JPH07321413A - 光中継増幅器 - Google Patents
光中継増幅器Info
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- JPH07321413A JPH07321413A JP6115186A JP11518694A JPH07321413A JP H07321413 A JPH07321413 A JP H07321413A JP 6115186 A JP6115186 A JP 6115186A JP 11518694 A JP11518694 A JP 11518694A JP H07321413 A JPH07321413 A JP H07321413A
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- optical waveguide
- amplifier
- semiconductor laser
- circuit board
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- 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
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
- H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
- H01S5/1007—Branched waveguides
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路回路基板に切り込みが不要であり、
また、光導波路回路基板の光学研磨の必要な端面の数を
減らすことができる光中継増幅器を提供すること。 【構成】 入力信号光を第１の光カプラ５ａによって複
数に分岐し、分岐した入力信号光の中のひとつの入力信
号光を光増幅器４で増幅するとともに、他の入力信号光
をバイパス用の光導波路３を通過させ、光増幅器４から
の増幅光をバイパス用の光導波路３からの通過光と第２
の光カプラ５ｂによって合流する光中継増幅器におい
て、光増幅器として、間隔をおいて形成された二つの端
部が第１および第２の光カプラからの光導波路１２，１
３に接合され、折り返し端部に反射面６が形成されたＶ
字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器を使用す
る。
また、光導波路回路基板の光学研磨の必要な端面の数を
減らすことができる光中継増幅器を提供すること。 【構成】 入力信号光を第１の光カプラ５ａによって複
数に分岐し、分岐した入力信号光の中のひとつの入力信
号光を光増幅器４で増幅するとともに、他の入力信号光
をバイパス用の光導波路３を通過させ、光増幅器４から
の増幅光をバイパス用の光導波路３からの通過光と第２
の光カプラ５ｂによって合流する光中継増幅器におい
て、光増幅器として、間隔をおいて形成された二つの端
部が第１および第２の光カプラからの光導波路１２，１
３に接合され、折り返し端部に反射面６が形成されたＶ
字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器を使用す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に光通信ネットワー
クにおいて使用される光中継増幅器に関し、特に半導体
レーザ増幅器を用いた光中継増幅器に関するものであ
る。
クにおいて使用される光中継増幅器に関し、特に半導体
レーザ増幅器を用いた光中継増幅器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信ネットワークにおいては、光信号
の減衰、分配に伴う損失を補うために光中継増幅を行う
ことがある。たとえば、本出願人により出願され公開さ
れた特開平５−１４２８５号として公開されたスターカ
プラーを使用した双方向通信装置において、光信号の減
衰を補償するために複数のスターカプラーの間に光中継
増幅器が設けられている。
の減衰、分配に伴う損失を補うために光中継増幅を行う
ことがある。たとえば、本出願人により出願され公開さ
