JPH10197835A - 光機能増幅素子及びその動作方法 - Google Patents
光機能増幅素子及びその動作方法Info
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region
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Abstract
(57)【要約】
【課題】１００ＧＨｚを越えるような高い繰り返し速度
で動作する光ゲートを実現するための光機能増幅素子と
その動作方法を提供する。 【解決手段】半導体レーザ増幅器１の一端側に可飽和吸
収領域２を設け、入力信号光パルス列２１を可飽和吸収
領域２側から、ゲート光パルス列２２を他端側（利得領
域３側）から、それぞれ半導体レーザ増幅器１に入射さ
せる。ゲート光パルスは、利得領域３で増幅され、可飽
和吸収領域２の強い吸収を飽和状態とする。これによ
り、入力信号光パルスは、可飽和吸収領域２を通過でき
るようになり、利得領域３で増幅されて半導体レーザ増
幅器１から出射する。出射光を波長選択器１３に導き、
出力信号光パルス列２３を得る。高速動作のためにＰＩ
Ｎ構造の半導体レーザ増幅器を使用し、可飽和吸収領域
２の光路長を利得領域３の光路長より短くし、可飽和吸
収領域２に逆バイアスを印加する。
で動作する光ゲートを実現するための光機能増幅素子と
その動作方法を提供する。 【解決手段】半導体レーザ増幅器１の一端側に可飽和吸
収領域２を設け、入力信号光パルス列２１を可飽和吸収
領域２側から、ゲート光パルス列２２を他端側（利得領
域３側）から、それぞれ半導体レーザ増幅器１に入射さ
せる。ゲート光パルスは、利得領域３で増幅され、可飽
和吸収領域２の強い吸収を飽和状態とする。これによ
り、入力信号光パルスは、可飽和吸収領域２を通過でき
るようになり、利得領域３で増幅されて半導体レーザ増
幅器１から出射する。出射光を波長選択器１３に導き、
出力信号光パルス列２３を得る。高速動作のためにＰＩ
Ｎ構造の半導体レーザ増幅器を使用し、可飽和吸収領域
２の光路長を利得領域３の光路長より短くし、可飽和吸
収領域２に逆バイアスを印加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ増幅
器を用いて光パルス列を制御する光機能増幅素子及びそ
の動作方法に関し、特に、光通信、光情報処理、光計測
などに有用な超高速繰り返しの超短光パルス列を制御で
きる光機能増幅素子及びその動作方法に関する。
器を用いて光パルス列を制御する光機能増幅素子及びそ
の動作方法に関し、特に、光通信、光情報処理、光計測
などに有用な超高速繰り返しの超短光パルス列を制御で
きる光機能増幅素子及びその動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超高速の光通信、光情報処理の基
本技術として、数ｐｓ以下の時間幅と数十Ｇｂ／ｓから
百Ｇｂ／ｓを越える繰り返し周波数とを有する光パルス
データ列を伝送し、これを制御する技術開発の要求が高
まっている。ｂ／ｓは、毎秒当りのパルス量をビット単
位で表わしたものである。
本技術として、数ｐｓ以下の時間幅と数十Ｇｂ／ｓから
百Ｇｂ／ｓを越える繰り返し周波数とを有する光パルス
データ列を伝送し、これを制御する技術開発の要求が高
まっている。ｂ／ｓは、毎秒当りのパルス量をビット単
位で表わしたものである。
【０００３】このような状況の中で、安定でコヒーレン
トな光パルス列の生成とともに、超高速の光パルスデー
タ列の生成技術や、超高速光パルスデータ列を分周して
抽出する技術、伝送中に時間的に歪んだ超高速光パルス
データ列の波形を修復する技術の確立が望まれている。
このうち、超高速光パルスデータ列の分周・抽出及び波
形の修復に関しては、超高速で動作するゲートスイッチ
が必要である。通常、応答速度の制約から電気的な制御
が非常に困難となるため、このようなゲートスイッチと
して、光パルスで制御される光ゲートが提案されてい
る。
トな光パルス列の生成とともに、超高速の光パルスデー
タ列の生成技術や、超高速光パルスデータ列を分周して
抽出する技術、伝送中に時間的に歪んだ超高速光パルス
データ列の波形を修復する技術の確立が望まれている。
このうち、超高速光パルスデータ列の分周・抽出及び波
形の修復に関しては、超高速で動作するゲートスイッチ
が必要である。通常、応答速度の制約から電気的な制御
が非常に困難となるため、このようなゲートスイッチと
して、光パルスで制御される光ゲートが提案されてい
る。
【０００４】このような光ゲートの１つとして、光路に
半導体レーザ増幅器を配置した干渉計が挙げられる。こ
の種の干渉計としては、例えば、グレスク（I. Gresk）
らによりエレクトロニクス・レターズ（Electron. Let
t.）誌の第３０８巻第４号第３３９頁〜第３４０頁に掲
載された論文に開示されたものがある。この論文では、
トード（ＴＯＡＤ）と名付けた光ループ型干渉計によ
り、４ｐｓのゲート開放時間を実現し、２５０Ｇｂ／ｓ
