JPH0887037A

JPH0887037A - 光識別再生器

Info

Publication number: JPH0887037A
Application number: JP22502594A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsuda; 裕之津田; Akira Hirano; 章平野; Akira Takahashi; 亮高橋
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】信号光に対するダイナミックレンジが広く、
動作波長範囲が広く、処理遅延時間が短く、外界の温度
変化に対して安定した動作が可能な光識別再生器を実現
する。【構成】信号光に同期した繰り返し周波数を有するモ
ードロックレーザ光を発振する半導体モードロックレー
ザと、入射光強度が小さいときは透過率が低く、入射光
強度が閾値を越えると吸収飽和を起こして透過率が高く
なる可飽和吸収体光スイッチとを同一基板上に集積化
し、可飽和吸収体光スイッチに入射されるモードロック
レーザ光の強度を吸収飽和を起こす閾値以下とし、可飽
和吸収体光スイッチに外部から信号光を入射し、この信
号光に対応するモードロックレーザ光を再生光として外
部に出射する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消光比および信号雑音
比が劣化し、またタイミングジッタを有する信号光を電
気信号に変換することなく識別再生する光識別再生器に
関する。

【０００２】長距離伝送された信号光は、パルス振幅の
減少および揺らぎ、パルス幅の縮小または増大、タイミ
ングジッタ（時間軸上のパルス間隔のばらつき）の増加
により信号品質が劣化している。光識別再生器は、この
ような信号光のパルス振幅およびパルス幅を適正化し、
タイミングジッタを除去する機能をもつ。なお、識別再
生する際に波長変換が行われる場合もある。

【０００３】

【従来の技術】図１５は、従来の光識別再生器の構成を
示す（1992年電子情報通信学会秋季大会Ｂ-737）。

【０００４】図において、従来の光識別再生器には、非
線形サニヤックミラー５１が用いられている。非線形サ
ニヤックミラー５１のポートＡにクロック光（波長λ₂)
を入射し、ポートＣに光増幅器５２を介して信号光（波
長λ₁)を入射し、ポートＢから再生光（波長λ₂)を出射
する構成である。波長フィルタ５３は、ポートＣからポ
ートＢに漏れる信号光を阻止し、再生光のみを通過させ
る。

【０００５】非線形サニヤックミラー５１は、ポートＣ
に光が入射されないときはポートＡの入射光を反射して
ポートＡに出射し、ポートＣに光が入射されたときにポ
ートＡの入射光を透過してポートＢに出射する。非線形
サニヤックミラー５１の入出力特性を図１６に示す。ポ
ートＣへの入射パワーに応じて、ポートＡからポートＢ
への透過率が変化する。この入出力特性は閾値特性を有
し、透過率の極小値および極大値近傍で入射パワーに対
する透過率の変化が少ない。また、ポートＡおよびポー
トＣへの入射パルスの時間位置が、例えば10ピコ秒程度
ずれていてもスイッチング動作が可能である。ただし、
この特性はポートＡおよびポートＣへの入射光の波長差
にほぼ比例する。

【０００６】クロック光(λ₂) は、図１７に示すよう
に、信号光(λ₁) に同期しかつ振幅揺らぎやタイミング
ジッタが少なく適正なパルス幅を有する光である。この
クロック光を非線形サニヤックミラー５１のポートＡに
入射し、消光比が劣化しタイミングジッタを有する信号
光をポートＣに入射すると、信号光をクロック光で置き
換えて識別再生した再生光(λ₂) がポートＢから出射さ
れる。図１７は、ＲＺ信号の“１１０１”が識別再生さ
れる様子を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】非線形サニヤックミラ
ーを用いた従来の光識別再生器は、以下に示す４つの問
題点がある。

【０００８】ポートＣへの入射光の大きさに制限が
あるので、識別再生されるための信号光に対するダイナ
ミックレンジが制限される。これは、図１６の入出力特
性に示すように、入射パワーが大きいときに透過率が逆
に減衰するためである。

【０００９】入出力特性は入射波長に応じて大きく
変化するので、動作波長に制限がある。また、吸収でき
るタイミングジッタは信号光とクロック光の波長差にほ
ぼ比例するので、大きなタイミングジッタを吸収するた
めには両者の波長差を大きくする必要がある。

