JPS6015986A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPS6015986A JPS6015986A JP12315083A JP12315083A JPS6015986A JP S6015986 A JPS6015986 A JP S6015986A JP 12315083 A JP12315083 A JP 12315083A JP 12315083 A JP12315083 A JP 12315083A JP S6015986 A JPS6015986 A JP S6015986A
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- light
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- active layer
- optical waveguide
- diffraction grating
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
- H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術外！Ｉ！Ｐ）
本発明は、回折格子を用いて光の出力結合を行うように
した進行波型の光増幅器に関するものである。
した進行波型の光増幅器に関するものである。
（従来技術）
光増幅器は、弱１つだ光信号を電気信号に変換すること
なく、その寸ま増幅して強い光信号を得る装置である。
なく、その寸ま増幅して強い光信号を得る装置である。
この種光増幅器として、例えば、半導体レーザ増幅器が
あるが、この増幅器では、半導体レーザと同じように、
誘導放出効果による利得ａ構を利用しているため、半導
体レーザと同様の素子椙造を持っている。
あるが、この増幅器では、半導体レーザと同じように、
誘導放出効果による利得ａ構を利用しているため、半導
体レーザと同様の素子椙造を持っている。
この種従来の進行波型光増幅器は、通常、第１図に示す
シ１１＜、ｎ型ＩｎＰ 基板／Ｑ／上に、活性層として
のＧａ Ｉｎ ＡｓＰ結晶層／（１）、２およびクラッ
ド層としてのｐ型ＩｎＰ結晶層１０３をこの順序で形成
し、基板１０／に負電極１０ｕを被着し、ｐ型ＩｎＰ結
晶層１０３に正電極１０３を被着してなる半導体レーザ
の両端面に、誘電体よシなる反射防止膜１０乙および１
０７を形成して、入出力端面での反射率を小さくし、信
号光の単一通過による誘導放出効果で利得を得る構造の
ものが考えられてきた。
シ１１＜、ｎ型ＩｎＰ 基板／Ｑ／上に、活性層として
のＧａ Ｉｎ ＡｓＰ結晶層／（１）、２およびクラッ
ド層としてのｐ型ＩｎＰ結晶層１０３をこの順序で形成
し、基板１０／に負電極１０ｕを被着し、ｐ型ＩｎＰ結
晶層１０３に正電極１０３を被着してなる半導体レーザ
の両端面に、誘電体よシなる反射防止膜１０乙および１
０７を形成して、入出力端面での反射率を小さくし、信
号光の単一通過による誘導放出効果で利得を得る構造の
ものが考えられてきた。
このような進行波型光増幅器は、共振型のようなファプ
リー・ベロー共振器を持たないため、利得の周波数帯域
幅が広がり、安定な利得が得られるのみならず、利得の
飽和特性も改善されるという長所を持っている。
リー・ベロー共振器を持たないため、利得の周波数帯域
幅が広がり、安定な利得が得られるのみならず、利得の
飽和特性も改善されるという長所を持っている。
しかしながら、第１図に示したような構造の進行波型光
増幅器では、端面反射率を０．１％以下にするだめの反
射防止膜１０乙の形成条件が難しく、また、利得の帯域
幅が広くなる分だけ、雑音が多くなるので、これを除去
するための光周波数フィルタを別個に用意する必要があ
るという欠点があった。
増幅器では、端面反射率を０．１％以下にするだめの反
射防止膜１０乙の形成条件が難しく、また、利得の帯域
幅が広くなる分だけ、雑音が多くなるので、これを除去
するための光周波数フィルタを別個に用意する必要があ
るという欠点があった。
（目 的）
そこで、本発明の第１の目的は、（氏反射条件の範囲が
広いにも拘らず、雑音が少ない進イテ波型の光増幅器を
提供することにある。
広いにも拘らず、雑音が少ない進イテ波型の光増幅器を
提供することにある。
本発明の第λの目的は、不所望の光を適切に吸収させて
