JPS6146084A

JPS6146084A - 光増幅器

Info

Publication number: JPS6146084A
Application number: JP59166607A
Authority: JP
Inventors: Koji Kikushima; 浩二菊島; Koichi Sano; 浩一佐野; Kenji Okada; 賢治岡田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1986-03-06
Also published as: JPH0554716B2

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】［技術分野１本発明は、所望の波長の光を選択して増幅するようにし
た光増幅器に関するものである。

［従来技術１第１図は、従来から知られている光増幅器の概略構成を
示す、この光増幅器は、ファブリペロ−共振器の内部の
媒質を半導体で構成した活性媒質により満たしたもので
ある。すなわち、光増幅器１１は図示するように、２枚
の半透鏡（ハーフミラ−）　１２．１３を所定距離だけ
離して平行に向かい合わせ、その間を発光する活性媒質
１４で満たした素子である。

半導体で構成されている活性媒質１４に対し、バイアス
回路（直流電源）１５から安定化コイル１Ｂを・介して
直流電流を注入する。その電流値は、光増幅器１１のレ
ーザ発振しきい値以下になるように制御されている。

なお、光増幅器１１への注入電流が発振しきい値に比べ
て十分大であるときには、活性媒質１４内でレーザ発振
が得られる。

そして、外部から半透鏡１２を通じて活性媒質１４に入
力光１７を入射すると、入力光の一部は反射光１８とし
て活性媒質１４の中に入ることなく反射される。他方、
活性媒質１４に入射した光は増幅され、その光の一部は
出力光１８として半透鏡１３を通して出射される。

ところが、活性媒質１４内に入射して増幅された光の一
部は、逆に半透鏡１２を通して出力光２０として出射さ
れてしまう。

このように従来から知られている光増幅器においては、
入力光１７を発光する光源２１に向かって、反射光１８
と出力光２０とが併せて進行してしまう。

その結果として、光源２１はこれら光線１８．２０の影
響を受けて安定に発光できなくなるという欠点があった
。

しかも、従来の光増幅器では、増幅することができる光
の波長を任意に選択することができないという欠点があ
った。

〔目的１本発明の目的は、上述の点に鑑み、増幅すべき入力光を
射出する光源に向かって進む光を出力することなく、且
つ、増幅し得る光の波長を可変として任意に選択できる
ようにした光増幅器を提供することにある。

［発明の構成］かかる目的を達成するために、本発明では、３入力３出
力の光スターカプラを用いて、第１の出力側を第１の入
力側に帰還させてなる第１のループと、第２の出力側を
第２の入力側に帰還させてなる第２のループとを形成し
、これらループの光路長をそれぞれ独立して変化させる制
御手段を前記ループの所定部位に装着したことを特徴と
するものである。

ここで、前記ループの各々には、活性媒質を挿入して所
望の光増幅率を得るのが好適である。

また、電極を介して前記制御手段を前記活性媒質に接続
し、電流を注入するように構成するのが好適である。

更に、Ｔｉ、極を介して前記制御手段を前記活性媒質以
外のループ上に接続し、２つのループの光路長を独立に
変化させるようにすることも可能である。

前記活性媒質は半導体で構成し、それぞれ独立に電流を
注入するように構成することができる。

［実施例］以下、実施例に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す平面構成図、第３図は
同実施例の立体構成を示す概略斜視図、第４図は同実施
例の電極４１〜４３を含む断面構成図である。ここで、
第１図示の従来例と対応する部分には、同一の番号を付
しである。

以下、第２ないし第４図を参照して、本実施例の構成・
作用を説明していく。

第２図に示すように、入力光１７は反射防止膜２２を介
して導波路層２３に入ってゆく。この導波路層２３は、
３入力３出力のスターカプラ２４に含まれる３つの入力
のうちのひとつとなる。

導波路層２３に到達した光は、スターカプラ２４の作用
によって３つの光２５．２８．２７に分割される。そし
て、分割された一方の光２５は活性層２Ｂに入り、再び
スターカプラ２４に入力され、第１のループ２９を構成
する、他方の光２６は活性層３０に入り、再びスターカプラに
入力され、第２のループ３１を構成する。

