(実施例2)本発明の第二の実施例である
プリアンプ機能付き受光モジュールの構成図を図2に示
す。半導体レーザ2からの0.98μm帯励起光102は光
学レンズ5により集光され、エルビウムドープ光ファイ
バ1に入射する。この励起光102によりエルビウムド
ープ光ファイバ1は励起され、同時に入射している1.55
μm帯信号光101を増幅する。増幅された1.55μm帯信
号光101は、0.98μm帯励起光102を出力する半導
体レーザ2の活性層201に結合される。この信号光は
先に述べた理由により活性層201を透過し、受光素子
6としてのPINフォトダイオードに入射し電気信号に変
換される。4は光アイソレータで、エルビウムドープ光
ファイバの高い利得により発振が生じるのを防ぐと共
に、励起光が信号光伝送路に漏れないために用いる。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a configuration diagram of a light receiving module with a preamplifier function, which is a second embodiment of the present invention. The 0.98 μm band excitation light 102 from the semiconductor laser 2 is condensed by the optical lens 5 and enters the erbium-doped optical fiber 1. The erbium-doped optical fiber 1 is excited by this excitation light 102 and is incident at the same time with 1.55.
The μm band signal light 101 is amplified. The amplified 1.55 μm band signal light 101 is coupled to the active layer 201 of the semiconductor laser 2 which outputs 0.98 μm band pump light 102. This signal light is transmitted through the active layer 201 for the reason described above, enters the PIN photodiode as the light receiving element 6, and is converted into an electric signal. An optical isolator 4 is used to prevent oscillation due to the high gain of the erbium-doped optical fiber and to prevent pumping light from leaking into the signal light transmission line.

【0024】ここで励起光波長としては0.98μm帯を用
いたが、この場合にはプリアンプ部の雑音指数を小さく
する事ができるという特徴を有する。先述のようにエル
ビウムイオンの他の吸収波長帯である1.48μm帯や0.82
μm帯を用いることも可能であり、これらの場合にはそ
れぞれ高出力化および低コスト化が可能となる。また、
励起用半導体レーザには現在一般的な導波路構造のもの
を用いたが、面発光レーザを用いれば光ファイバとの光
学的結合が容易になるという利点が得られる。この面発
光レーザの場合には、信号光を透過するために活性層の
一部に穴をあけることで、信号光の半導体レーザ2内で
の損失をより低減することが可能になる。信号光および
励起光とエルビウムドープ光ファイバとの結合用に光学
レンズを用いたが、これはエルビウムドープ光ファイバ
の一端を先球加工しても、励起用半導体レーザの導波路
部に屈折率差を設けて集光機能をもたせてもかまわな
い。これら光学系は、信号光の反射を低減するために、
各光学素子の端面を光軸に対して角度を持たせてもよ
い。また、希土類イオンとしてはエルビウムを用いた
が、他にプロセオジウムイオンを添加した場合には1.3
μm帯信号光を増幅できるという機能を有する。
Here, the 0.98 μm band is used as the pumping light wavelength, but in this case, it has a feature that the noise figure of the preamplifier section can be made small. As mentioned above, other absorption wavelength bands of the erbium ion are 1.48 μm band and 0.82
It is also possible to use the μm band, and in these cases, high output and low cost can be achieved. Also,
The pumping semiconductor laser used has a waveguide structure that is commonly used at present, but using a surface emitting laser has the advantage of facilitating optical coupling with an optical fiber. In the case of this surface emitting laser, it is possible to further reduce the loss of the signal light in the semiconductor laser 2 by forming a hole in a part of the active layer for transmitting the signal light. An optical lens was used for coupling the signal light and pumping light to the erbium-doped optical fiber. It may be possible to provide a light collecting function by providing. These optical systems reduce the reflection of the signal light,
The end surface of each optical element may be angled with respect to the optical axis. Erbium was used as the rare earth ion, but it was 1.3
It has the function of amplifying μm band signal light.

【0025】このように、受光器にプリアンプ機能を付
加することで、受光器に入射する信号光量が微小な場合
にも信号を復調する事ができ、電気信号の増幅が不要に
なるため歪特性の劣化が生じない。また、プリアンプ部
を構成する際に励起光と信号光を合波する合波器が不要
であるため、モジュールの小型化が可能である。
As described above, by adding the preamplifier function to the light receiver, the signal can be demodulated even when the amount of signal light incident on the light receiver is very small, and the amplification of the electric signal is not required, so that the distortion characteristic is obtained. Does not deteriorate. In addition, since a multiplexer that multiplexes the pumping light and the signal light is not required when configuring the preamplifier unit, the module can be downsized.