れた特開平５−１４２８５号として公開されたスターカ
プラーを使用した双方向通信装置において、光信号の減
衰を補償するために複数のスターカプラーの間に光中継
増幅器が設けられている。
【０００３】図９は、本出願人によって出願された半導
体レーザ増幅器とバイパス光導波路とを組み合せた光中
継増幅器を示す斜視図である（特開平５−７０５５号公
報参照）。
体レーザ増幅器とバイパス光導波路とを組み合せた光中
継増幅器を示す斜視図である（特開平５−７０５５号公
報参照）。
【０００４】図面の左側から入射した光信号は光カプラ
３５ａによって分岐され、分岐した光信号の一方は、光
導波路３６、半導体レーザ増幅器３４、光導波路３７を
経て光カプラ３５ｂに達する。もう一方の分岐した光信
号は、バイパス光導波路３３を経て光カプラ３５ｂに達
する。半導体レーザ増幅器３４を経た光信号とバイパス
光導波路３３を経た光信号とは光カプラ３５ｂで合流し
て、図面の右側へ出射する。半導体レーザ増幅器３４は
双方向性の光増幅器なので、図面の右側から入射した光
信号についても反対の経路をたどって同様に増幅が行わ
れる。バイパス光導波路３３は、半導体レーザ増幅器３
４が故障した場合のフェールセーフのために設けられて
いる。なお、シリンドリカルレンズ３１ａ、３１ｂは光
導波路３６、３７と半導体レーザ増幅器３４の結合のた
めのものである。
３５ａによって分岐され、分岐した光信号の一方は、光
導波路３６、半導体レーザ増幅器３４、光導波路３７を
経て光カプラ３５ｂに達する。もう一方の分岐した光信
号は、バイパス光導波路３３を経て光カプラ３５ｂに達
する。半導体レーザ増幅器３４を経た光信号とバイパス
光導波路３３を経た光信号とは光カプラ３５ｂで合流し
て、図面の右側へ出射する。半導体レーザ増幅器３４は
双方向性の光増幅器なので、図面の右側から入射した光
信号についても反対の経路をたどって同様に増幅が行わ
れる。バイパス光導波路３３は、半導体レーザ増幅器３
４が故障した場合のフェールセーフのために設けられて
いる。なお、シリンドリカルレンズ３１ａ、３１ｂは光
導波路３６、３７と半導体レーザ増幅器３４の結合のた
めのものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図９の光中継増幅器に
おいては、半導体レーザ増幅器３４を配置するために、
光導波路基板３２に切り込み３８を設けなくてはなら
ず、光導波路基板３２の製造が難しいという問題があっ
た。光学的結合を必要とする光導波路基板端面は光学研
磨を行わねばならないが、図９では４面の光学研磨を必
要とする。また、光導波路３６、３７と半導体レーザ増
幅器３４の光学的アライメントも困難であるという問題
もあった。
おいては、半導体レーザ増幅器３４を配置するために、
光導波路基板３２に切り込み３８を設けなくてはなら
ず、光導波路基板３２の製造が難しいという問題があっ
た。光学的結合を必要とする光導波路基板端面は光学研
磨を行わねばならないが、図９では４面の光学研磨を必
要とする。また、光導波路３６、３７と半導体レーザ増
幅器３４の光学的アライメントも困難であるという問題
もあった。
【０００６】そこで本発明は、光導波路回路基板に切り
込みが不要であり、また、光導波路回路基板の光学研磨
の必要な端面の数を減らすことができる光中継増幅器を
提供することを目的とする。
込みが不要であり、また、光導波路回路基板の光学研磨
の必要な端面の数を減らすことができる光中継増幅器を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、入力信号光を第１の光カプラによって複
数に分岐し、分岐した入力信号光の中のひとつの入力信
号光を光増幅器で増幅するとともに、他の入力信号光を
バイパス用の光導波路を通過させ、前記光増幅器からの
増幅光を前記バイパス用の光導波路からの通過光と第２
の光カプラによって合流する光中継増幅器において、前
記光増幅器は、間隔をおいて形成された二つの端部が前
記第１および第２の光カプラからの光導波路に接合さ
れ、折り返し端部に反射面が形成されたＶ字型光導波路
を有する半導体レーザ増幅器であることを特徴とする。
に、本発明は、入力信号光を第１の光カプラによって複