の光データ列を１００ＭＨｚのレートで分周した実験結
果が述ベられている。
半導体レーザ増幅器を配置した干渉計が挙げられる。こ
の種の干渉計としては、例えば、グレスク（I. Gresk）
らによりエレクトロニクス・レターズ（Electron. Let
t.）誌の第３０８巻第４号第３３９頁〜第３４０頁に掲
載された論文に開示されたものがある。この論文では、
トード（ＴＯＡＤ）と名付けた光ループ型干渉計によ
り、４ｐｓのゲート開放時間を実現し、２５０Ｇｂ／ｓ
の光データ列を１００ＭＨｚのレートで分周した実験結
果が述ベられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような光路に
半導体レーザ増幅器を配置した干渉計による従来の光ゲ
ートでは、その動作繰り返し周波数が半導体レーザ内部
のキャリアの寿命によって支配され、数十ＧＨｚを越え
る繰り返し周波数でのゲート動作は困難である。したが
ってこの従来の光ゲートは、超高速の光データ列から比
較的低速の繰り返し周波数でｐｓ（ピコ秒）程度のゲー
ト動作を行う目的には使用できるが、真の超高速ゲート
動作を実行する目的では使用できないという問題点を有
する。
半導体レーザ増幅器を配置した干渉計による従来の光ゲ
ートでは、その動作繰り返し周波数が半導体レーザ内部
のキャリアの寿命によって支配され、数十ＧＨｚを越え
る繰り返し周波数でのゲート動作は困難である。したが
ってこの従来の光ゲートは、超高速の光データ列から比
較的低速の繰り返し周波数でｐｓ（ピコ秒）程度のゲー
ト動作を行う目的には使用できるが、真の超高速ゲート
動作を実行する目的では使用できないという問題点を有
する。
【０００６】本発明の目的は、上述した従来の光ゲート
が有する問題点を解決し、１００ＧＨｚを越える繰り返
し速度で動作する光ゲートを実現するための光機能増幅
素子と、その動作方法とを提供することにある。
が有する問題点を解決し、１００ＧＨｚを越える繰り返
し速度で動作する光ゲートを実現するための光機能増幅
素子と、その動作方法とを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光機能増幅素子
は、一部分に可飽和吸収領域が設けられた半導体レーザ
増幅器と、半導体レーザ増幅器に対して入力信号光パル
ス列及びゲート光パルス列を結合する光結合手段と、半
導体レーザ増幅器から出射する信号光パルス列をゲート
光パルス列から分離して取り出す選択手段と、を有す
る。すなわち、本発明の光機能増幅素子では、ゲート光
パルス列の光パルスが入射していないときには可飽和吸
収領域によって入力信号光パルス列が吸収されるように
するとともに、ゲート光パルス列の光パルスによって可
飽和吸収領域が飽和したときには入力信号光パルス列が
半導体レーザ増幅器によって増幅されるようにすること
によって、光ゲート動作を実現している。
は、一部分に可飽和吸収領域が設けられた半導体レーザ
増幅器と、半導体レーザ増幅器に対して入力信号光パル
ス列及びゲート光パルス列を結合する光結合手段と、半
導体レーザ増幅器から出射する信号光パルス列をゲート
光パルス列から分離して取り出す選択手段と、を有す
る。すなわち、本発明の光機能増幅素子では、ゲート光
パルス列の光パルスが入射していないときには可飽和吸
収領域によって入力信号光パルス列が吸収されるように
するとともに、ゲート光パルス列の光パルスによって可
飽和吸収領域が飽和したときには入力信号光パルス列が
半導体レーザ増幅器によって増幅されるようにすること
によって、光ゲート動作を実現している。
【０００８】このような動作原理から、本発明では、可
飽和吸収領域を半導体レーザ増幅器の一端に近く配置
し、入力信号光パルス列が可飽和吸収領域側から半導体
レーザ増幅器に入射し、ゲート光パルス列が利得領域側
から半導体レーザ増幅器に入射するようにすることが好
ましい。このように各光パルス列を入射することによ
り、ゲート光パルスはまず利得領域内で増幅された後に
可飽和吸収領域に達し、可飽和吸収領域の吸収率を変化
させる。このとき、逆方向から入射した入力信号光パル
スは、可飽和吸収領域での透過率が大きくなり続いて利
得領域内で増幅されて半導体レーザ増幅器を通過し、処
理された出力信号光パルス列となる。
飽和吸収領域を半導体レーザ増幅器の一端に近く配置
し、入力信号光パルス列が可飽和吸収領域側から半導体
レーザ増幅器に入射し、ゲート光パルス列が利得領域側
から半導体レーザ増幅器に入射するようにすることが好
ましい。このように各光パルス列を入射することによ
り、ゲート光パルスはまず利得領域内で増幅された後に
可飽和吸収領域に達し、可飽和吸収領域の吸収率を変化
させる。このとき、逆方向から入射した入力信号光パル
スは、可飽和吸収領域での透過率が大きくなり続いて利
得領域内で増幅されて半導体レーザ増幅器を通過し、処
理された出力信号光パルス列となる。
【０００９】本発明においては、より高速での光ゲート
動作を実現するために、半導体レーザ増幅器としてＰＩ
Ｎ構造デバイスを用いるとともに、可飽和吸収領域は、