【0026】(実施例3)図3は本発明の第3の実施例
を示す受光モジュールの構成図である。半導体レーザ2
からの0.98μm帯励起光102は光学レンズ5により集
光され、エルビウムドープ光ファイバ1に入射する。こ
の励起光102によりエルビウムドープ光ファイバ1は
励起され、同時に入射している1.55μm帯信号光101
を増幅する。増幅された1.55μm帯信号光101は、0.9
8μm帯励起光102を出力する半導体レーザ2の活性層
201に結合される。この信号光は先に述べた理由によ
り活性層201を透過し、受光素子6としてのPINフォ
トダイオードに入射し電気信号に変換される。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a block diagram of a light receiving module showing a third embodiment of the present invention. Semiconductor laser 2
The 0.98 μm band excitation light 102 from is condensed by the optical lens 5 and enters the erbium-doped optical fiber 1. The erbium-doped optical fiber 1 is excited by this pumping light 102, and the 1.55 μm band signal light 101 is being simultaneously incident.
To amplify. The amplified 1.55 μm band signal light 101 is 0.9
It is coupled to the active layer 201 of the semiconductor laser 2 that outputs the 8 μm band excitation light 102. This signal light is transmitted through the active layer 201 for the reason described above, enters the PIN photodiode as the light receiving element 6, and is converted into an electric signal.

【0027】受光素子6からの出力信号は分岐器7によ
り分岐され、制御装置8に入る。この制御装置8によ
り、受信信号光量が所望の量となるように、半導体レー
ザ2の素子温度や注入電流量を駆動装置9により制御す
る。また、信号光量のみならず、あらかじめ、エルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器の特性を評価しておくこと
で、雑音指数や歪特性を制御することも可能となる。4
は偏波無依存型光アイソレータで、エルビウムドープ光
ファイバの高い利得により発振が生じるのを防ぐと共
に、励起光が信号光伝送路に漏れないために用いる。
The output signal from the light receiving element 6 is branched by the branching device 7 and enters the control device 8. The controller 8 controls the device temperature of the semiconductor laser 2 and the injection current amount by the drive device 9 so that the received signal light amount becomes a desired amount. Further, it is possible to control not only the amount of signal light but also the characteristics of the erbium-doped optical fiber amplifier in advance to control the noise figure and distortion characteristics. Four
Is a polarization-independent optical isolator used to prevent oscillation due to the high gain of the erbium-doped optical fiber and to prevent pumping light from leaking into the signal transmission line.

【0028】このように本実施例においては、受光素子
が半導体レーザ2の出力モニタ素子を兼ねることで、受
信信号光量を安定に保ち、かつ光学素子による損失を低
減し装置を小さくすることができる。
As described above, in this embodiment, since the light receiving element also serves as the output monitor element of the semiconductor laser 2, the amount of received signal light can be kept stable, and the loss due to the optical element can be reduced to reduce the size of the apparatus. .

【0029】(実施例4)本発明の第4の実施例である
光伝送システムのブロック図を図4に示す。12は波長
1.55μmの信号光を出力する実施例1に述べた信号光源
モジュールで、パワーアンプ機能を有するため10dBm以
上の高出力光が得られている。伝送路10として用いた
分散シフトシングルモード光ファイバは、長さが20kmで
ある。受光器13には、1.55μm帯信号光に対し感度を
有するGe-PINフォトダイオードを用いた。
(Embodiment 4) FIG. 4 shows a block diagram of an optical transmission system according to a fourth embodiment of the present invention. 12 is the wavelength
In the signal light source module described in the first embodiment that outputs a signal light of 1.55 μm, a high output light of 10 dBm or more is obtained because it has a power amplifier function. The dispersion shifted single mode optical fiber used as the transmission line 10 has a length of 20 km. As the light receiver 13, a Ge-PIN photodiode having sensitivity to 1.55 μm band signal light was used.