【００１０】非線形サニヤックミラーは、長さ数ｋ
ｍに及ぶ光ファイバで構成されるので、光識別再生器に
おける時間遅れが数μｓにも達する。非線形サニヤックミラーを構成する長い光ファイバ
を一定の温度に保つことが難しく、周辺の温度変化に対
して安定に動作させることが困難である。

【００１１】本発明は、以上の問題点を解決するもので
あり、信号光に対するダイナミックレンジが広く、動作
波長範囲が広く、処理遅延時間が短く、外界の温度変化
に対して安定した動作が可能な光識別再生器を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光識別再生器
は、信号光に同期した繰り返し周波数を有するモードロ
ックレーザ光を発振する半導体モードロックレーザと、
入射光強度が小さいときは透過率が低く、入射光強度が
閾値を越えると吸収飽和を起こして透過率が高くなる可
飽和吸収体光スイッチとを同一基板上に集積化し、可飽
和吸収体光スイッチに入射されるモードロックレーザ光
の強度を吸収飽和を起こす閾値以下とし、可飽和吸収体
光スイッチに外部から信号光を入射し、この信号光に対
応するモードロックレーザ光を再生光として外部に出射
する構成である（請求項１）。

【００１３】可飽和吸収体光スイッチは、可飽和吸収体
として 150℃から 400℃で低温成長した多重量子井戸層
を有し、ドーパントとしてｐ型元素またはベリリウムを
10¹⁷以上添加した構成である（請求項２）。

【００１４】可飽和吸収体光スイッチは、可飽和吸収体
として半導体モードロックレーザの利得部と同じ組成の
歪量子井戸層を有し、ドーパントとして水素、炭素、酸
素、窒素、ベリリウム、またはｐ型元素をイオン注入し
た構成である（請求項３）。

【００１５】可飽和吸収体光スイッチに逆バイアス電圧
を印加する電極を備える（請求項４）。可飽和吸収体光
スイッチは、可飽和吸収体として半導体モードロックレ
ーザの端面に多重量子井戸層を成長させた構成である
（請求項５）。

【００１６】半導体モードロックレーザと可飽和吸収体
光スイッチとを集積化した同一基板上に、さらに半導体
光増幅器を集積化した構成である（請求項６）。また、
請求項１〜６の光識別再生器に、信号光のパルス幅を広
げる波形整形器を備える（請求項７）。

【００１７】また、本発明の光識別再生器は、前記の半
導体モードロックレーザに代えて、連続光を発振する連
続光発振半導体レーザと可飽和吸収体光スイッチとを同
一基板上に集積化し、可飽和吸収体光スイッチに入射さ
れる連続光の強度を吸収飽和を起こす閾値以下とし、可
飽和吸収体光スイッチに外部から信号光を入射し、この
信号光に対応する連続光の一部を再生光として外部に出
射する構成である（請求項８）。

【００１８】

【作用】請求項１の光識別再生器は、モードロックレー
ザ光の光強度では、可飽和吸収体光スイッチで十分に吸
収飽和が起こらないのでほとんど出射されない。ここ
で、外部から可飽和吸収体光スイッチに信号光が入射さ
れ、その和が吸収飽和を起こす閾値レベルを越えると、
モードロックレーザ光が可飽和吸収体光スイッチを透過
して出射される。すなわち、信号光に同期したモードロ
ックレーザ光を生成し、可飽和吸収体光スイッチに信号
光とモードロックレーザ光を入射させることにより、信
号光に対応するモードロックレーザ光を再生光として出
射することができる。

【００１９】請求項２の可飽和吸収体光スイッチの構成
は、入射光に対する吸収回復が高速である。請求項３の
可飽和吸収体光スイッチの構成は、入射光に対する吸収
回復がやや遅いものの、半導体モードロックレーザの利
得部と同じ組成であるので作製が容易である。

【００２０】請求項４の可飽和吸収体光スイッチの構成
は、可飽和吸収体に逆バイアス電圧を印加して吸収され
たキャリアを電流として引き抜くことができるので、逆
バイアス電圧に応じて緩和時間を制御することができ
る。

【００２１】請求項５の可飽和吸収体光スイッチの構成
は、信号光を面で受光することができる。したがって、
レンズ等を用いて信号光と再生光を容易に分離すること
ができる。

【００２２】請求項６の可飽和吸収体光スイッチの構成
は、半導体光増幅器で信号光を増幅して可飽和吸収体光
スイッチに入射させることができ、また再生光を増幅し
て出射することができる。