雑音の抑制を図った光増１１１冨−を提供することにあ
る。
雑音の抑制を図った光増１１１冨−を提供することにあ
る。
本発明の第３の目的は、光増幅の“］イル）を安定イヒ
させるように適切に（、“／Ｉ成した光増”ｆ’Ｉｉ１
’４Ｍを提供することにある。
させるように適切に（、“／Ｉ成した光増”ｆ’Ｉｉ１
’４Ｍを提供することにある。
（発明の＋Ｆｔ成）
かかる目的を達成するために、不発り］ケよ、光増幅器
の光入力結合に反射防止膜を１月い、′″１０１Ｂ１０
１Ｂノコ結合を用いる。
の光入力結合に反射防止膜を１月い、′″１０１Ｂ１０
１Ｂノコ結合を用いる。
すなわち、」二重水した第１の目的を達成１−るだめに
、本発明は、ダブルへテロ接合よりなる１１η性層の光
入射端面に反射防止膜を伺着し、ｍＪも己ン占慴ミ層に
そのバンドギャップとｆ’ｓ、 ＋’！等しいγ夜長の
信号つしを光入射端面より入射させ、前記１占性１弓（
てｊ（Ｚ流を注入して、誘導１攻出効果により負０己１
言号″ｙｅを増幅するようになし、前記活性層の出射端
には、当該活き層に連続して、等偏屈折率の等しい光導
波層を設け、該光導波層の一側面には正反射を生じない
周期をもつ回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力
光を取り出すようにする。
、本発明は、ダブルへテロ接合よりなる１１η性層の光
入射端面に反射防止膜を伺着し、ｍＪも己ン占慴ミ層に
そのバンドギャップとｆ’ｓ、 ＋’！等しいγ夜長の
信号つしを光入射端面より入射させ、前記１占性１弓（
てｊ（Ｚ流を注入して、誘導１攻出効果により負０己１
言号″ｙｅを増幅するようになし、前記活性層の出射端
には、当該活き層に連続して、等偏屈折率の等しい光導
波層を設け、該光導波層の一側面には正反射を生じない
周期をもつ回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力
光を取り出すようにする。
上述した第２の目的を達成するために、本発明は、ダブ
ルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反射防止膜
を付着し、前記活性層にそのバンドギャップとほぼ等し
い波長の信号光を光入射端面よシ入射させ、前記活性層
に電流を注入して、誘導放出効果によシ前記信号光を増
幅するようになし、前記活性層の出射端には、当該活性
層に連ワ１；シて、等偏屈折率の等しい光導波層を設け
、該光導波層の一側面には正反射を生じない周期をもつ
回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を取シ出
すようにし、前記光導波層をはさんで、前記活性層と対
向して光吸収層を配置する。
ルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反射防止膜
を付着し、前記活性層にそのバンドギャップとほぼ等し
い波長の信号光を光入射端面よシ入射させ、前記活性層
に電流を注入して、誘導放出効果によシ前記信号光を増
幅するようになし、前記活性層の出射端には、当該活性
層に連ワ１；シて、等偏屈折率の等しい光導波層を設け
、該光導波層の一側面には正反射を生じない周期をもつ
回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を取シ出
すようにし、前記光導波層をはさんで、前記活性層と対
向して光吸収層を配置する。
上述した第３の目的を達成する〕ζめに、本発明は、ダ
ブルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反射防止
膜を付着し、前記活性層にそのバンドギャップとほぼ等
しい波長の信号光を光入射端面より入射させ、前記活性
層に電流を注入して、誘導放出効果により前記信号光を
増幅するようになし、前記活性層の出射端には、当該活
性層に連続して、等側屈折率の等しい光導波層を設け、
該光導波層の一側面には正反射を生じない周期をもつ回
折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を取り出す
ようＶこし、前記光導波層をはさんで、前記活性層と対
向して光吸収層を配置し、前記光吸収層に逆バイアスを
印加する電極を配置して光増幅の利イ）Ｉの変ｊ＋のを
検出し、その変動に応じて前記活性層へ注入される電流
の量を制御するようにする。
ブルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反射防止
膜を付着し、前記活性層にそのバンドギャップとほぼ等
しい波長の信号光を光入射端面より入射させ、前記活性
層に電流を注入して、誘導放出効果により前記信号光を
増幅するようになし、前記活性層の出射端には、当該活
性層に連続して、等側屈折率の等しい光導波層を設け、
該光導波層の一側面には正反射を生じない周期をもつ回
折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を取り出す
ようＶこし、前記光導波層をはさんで、前記活性層と対
向して光吸収層を配置し、前記光吸収層に逆バイアスを
印加する電極を配置して光増幅の利イ）Ｉの変ｊ＋のを
検出し、その変動に応じて前記活性層へ注入される電流
の量を制御するようにする。
（実施ｊ９＋、ｉ ）
以下に図面をす明して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の光増幅器の基本構造を示す。
ここで、半導体基板、２００は、格子整合された多層エ
ピタキシャル成長層からなり、光増幅領域２０／におい
ては、活性層、２０２をダブルへテロ接合で形成する。
ピタキシャル成長層からなり、光増幅領域２０／におい
ては、活性層、２０２をダブルへテロ接合で形成する。
この活性層２０２のバンドキャップ波長は入射信号光の
波長λ。と一致するものとする。活性層２０．２の光入
射端面には反射防止膜２０３を伺着する。２０１Ｉは活
性層２０２上のクラッド層である。
波長λ。と一致するものとする。活性層２０．２の光入
射端面には反射防止膜２０３を伺着する。２０１Ｉは活
性層２０２上のクラッド層である。
活性層−〇２に隣接して、光導波路２０ｊを低損失で接
続する。この光導波路、２０３の等側屈折率をｎｅｆｆ
とする。光導波路２０３を構成している半導体層の一
側面には、回折格子２０１．を形成する。この回折格子
２０乙の周期Ｎは、 ｎｅｆｆ ま ただし、ｌは自然数を除く正数 なる関係で与えられる。この回折格子伺き光導波路の部
分を接続導波路領域２０７とする。、２０１は光導波路
２０り上のクラッド層である。
続する。この光導波路、２０３の等側屈折率をｎｅｆｆ
とする。光導波路２０３を構成している半導体層の一
側面には、回折格子２０１．を形成する。この回折格子
２０乙の周期Ｎは、 ｎｅｆｆ ま ただし、ｌは自然数を除く正数 なる関係で与えられる。この回折格子伺き光導波路の部
分を接続導波路領域２０７とする。、２０１は光導波路
２０り上のクラッド層である。
ここで、正電極２０９と負電極２ＩＯとから、光増幅領
域λ０２に電流を注入し、適当な順バイアス条件の下で
、反射防止膜２０３を通して波長λ。の信号光２／／を
入射すると、その信号光２１／は誘導放出効果により増
幅される。ここで、接続導波路領域２０７と光増幅領域
、２０／の屈折率および膜厚を適切に選定することによ
り、等側屈折率ｎｅｆｆをほぼ等しくなし７、以て信号
光２／／が活性層２０２から光導波路−！０５に無反射
で結合されるようにする。
域λ０２に電流を注入し、適当な順バイアス条件の下で
、反射防止膜２０３を通して波長λ。の信号光２／／を
入射すると、その信号光２１／は誘導放出効果により増
幅される。ここで、接続導波路領域２０７と光増幅領域
、２０／の屈折率および膜厚を適切に選定することによ
り、等側屈折率ｎｅｆｆをほぼ等しくなし７、以て信号
光２／／が活性層２０２から光導波路−！０５に無反射
で結合されるようにする。
光導波路２Ｏ５に結合された光は、回折格子−２０ｔに
よって回折され、外へ取り出されて出力光、！／、２と
なる。
よって回折され、外へ取り出されて出力光、！／、２と
なる。
ここで、本発明で用いている回折格子２０乙による回折
について１１Ｓ３図を用いて説明する。以下では、特に
、／＜＃＜２の場合について説明するが、２〈ｌの場合
においても回折格子、２０乙による回折は同様である。
について１１Ｓ３図を用いて説明する。以下では、特に
、／＜＃＜２の場合について説明するが、２〈ｌの場合
においても回折格子、２０乙による回折は同様である。
等側屈折率ｎ。０．の光導波媒体３００中において、周
期んの回１ノ丁格子３０／が形成さねているとする。
期んの回１ノ丁格子３０／が形成さねているとする。
波長λ。の光が回折格子３０／に平行に入射するとし、