数に分岐し、分岐した入力信号光の中のひとつの入力信
号光を光増幅器で増幅するとともに、他の入力信号光を
バイパス用の光導波路を通過させ、前記光増幅器からの
増幅光を前記バイパス用の光導波路からの通過光と第２
の光カプラによって合流する光中継増幅器において、前
記光増幅器は、間隔をおいて形成された二つの端部が前
記第１および第２の光カプラからの光導波路に接合さ
れ、折り返し端部に反射面が形成されたＶ字型光導波路
を有する半導体レーザ増幅器であることを特徴とする。
【０００８】また、光導波路回路に円弧部分を設けて光
導波路回路基板の同一端面に半導体レーザ増幅器および
入出力光ファイバを接続できるように光導波路回路配線
を引き回したことを特徴とする。
導波路回路基板の同一端面に半導体レーザ増幅器および
入出力光ファイバを接続できるように光導波路回路配線
を引き回したことを特徴とする。
【０００９】また、光導波路を多層（２層）光導波路と
したことを特徴とする。
したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】半導体レーザ増幅器にＶ字型光導波路を採用す
ることにより、半導体レーザ増幅器の同一端面に光信号
入力ポートと出力ポートを設けることができる。このた
め、光導波路回路基板の切り込みが不要となる。
ることにより、半導体レーザ増幅器の同一端面に光信号
入力ポートと出力ポートを設けることができる。このた
め、光導波路回路基板の切り込みが不要となる。
【００１１】また、光導波路回路に円弧部分を設けて光
導波路回路基板の同一端面に半導体レーザ増幅器および
入出力光ファイバを接続できるように光導波路回路配線
を引き回すことにより、半導体レーザ増幅との結合を入
出力光ファイバの結合を行う端面で行うことができる。
したがって、光導波路回路基板の光学研磨を必要とする
端面をひとつにすることができる。
導波路回路基板の同一端面に半導体レーザ増幅器および
入出力光ファイバを接続できるように光導波路回路配線
を引き回すことにより、半導体レーザ増幅との結合を入
出力光ファイバの結合を行う端面で行うことができる。
したがって、光導波路回路基板の光学研磨を必要とする
端面をひとつにすることができる。
【００１２】また、光導波路を多層（２層）光導波路と
することにより、マルチモード光導波路についても上記
の作用を実現できる。
することにより、マルチモード光導波路についても上記
の作用を実現できる。
【００１３】
【実施例】図１に本発明の第１実施例の平面図を示す。
Ｖ字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器４の端面
８と光導波路回路基板２の端面７とが接して光学的に結
合している。また入出力光ファイバ１ａ、１ｂは光導波
路回路基板２と光学的に結合している。
Ｖ字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器４の端面
８と光導波路回路基板２の端面７とが接して光学的に結
合している。また入出力光ファイバ１ａ、１ｂは光導波
路回路基板２と光学的に結合している。
【００１４】光導波路回路基板２は全体として矩形形状
をしており、四つの端面７、１８、１９、２０を有して
いる。この光導波路回路基板２上に、光ファイバ１ａと
１ｂとを直接光学的に結合するバイパス光導波路３、バ
イパス光導波路の両端に位置する光カプラ５ａと５ｂ、
光カプラ５ａと５ｂから光導波路回路基板２の端面７ま
で導出された光導波路１２と１３が形成されている。端
面７における光導波路１２と１３の間隔は、半導体レー
ザ増幅器４の端面８におけるＶ字型光導波路９の間隔と
同じにされている。
をしており、四つの端面７、１８、１９、２０を有して
いる。この光導波路回路基板２上に、光ファイバ１ａと
１ｂとを直接光学的に結合するバイパス光導波路３、バ
イパス光導波路の両端に位置する光カプラ５ａと５ｂ、
光カプラ５ａと５ｂから光導波路回路基板２の端面７ま
で導出された光導波路１２と１３が形成されている。端
面７における光導波路１２と１３の間隔は、半導体レー
ザ増幅器４の端面８におけるＶ字型光導波路９の間隔と
同じにされている。
【００１５】図２は、図１に使われる半導体レーザ光増