【0030】このように信号光源モジュールに高出力の
得られる素子を用いたため、伝送路がより長い、かつ途
中に増幅器を挿入する必要のない光伝送システムを構築
することができた。
As described above, since the device capable of obtaining a high output is used in the signal light source module, it is possible to construct an optical transmission system having a longer transmission line and not requiring an amplifier to be inserted in the middle thereof.

【0031】(実施例5)本発明の第5の実施例である
光伝送システムのブロック図を図5に示す。11は波長
1.55μmの信号光を出力するDFBレーザで、0dBm程度
の出力光量が得られている。伝送路10として用いた分
散シフトシングルモード光ファイバは、長さが20kmであ
る。受光には1.55μm帯信号光に対し感度のある実施例
2のプリアンプ機能付き受光モジュール14を用いた。
この受光素子のプリアンプ部では、小信号光入力時には
30dB以上の利得が得られるものである。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 shows a block diagram of an optical transmission system according to a fifth embodiment of the present invention. 11 is the wavelength
With a DFB laser that outputs a signal light of 1.55 μm, an output light amount of about 0 dBm is obtained. The dispersion shifted single mode optical fiber used as the transmission line 10 has a length of 20 km. For light reception, the light receiving module 14 with a preamplifier function of the second embodiment, which is sensitive to 1.55 μm band signal light, was used.
In the preamplifier part of this light receiving element, when a small signal light is input
It is possible to obtain a gain of 30 dB or more.

【0032】このように受光素子に受光信号光を増幅す
る機能を持たせているため、受光信号が微弱な場合にも
復調が可能な光伝送システムを構築することが可能とな
る。
Since the light receiving element is provided with the function of amplifying the received light signal in this way, it becomes possible to construct an optical transmission system capable of demodulating even when the received light signal is weak.

【0033】(実施例6)本発明の第6の実施例である
光伝送システムのブロック図を図6に示す。11は波長
1.55μmの信号光を出力するDFBレーザで、0dBm程度
の出力光量が得られている。伝送路10として用いた分
散シフトシングルモード光ファイバは、長さが20kmであ
る。受光には1.55μm帯信号光に対し感度のある実施例
3のフィードバック機能付き受光モジュール15を用い
た。この受光モジュールのプリアンプ部では、受光素子
への入力光量が常に0dBmとなるように利得を制御する。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a block diagram of an optical transmission system according to a sixth embodiment of the present invention. 11 is the wavelength
With a DFB laser that outputs a signal light of 1.55 μm, an output light amount of about 0 dBm is obtained. The dispersion shifted single mode optical fiber used as the transmission line 10 has a length of 20 km. The light receiving module 15 with a feedback function of the third embodiment, which is sensitive to 1.55 μm band signal light, was used for light reception. In the preamplifier section of this light receiving module, the gain is controlled so that the amount of light input to the light receiving element is always 0 dBm.

【0034】このように受光素子に受光信号光を一定に
する機能を持たせているため、受光信号光量がダイナミ
ックに変動する場合にも、安定して復調が可能な光伝送
システムを構築することが可能となる。
Since the light receiving element has the function of keeping the received light signal constant, it is necessary to construct an optical transmission system capable of stable demodulation even when the received light signal amount dynamically changes. Is possible.

【0035】(実施例7)本発明の第7の実施例である
光伝送システムのブロック図を図7に示す。12は波長
1.55μmの信号光を出力する実施例1に記載した信号光
源モジュールで、パワーアンプ機能を有するため10dBm
以上の出力光量が得られている。伝送路11として用い
た分散シフトシングルモード光ファイバは、長さが40km
である。受光には1.55μm帯信号光に対し感度のある実
施例2のプリアンプ機能付き受光モジュール14を用い
た。この受光素子のプリアンプ部では、小信号光入力時
には利得が30dB以上得られるものである。
(Embodiment 7) FIG. 7 shows a block diagram of an optical transmission system according to a seventh embodiment of the present invention. 12 is the wavelength
The signal light source module according to the first embodiment that outputs a signal light of 1.55 μm has a power amplifier function, and thus has a power of 10 dBm.
The output light amount above is obtained. The dispersion-shifted single-mode optical fiber used as the transmission line 11 has a length of 40 km.
Is. For light reception, the light receiving module 14 with a preamplifier function of the second embodiment, which is sensitive to 1.55 μm band signal light, was used. In the preamplifier section of this light receiving element, a gain of 30 dB or more is obtained when a small signal light is input.