その回折光３０３の回折角をθとする。θはλ。
その回折光３０３の回折角をθとする。θはλ。
で与えられる。ここで、ｍは整数である。一方、１ｔ１
１折格子３０／の周期を とする。（２）式を（１）式に代入して、ｓｉｎθ＝２
・−−ｔ （３１ ！ を得る。（６）式を満足するθの値をめると、ｍ＝ｏの
時二〇−−ワｏ０（４） ｍ−／の時：θ−５ｉｎ ’ Ｃ’ −／ ） （５）
となる。ここで、／＜／＜ｊの条件を考慮すると）解は
（４）式および（５）式のみであるうすなわち、第３図
に示すように、回折格子３０／に平行に入射した入射光
３０．２に対して得られるのは回折光３０３および３０
３′のみであり、入射光３０．２と逆方向に進む反射光
は存在しないことがわかる。
１折格子３０／の周期を とする。（２）式を（１）式に代入して、ｓｉｎθ＝２
・−−ｔ （３１ ！ を得る。（６）式を満足するθの値をめると、ｍ＝ｏの
時二〇−−ワｏ０（４） ｍ−／の時：θ−５ｉｎ ’ Ｃ’ −／ ） （５）
となる。ここで、／＜／＜ｊの条件を考慮すると）解は
（４）式および（５）式のみであるうすなわち、第３図
に示すように、回折格子３０／に平行に入射した入射光
３０．２に対して得られるのは回折光３０３および３０
３′のみであり、入射光３０．２と逆方向に進む反射光
は存在しないことがわかる。
回折格子を光帰還の手段として用いたＤＢＲンーザやＤ
ＦＢレーザでは、回折格子の周期がｌ−／ 。
ＦＢレーザでは、回折格子の周期がｌ−／ 。
！、３．・・・で与えられている。回折格子の次数を、
例えば、７次と一次の間に相当する周期に定めると、上
述したように入射方向への反射波ｆ：無＜すことができ
る訳である。
例えば、７次と一次の間に相当する周期に定めると、上
述したように入射方向への反射波ｆ：無＜すことができ
る訳である。
第１図は、本発明光増幅器の具体的な実施例を示し、こ
こで、Ｊｉｏ／はクラッド層としてのＺｎをドープした
ｐ型ＩｎＰ結晶層（厚さ約−μｍ ＋ ９２７０１７ｃ
ｍ−５） 、ｌＩＯ，２は活性層としてのドープなしの
ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ結晶層（Ｅｇ： ０．ざｅＶ 、厚
さｏ、７μｍ ）、１ｌＯ３はＳをドープしたｎ型Ｉｎ
Ｐ基板（ｎ＝／０１８ｃｍ−５）である。なお、クラッ
ド層ｌＩＯ／はｎ型ＩｎＰ結晶層であってもよい。活性
層’１０．２の出射端には、この活性層ｐｏ、ｚに連続
しており、しかも等価屈折率の等しい光導波層ｌ／、Ｏ
ＩＩとして、ドープなしのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ結晶ハｊ
（Ｅｇさ八０ ｅＶ 、厚さ０．２μｍ）を設け、この
光導波層ｔｌＯＩＩの一側面には正反射を生じないよう
に入射側から出射側に向けて周期が減少していく変調周
期をもつ変調周期回折格子１Ｉｏｓをレーザ光の干渉な
どにより形成する。グＯ乙はクラッド層としてのドープ
なしのｎ型ＩｎＰ結晶層（厚さ約２μｍ）でちる。活性
層ｌＩＯ，２の光入射端面には反射防止膜ψ０７を付着
する。さらに、ｐｏｇは正電極、およびｐｏｑは負電極
である。
こで、Ｊｉｏ／はクラッド層としてのＺｎをドープした
ｐ型ＩｎＰ結晶層（厚さ約−μｍ ＋ ９２７０１７ｃ
ｍ−５） 、ｌＩＯ，２は活性層としてのドープなしの
ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ結晶層（Ｅｇ： ０．ざｅＶ 、厚
さｏ、７μｍ ）、１ｌＯ３はＳをドープしたｎ型Ｉｎ
Ｐ基板（ｎ＝／０１８ｃｍ−５）である。なお、クラッ
ド層ｌＩＯ／はｎ型ＩｎＰ結晶層であってもよい。活性
層’１０．２の出射端には、この活性層ｐｏ、ｚに連続
しており、しかも等価屈折率の等しい光導波層ｌ／、Ｏ
ＩＩとして、ドープなしのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ結晶ハｊ
（Ｅｇさ八０ ｅＶ 、厚さ０．２μｍ）を設け、この
光導波層ｔｌＯＩＩの一側面には正反射を生じないよう
に入射側から出射側に向けて周期が減少していく変調周
期をもつ変調周期回折格子１Ｉｏｓをレーザ光の干渉な
どにより形成する。グＯ乙はクラッド層としてのドープ
なしのｎ型ＩｎＰ結晶層（厚さ約２μｍ）でちる。活性
層ｌＩＯ，２の光入射端面には反射防止膜ψ０７を付着
する。さらに、ｐｏｇは正電極、およびｐｏｑは負電極
