JPS60154208A - 受光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特定波長の光出力を受光し電気信号に変換する
装置に関するものである。

従来技術 長波長帯において、直接変調時にも安定に単一軸姿態で
動作する、動的単一波長半導体レーザは。

後述の文献１．　２．　３などにより紹介され、また前
記半導体レーザの発振波長を電気的に変化させることも
後述の文献４などにより成功するようになった。

このような波長町変截の動的単一波長半導体レーザの実
現により、高密贋な波長多重元通信や光ヘテロダイン通
信などに必要不可欠の特定単一波長で安定に動作する半
導体レーザー酸の実現が要望されている。

上述の半導体レーザ装置は、第１図に示すように波長町
変截動的単−波長半導体レーザｌと、制御部Ｃと１発振
波長および光出力監視ｓＭとからなり、半導体レーザｌ
め発振波長と光出力を常に監視し、変動が生じた場合に
、直ちにその修正を行う機能をＭするものである。

従来、前記半導体レーザｌについては種々報告があり、
制御部Ｃは電気的集積回路で容易に実現されるが、波長
と光出力との監視部Ｍについては冥用的な小形のものが
なく、実験には専ら大形の分光器と受光器とを合せて用
いなければならないという欠点があった。

文献１　分布帰還型半導体レーザ（Ｋ　、Ｕｔａｋａｅ
ｔ　ａｌ　、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｌｅｔｔ　、ＰＰ９
６１〜９６２　。

１９８１　） 文献２　分布反射壁半導体レーザ（Ｙ、Ａｂｅ　ｅｔａ
ｌ　、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｌｅ口、　ＰＰ４１０〜４１
１　。

１９８２　） 文献３　Ｃ１ｅａｖｅｄ　−Ｃｏｕｐｌｅｄ　−Ｃａｖ
ｉｔｙ　半導体レーザ（Ｗ、Ｔ、Ｔｓａｎｇ　ｅｔ　ａ
ｌ、　１００Ｃ’　８３２９Ｂ５−４ＰＤ、　１９８３
　） 文献４　ｌ００Ｃ’８３（２９Ｂ−ＩＰＩ）、２９Ｂ−
３ＦＤ、２９Ｂ−４ＰＤ） 発明の目的 本発明の目的は、上記の欠点を解決して、半導体レーザ
の発振波長と光出力を監視するための小形で実用的な受
光装置を提供することにある。

発明の構成 本発明は上述の目的を達成するため、一定の長さの範囲
で平行に位置し、この一定の長さの平行な領吠において
特定の波長で伝搬定数が一致するような２本の光導波路
より構成される導波路型方向性結合器を同一基板上に少
なくとも１個以上組み合わせて設け、前記各光導波路の
一端に１個ずつの半導体受光素子を備える構成を採用、
するものである。

発明の作用 本発明は特定波長の光出力をモニタするために。

波長選択性を有する導波路型方向性結合器と半導体受光
素子の組合せを用いる。

本発明の基本構成単位を示す第２図を参照して導波路置
方向性結合器の作用を説明する。

光導波路２１と２２とが平行に配置された場合、光導波
路２１に入射する光の波長λがλ＝λＯのとき、この元
が光導波路２２に完全に移行する場合、このλＯを導波
路型方向性結合器の中心波長よい、。　（ 各光導波路２１．２２の端部に設けられ九半導　゛体受
光素子１）ｌ、　Ｄｘの出力電流ＩＩ、　Ｉ２の比は。

各半導体受光素子の量子効率が等しい場合には第３図に
示すような線長特性を示し、これより明らかなように波
長範囲でＩ　１　／　Ｉ　ｓが波長λの関数となるため
、波長信号を半導体受光素子の出力電流の比で検出可能
である。、、、。

また同時に、工１とＩ３の合計によ９元出力が検出され
るため、この特定波長の光出力が検出できる。　・ この基本構成における出力電流Ｉ２の波長特性は、導波
路截方向性結ｅｉの理論より次式のようになる。

ここに Δｎｅｑ　：導波路構造で決まる定数 ｅ　：結合部の長さ λ　；波長 したがって、波長感度を高める丸めには、Δｎｅｑが、
大きくなるような導波路構造にすることと。

結合部長ｌを長くすることが効果がある。しかしながら
、このようにすると、ｓｉｎ関数の波長周期５− が小さくなるため、ｌ対ｌとなる波長範囲が挟まり、結
果的に測定可能な波長帯域が小さくなってしまうという
問題が生じる。

しかしながら、この問題は、中心波長の異なる導波路型
方向性結合器を用いた基本構成単位を複数個組み合せる
ことや、中心波長が微小に異なる導波路置方向性結合器
を組み會せである範囲の波長を３個以上の半導体受光素
子の出力電流の比で検出することなどにより、さらに波
長感度を高めることが出来る。。