幅器４の平面図である。半導体レーザ光増幅器４は、間
隔をおいて形成された二つの端部と折り返し端部とを有
するＶ字型の光導波路９ａ、９ｂを備え、片方の端面８
には増透（ＡＲ）コートを、もう一方の端面６には高反
射率（ＨＲ）コートをそれぞれ施してある。図２におい
て、破線で示した部分は光導波路９ａ、９ｂに沿って形
成された電極２１である。この電極は、光導波路９ａ、
９ｂの双方を含むような矩形のベタ電極でもよい。な
お、必要に応じて端面１８、１９、２０にも増透（Ａ
Ｒ）コートを施してもよい。光導波路９ａ、９ｂは端面
８の垂線からθだけ傾けてある。このため、端面８の残
留反射率が低減されている。これは、端面８で正反射さ
れた光が光導波路と結合しないためである。なお、上記
光導波路及び光ファイバはシングルモード光導波路及び
光ファイバであり、光カプラは方向性結合器を用いた。
幅器４の平面図である。半導体レーザ光増幅器４は、間
隔をおいて形成された二つの端部と折り返し端部とを有
するＶ字型の光導波路９ａ、９ｂを備え、片方の端面８
には増透（ＡＲ）コートを、もう一方の端面６には高反
射率（ＨＲ）コートをそれぞれ施してある。図２におい
て、破線で示した部分は光導波路９ａ、９ｂに沿って形
成された電極２１である。この電極は、光導波路９ａ、
９ｂの双方を含むような矩形のベタ電極でもよい。な
お、必要に応じて端面１８、１９、２０にも増透（Ａ
Ｒ）コートを施してもよい。光導波路９ａ、９ｂは端面
８の垂線からθだけ傾けてある。このため、端面８の残
留反射率が低減されている。これは、端面８で正反射さ
れた光が光導波路と結合しないためである。なお、上記
光導波路及び光ファイバはシングルモード光導波路及び
光ファイバであり、光カプラは方向性結合器を用いた。
【００１６】光ファイバ１ａからの光信号は、光カプラ
５ａによってバイパス光導波路３と光導波路１２に分岐
する。光導波路１２を通った光信号は半導体レーザ光増
幅器４上の光導波路９ａを通って、半導体レーザ光増幅
器４の端面６によって反射され、光導波路９ｂを通って
光導波路１３に導かれる。光導波路１３を経た光信号
は、光カプラ５ｂでバイパス光導波路３からの光信号と
合流して光導波路１１を経て光ファイバ１ｂへと送られ
る。また、光ファイバ１ｂからの光信号は上記と反対の
経路をたどって光ファイバ１ａへと送られる。光カプラ
５ａ、５ｂの分岐比は例えばバイパス光導波路３側に９
０％、光導波路１２、１３側に１０％というような割合
に設定される。なお、バイパス光導波路３は、半導体レ
ーザ増幅器４が故障した場合のフェールセーフのために
設けられている。
５ａによってバイパス光導波路３と光導波路１２に分岐
する。光導波路１２を通った光信号は半導体レーザ光増
幅器４上の光導波路９ａを通って、半導体レーザ光増幅
器４の端面６によって反射され、光導波路９ｂを通って
光導波路１３に導かれる。光導波路１３を経た光信号
は、光カプラ５ｂでバイパス光導波路３からの光信号と
合流して光導波路１１を経て光ファイバ１ｂへと送られ
る。また、光ファイバ１ｂからの光信号は上記と反対の
経路をたどって光ファイバ１ａへと送られる。光カプラ
５ａ、５ｂの分岐比は例えばバイパス光導波路３側に９
０％、光導波路１２、１３側に１０％というような割合
に設定される。なお、バイパス光導波路３は、半導体レ
ーザ増幅器４が故障した場合のフェールセーフのために
設けられている。
【００１７】図１の第１実施例では光ファイバ１ａ、１
ｂと光導波路回路基板２とを直接結合したが、レンズ等
の光学系を介して結合しても良い。また、光導波路回路
基板２と半導体レーザ光増幅器４とをレンズ等の光学系
を介して結合しても良い。この場合、分布屈折率型ロッ
ドレンズなどを用いて構成した正立結像光学系の使用が
望ましい。また、本発明はシングルモード光導波路或い
は光ファイバに限定されることはないが、マルチモード
光導波路或いは光ファイバに対しては後述の第４実施例
が適している。また、光カプラ５ａ、５ｂとして本出願
人によって出願された特願平４−３３４７４７号明細書
に記載の光カプラを用いることもできる。この光カプラ
を用いることによって、方向性結合器の合流損失を解消
することができる。
ｂと光導波路回路基板２とを直接結合したが、レンズ等
の光学系を介して結合しても良い。また、光導波路回路