である。
さらに、ＩｎＰ基板４！０．？上において、ＧａＩｎＡ
ｓＰ結晶＠ ｌｌ０ａをはさんで活性層１１０２と対向
して、吸収層としてのドープなしのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ
結晶層＃／Ｊ （Ｅｇ＝＝ ０．１ ｅＶ 、厚さ０．
ｚμｍ）を配設し、この吸収層ｌＩ／、２上にクラッド
層としてＺｎをドープしたｐ型ＩｎＰ結晶層ｌＩｌ／
（厚さ約２７４ｍ 、 ｐ ＝ １０”ａ−３）を配置
する。クラッド層り／／はｎ型ＩｎＰ結晶層であっても
よい。さらに、このＩｎＰ結晶層り／／上に正電極ｌｌ
／ｒを配置し、この正電極１１１１１”と対向して基板
１１０３の表面にも負電極≠０９を配設する。
ｓＰ結晶＠ ｌｌ０ａをはさんで活性層１１０２と対向
して、吸収層としてのドープなしのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ
結晶層＃／Ｊ （Ｅｇ＝＝ ０．１ ｅＶ 、厚さ０．
ｚμｍ）を配設し、この吸収層ｌＩ／、２上にクラッド
層としてＺｎをドープしたｐ型ＩｎＰ結晶層ｌＩｌ／
（厚さ約２７４ｍ 、 ｐ ＝ １０”ａ−３）を配置
する。クラッド層り／／はｎ型ＩｎＰ結晶層であっても
よい。さらに、このＩｎＰ結晶層り／／上に正電極ｌｌ
／ｒを配置し、この正電極１１１１１”と対向して基板
１１０３の表面にも負電極≠０９を配設する。
以上の構成において、基板ＩＡＯＪ上の層ｌＩ０．２お
よび’１０／により光増幅領域を一０１層ｔｉｏｌｌお
よびｔｉｏｓによシ接続導波路領域ｌｌ３０ 、および
層ｔ１１２およびＩｌｌ／により光吸収領域をそれぞれ
形成する。
よび’１０／により光増幅領域を一０１層ｔｉｏｌｌお
よびｔｉｏｓによシ接続導波路領域ｌｌ３０ 、および
層ｔ１１２およびＩｌｌ／により光吸収領域をそれぞれ
形成する。
つぎに、第グ図示の本発明光増幅器の動作を説明する。
まず、正電極ダ０７と負電極ダＱざとの間に順方向にバ
イアス電流を流しておく。ここで、第ｊ図の左方から反
射防止膜ｌｌ０７全通して、活性層ｌＩＯ２のバンドギ
ャップとほぼ等しい波長の信号光ｔｉｓｏを入射させる
と、この信号光ｔＩｓｏは光増幅領域１１２０中の活性
層≠０２を導波するうちに誘導放出効果により増幅され
る。この増幅された光は、ついで、接続導波路領域１１
３０に伝わってゆくが、層１７０／ 、 １１０３およ
びＩ１０乙の屈折率をＪ、／７ 、層１Ｉ０２の屈折率
を３゜５／および層厚を０．１μｍ１層ｐｏｐの屈折率
を３．３３および層厚を０．２μｍとすると、光増幅領
域１Ｉ２０および接続導波路領域＜ｔ３０の等価屈折率
はどちらも約３゜λとなるだめ、これら両頭域は無反射
で結合される。
イアス電流を流しておく。ここで、第ｊ図の左方から反
射防止膜ｌｌ０７全通して、活性層ｌＩＯ２のバンドギ
ャップとほぼ等しい波長の信号光ｔｉｓｏを入射させる
と、この信号光ｔＩｓｏは光増幅領域１１２０中の活性
層≠０２を導波するうちに誘導放出効果により増幅され
る。この増幅された光は、ついで、接続導波路領域１１
３０に伝わってゆくが、層１７０／ 、 １１０３およ
びＩ１０乙の屈折率をＪ、／７ 、層１Ｉ０２の屈折率
を３゜５／および層厚を０．１μｍ１層ｐｏｐの屈折率
を３．３３および層厚を０．２μｍとすると、光増幅領
域１Ｉ２０および接続導波路領域＜ｔ３０の等価屈折率
はどちらも約３゜λとなるだめ、これら両頭域は無反射
で結合される。
次に、層ｔｉｏｔｉとａＯｔの境界面には、入射側から
出射側に向かって周期が少しづつ短かくなった周期構造
よりなる変調周期回折格子ψＯＳを光周波数フィルタと
して配置しているので、これＫより、信号光は外部に焦
点を結んで出力光ｔｉ６ｏとして取り出される。この回
折格子での光の挙動については、Ａ、 ＫＡＴＺＩＲ、
Ａ、Ｏ，ＬＩＶＡＮＯ３、Ｊ’、Ｂ、 ５ＨＥＬＬＡＮ
。
出射側に向かって周期が少しづつ短かくなった周期構造
よりなる変調周期回折格子ψＯＳを光周波数フィルタと
して配置しているので、これＫより、信号光は外部に焦
点を結んで出力光ｔｉ６ｏとして取り出される。この回
折格子での光の挙動については、Ａ、 ＫＡＴＺＩＲ、
Ａ、Ｏ，ＬＩＶＡＮＯ３、Ｊ’、Ｂ、 ５ＨＥＬＬＡＮ
。
およびＡ、 ＹＡ’ＲＩＶによる工ＥＥＥ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