その光路長を短くし、かつ利得領域から電気的に高抵抗
に分離され、逆バイアス電圧が印加されるようにする。
このように構成することにより、可飽和吸収領域から
は、ＰＩＮ構造での逆バイアス印加により、光キャリア
が効率よく引き抜かれることになる。引き抜かれたキャ
リアは、寄生容量を通じて速やかに接地電位部分に向か
って流れ込むために、数ｐｓ程度の寿命まで短縮され
る。このため、本発明の光機能増幅素子によれば、１０
０ＧＨｚ以上での超高速の光ゲート動作が可能になる。
動作を実現するために、半導体レーザ増幅器としてＰＩ
Ｎ構造デバイスを用いるとともに、可飽和吸収領域は、
その光路長を短くし、かつ利得領域から電気的に高抵抗
に分離され、逆バイアス電圧が印加されるようにする。
このように構成することにより、可飽和吸収領域から
は、ＰＩＮ構造での逆バイアス印加により、光キャリア
が効率よく引き抜かれることになる。引き抜かれたキャ
リアは、寄生容量を通じて速やかに接地電位部分に向か
って流れ込むために、数ｐｓ程度の寿命まで短縮され
る。このため、本発明の光機能増幅素子によれば、１０
０ＧＨｚ以上での超高速の光ゲート動作が可能になる。
【００１０】本発明の光機能増幅素子の動作方法は、上
述した本発明の光機能増幅素子を使用し、入力信号光パ
ルス列の波長を可飽和吸収領域の吸収端近傍に設定し、
ゲート光パルス列の波長を入力信号光パルス列の波長よ
りも短波長側に設定し、ゲート光パルス列の繰り返し周
波数を入力信号光パルス列の基本周波数の自然数分の１
としてタイミング同期をとる。
述した本発明の光機能増幅素子を使用し、入力信号光パ
ルス列の波長を可飽和吸収領域の吸収端近傍に設定し、
ゲート光パルス列の波長を入力信号光パルス列の波長よ
りも短波長側に設定し、ゲート光パルス列の繰り返し周
波数を入力信号光パルス列の基本周波数の自然数分の１
としてタイミング同期をとる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明
の実施の一形態の光機能増幅素子の構成及び動作を模式
的に示す図である。
態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明
の実施の一形態の光機能増幅素子の構成及び動作を模式
的に示す図である。
【００１２】この光機能増幅素子における重要な構成要
素である半導体レーザ増幅器１は、半導体光導波路構造
を有し、両方の端面に反射防止膜１０が施されており、
また、可飽和吸収領域２と可飽和吸収領域２よりも光路
長の長い利得領域３との２つの領域から構成されてい
る。可飽和吸収領域２と利得領域３は、光路方向に沿っ
て配置しているとともに、両者は、電気的に高抵抗で相
互に分離している。ここでは、半導体レーザ増幅器１の
活性層はＰＩＮ構造である。半導体レーザ増幅器１の両
端面付近には、外部から光を結合するためのレンズ１
１,１２がそれぞれ配置し、さらに、その一方のレンズ
（図示した例では、利得領域３側のレンズ１２）の近傍
には、そのレンズを挟んで半導体レーザ増幅器１の対応
する端面に対向するように、波長選択器１３が置かれて
いる。波長選択器１３は、半導体レーザ増幅器１から出
射する光のうち所定の波長のものを選択して出力信号光
パルス列２３として取り出すためのものである。
素である半導体レーザ増幅器１は、半導体光導波路構造
を有し、両方の端面に反射防止膜１０が施されており、
また、可飽和吸収領域２と可飽和吸収領域２よりも光路
長の長い利得領域３との２つの領域から構成されてい
る。可飽和吸収領域２と利得領域３は、光路方向に沿っ
て配置しているとともに、両者は、電気的に高抵抗で相
互に分離している。ここでは、半導体レーザ増幅器１の
活性層はＰＩＮ構造である。半導体レーザ増幅器１の両
端面付近には、外部から光を結合するためのレンズ１
１,１２がそれぞれ配置し、さらに、その一方のレンズ
（図示した例では、利得領域３側のレンズ１２）の近傍
には、そのレンズを挟んで半導体レーザ増幅器１の対応
する端面に対向するように、波長選択器１３が置かれて
いる。波長選択器１３は、半導体レーザ増幅器１から出
射する光のうち所定の波長のものを選択して出力信号光
パルス列２３として取り出すためのものである。
【００１３】次に、この光機能増幅素子を用いた光スイ
ッチングについて説明する。
ッチングについて説明する。
【００１４】利得領域３には順電流を注入し、可飽和吸
収領域２には逆バイアスを印加する。この状態で、入力
光信号光パルス列２１を可飽和吸収領域２に近い側から
レンズ１１を介して半導体レーザ増幅器１に結合させ
る。また、反対方向（すなわち利得領域３側）から、ゲ
ート光パルス列２２を、波長選択器１３とレンズ１２を
介して半導体レーザ増幅器１に結合させる。ここでゲー
ト光パルス列２２は、入力光信号光パルス列２１のクロ
ック周波数に対して自然数分の１の関係にある周波数の
クロック光パルス列である。そして、入力信号光パルス
列２１とゲートパルス列２２は、半導体レーザ増幅器１
の可飽和吸収領域２の中でそれらの光パルスの少なくと
も一部が重なり合うように、時間的タイミングでの同期