上述した活性層２Ｂの入射側（入射面）３２．出射側（
出射面）３３および活性層３０の入射側（入射面）３４
．出射側（出射面）３５はすべて光の進行方向に対して
斜めに設定してあり（０ζ８０°）、活性層２Ｂの中だ
けで、あるいは、活性層３０の中だけで光がループを形
成して発振することのないようにしである。なおθ＝４
０’にした場合には１反射率が１Ｏ−４程度になるもの
と推定される。

そして、光２７は反射防止膜３６を介して出力光１９と
して出射される。

また、第３図および第４図に示すように、光増幅器１１
は半導体多層構造をなしている。すなわち、ｎ形ＩｎＰ
基板３７の上には導波路層２３およびスターカプラ２４
をＧａ、、３１１　ｎ６４Ａ！；０．ｇｇＰｏ、３２．
により形成すると共に、活性層２８および活性層３０を
Ｇａａ、＋ｓ”ａ、５７Ａｓｏ、ｑｓｐｏ、ｏ５により
形成する。そして、埋め込み層３８をＰ形ＩｎＰで形成
する。更に、埋め込み層３８の上部の層３９をｎ形Ｉｎ
Ｐで形成する。そして、活性層２８．３０の上部、導波
路層２３の上部、スターカプラ２４の上部にはＰ形Ｉｎ
Ｐを用いて層４０を形成する。

電極４１，４２．４３には金を用いるのが好適である。

活性層２日と活性層３０にはそれぞれ安定化コイル４８
．４７を介して直流電源４４．４５を接続し、これによ
り直流電流を独立に注入できるようにしである。

いま、活性層２８に注入する電流がＩ１であったときに
、第１ループ２８の許すモードを第５図（Ａ）の実線で
示す、また、活性層３０に注入する電流がＩ２であった
ときに、第２ループ３１の許すモードを第５図（Ｂ）の
実線で示すものとする。但し、これら電流工、およびＩ
２は、両方とも同時に注入した場合にも入力光１７なし
に光増幅器１１は発振せず、出力光１９を出射しないよ
うな電波値としである。

このとき、光増幅器１１の許すモードは、第５図（Ａ）
に示すモードと第５図（Ｂ）に示すモードとが一致した
モード、すなわち第５図（Ｃ）に実線で示すモードであ
る。

しかし、活性層２８および活性層３Ｇの利得分布は第５
図（Ｄ）に示すように波長依存性を呈しているので、結
局は、第５図（Ｅ）に実線で示す１つのモードだけが許
される。

このように電流ＩｌおよびＩ２を注入することにより、
第５図（Ｅ）の実線で示す波長入０だけを増幅すること
ができる。

次に、活性層２Ｂに注入する電流を工ζに変化させると
、活性層２８の屈折率も併せて変化するので、第１ルー
プ２９の許すモードは第５図（Ａ）に点線で示すように
波長がずれる。同様に、活性層３０に注入する電流をＩ
Ｊに変化させると、活性層３０の屈折率も併せて変化す
るので、第２ループ３１の許すモードは第５図（Ｂ）に
点線で示すように波長がずれる。但し、これら電流１１
およびＩ２は、両方とも同時に注入したとしても、入力
光１７なしでは出力光１８を出射しないような電流値と
しである。

このとき、光増幅器１１の許すモードは、第５図（Ａ）
に点線で示すモードと第５図（Ｂ）に点線で示　　゛す
モードとが一致したモード、すなわち第５図（Ｃ）に点
線で示すモードとなる。

しかし、活性層２８および活性層３０の利得分布は第５
図（Ａ）に示すように波長依存性を呈しているので、結
局は、第５図（Ｅ）−に点線で示す１つのモードだけが
許されることになる。