【0036】このように信号光源モジュールに高出力の
得られる素子を用い、かつ受光素子に受光信号光を増幅
する機能を持たせているため、受光信号が微弱な場合に
も復調が可能な光伝送システムを構築することが可能と
なる。
As described above, since the signal light source module uses the element capable of obtaining a high output and the light receiving element is provided with the function of amplifying the received light signal light, the light which can be demodulated even when the received light signal is weak. It becomes possible to construct a transmission system.

【0037】(実施例8)本発明の第8の実施例である
光伝送システムのブロック図を図8に示す。12は波長
1.55μmの信号光を出力する実施例1に記載した信号光
源モジュールで、パワーアンプ機能を有するため10dBm
以上の出力光量が得られている。伝送路10として用い
た分散シフトシングルモード光ファイバは、長さが40km
である。受光には1.55μm帯信号光に対し感度のある実
施例3のフィードバック機能付き受光モジュール15を
用いた。この受光素子のプリアンプ部では、小信号光入
力時には受光素子において0dBmの光量が得られるもので
ある。
(Embodiment 8) FIG. 8 shows a block diagram of an optical transmission system according to an eighth embodiment of the present invention. 12 is the wavelength
The signal light source module according to the first embodiment that outputs a signal light of 1.55 μm has a power amplifier function, and thus has a power of 10 dBm.
The output light amount above is obtained. The dispersion-shifted single-mode optical fiber used as the transmission line 10 has a length of 40 km.
Is. The light receiving module 15 with a feedback function of the third embodiment, which is sensitive to 1.55 μm band signal light, was used for light reception. In the preamplifier section of this light receiving element, a light amount of 0 dBm is obtained in the light receiving element when a small signal light is input.

【0038】このように信号光源モジュールに高出力の
得られる素子を用い、かつ受光素子に受光信号光を一定
の光量にする機能を持たせているため、受光信号がダイ
ナミックに変動する場合にも、安定した復調が可能な光
伝送システムを構築することが可能となる。
As described above, since the signal light source module uses the element capable of obtaining a high output and the light receiving element has a function of making the received light signal light have a constant light quantity, even when the received light signal dynamically changes. Therefore, it becomes possible to construct an optical transmission system capable of stable demodulation.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、信号光と励起光の損失が少なく、歪特性が改善さ
れ、かつ小型化が可能な信号光源モジュールおよび受光
モジュールの提供が可能になるという効果がある。ま
た、小型化が可能な光伝送システムの提供が可能になる
という効果がある。
As described above, according to the configuration of the present invention, it is possible to provide a signal light source module and a light receiving module in which loss of signal light and pumping light is small, distortion characteristics are improved, and miniaturization is possible. The effect is that it will be possible. Further, there is an effect that it is possible to provide an optical transmission system that can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例であるパワーアンプ機能付き信号光
源モジュールの構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal light source module with a power amplifier function according to a first embodiment.

【図2】第2実施例であるプリアンプ機能付き受光モジ
ュールの構成を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a light receiving module with a preamplifier function according to a second embodiment.

【図3】第3実施例であるプリアンプおよびフィードバ
ック機能付き受光モジュールの構成を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a preamplifier and a light receiving module with a feedback function according to a third embodiment.

【図4】第1実施例のパワーアンプ機能付き信号光源モ
ジュールを用いた、第4実施例である光伝送システムの
構成を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical transmission system that is a fourth embodiment using the signal light source module with the power amplifier function of the first embodiment.

【図5】第2実施例のプリアンプ機能付き受光モジュー
ルを用いた、第5実施例である光伝送システムの構成を
示す図
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical transmission system according to a fifth embodiment, which uses the light receiving module with a preamplifier function according to the second embodiment.

【図6】第3実施例のプリアンプおよびフィードバック
機能付き受光モジュールを用いた、第6実施例である光
伝送システムの構成を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical transmission system according to a sixth embodiment using the preamplifier and the light receiving module with the feedback function according to the third embodiment.

【図7】第1実施例のパワーアンプ機能付き信号光源モ
ジュールと、第2実施例のプリアンプ機能付き受光モジ
ュールを用いた、第7実施例である光伝送システムの構
成を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical transmission system of a seventh embodiment using the signal light source module with the power amplifier function of the first embodiment and the light receiving module with the preamplifier function of the second embodiment.