が取られている。入力信号光パルス列２１の波長は、半
導体光導波路構造である可飽和吸収領域２における吸収
端近傍に設定する。また、ゲート光パルス列２２の波長
は、入力信号光パルス列２１の波長よりも、短波長側に
設定される。
収領域２には逆バイアスを印加する。この状態で、入力
光信号光パルス列２１を可飽和吸収領域２に近い側から
レンズ１１を介して半導体レーザ増幅器１に結合させ
る。また、反対方向（すなわち利得領域３側）から、ゲ
ート光パルス列２２を、波長選択器１３とレンズ１２を
介して半導体レーザ増幅器１に結合させる。ここでゲー
ト光パルス列２２は、入力光信号光パルス列２１のクロ
ック周波数に対して自然数分の１の関係にある周波数の
クロック光パルス列である。そして、入力信号光パルス
列２１とゲートパルス列２２は、半導体レーザ増幅器１
の可飽和吸収領域２の中でそれらの光パルスの少なくと
も一部が重なり合うように、時間的タイミングでの同期
が取られている。入力信号光パルス列２１の波長は、半
導体光導波路構造である可飽和吸収領域２における吸収
端近傍に設定する。また、ゲート光パルス列２２の波長
は、入力信号光パルス列２１の波長よりも、短波長側に
設定される。
【００１５】これにより、利得領域３で増幅されたゲー
ト光パルス列２２が可飽和吸収領域２の強い吸収を飽和
させ、あるゲート時間だけ入力光信号光パルス列２１が
透過できるようになる。この光パルス列が半導体レーザ
増幅器１を通過した後、波長選択器１３によって分離さ
れ出力信号パルス列２３となる。すなわち、ゲート光パ
ルス列２２に応じて入力信号光パルス列２１がスイッチ
ングされ、その結果が出力信号光パルス列２３として得
られることになる。
ト光パルス列２２が可飽和吸収領域２の強い吸収を飽和
させ、あるゲート時間だけ入力光信号光パルス列２１が
透過できるようになる。この光パルス列が半導体レーザ
増幅器１を通過した後、波長選択器１３によって分離さ
れ出力信号パルス列２３となる。すなわち、ゲート光パ
ルス列２２に応じて入力信号光パルス列２１がスイッチ
ングされ、その結果が出力信号光パルス列２３として得
られることになる。
【００１６】以下、本実施の形態の光機能増幅素子につ
いて、具体的な実施例を挙げて説明する。
いて、具体的な実施例を挙げて説明する。
【００１７】半導体レーザ増幅器１として、ＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＧａＡｓＰ系の量子井戸型半導体レーザ構造の
ものを用い、可飽和吸収領域２の長さを１００μｍ、利
得領域３の長さを１０００μｍとした。入力信号光パル
ス列２１には、中心波長１.５５μｍ、パルス半値幅３
ｐｓ、平均パワー１ｍＷの２００Ｇｂ／ｓ光パルスデー
タ列を用いた。また、ゲート光パルス列２２には、周波
数１００ＧＨｚで、中心波長１.５４μｍ、パルス半値
幅５ｐｓ、平均パワー２ｍＷのクロック光パルス列を用
いた。以上のような構成において、半導体レーザ増幅器
１の動作条件、入力信号光パルス列２１とゲート光パル
ス列２２のタイミングを適正に選ぶことにより、波長選
択器１３として用いた誘電体波長フィルタを通して、１
／２に分周された１００Ｇｂ／ｓの出力信号光パルス列
２３を得ることができた。
ｓ／ＩｎＧａＡｓＰ系の量子井戸型半導体レーザ構造の
ものを用い、可飽和吸収領域２の長さを１００μｍ、利
得領域３の長さを１０００μｍとした。入力信号光パル
ス列２１には、中心波長１.５５μｍ、パルス半値幅３
ｐｓ、平均パワー１ｍＷの２００Ｇｂ／ｓ光パルスデー
タ列を用いた。また、ゲート光パルス列２２には、周波
数１００ＧＨｚで、中心波長１.５４μｍ、パルス半値
幅５ｐｓ、平均パワー２ｍＷのクロック光パルス列を用
いた。以上のような構成において、半導体レーザ増幅器
１の動作条件、入力信号光パルス列２１とゲート光パル
ス列２２のタイミングを適正に選ぶことにより、波長選
択器１３として用いた誘電体波長フィルタを通して、１
／２に分周された１００Ｇｂ／ｓの出力信号光パルス列
２３を得ることができた。
【００１８】次に、本発明の別の実施の形態の光機能増
幅素子について、図２を用いて説明する。図２に示す光
機能増幅素子は、基本的な構成としては図１に示すもの
と同様のものであるが、半導体レーザ増幅器１への各光
パルス列の入出力にそれぞれ光ファイバ１６を使用し、
操作性を向上させている。光ファイバ１６と半導体レー
ザ増幅器１とは、レンズ１１,１２によって光学的に結
合している。さらに、光ファイバ端面での反射による共
振器への影響を避けるため、入力信号光パルス列２１側
の光ファイバ１６の端面と半導体レーザ増幅器１との間
の光路に、光アイソレータ１７が挿入されている。ま
た、利得領域３側から出射する出力信号光パルス列２３
は、光ファイバ１６を介して波長選択器１３に入射し、
これにより、所定の波長成分のみが出力されるようにな
っている。
幅素子について、図２を用いて説明する。図２に示す光
機能増幅素子は、基本的な構成としては図１に示すもの
と同様のものであるが、半導体レーザ増幅器１への各光