【００２３】請求項７の光識別再生器は、信号光のパル
ス幅が拡大して入射されることにより、そのパルス幅の
範囲内で信号光のタイミングジッタを吸収することがで
きる。

【００２４】請求項８の光識別再生器は、連続光の光強
度では可飽和吸収体光スイッチで十分に吸収飽和が起こ
らないのでほとんど出射されない。ここで、外部から可
飽和吸収体光スイッチに信号光が入射され、その和が吸
収飽和を起こす閾値レベルを越えると、信号光に対応す
る連続光の一部が可飽和吸収体光スイッチを透過して出
射される。すなわち、可飽和吸収体光スイッチに信号光
と連続光を入射させることにより、信号光に対応する再
生光を出射することができる。

【００２５】

【実施例】

（第１実施例）図１は、本発明の光識別再生器の第１実
施例の構成を示す（請求項１，２）。なお、図面は導波
路に沿った断面を示す。

【００２６】図において、１１はｎ-InP基板、１２は I
nGaAsP下面ガイド層、１３はInGaAsP(1.55μｍ組成、0.
8%圧縮歪、層厚９ｎｍ）の井戸層とInGaAsP (1.1μｍ組
成、層厚５ｎｍ）のバリア層からなる歪量子井戸層（井
戸層数８）、１４はInGaAsP上面ガイド層、１５はｐ-In
Pクラッド層、１６はｐ-InGaAsPキャップ層、１７はAu/
Zi/Ni上面電極層、１８はAu/Ge/Ni下面電極層、１９はI
nGaAsP(1.55μｍ組成、0.8%圧縮歪、層厚７ｎｍ）の井
戸層とInGaAsP (1.3μｍ組成、層厚14ｎｍ）のバリア層
からなる歪量子井戸層（井戸層数３）、２０はInGaAsP
(1.3μｍ組成）層、２１は回折格子、２２は 200℃で低
温成長したInGaAs/InAlAs 多重量子井戸層でドーパント
としてベリリウム(Be)が２×10¹⁷添加してある。２３は
歪量子井戸層１３と歪量子井戸層１９の境に対応する位
置、歪量子井戸層１９とInGaAsP層２０の境に対応する
位置に形成される電極分離溝である。なお、 InGaAs/In
AlAs多重量子井戸層２２に対応する部分にはAu/Zi/Ni上
面電極層１７は形成されない。２４は誘電体高反射ミラ
ー、２５は低反射誘電体コーティング層である。

【００２７】歪量子井戸層１３に対応する部分が変調部
１であり、高周波電界（信号クロック）ＲＦが印加され
る。歪量子井戸層１９に対応する部分が利得部２であ
り、定常電流Ｉ_bが注入される。InGaAsP 層２０および
回折格子２１に対応する部分がＤＢＲ（分布ブラッグ反
射）部であり、発振波長を調整する制御電流Ｉ_Mが注入
される。変調部１，利得部２，ＤＢＲ部３により半導体
モードロックレーザ４が構成される。また、InGaAs/InA
lAs 多重量子井戸層２２に対応する部分が可飽和吸収体
光スイッチ５である。本実施例の光識別再生器は、半導
体モードロックレーザ４と可飽和吸収体光スイッチ５を
集積化した構成である。

【００２８】なお、本実施例の材料組成および多重量子
井戸構造は、波長1.55μｍ近傍で良好に動作するように
定めたものであり、動作波長および結晶成長法に応じて
層構成は適宜選択される。たとえば、InGaAs/InGaAlAs
系、AlAs系、AlGaAs/GaAs 系、InGaAs/GaAs 歪系、InGa
As/InGaAsP歪系、その他の多重および単一量子井戸構造
を用いて同様に構成することができる。また、導波路
は、リッジ導波路、ｐｎ埋め込み型導波路、高抵抗埋め
込み型（InP 系の場合はFeドープInP による埋め込み）
導波路、その他の構成が可能であり、本発明の動作は特
定の導波路構成法に限定されない。

【００２９】図２は、本発明の光識別再生器のモジュー
ル構成の一例を示す。図において、４０は半導体モード
ロックレーザ４と可飽和吸収体光スイッチ５を集積化し
た光識別再生器である。信号光は、光アイソレータ４
１，ＷＤＭ（波長多重分離）カプラ４２，レンズ４３を
介して、可飽和吸収体光スイッチ５に入射される。ま
た、再生光は、半導体モードロックレーザ４から可飽和
吸収体光スイッチ５を介して出射され、レンズ４３を介
してＷＤＭカプラ４２に入射され、信号光と分離され
る。また、同期制御回路４４には信号光の一部が入射さ
れ、信号光のパルス列に同期した信号クロックを抽出し
て半導体モードロックレーザ４の変調部に印加する。