要するに１本発明は導波路型方向性結合器と半導体受光
素子とを組合せて用い、各半導体受光素子の出力電流の
比で波長を識別し、出力電流の合計値で光出力を検出す
ることを基本原理としている。

実施例 次に本発明の実施例について図面を、参照して説明する
。

本発明による受光装置の第一の実施例を示す第４図を参
照すると、この実施例は同一半導体基板６− 上に波長町変敲動的単−波長半導体レーザ１と。

５個の異なる中心波長λ４．λ５．λ６．ハ、λδをそ
れぞれもつ導波路型方向性結合器４．　５．　６゜７．
８と、６個の半導体受光素子Ｄａ、　Ｄ４．　Ｄ５゜Ｄ
ｏ、Ｄ７．Ｄ＠とを集積した構成をもうている。

このように構成することによって、波長町変蟹動的単−
波長半導体レーザｌの出力光は、中心波長の異なる導波
路型方向性結合器４〜８を経て半導体受光素子Ｄ４〜Ｄ
８と光導波路３の端部にある同じく半導体受光素子Ｄ３
とに達してその出力電流が識別され、この識別された出
力電流によってその光出力と波長とが検出でき、半導体
レーザｌを希望の光出力と波長に制御することが出来る
。

なお、この実施例では導波路型方向性結合器は被測定光
が入射される光導波路３だけに直接的に設けられるはか
りでなく、一度導波路型方向性結ｆ器５を介して更に導
波路型方向性結合器６が設けられており、このような構
成でも匣用されることを示している。

本発明の第二の実施例を示す第５図を参照すると、この
実施例は導波路型方向性結合器９およびＩＯを集積した
基板１１と、半導体受光素子Ｄ９゜ＤＩＯ，Ｄｌｓｔ−
集積した基板１２とを組合せた構成をもち、被測定光１
３を受光する受光装置を示している。なお、この２つの
基板１１および１２の間にレンズ、光ファイバなどのｆ
ｔ、伝送媒体を設けること、半導体受光素子をもつ基板
１２を複数に分割してこれらに素子を１個ずつ設けるこ
とも出来ることほぎうまでもない。

本発明は波長町変賊動的単−［長生導体レーザと組合せ
ることによって上述の第１の実施例と全く同じ効果を有
すると共に、必要な場合に必要な基板、媒体などを組合
せて使用することができるものである。

発明の効果 以上に説明したように、本発明によれば、４’ｉｌｉ＋
定　１０波長の光出力を導波路型方向性結合器を用いて
取り出し、半導体受光素子の出力電流を得ることにより
、車載で集積化に適した実用的受光装置が得られるとい
う効果がある。

更に本発明を用いることによって％特定単一波長で安定
に動作する半導体レーザ装置の小我化。

実用化が可能になるという大過な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定単一波長で安定動作する半導体レーザ装置
の構成図、第２図は本発明における受光装置の基本構成
単位図、第３図は第２図の出力電流の波長特性、第４図
、第５図は本発明の第一および第二の実施例であり、第
４図は不発明装置を波長可変截動的単−波長動作レーザ
と同一基板上に集積した構成を示し、第５図は導波路型
方向性結合器部を集積した基板と半導体受光素子を集積
した基板とを組み合せた構成を示している。 ｌ・・・・・・波艮可変駿動的単−波長半導体レーザ、
２・・・・・・光出力、３・・・・・・被測定光が入射
される光導波路、４〜１０・・・・・・導波路型方向性
結合器、１１・・・・・・導波路型方向性結合器を集積
し九基板、１２・・・・・・半導体受光素子を集積した
基板、１３・・・・・・被測定光、２１．２２・・・・
・・光導波路、　Ｄ１〜Ｄ１０゜９− １）１１１−・・・・・半導体受光素子、Ｉｌ、Ｉｚ−
・・・・・出力電流、λ・・・・・・波長、λＯ，ハ〜
λ１０・・・・・・導波ｗｒ威方向性結合器の中心波長
、Ｃ・・・・・・制＃部、Ｍ・・・・・・波長および光
出力監視部。 ｌ　Ｏ− ｌＪｘ＋ 察４−１ｉ２１ 峯ｌ固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定の長さの範囲で平行に位皺し、この一定の長さの平
   行な領賦において特定の波長で伝搬定数が一致するよう
   な２本の光導波路より構成される導波路型方向性結合器
   を同一基板上に少なくとも１個以上組み合わせて設け、
   ・前記各光導波路の一端に１個ずつの半導体受光素子を
   備えることを特徴とする受光装置。