【図8】第1実施例のパワーアンプ機能付き信号光源モ
ジュールと、第3実施例のプリアンプおよびフィードバ
ック機能付き受光モジュールを用いた、第8実施例であ
る光伝送システムの構成を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an optical transmission system according to an eighth embodiment, which uses the signal light source module with the power amplifier function of the first embodiment and the preamplifier and the light receiving module with the feedback function of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エルビウムドープ光ファイバ 2 第二の波長を有する半導体レーザ 3 第一の波長を有する半導体レーザ 4 光アイソレータ 5 光学レンズ 6 受光素子 7 分岐器 8 制御装置 9 駆動装置 101 1.55μm帯信号光 102 0.98μm帯励起光 201 第二の半導体レーザの活性層 10 光ファイバ 11 信号光源 12 パワーアンプ機能付き信号光源モジュール 13 受光器 14 プリアンプ機能付き受光モジュール 15 フィードバック機能およびプリアンプ機能付き受
光モジュール
1 erbium-doped optical fiber 2 semiconductor laser having a second wavelength 3 semiconductor laser having a first wavelength 4 optical isolator 5 optical lens 6 light receiving element 7 brancher 8 controller 9 driver 101 1.55 μm band signal light 102 0.98 μm Band excitation light 201 Active layer of second semiconductor laser 10 Optical fiber 11 Signal light source 12 Signal light source module with power amplifier function 13 Light receiver 14 Light receiving module with preamplifier function 15 Light receiving module with feedback function and preamplifier function

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一の波長を有する信号光を出力する第一
の半導体レーザと、第二の波長を有する励起光を出力す
る第二の半導体レーザと、少なくともコアの一部に希土
類元素を添加した光ファイバとを備え、第一の波長は第
二の波長よりも長く、前記第二の半導体レーザの活性層
は第一の波長を有する信号光を導波するように前記第一
の半導体レーザと結合され、前記光ファイバは第一の波
長を有する信号光と第二の波長を有する励起光を同時に
導波するように前記第二の半導体レーザの活性層と結合
されたことを特徴とする信号光源モジュール。
1. A first semiconductor laser that outputs a signal light having a first wavelength, a second semiconductor laser that outputs a pumping light having a second wavelength, and a rare earth element in at least a part of the core. A first wavelength is longer than a second wavelength, and the active layer of the second semiconductor laser is configured to guide the signal light having the first wavelength. A laser, and the optical fiber is coupled to an active layer of the second semiconductor laser so as to simultaneously guide a signal light having a first wavelength and a pumping light having a second wavelength. Signal light source module.
【請求項2】第一の波長の光に対し感度を有する受光素
子と、第二の波長を有する励起光を出力する第二の半導
体レーザと、少なくともコアの一部に希土類元素を添加
した光ファイバとを備え、第一の波長は第二の波長より
も長く、前記第二の半導体レーザの活性層からの第二の
波長を有する励起光は前記光ファイバに導波され、前記
光ファイバからの第一の波長を有する信号光は前記第二
の半導体レーザの活性層を透過した後に前記受光素子と
結合することを特徴とする受光モジュール。
2. A light-receiving element having sensitivity to light having a first wavelength, a second semiconductor laser which outputs excitation light having a second wavelength, and light in which a rare earth element is added to at least a part of the core. And a first wavelength is longer than a second wavelength, the excitation light having a second wavelength from the active layer of the second semiconductor laser is guided to the optical fiber, The light receiving module, wherein the signal light having the first wavelength of (1) is coupled with the light receiving element after passing through the active layer of the second semiconductor laser.
【請求項3】請求項2記載の受光モジュールと、前記受
光モジュールの出力信号の一部を分岐する分岐器と、前
記受光モジュールの第二の半導体レーザを駆動する駆動
装置と、前記分岐器からの信号を用いて前記駆動装置を
制御する制御装置を備えたることを特徴とする受光モジ
ュール。
3. The light receiving module according to claim 2, a branching device for branching a part of the output signal of the light receiving module, a driving device for driving a second semiconductor laser of the light receiving module, and the branching device. A light-receiving module comprising a control device for controlling the drive device using the signal of 1.
【請求項4】請求項1記載の信号光源モジュールと、前
記信号光源モジュールからの信号光を伝送する光ファイ
バと、前記信号光源モジュールからの信号光に対し感度
を有する受光器を備えたことを特徴とする光伝送システ
ム。
4. The signal light source module according to claim 1, an optical fiber for transmitting the signal light from the signal light source module, and a light receiver having sensitivity to the signal light from the signal light source module. Characteristic optical transmission system.
【請求項5】信号光源としての半導体レーザと、前記半
導体レーザからの信号光を伝送する光ファイバと、前記
半導体レーザからの信号光に対し感度を有する請求項2
記載の受光モジュールを備えたことを特徴とする光伝送
システム。
5. A semiconductor laser as a signal light source, an optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and a sensitivity to the signal light from the semiconductor laser.
An optical transmission system comprising the light receiving module described.
【請求項6】信号光源としての半導体レーザと、前記半
導体レーザからの信号光を伝送する光ファイバと、前記
半導体レーザからの信号光に対し感度を有する請求項3
記載の受光モジュールを備えたことを特徴とする光伝送
システム。
6. A semiconductor laser as a signal light source, an optical fiber for transmitting the signal light from the semiconductor laser, and a sensitivity to the signal light from the semiconductor laser.
An optical transmission system comprising the light receiving module described.
【請求項7】請求項1記載の信号光源モジュールと、前
記半導体レーザからの信号光を伝送する光ファイバと、
前記半導体レーザからの信号光に対し感度を有する請求
項2記載の受光モジュールを備えたことを特徴とする光
伝送システム。
7. A signal light source module according to claim 1, and an optical fiber for transmitting signal light from the semiconductor laser.
An optical transmission system comprising the light receiving module according to claim 2, which is sensitive to signal light from the semiconductor laser.
【請求項8】請求項1記載の信号光源モジュールと、前
記半導体レーザからの信号光を伝送する光ファイバと、
前記半導体レーザからの信号光に対し感度を有する請求
項3記載の受光モジュールを備えたことを特徴とする光
伝送システム。
8. A signal light source module according to claim 1, and an optical fiber for transmitting signal light from the semiconductor laser.
An optical transmission system comprising the light receiving module according to claim 3, which is sensitive to signal light from the semiconductor laser.
JP6010255A 1994-02-01 1994-02-01 Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system Pending JPH07221402A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6010255A JPH07221402A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6010255A JPH07221402A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07221402A true JPH07221402A (en) 1995-08-18