このように電流１１およびＩ２を注入することにより、
第５図（Ｅ）の点線で示す波長λ０だけを増幅すること
ができるようになる。

従って、入◇およびλ０の２種の波長により波長多重さ
れた光を光増幅器１１に入力光１７として注入した場合
、注入電流をＩＪと１２に設定すれば　　□出力光１９
としてλ０の波長の光だけが増幅されて出力され、他方
、注入電流をビと　弓に設定すれば入＠の波長の光だけ
が増幅されて出力されることになる。

しかも、入力光１７を射出する光源２１に向かって進行
する光は存在しない。

また、２つの活性層２８および３０への注入電流は一定
値として発振しきい値以下に保持しておき、活性層２８
および３０の上部ではなく２つのループ２９．３１の所
定上部に電極を独立して設け、独立に電流が注入できる
よう構成した場合にも、２つのループ２ｆ３，３１の光
路長を独立に変えることができるので、上記実施例と同
様の作用Φ効果が得られる。

最後に、ループの光路長を変化させた場合の作用・効果
についてまとめると次の通りである・入射される光１７
は２つのループ２９．３１を回って出力光１８として出
射されるが、このループ２８．３１はそれぞれが共振器
となっており、各ループの光路長（＝ループ長Ｘ屈折率
）が入射光の波長の整数倍になったときに、より強い出
力光が出射される。この強く出射するピーク波長は第５
図（Ａ）および（Ｂ）に示した通りである。すなわち、
第５図（Ａ）は第１ループ２９で許される波長を、第５
図（Ｂ）は第２ループ３１で許される波長を示す。

そして、入射光１７は２つのループ２９．３１を回るこ
とになるので、２つのループ２９．３１で共通して許さ
れる波長のみが許されることになり、結局は、活性層２
８．３０の波長依存性によって、波長入◇あるいは入０
といった波長の光が出力されることになる。

このように、２つのループ２９．３１の光路長を変化さ
せることにより、許される光の波長が変化する。このと
き、活性媒質（活性５２８．３０）への注入電流を変化
させた場合のみならず、２つのループ２９．３１上のそ
の他の一部領域に電流を注入してその電流値を変化させ
た場合にも、この光路長を変化させることができる。

Ｅ効果】以上説明したとおり、本発明によれば、波長多重された
入力光の中から所望の波長の光を選択して増幅すると共
に、入力光の光源に向って光を射出しないようにした光
増幅器を得ることができる

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から知られている光増幅器の構成図、第２図ないし第４図は本発明の一実施例を示す構成図、第５図は本実施例の動作原理層を示す線図である。１１・・・光増幅器、１２．１３・・・半透鏡、１４．２８．３０・・・活性媒質（活性層）、１５．４
４．４５・・・直流電源、１８．４８．４７・・・安定化コイル、１７・・・入力
光、１８・・・反射光、１９．２０・・・出力光、２１・・・光源、２２．３６・・・反射防止膜、２３・・・導波路層、２４・・・スターカプラ、２５．２８．２７・・・光、２！１，３１・・・ループ、３２．３４・・・活性層への入射側（入射面）、３３．
３５・・・活性層からの出射側（出射面）、３７・・・
ｎ形１ｎＰ基板、３日・・・埋め込み層、３８・・・埋め込み層の上部の層、４０・・・活性層、導波路層およびスターカプラの上部
の層、４１．４２．４３・・・電極。

Claims

【特許請求の範囲】１）３入力３出力の光スターカプラを用いて、第１の出
力側を第１の入力側に帰還させてなる第１のループと、
第２の出力側を第２の入力側に帰還させてなる第２のル
ープとを形成し、これらループの光路長をそれぞれ独立して変化させる制
御手段を前記ループの所定部位に装着したことを特徴と
する光増幅器。２）前記ループの各々には、活性媒質を挿入したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光増幅器。３）電極を介して前記制御手段を前記活性媒質に接続し
、電流を注入するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の光増幅器。４）電極を介して前記制御手段を前記活性媒質以外のル
ープ上に接続し、２つのループの光路長を独立に変化さ
せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の光増幅器。５）前記活性媒質を半導体で構成し、それぞれ独立に電
流を注入するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の光増幅器。