基板２と半導体レーザ光増幅器４とをレンズ等の光学系
を介して結合しても良い。この場合、分布屈折率型ロッ
ドレンズなどを用いて構成した正立結像光学系の使用が
望ましい。また、本発明はシングルモード光導波路或い
は光ファイバに限定されることはないが、マルチモード
光導波路或いは光ファイバに対しては後述の第４実施例
が適している。また、光カプラ５ａ、５ｂとして本出願
人によって出願された特願平４−３３４７４７号明細書
に記載の光カプラを用いることもできる。この光カプラ
を用いることによって、方向性結合器の合流損失を解消
することができる。
【００１８】図３に本発明の第２実施例の平面図を示
す。光導波路回路基板２の光導波路回路を変更して光フ
ァイバ１ａ、１ｂを光導波路回路基板２の端面２０に結
合したところが第１実施例と異なる。第１実施例では、
導波路回路基板２の端面１８、１９、７の３面を光学研
磨する必要があったが、本実施例では端面７、２０の２
を光学研磨するだけ良い。
す。光導波路回路基板２の光導波路回路を変更して光フ
ァイバ１ａ、１ｂを光導波路回路基板２の端面２０に結
合したところが第１実施例と異なる。第１実施例では、
導波路回路基板２の端面１８、１９、７の３面を光学研
磨する必要があったが、本実施例では端面７、２０の２
を光学研磨するだけ良い。
【００１９】図４に本発明の第３実施例の平面図を示
す。光導波路回路基板２の光導波路回路を変更して光フ
ァイバ１ａ、１ｂ、半導体レーザ光増幅器４との結合を
全て端面７で行うようにしたものである。本実施例では
端面７のみを光学研磨するだけ良い。
す。光導波路回路基板２の光導波路回路を変更して光フ
ァイバ１ａ、１ｂ、半導体レーザ光増幅器４との結合を
全て端面７で行うようにしたものである。本実施例では
端面７のみを光学研磨するだけ良い。
【００２０】図５は、本発明の第４実施例の平面図を示
す。光導波路回路基板２に多層光導波路を採用してマル
チモード光導波路或いは光ファイバの場合にも本発明を
適用した例である。半導体レーザ光増幅器４はストライ
プ幅を例えば４０μｍ程度の幅に広げることは容易だが
活性層を４０μｍまで厚くするのは困難である。このた
め、マルチモード光導波路に半導体レーザ光増幅器を適
用するには工夫が必要である（このことは前述の特開平
５−７０５５号公報参照）。
す。光導波路回路基板２に多層光導波路を採用してマル
チモード光導波路或いは光ファイバの場合にも本発明を
適用した例である。半導体レーザ光増幅器４はストライ
プ幅を例えば４０μｍ程度の幅に広げることは容易だが
活性層を４０μｍまで厚くするのは困難である。このた
め、マルチモード光導波路に半導体レーザ光増幅器を適
用するには工夫が必要である（このことは前述の特開平
５−７０５５号公報参照）。
【００２１】このような問題を解決するために、本実施
例では２層光導波路を採用し、光導波路回路基板２の鉛
直方向に光導波路を分岐させることによって光カプラ５
ａ（５ｂ）を構成した。
例では２層光導波路を採用し、光導波路回路基板２の鉛
直方向に光導波路を分岐させることによって光カプラ５
ａ（５ｂ）を構成した。
【００２２】図６（ａ）、（ｂ）は、図５の光導波路回
路基板２のそれぞれＸ−Ｘ’断面図、Ｙ−Ｙ’断面図で
ある。Ｘ−Ｘ’線のところでは、光導波路（コア）３と
光導波路（コア）１３が重なって光導波路（コア）１１
を形成している。一方、Ｙ−Ｙ’線のところでは光導波
路（コア）３と光導波路（コア）１３が分離している。
なお、第１の基板１４と第２の基板１５は光学接着剤で
接着され、また、第１の基板１４と第２の基板１５に
は、それぞれ、クラッド層１６、１７がやはり光学接着
剤で接着されている。なお、光導波路の作成方法は特に
選択光重合法に限定されなし、光導波路の多層化の手法
も接着に限定されない。フォトリソグラフィと反応性イ
オネッチング（ＲＩＥ）を用いた公知のプロセスなどを
用いることができる（例えば、疋田、小澤口「有機電気
好学ポリマーによる積層型光スイッチの開発」、応用物
理、Ｖｏｌ．６３， Ｎｏ．１， ｐｐ４９−５２（１
９９４）あるいはＳ．Ｉｍａｍｕｒａ， Ｒ．Ｙｏｓｈ
ｉｍｕｒａ， ａｎｄ Ｔ．Ｉｚａｗａ ： Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ． ２７ ， ｐ１３４２（１９