【００３０】なお、光識別再生器に波長変換機能をもた
せる場合には、信号光の波長と半導体モードロックレー
ザ４の発振波長（再生光の波長）を相違させればよく、
ＷＤＭカプラ４２または光サーキュレータを用いて信号
光と再生光とを分離する。また、信号光と再生光の波長
が同じ場合には光サーキュレータを用いる。光サーキュ
レータを用いる場合には光アイソレータ４１は不要であ
る。また、ＷＤＭカプラ４２または光サーキュレータの
代わりに通常の光カプラを用いてもよいが、３dB以上の
損失が生じる。

【００３１】次に、本実施例の光識別再生器を構成する
半導体モードロックレーザ４および可飽和吸収体光スイ
ッチ５の動作について説明する。半導体モードロックレ
ーザ４は、変調部１に印加する高周波電界ＲＦの周期
と、半導体モードロックレーザ４を構成する光共振器の
ラウンドトリップ時間（光周回時間）が一致する場合
に、レーザの発振縦モード間に変調の側波帯を通して結
合が起こり、縦モード周波数間隔が変調周波数にロック
される。このとき出射される光は、繰り返し周波数が変
調周波数に等しい短パルス列となる。したがって、高周
波電界ＲＦとして、信号光のパルス列に同期した信号ク
ロックを印加することにより、信号光に同期したモード
ロックレーザ光を生成することができる。

【００３２】また、半導体モードロックレーザ４はＤＢ
Ｒ部３を有するので、ＤＢＲ部３へ制御電流Ｉ_Mを注入
することにより出射波長を調整することができる。ま
た、同時に実効的共振器長も変化するので、モードロッ
クがかかる周波数も調整可能である。なお、出射波長と
周波数を両方制御する場合には、半導体モードロックレ
ーザ４内に位相調整領域を設ければよい。

【００３３】可飽和吸収体光スイッチ５は、入射光強度
が小さいときは透過率が低く、入射光強度が大きくなる
につれて透過率が高くなり、入射光強度が所定値を越え
ると透過率が飽和する。入射光ピーク強度Ｐ_MAX(パルス
幅２psで一定）に対する最大透過率Ｔ_MAXを図３に示
す。入射波長λ_inが数十ｎｍの範囲（図では1535ｎｍ〜
1565ｎｍ）で同様の特性を示す。また、可飽和吸収体光
スイッチ５では、吸収された光によるキャリアがバンド
内でフェムト秒オーダーで緩和するので、入射波長の前
後20ｎｍ程度の波長範囲にわたって、光パルス入射直後
に吸収飽和を起こして透過率が高くなり、入射光がなく
なるとバンド間緩和時間（BeドープInGaAs/InAlAs 多重
量子井戸ではサブピコ秒から数十ピコ秒）で速やかに全
波長領域で吸収が回復して透過率が低下する。可飽和吸
収体光スイッチ５の応答特性を図４に示す。上の波形が
入射光の時間波形であり、下の波形が透過率の時間変化
を示す。

【００３４】本実施例の光識別再生動作について図５を
参照して説明する。“１１０１”に対応する信号光
(λ₁) は、パルス幅およびタイミングジッタが増加し、
パルス振幅が揺らいでいる。一方、半導体モードロック
レーザ４は、信号光に同期しかつ振幅揺らぎやタイミン
グジッタが少なく適正なパルス幅を有するモードロック
レーザ光(λ₂) を発振している。可飽和吸収体光スイッ
チ５は、図３に示すように光強度に対して閾値特性があ
り、透過率は入射光強度が閾値レベルに達すると飽和す
るが、モードロックレーザ光のみの光強度では閾値レベ
ルに達せず、外部に出射されることはない。ここで、可
飽和吸収体光スイッチ５の吸収回復は極めて高速である
ので、信号光とモードロックレーザ光が可飽和吸収体光
スイッチ５に入射されると光強度が閾値レベルを上回
り、モードロックレーザ光が可飽和吸収体光スイッチ５
を透過して再生光(λ₂) として出射される。すなわち、
再生光は、モードロックレーザ光を信号光の論理でオン
オフさせたものとなり、信号光に比べてタイミングジッ
タが低減されかつ十分な消光比を得ることができる。