、 Ｖｏｌ、リ−／３ 、 ｊ６’ｌ 、 ｐｐ、 ｊ
ワ乙−３０１／、（／？７７） に示されている。
ａｌ ｏｆ ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
、 Ｖｏｌ、リ−／３ 、 ｊ６’ｌ 、 ｐｐ、 ｊ
ワ乙−３０１／、（／？７７） に示されている。
このとき、回折光の回折角は波長によって異なるために
周波数分布は空間的分布に置きかわる。
周波数分布は空間的分布に置きかわる。
このため、光周波数フィルタとしての帯域幅は、出力光
の受光面積によって決めることができる。
の受光面積によって決めることができる。
実際には回折格子ケＯＳで回折される光は、回折格子ｔ
ＡＯＳの形成されている面を対称面として、上下コ方向
へ回折されるので、効率の低下が考えられるが、ＩｎＰ
層４１０６の厚さｄを、λ。
ＡＯＳの形成されている面を対称面として、上下コ方向
へ回折されるので、効率の低下が考えられるが、ＩｎＰ
層４１０６の厚さｄを、λ。
ｎ： ＩｎＰ層μ０乙の屈折率
に定めることにより、上方への回折光はＩｎＰ層≠０６
とその外部の空気層との界面で反射され、大部分を下方
へ取り出すことができろう 接続導波路領域１１３０において外部へ取り出されなか
った光信号は、接続導波路領域≠３０と同じ等価屈折率
を持つ光吸収領域≠ｌＩＯに無反射で導波し、ここで吸
収される。
とその外部の空気層との界面で反射され、大部分を下方
へ取り出すことができろう 接続導波路領域１１３０において外部へ取り出されなか
った光信号は、接続導波路領域≠３０と同じ等価屈折率
を持つ光吸収領域≠ｌＩＯに無反射で導波し、ここで吸
収される。
なお、正電極ｔ／ざと負電極グＯワとの間に逆方向バイ
アスを印加しておくことによって、光吸収領域≠ｐｏに
う′Ｃ検出の４５ｉｊ能を持たせ、それにより増幅利得
の変動を検出することができる。従って、このように検
出された変動を光増幅領域１Ｉ２０へ負帰還することに
よって、利得を安定化させることもできる。
アスを印加しておくことによって、光吸収領域≠ｐｏに
う′Ｃ検出の４５ｉｊ能を持たせ、それにより増幅利得
の変動を検出することができる。従って、このように検
出された変動を光増幅領域１Ｉ２０へ負帰還することに
よって、利得を安定化させることもできる。
々お、上例では吸収の少ない半導体層ＩＩｏｔ＜とじて
活性層１１０２よりバンドギャップの大きい組成を持つ
ＧａＩｎＡｓＰ層を用いているが、活性層１Ｉ０２と同
じバンドギャップを持つ組成の半導体層に電流注入を行
なうことによって吸収を少なくしてもよい。
活性層１１０２よりバンドギャップの大きい組成を持つ
ＧａＩｎＡｓＰ層を用いているが、活性層１Ｉ０２と同
じバンドギャップを持つ組成の半導体層に電流注入を行
なうことによって吸収を少なくしてもよい。
（効 果）
以上説明したように、本発明によれば、利得帯域幅が広
く、かつ回折格子による雑音除去用の光周波数フィルタ
を光導波部に一体に組込んで、低反射条件の範囲が広い
のにも拘らず、雑音が少ない高性能な進行波型光増幅器
を簡単な構成で得ることができる。
く、かつ回折格子による雑音除去用の光周波数フィルタ
を光導波部に一体に組込んで、低反射条件の範囲が広い
のにも拘らず、雑音が少ない高性能な進行波型光増幅器
を簡単な構成で得ることができる。
寸だ、本発明によれば、光導波層における不所望の光を
かかる光導波層と一体に組込壕れだ光吸収層で吸収させ
ることができるので、雑音を一層除去して光増幅を行う
ことができる。
かかる光導波層と一体に組込壕れだ光吸収層で吸収させ
ることができるので、雑音を一層除去して光増幅を行う
ことができる。
さらにまた、本発明によれば、光吸収層に逆バイアスを
印加して光増幅利得の変動を検出し、その検出出力によ
り光増幅部を帰還制御することで、光増幅の利得を安定
化させることもできる。
印加して光増幅利得の変動を検出し、その検出出力によ
り光増幅部を帰還制御することで、光増幅の利得を安定
化させることもできる。
従って、本発明による高性能な進行波型光増幅器を伝送
路中に挿入して光直接増幅伝送系を構成することによっ
て、再生中継距離を大幅に拡大することができる。
路中に挿入して光直接増幅伝送系を構成することによっ
て、再生中継距離を大幅に拡大することができる。
第７図は従来の反射防止膜を用いた進行波型光増幅器の
構造の一例を示す断面図、第２図は本発明光増幅器の基