９１）参照）。
路基板２のそれぞれＸ−Ｘ’断面図、Ｙ−Ｙ’断面図で
ある。Ｘ−Ｘ’線のところでは、光導波路（コア）３と
光導波路（コア）１３が重なって光導波路（コア）１１
を形成している。一方、Ｙ−Ｙ’線のところでは光導波
路（コア）３と光導波路（コア）１３が分離している。
なお、第１の基板１４と第２の基板１５は光学接着剤で
接着され、また、第１の基板１４と第２の基板１５に
は、それぞれ、クラッド層１６、１７がやはり光学接着
剤で接着されている。なお、光導波路の作成方法は特に
選択光重合法に限定されなし、光導波路の多層化の手法
も接着に限定されない。フォトリソグラフィと反応性イ
オネッチング（ＲＩＥ）を用いた公知のプロセスなどを
用いることができる（例えば、疋田、小澤口「有機電気
好学ポリマーによる積層型光スイッチの開発」、応用物
理、Ｖｏｌ．６３， Ｎｏ．１， ｐｐ４９−５２（１
９９４）あるいはＳ．Ｉｍａｍｕｒａ， Ｒ．Ｙｏｓｈ
ｉｍｕｒａ， ａｎｄ Ｔ．Ｉｚａｗａ ： Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ． ２７ ， ｐ１３４２（１９
９１）参照）。
【００２３】第１の基板１４（下層側）と第２の基板１
５（上層側）にはそれぞれ、別々の光導波路（コア）回
路が描かれている。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第
１の基板１４と第２の基板１５に描かれている光導波路
（コア）回路パターンを示す。ここで一例として、第１
の基板１４と第２の基板１５の厚さはそれぞれ４μｍと
３６μｍに選ぶ。厚さ４μｍの第１の基板１４に描かれ
ている光導波路が半導体レーザ光増幅器４と結合するこ
とになるので、光導波路回路基板２と半導体レーザ光増
幅器４との間の結合損失はそれほど大きなものにはなら
ない。これは前述の特開平５−７０５５号公報に用いら
れている考え方と基本的には同じである。特開平５−７
０５５号公報（図９）では光導波路回路基板３２に対し
て垂直方向に細長い断面形状の光導波路を形成して半導
体レーザ光増幅器３４と結合しているのに対し、本実施
例では光導波路回路基板２の水平方向に細長い断面形状
の光導波路を形成して半導体レーザ光増幅器４と結合し
ている。
５（上層側）にはそれぞれ、別々の光導波路（コア）回
路が描かれている。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第
１の基板１４と第２の基板１５に描かれている光導波路
（コア）回路パターンを示す。ここで一例として、第１
の基板１４と第２の基板１５の厚さはそれぞれ４μｍと
３６μｍに選ぶ。厚さ４μｍの第１の基板１４に描かれ
ている光導波路が半導体レーザ光増幅器４と結合するこ
とになるので、光導波路回路基板２と半導体レーザ光増
幅器４との間の結合損失はそれほど大きなものにはなら
ない。これは前述の特開平５−７０５５号公報に用いら
れている考え方と基本的には同じである。特開平５−７
０５５号公報（図９）では光導波路回路基板３２に対し
て垂直方向に細長い断面形状の光導波路を形成して半導
体レーザ光増幅器３４と結合しているのに対し、本実施
例では光導波路回路基板２の水平方向に細長い断面形状
の光導波路を形成して半導体レーザ光増幅器４と結合し
ている。
【００２４】図８は、本発明の第５実施例の平面図を示
す。本実施例では、ふたつの半導体レーザー増幅器４
ａ、４ｂを用いている。このふたつの半導体レーザー増
幅器４ａ、４ｂは増幅可能な波長帯域を変えてあるので
光中継増幅器として増幅可能な波長帯域が広くなる効果
がある。
す。本実施例では、ふたつの半導体レーザー増幅器４
ａ、４ｂを用いている。このふたつの半導体レーザー増
幅器４ａ、４ｂは増幅可能な波長帯域を変えてあるので
光中継増幅器として増幅可能な波長帯域が広くなる効果
がある。
【００２５】具体的には、半導体レーザー増幅器４ａと
４ｂの活性層材料のバンドギャップを変えた構成であ
る。例えば、代表的な活性層材料であるＡｌx Ｇａ1-x
Ａｓ混晶の組成比ｘを、半導体レーザー増幅器４ａと４
ｂとで変えれば良い。たとえば、半導体レーザー増幅器