【００３５】（第２実施例）図６は、本発明の光識別再
生器の第２実施例の構成を示す（請求項１，３）。本実
施例の特徴は、可飽和吸収体光スイッチ５の構成にあ
る。本実施例では、第１実施例のInGaAs/InAlAs 多重量
子井戸層２２に代えて、利得部２の歪量子井戸層１９と
同じ組成の歪量子井戸層２６を形成し、ドーパントして
水素、炭素、酸素、窒素、ベリリウム（Be），またはｐ
型元素をイオン注入法によってイオン注入領域２７に注
入する。これにより、可飽和吸収体光スイッチ４の層構
成は、半導体モードロックレーザ４の利得部２と同じに
なるので、第１実施例の構成に比べて素子作製が容易に
なる。ただし、素子の吸収回復時間が第１実施例のもの
よりも遅くなる。光識別再生器としての動作は第１実施
例と同様である。

【００３６】（第３実施例）図７は、本発明の光識別再
生器の第３実施例の構成を示す（請求項１，４）。本実
施例の特徴は、可飽和吸収体光スイッチ５の構成にあ
る。本実施例では、第１実施例のInGaAs/InAlAs 多重量
子井戸層２２に代えて、利得部２の歪量子井戸層１９と
同じ組成あるいは歪量子井戸層１９よりもバンドギャッ
プの大きい多重量子井戸層２８を形成する。さらに、可
飽和吸収体光スイッチ５に対応する部分にもAu/Zi/Ni上
面電極層１７を形成し、逆バイアス電圧Ｖa を印加す
る。これにより、可飽和吸収を起こす多重量子井戸層２
８で吸収された光によるキャリアは、逆バイアス電圧Ｖ
a を印加することで電流として引き抜かれる。すなわ
ち、本実施例ではキャリアの寿命を逆バイアス電圧Ｖa
によって制御できるので、信号光のパルス幅に合わせて
可飽和吸収体の緩和時間を設定することができる。な
お、可飽和吸収体光スイッチ５は緩和時間がパルス幅と
ほぼ同等のときに最も効率的に動作するので、緩和時間
の制御機能は有用である。光識別再生器としての動作は
第１実施例と同様である。

【００３７】（第４実施例）図８は、本発明の光識別再
生器の第４実施例の構成を示す（請求項１，５）。本実
施例の特徴は、可飽和吸収体光スイッチ５の構成にあ
る。本実施例では、半導体モードロックレーザ４の端面
に、第１実施例のInGaAs/InAlAs 多重量子井戸層２２と
同じく、低温成長でBeドープされたInGaAs/InAlAs 多重
量子井戸層２９を成長させる。これにより、第１実施例
の構成に比べて素子作製が容易になる。また、本実施例
の可飽和吸収体光スイッチ５は信号光を面で受光するこ
とができる。したがって、図９に示すように、レンズ４
３だけで信号光と再生光を空間的に分離することができ
る。すなわち、信号光と再生光を分離する手段としてＷ
ＤＭカプラ４２や光サーキュレータが不要となる。光識
別再生器としての動作は第１実施例と同様である。

【００３８】ところで、第１実施例〜第４実施例の構成
では、信号光のパルス振幅が大幅に小さくなるか信号光
のパルス幅が狭くなると、タイミングジッタの吸収が困
難になるばかりでなく識別再生が困難になることがあ
る。

【００３９】その場合には、図１０に示すように、信号
光の入力段に光増幅器４５および波形整形器４６を配置
し、光増幅器４５で信号光を増幅し、波形整形器４６で
信号光のパルス幅を広げる。光増幅器４５には、エルビ
ウムドープ光ファイバ増幅器や進行波型半導体光増幅器
を用いることができる。波形整形器４６には、石英導波
路による分散制御素子、回折格子、ファブリペローエタ
ロン、適当な分散値を有する光ファイバを用いることが
できる。

【００４０】本実施例の光識別再生動作について図１１
を参照して説明する。“１１０１”に対応する信号光
(λ₁) は、光強度が減衰しパルス幅が狭くなっている。
この信号光を光増幅器４５および波形整形器４６を介す
ることにより、光強度を回復させパルス幅を増大させ
る。一方、半導体モードロックレーザ４は、信号光に同
期しかつ振幅揺らぎやタイミングジッタが少なく適正な
パルス幅を有するモードロックレーザ光(λ₂) を発振し
ている。したがって、第１実施例と同様にして再生光
(λ₂) が出射される。信号光のタイミングジッタは拡大
されたパルス幅の範囲内で吸収することができる。