本構造を示す断面図、第３図は本発明における回折格子
の説明図、第１図は本発明の具体的実施例の構造を示す
断面図である。 １０／・・・ｎ型ＩｎＰ基板、 １０２・・・活性層としてのＧａＩｎＡｓＰ結晶層、１
０３・・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 ＩＯ≠・・・負電極、 ＩＯ！・・・正′電極、 １０６ 、１０７・・反射防止膜１ ．２００ ・・・水根１ ．２０／・・光増幅領域１ ．２０２・・・活性層、 一！０３・・・反射防止膜１ ．２０グ・クラッド層、 ２０３・・・光導波路、 ２０６・・・回折格子、 ２０７・・・接続導波路領域、 ２０１・・クラッドｊの１ ．２０ワ・・・正電極、 ２１０・・・負電極１ ．２／ｌ・・・入射信号光、 ２／２・・出射光、 ３００・・・光導波媒体、 ３０／・・回折格子 ３０２・・・入射光、 ３０３ 、３０３’・・・回折光、 １１０／・・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 ｌ／、０．２−ＧａＩｎＡ５Ｐ活性層、グ０３・・・ｎ
型ＩｎＰ基板、 １Ｉ０４／−ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ ＝−光導波層、ｔｉ
ｏｓ・・・変調周期回折格子、 ｌ／−Ｏ乙−ｎ型ＩｎＰ結晶層、 ’１０７・・・反射防止膜、 ｌ１０ざ・・・正電極、 ｌ１０９・・・負電極、 ＩＩＩ／・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 １１７２− ＧａＩｎＡｓＰ光吸収層、ｌ１１１・・・
正電極、 グ２０・・・光増幅領域、 ≠３０・・・接続導波路領域、 ググＯ・・・光吸収領域１ 弘ＳＯ・・・信号光、 グ乙Ｏ・・出力光。 特許出願人 日本電信電話公社
構造の一例を示す断面図、第２図は本発明光増幅器の基
本構造を示す断面図、第３図は本発明における回折格子
の説明図、第１図は本発明の具体的実施例の構造を示す
断面図である。 １０／・・・ｎ型ＩｎＰ基板、 １０２・・・活性層としてのＧａＩｎＡｓＰ結晶層、１
０３・・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 ＩＯ≠・・・負電極、 ＩＯ！・・・正′電極、 １０６ 、１０７・・反射防止膜１ ．２００ ・・・水根１ ．２０／・・光増幅領域１ ．２０２・・・活性層、 一！０３・・・反射防止膜１ ．２０グ・クラッド層、 ２０３・・・光導波路、 ２０６・・・回折格子、 ２０７・・・接続導波路領域、 ２０１・・クラッドｊの１ ．２０ワ・・・正電極、 ２１０・・・負電極１ ．２／ｌ・・・入射信号光、 ２／２・・出射光、 ３００・・・光導波媒体、 ３０／・・回折格子 ３０２・・・入射光、 ３０３ 、３０３’・・・回折光、 １１０／・・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 ｌ／、０．２−ＧａＩｎＡ５Ｐ活性層、グ０３・・・ｎ
型ＩｎＰ基板、 １Ｉ０４／−ｎ型ＧａＩｎＡｓＰ ＝−光導波層、ｔｉ
ｏｓ・・・変調周期回折格子、 ｌ／−Ｏ乙−ｎ型ＩｎＰ結晶層、 ’１０７・・・反射防止膜、 ｌ１０ざ・・・正電極、 ｌ１０９・・・負電極、 ＩＩＩ／・・ｐ型ＩｎＰ結晶層、 １１７２− ＧａＩｎＡｓＰ光吸収層、ｌ１１１・・・
正電極、 グ２０・・・光増幅領域、 ≠３０・・・接続導波路領域、 ググＯ・・・光吸収領域１ 弘ＳＯ・・・信号光、 グ乙Ｏ・・出力光。 特許出願人 日本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ダブルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反
射防止膜を付着し、前記活性層にそのバンドギャップと
ほぼ等しい波長の信号光を光入射端面より入射させ、前
記活性層に電流を注入して、誘導放出効果により前記信
号光を増幅するようになし、前記活性層の出、対端には
、当該活性層に連続して、等側屈折率の等しい光導波層
を設け、該光導波層の一側面には正反射を生じない周期
をもつ回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を
取り出すようにしたことを特徴とする光増幅器。 ２）ダブルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反