パルス列の入出力にそれぞれ光ファイバ１６を使用し、
操作性を向上させている。光ファイバ１６と半導体レー
ザ増幅器１とは、レンズ１１,１２によって光学的に結
合している。さらに、光ファイバ端面での反射による共
振器への影響を避けるため、入力信号光パルス列２１側
の光ファイバ１６の端面と半導体レーザ増幅器１との間
の光路に、光アイソレータ１７が挿入されている。ま
た、利得領域３側から出射する出力信号光パルス列２３
は、光ファイバ１６を介して波長選択器１３に入射し、
これにより、所定の波長成分のみが出力されるようにな
っている。
【００１９】次に、上述した本発明の各実施の形態の光
機能増幅素子と比較するため、光路に半導体レーザ増幅
器を配置した干渉計からなる従来の光機能増幅素子につ
いて、図３を用いて説明する。
機能増幅素子と比較するため、光路に半導体レーザ増幅
器を配置した干渉計からなる従来の光機能増幅素子につ
いて、図３を用いて説明する。
【００２０】半導体レーザ増幅器３１としては、利得領
域のみを有する単一電極構造のものが使用されている。
そして、ビームスプリッタ３５と２枚の反射鏡３４とが
それぞれ三角形の頂点にくるように配置してループ型の
干渉計を構成している。半導体レーザ増幅器３１は、２
枚の反射鏡３４の間に挿入されている。
域のみを有する単一電極構造のものが使用されている。
そして、ビームスプリッタ３５と２枚の反射鏡３４とが
それぞれ三角形の頂点にくるように配置してループ型の
干渉計を構成している。半導体レーザ増幅器３１は、２
枚の反射鏡３４の間に挿入されている。
【００２１】入力信号光パルス列２１とゲート光パルス
列２２は、ビームスプリッタ３５を介して、半導体レー
ザ増幅器３１に入射する。ゲート光パルス列２２に着目
すると、ビームスプリッタ３５によって２分され、光路
差に応じたある時間遅延を有して反対方向から半導体レ
ーザ増幅器３１に入射することになる。その結果、おお
よそこの時間遅延に相当する時間幅だけ、干渉計の干渉
条件が反対になる。これによって、ゲート光パルス列２
２の繰り返し周波数で、入力信号光パルス列２１を切り
出すことができる。
列２２は、ビームスプリッタ３５を介して、半導体レー
ザ増幅器３１に入射する。ゲート光パルス列２２に着目
すると、ビームスプリッタ３５によって２分され、光路
差に応じたある時間遅延を有して反対方向から半導体レ
ーザ増幅器３１に入射することになる。その結果、おお
よそこの時間遅延に相当する時間幅だけ、干渉計の干渉
条件が反対になる。これによって、ゲート光パルス列２
２の繰り返し周波数で、入力信号光パルス列２１を切り
出すことができる。
【００２２】しかし、このような構成においては、ゲー
ト動作の繰り返し周波数は、半導体レーザ増幅器３１内
部でのキャリアの寿命によって制限を受ける。キャリア
寿命は一般的には１ｎｓ程度であるため、１０ＧＨｚを
越える周波数では、ゲート動作の信頼性は著しく低下す
る。
ト動作の繰り返し周波数は、半導体レーザ増幅器３１内
部でのキャリアの寿命によって制限を受ける。キャリア
寿命は一般的には１ｎｓ程度であるため、１０ＧＨｚを
越える周波数では、ゲート動作の信頼性は著しく低下す
る。
【００２３】上述した本発明の各実施の形態では、半導
体レーザ増幅器１にＩｎＧａＡｓＰ系の半導体材料を用
いたが、本発明は、原理的な見地からこの材料系に限定
されるものではなく、半導体レーザや構造を製作可能
な、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＮ系などのIII−Ｖ族半導
体、ならびにII−VI族半導体など、広い範囲の半導体材
料に適用できるものであることは明らかである。
体レーザ増幅器１にＩｎＧａＡｓＰ系の半導体材料を用
いたが、本発明は、原理的な見地からこの材料系に限定
されるものではなく、半導体レーザや構造を製作可能
な、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＮ系などのIII−Ｖ族半導
体、ならびにII−VI族半導体など、広い範囲の半導体材
料に適用できるものであることは明らかである。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、１００Ｇ
Ｈｚ程度の超高速繰り返し周波数で、超高速の信号光パ
ルス列の分周、波形整形を行うことが可能になるという
効果がある。
Ｈｚ程度の超高速繰り返し周波数で、超高速の信号光パ
ルス列の分周、波形整形を行うことが可能になるという
効果がある。
【図１】本発明の実施の一形態の光機能増幅素子の構造
及び動作を模式的に示す図である。
及び動作を模式的に示す図である。
【図２】本発明の別の実施の形態の光機能増幅素子の構
造及び動作を模式的に示す図である。
造及び動作を模式的に示す図である。
【図３】従来の光機能増幅素子の構造及び動作を模式的
に示す図である。
に示す図である。
１,３１ 半導体レーザ増幅器 ２ 可飽和吸収領域 ３ 利得領域 １０ 反射防止膜 １１,１２ レンズ １３ 波長選択器 １６ 光ファイバ １７ 光アイソレータ ２１ 入力信号光パルス列 ２２ ゲート光パルス列 ２３ 出力信号光パルス列 ３４ 反射鏡 ３５ ビームスプリッタ