４ａのｘ＝０、半導体レーザー増幅器４ｂのｘ＝０．１
とする。あるいは、活性層に量子井戸構造を採用し、量
子井戸の幅を変えた構成でも良い。量子井戸幅を狭くす
ると、量子閉じ込め効果によって活性層の実効的バンド
ギャップは広くなることが知られている。さらには、活
性層材料そのものを、別の材料系、例えばＡｌＧａＡｓ
合金とＧａＩｎＡｓＰ合金というように変えてしまって
も良い。この変形例では、ふたつの半導体レーザー増幅
器４ａと４ｂが別々の波長帯域を分担して増幅するの
で、増幅可能な波長帯域が広くなる。しかも、バイパス
路３を共有することによるフェールセーフ性、半導体レ
ーザー増幅器と光導波路の断面形状を整合させることに
よる結合効率の向上の効果は失われない。
４ｂの活性層材料のバンドギャップを変えた構成であ
る。例えば、代表的な活性層材料であるＡｌx Ｇａ1-x
Ａｓ混晶の組成比ｘを、半導体レーザー増幅器４ａと４
ｂとで変えれば良い。たとえば、半導体レーザー増幅器
４ａのｘ＝０、半導体レーザー増幅器４ｂのｘ＝０．１
とする。あるいは、活性層に量子井戸構造を採用し、量
子井戸の幅を変えた構成でも良い。量子井戸幅を狭くす
ると、量子閉じ込め効果によって活性層の実効的バンド
ギャップは広くなることが知られている。さらには、活
性層材料そのものを、別の材料系、例えばＡｌＧａＡｓ
合金とＧａＩｎＡｓＰ合金というように変えてしまって
も良い。この変形例では、ふたつの半導体レーザー増幅
器４ａと４ｂが別々の波長帯域を分担して増幅するの
で、増幅可能な波長帯域が広くなる。しかも、バイパス
路３を共有することによるフェールセーフ性、半導体レ
ーザー増幅器と光導波路の断面形状を整合させることに
よる結合効率の向上の効果は失われない。
【００２６】ところで、図２に示した半導体レーザー増
幅器４の光導波路９ａ、９ｂの端面８の垂線からの傾斜
角θは、マルチモード光導波路回路の場合は光導波路の
臨界角より大きくする必要があり、５〜１５°程度が望
ましい。この角度が小さいと端面６からの反射に際して
戻り光が発生する。シングルモード光導波路回路の場合
は臨界角も小さいので、θは２〜８°程度が適当であ
る。また、図１、図３、図４、図５、図８の構成におい
ては、光導波路１０、１１、１２、１３を円弧状光導波
路としたが、光導波路上にエッチドミラーなどを設け
て、直角に近い角度で曲げることもできる。製造プロセ
スは複雑になるが、エッチドミラーをもちいることによ
って光導波路回路基板２の面積を小さくすることもでき
る。
幅器４の光導波路９ａ、９ｂの端面８の垂線からの傾斜
角θは、マルチモード光導波路回路の場合は光導波路の
臨界角より大きくする必要があり、５〜１５°程度が望
ましい。この角度が小さいと端面６からの反射に際して
戻り光が発生する。シングルモード光導波路回路の場合
は臨界角も小さいので、θは２〜８°程度が適当であ
る。また、図１、図３、図４、図５、図８の構成におい
ては、光導波路１０、１１、１２、１３を円弧状光導波
路としたが、光導波路上にエッチドミラーなどを設け
て、直角に近い角度で曲げることもできる。製造プロセ
スは複雑になるが、エッチドミラーをもちいることによ
って光導波路回路基板２の面積を小さくすることもでき
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、光導波路回路基板に端
面にＶ字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器４の
端面を光学的に接合したので、光導波路回路基板に切り
込みが不要となり、光導波路回路基板の製作が容易にな
る。また、光導波路回路基板の光学研磨の必要な端面の
数を減らすことができる。また、光中継増幅器の増幅可
能な波長帯域を広げることができる。
面にＶ字型光導波路９を有する半導体レーザ増幅器４の
端面を光学的に接合したので、光導波路回路基板に切り
込みが不要となり、光導波路回路基板の製作が容易にな
る。また、光導波路回路基板の光学研磨の必要な端面の
数を減らすことができる。また、光中継増幅器の増幅可
能な波長帯域を広げることができる。
【図１】 本発明の第１実施例の平面図である。
【図２】 半導体レーザ光増幅器の平面図である。
【図３】 本発明の第２実施例の平面図である。