射防止膜を付着し、前記活性層にそのバンドギャップと
ほぼ等しい波長の信号光を光入射端面より入射させ、前
記活性層に電流を注入して、誘導放出効果により前記信
号光を増幅するようになし７、前記活性層の出射端には
、当該活性層に連続して、等側屈折率の等しい光導波層
を設け、該光導波層の一側面には正反射を生じない回期
をもつ回折格子を設け、前記光導波層から増幅出力光を
取り出すようにし、前記光導波層をはさんで、前記活性
層と対向して光吸収層を配置したことを特徴とする光増
幅器。 ５）ダブルへテロ接合よりなる活性層の光入射端面に反
射防止膜を付着し、前記活性層にそのバンドギャップと
ｔｌぼ等しい波層のｆＦ３ ’Ｗ光を光入射端面より入
射させ、前記活性層に電流を注入して、誘導放出効果に
より前記信号光を増幅するようになし、前記活性層の出
射端には、当該活性層に連続して、等側屈折率の等しい
光導波層を設け、該先導波層の一側面には正反射を生じ
ない周期をもつ回折格子を設け、前記光導波層から増幅
出力光を取り出すようにし、前記光導波層をはさんで、
前記活性層と対向して光吸収層を配置し、前記光吸収層
に逆バイアスを印加する電極を配置して光増幅の利得の
変動を検出し、その変動に応じ゛Ｃ前記活性層へ注入さ
れる電流の量を制御するようにしたことを特徴とする光
増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12315083A JPS6015986A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12315083A JPS6015986A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015986A true JPS6015986A (ja) | 1985-01-26 |
Family
ID=14853419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12315083A Pending JPS6015986A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015986A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186695A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光増幅器 |
| JPH02226233A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Canon Inc | 半導体光増幅器 |
| JPH07218937A (ja) * | 1994-01-24 | 1995-08-18 | Trw Inc | 波長選択可能光信号プロセッサ |
| US6141477A (en) * | 1997-01-10 | 2000-10-31 | Nec Corporation | Semiconductor optical amplification element |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12315083A patent/JPS6015986A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186695A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光増幅器 |
| JPH02226233A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Canon Inc | 半導体光増幅器 |
| JPH07218937A (ja) * | 1994-01-24 | 1995-08-18 | Trw Inc | 波長選択可能光信号プロセッサ |
| US6141477A (en) * | 1997-01-10 | 2000-10-31 | Nec Corporation | Semiconductor optical amplification element |
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