Claims (5)
- 【請求項１】 一部分に可飽和吸収領域が設けられた半
導体レーザ増幅器と、前記半導体レーザ増幅器に対して
入力信号光パルス列及びゲート光パルス列を結合する光
結合手段と、前記半導体レーザ増幅器から出射する信号
光パルス列を前記ゲート光パルス列から分離して取り出
す選択手段と、を有する光機能増幅素子。 - 【請求項２】 前記半導体レーザ増幅器がＰＩＮ型の積
層構造を有するものであり、前記半導体レーザ増幅器に
おいて、前記可飽和吸収領域と前記利得領域が光路方向
に沿って配置しているとともに、前記可飽和吸収領域が
前記利得領域から電気的に高抵抗に分離され、前記可飽
和吸収領域には逆バイアス電圧が印加される、請求項１
に記載の光機能増幅素子。 - 【請求項３】 前記可飽和吸収領域が前記半導体レーザ
増幅器の一端に近く配置されるとともに、前記可飽和吸
収領域の光路長が前記利得領域の光路長よりも短い請求
項２に記載の光機能増幅素子。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光機能増幅素子を使用
し、前記入力信号光パルス列の波長を前記可飽和吸収領
域の吸収端近傍に設定し、前記ゲート光パルス列の波長
を前記入力信号光パルス列の波長よりも短波長側に設定
し、前記ゲート光パルス列の繰り返し周波数を前記入力
信号光パルス列の基本周波数の自然数分の１としてタイ
ミング同期をとる、光機能増幅素子の動作方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の光機能増幅素子を使用
し、前記入力信号光パルス列の波長を前記可飽和吸収領
域の吸収端近傍に設定し、前記ゲート光パルス列の波長
を前記入力信号光パルス列の波長よりも短波長側に設定
し、前記ゲート光パルス列の繰り返し周波数を前記入力
信号光パルス列の基本周波数の自然数分の１としてタイ
ミング同期をとり、前記入力信号光パルス列を前記可飽
和吸収領域に近い一端から前記半導体レーザ増幅器に入
射させ、前記ゲート光パルス列を前記可飽和吸収領域か
ら遠い一端から前記半導体レーザ増幅器に入射させる光
機能増幅素子の動作方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00388597A JP3145941B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | 光機能増幅素子及びその動作方法 |
| EP98100031A EP0853397A3 (en) | 1997-01-13 | 1998-01-02 | Optical functional amplifying method and optical functional amplifying device |
| US09/003,883 US6124966A (en) | 1997-01-13 | 1998-01-07 | Optical functional amplifying method and optical functional amplifying device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00388597A JP3145941B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | 光機能増幅素子及びその動作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197835A true JPH10197835A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3145941B2 JP3145941B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=11569649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00388597A Expired - Fee Related JP3145941B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | 光機能増幅素子及びその動作方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0853397A3 (ja) |
| JP (1) | JP3145941B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271960B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-08-07 | Nec Corporation | Method and apparatus for wavelength conversion of signal light |