Family

ID=11745215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6010255A Pending JPH07221402A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07221402A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0676871B1 (en) Optical amplifier and optical communication system provided with the optical amplifier
US5673141A (en) Optical amplifier
JPH0371116A (en) Fiber amplifier-coupled device doped with erbium
US20090147350A1 (en) Amplified spontaneous emission reflector-based gain-clamped fiber amplifier
JP2991131B2 (en) Signal optical channel number counter and optical amplifier using the same
JP3296983B2 (en) Optical amplifier
EP1372276A2 (en) Raman optical fiber amplifier using Erbium doped fiber
KR100737374B1 (en) Fixed Gain Fiber Amplifier
US6091542A (en) Optical fiber amplifier for amplifying signal lights propagating in two opposite directions
US6504647B1 (en) Optical fiber amplifier, a method of amplifying optical signals, optical communications system
JP2616293B2 (en) Optical fiber amplifier
JPH07221402A (en) Signal light source module, light receiving module, and optical signal transmission system
JPH11258463A (en) Light source module incorporating lightwave multiplexing function, and optical amplifier and bidirectional optical transmitter using the light source module
KR100269170B1 (en) Optical amplifier using optical fiber reflector
US5453872A (en) Fiber-optic amplifier as wavelength converter
JP2619085B2 (en) Optical receiver
JPH04340933A (en) Optical amplifier
JP2769186B2 (en) Optical receiving circuit
JP3290707B2 (en) Optical amplifier
JP2626166B2 (en) Optical repeater system
JP3062204B2 (en) Optical amplifier
JPH0728106A (en) Optical fiber amplifier and optical signal transmission system
JP2789831B2 (en) Micro-optics optical component with mode field conversion function
KR0138960B1 (en) High efficiency fiber optic amplifier
JP2749645B2 (en) Optical signal amplification method