【００４１】（第５実施例）図１２は、本発明の光識別
再生器の第５実施例の構成を示す（請求項１，６）。

【００４２】本実施例の特徴は、半導体モードロックレ
ーザ４と可飽和吸収体光スイッチ５に、さらに同様の層
構造をもつ半導体光増幅器６を集積化したところにあ
る。３０は、利得部２の歪量子井戸層１９と同じ組成あ
るいは歪量子井戸層１９よりもバンドギャップの小さい
多重量子井戸層である。この半導体光増幅器６に順方向
電流Ｉ_Aを流すことにより、多重量子井戸層３０に反転
分布が生じて光増幅器として機能する。なお、半導体光
増幅器６の光パルス入出力端面には低反射誘電体コーテ
ィング層２５が形成され、反対側は吸収層であるので、
半導体光増幅器６でのレーザ発振は抑圧される。

【００４３】本構成では信号光が微弱であっても、光強
度を増幅して可飽和吸収体光スイッチ５に入射させるこ
とができ、図１０に示す光増幅器４５と同様の機能が実
現される。さらに、再生光についても半導体光増幅器６
で増幅器して出射することができる。

【００４４】（第６実施例）図１３は、本発明の光識別
再生器の第６実施例の構成を示す（請求項１，８）。

【００４５】本実施例の構成は、タイミングジッタが少
ない信号光を識別再生する場合に適し、半導体モードロ
ックレーザ４に代えて連続光発振半導体レーザ７を用い
ることを特徴とする。すなわち、連続光発振半導体レー
ザ７と可飽和吸収体光スイッチ５を集積化した構成とな
る。

【００４６】連続光発振半導体レーザ７は、半導体モー
ドロックレーザ４から変調部１を取り除き、利得部２お
よびＤＢＲ部３により構成される。可飽和吸収体光スイ
ッチ５の構成は、上述した第１実施例〜第４実施例のい
ずれでもよい。また、第５実施例に示す半導体光増幅器
６を集積化してもよい。

【００４７】本実施例の光識別再生動作について図１４
を参照して説明する。“１１０１”に対応する信号光
(λ₁) は、パルス振幅が揺らいでいるが、タイミングジ
ッタは小さい。一方、連続光発振半導体レーザ７は、連
続光(λ₂) を発振している。したがって、信号光の入射
タイミングで、連続光の強度で安定した再生光(λ₂) が
出射される。このため、信号光のタイミングジッタを減
らす機能はないが、十分な消光比を得ることはできる。
また、信号光と異なる波長の再生光を生成する波長変換
機能を持たせることもできる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光識別再
生器に用いる可飽和吸収体光スイッチは、入射光強度に
応じて透過率が高速に飽和し、また広い波長範囲で同様
の透過率特性を示す。したがって、識別再生動作のダイ
ナミックレンジが広く、動作波長範囲が広い。

【００４９】また、本発明の光識別再生器は、半導体モ
ードロックレーザまたは連続光発振半導体レーザと可飽
和吸収体光スイッチを集積化した構成であるので、極め
て小型にすることができる。したがって、識別再生動作
の処理遅延時間が短い。また、全体を恒温に保つことが
容易であるので、外界の温度変化に対して安定に動作さ
せることができる。

【００５０】さらに、信号光と再生光の分離手段を含め
てモジュール化できるので、取扱が容易であるとともに
他の装置への組み込みが可能となり、高速の光信号処理
装置や光伝送装置に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光識別再生器の第１実施例の構成を示
す断面図。