| JP2003337355A (ja) * | 2002-03-12 | 2003-11-28 | Japan Science & Technology Corp | 双安定半導体レーザを用いた超高速光メモリー方法及びその装置 |
| JP5604042B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2014-10-08 | アンリツ株式会社 | 光信号品質モニタ装置及びその方法 |
| CN112470069A (zh) * | 2018-06-18 | 2021-03-09 | 艾德瓦莱特私人有限公司 | 医用激光系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335819B1 (en) * | 1999-02-19 | 2002-01-01 | University Of Maryland | All-optical regeneration at high bit rates using an electroabsorption modulator |
| FR2799067A1 (fr) * | 1999-09-29 | 2001-03-30 | Cit Alcatel | Limiteur de puissance optique |
| DE10024607B4 (de) * | 2000-05-14 | 2004-02-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Optisch gesteuerter Schalter |
| EP1248390A1 (en) | 2000-11-20 | 2002-10-09 | Alcatel | Optical power equalization using a gain clamped semiconductor optical amplifier |
| JP4306990B2 (ja) * | 2001-10-18 | 2009-08-05 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 非線形光学素子 |
| US6888875B2 (en) * | 2002-01-28 | 2005-05-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Light source apparatus equipped with a GaN type semiconductor laser, a method of eliminating stray light, and an image forming apparatus |
| JP3762997B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2006-04-05 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 光パルス分離装置及び方法 |
| KR100575966B1 (ko) * | 2003-12-18 | 2006-05-02 | 삼성전자주식회사 | 광대역 광원 |
| US7801881B1 (en) | 2005-05-31 | 2010-09-21 | Google Inc. | Sitemap generating client for web crawler |
| US7769742B1 (en) | 2005-05-31 | 2010-08-03 | Google Inc. | Web crawler scheduler that utilizes sitemaps from websites |
| US8533226B1 (en) | 2006-08-04 | 2013-09-10 | Google Inc. | System and method for verifying and revoking ownership rights with respect to a website in a website indexing system |
| US7930400B1 (en) | 2006-08-04 | 2011-04-19 | Google Inc. | System and method for managing multiple domain names for a website in a website indexing system |
| US7599920B1 (en) | 2006-10-12 | 2009-10-06 | Google Inc. | System and method for enabling website owners to manage crawl rate in a website indexing system |
| JP4427067B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2010-03-03 | 富士通株式会社 | 光波形整形素子 |
| JP5623159B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2014-11-12 | ソニー株式会社 | 半導体光増幅器の位置合わせ方法及び光出力装置 |
| EP3503317B1 (en) | 2017-12-22 | 2024-03-27 | IMEC vzw | Multimode interference based vpin diode waveguides |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8809603D0 (en) * | 1988-04-22 | 1988-05-25 | British Telecomm | Non-linear optical amplification |
| JPH02235033A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-18 | Fujitsu Ltd | 光論理回路 |
| JPH06167732A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | Nec Corp | 光学論理ゲート |
| AU676387B2 (en) * | 1993-10-11 | 1997-03-06 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical pulse sequence generator |
| US5802084A (en) * | 1994-11-14 | 1998-09-01 | The Regents Of The University Of California | Generation of high power optical pulses using flared mode-locked semiconductor lasers and optical amplifiers |
| FR2734096B1 (fr) * | 1995-05-12 | 1997-06-06 | Commissariat Energie Atomique | Cavite microlaser et microlaser solide impulsionnel a declenchement passif et a commande externe |
| DE19535772A1 (de) | 1995-09-26 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Optische Konversion der Trägerwellenlänge optisch übertragener Datensignale |
| JP2751903B2 (ja) * | 1995-12-15 | 1998-05-18 | 日本電気株式会社 | 光クロック再生器 |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP00388597A patent/JP3145941B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-02 EP EP98100031A patent/EP0853397A3/en not_active Withdrawn
- 1998-01-07 US US09/003,883 patent/US6124966A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271960B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-08-07 | Nec Corporation | Method and apparatus for wavelength conversion of signal light |
| JP2003337355A (ja) * | 2002-03-12 | 2003-11-28 | Japan Science & Technology Corp | 双安定半導体レーザを用いた超高速光メモリー方法及びその装置 |
| JP5604042B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2014-10-08 | アンリツ株式会社 | 光信号品質モニタ装置及びその方法 |
| CN112470069A (zh) * | 2018-06-18 | 2021-03-09 | 艾德瓦莱特私人有限公司 | 医用激光系统 |
Also Published As
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| JP3145941B2 (ja) | 2001-03-12 |
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