【図２】本発明の光識別再生器のモジュール構成を示す
図。

【図３】可飽和吸収体光スイッチ５の入射光ピーク強度
に対する最大透過率を示す図。

【図４】可飽和吸収体光スイッチ５の応答特性を示す
図。

【図５】第１実施例における光識別再生動作を説明する
図。

【図６】本発明の光識別再生器の第２実施例の構成を示
す断面図。

【図７】本発明の光識別再生器の第３実施例の構成を示
す断面図。

【図８】本発明の光識別再生器の第４実施例の構成を示
す断面図。

【図９】第４実施例における信号光と再生光の分離手段
の構成を示す図。

【図１０】本発明の光識別再生器のモジュール構成を示
す図。

【図１１】図１０の構成における識別再生動作を説明す
る図。

【図１２】本発明の光識別再生器の第５実施例の構成を
示す断面図。

【図１３】本発明の光識別再生器の第６実施例の構成を
示す断面図。

【図１４】第６実施例における光識別再生動作を説明す
る図。

【図１５】従来の光識別再生器の構成を示すブロック
図。

【図１６】非線形サニヤックミラー５１の入出力特性を
示す図。

【図１７】従来の光識別再生動作を説明する図。

【符号の説明】

１変調部２利得部３ＤＢＲ部４半導体モードロックレーザ５可飽和吸収体光スイッチ６半導体光増幅器７連続光発振半導体レーザ１１ｎ-InP基板１２ InGaAsP 下面ガイド層１３歪量子井戸層１４ InGaAsP 上面ガイド層１５ｐ-InPクラッド層１６ｐ-InGaAsPキャップ層１７ Au/Zi/Ni上面電極層１８ Au/Ge/Ni下面電極層１９歪量子井戸層２０ InGaAsP 層、２１回折格子２２ InGaAs/InAlAs 多重量子井戸層２３電極分離溝２４誘電体高反射ミラー２５低反射誘電体コーティング層２６歪量子井戸層２７イオン注入領域２８多重量子井戸層２９ InGaAs/InAlAs 多重量子井戸層３０多重量子井戸層４０光識別再生器４１光アイソレータ４２ＷＤＭカプラ４３レンズ４４同期制御回路４５光増幅器４６波形整形器５１非線形サニヤックミラー５２光増幅器５３波長フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号光に同期した繰り返し周波数を有す
るモードロックレーザ光を発振する半導体モードロック
レーザと、入射光強度が小さいときは透過率が低く、入
射光強度が閾値を越えると吸収飽和を起こして透過率が
高くなる可飽和吸収体光スイッチとを同一基板上に集積
化し、前記可飽和吸収体光スイッチに入射される前記モードロ
ックレーザ光の強度を吸収飽和を起こす閾値以下とし、前記可飽和吸収体光スイッチに外部から前記信号光を入
射し、この信号光に対応するモードロックレーザ光を再
生光として外部に出射する構成であることを特徴とする
光識別再生器。
【請求項２】請求項１に記載の光識別再生器におい
て、可飽和吸収体光スイッチは、可飽和吸収体として 150℃
から 400℃で低温成長した多重量子井戸層を有し、ドー
パントとしてｐ型元素またはベリリウムを10¹⁷以上添加
した構成であることを特徴とする光識別再生器。
【請求項３】請求項１に記載の光識別再生器におい
て、可飽和吸収体光スイッチは、可飽和吸収体として半導体
モードロックレーザの利得部と同じ組成の歪量子井戸層
を有し、ドーパントとして水素、炭素、酸素、窒素、ベ
リリウム、またはｐ型元素をイオン注入した構成である
ことを特徴とする光識別再生器。
【請求項４】請求項１に記載の光識別再生器におい
て、可飽和吸収体光スイッチに逆バイアス電圧を印加する電
極を備えたことを特徴とする光識別再生器。
【請求項５】請求項１に記載の光識別再生器におい
て、可飽和吸収体光スイッチは、可飽和吸収体として半導体
モードロックレーザの端面に多重量子井戸層を成長させ
た構成であることを特徴とする光識別再生器。
【請求項６】請求項１に記載の光識別再生器におい
て、半導体モードロックレーザと可飽和吸収体光スイッチと
を集積化した同一基板上に、さらに半導体光増幅器を集
積化した構成であることを特徴とする光識別再生器。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の光識別再生器において、前記光識別再生器に入射する信号光のパルス幅を広げる
波形整形器を備えたことを特徴とする光識別再生器。
【請求項８】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の光識別再生器において、半導体モードロックレーザに代えて、連続光を発振する
連続光発振半導体レーザと可飽和吸収体光スイッチとを
同一基板上に集積化し、前記可飽和吸収体光スイッチに入射される前記連続光の
強度を吸収飽和を起こす閾値以下とし、前記可飽和吸収体光スイッチに外部から前記信号光を入
射し、この信号光に対応する連続光の一部を再生光とし
て外部に出射する構成であることを特徴とする光識別再
生器。