【図４】 本発明の第３実施例の平面図である。
【図５】 本発明の第４実施例の平面図である。
【図６】 （ａ）は図５の光導波路回路基板のそれぞれ
Ｘ−Ｘ’断面図、（ｂ）は同Ｙ−Ｙ’断面図である。
Ｘ−Ｘ’断面図、（ｂ）は同Ｙ−Ｙ’断面図である。
【図７】 （ａ）は第１の基板に描かれている光導波路
回路パターンの平面図、（ｂ）は第２の基板に描かれて
いる光導波路（コア）回路パターンの平面図である。
回路パターンの平面図、（ｂ）は第２の基板に描かれて
いる光導波路（コア）回路パターンの平面図である。
【図８】 本発明の第５実施例の平面図である。
【図９】 従来例を示す構成斜視図である。
１ａ，１ｂ…光ファイバ、２…光導波路回路基板、３…
バイパス光導波路、４，４ａ，４ｂ…半導体レーザー増
幅器、５ａ，５ｂ…光カプラ、６，６ａ，６ｂ…高反射
率（ＨＲ）コートを施した端面、７，８…増透（ＡＲ）
コートを施した端面、９，９ａ，９ｂ…Ｖ字型光導波路
（ストライプ）、１０〜１３…光導波路、１４…第１の
（下層側の）光導波路基板、１５…第２の（上層側の）
光導波路基板、１６，１７…クラッド層、１８〜２０…
端面、２１…電極、２５ａ，２５ｂ…光カプラ、３１
ａ，３１ｂ…シリンドリカルレンズ、３２…光導波路回
路基板、３３…バイパス光導波路、３４…半導体レーザ
ー増幅器、３５ａ，３５ｂ…光カプラ、３６，３７…光
導波路、３８…切り込み、３９ａ，３９ｂ…引き出し線
バイパス光導波路、４，４ａ，４ｂ…半導体レーザー増
幅器、５ａ，５ｂ…光カプラ、６，６ａ，６ｂ…高反射
率（ＨＲ）コートを施した端面、７，８…増透（ＡＲ）
コートを施した端面、９，９ａ，９ｂ…Ｖ字型光導波路
（ストライプ）、１０〜１３…光導波路、１４…第１の
（下層側の）光導波路基板、１５…第２の（上層側の）
光導波路基板、１６，１７…クラッド層、１８〜２０…
端面、２１…電極、２５ａ，２５ｂ…光カプラ、３１
ａ，３１ｂ…シリンドリカルレンズ、３２…光導波路回
路基板、３３…バイパス光導波路、３４…半導体レーザ
ー増幅器、３５ａ，３５ｂ…光カプラ、３６，３７…光
導波路、３８…切り込み、３９ａ，３９ｂ…引き出し線
Claims (5)
- 【請求項１】 入力信号光を第１の光カプラによって複
数に分岐し、分岐した入力信号光の中のひとつの入力信
号光を光増幅器で増幅するとともに、他の入力信号光を
バイパス用の光導波路を通過させ、前記光増幅器からの
増幅光を前記バイパス用の光導波路からの通過光と第２
の光カプラによって合流する光中継増幅器において、 前記光増幅器は、間隔をおいて形成された二つの端部が
前記第１および第２の光カプラからの光導波路に接合さ
れ、折り返し端部に反射面が形成されたＶ字型光導波路
を有する半導体レーザ増幅器であることを特徴とする光
中継増幅器。 - 【請求項２】 請求項１において、前記半導体レーザ増
幅器のＶ字型光導波路は、前記半導体レーザ増幅器の端
面の垂線に対する角度が前記半導体レーザ増幅器の光導
波路の臨界角度より大きいことを特徴とする光中継増幅
器。 - 【請求項３】 請求項１ないし２において、 前記第１および第２の光カプラおよび前記バイパス用光
導波路をひとつの基板上に光導波路回路として集積し、
第１および第２の光カプラとの結合用光ファイバを前記
基板の同一端面に接続し、前記端面に対向する端面に前
記半導体レーザ増幅器を接続したことを特徴とする光中
継増幅器。 - 【請求項４】 請求項１ないし２において、 前記第１および第２の光カプラおよび前記バイパス用光
導波路をひとつの基板上に光導波路回路として集積し、
第１および第２の光カプラとの結合用光ファイバと前記
半導体レーザ増幅器とを前記基板の同一端面に接続した
ことを特徴とする光中継増幅器。 - 【請求項５】 請求項３ないし４において、 前記光導波路回路は多層光導波路回路からなることを特
徴とする光中継増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115186A JPH07321413A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 光中継増幅器 |
| US08/425,071 US5533153A (en) | 1994-05-27 | 1995-04-19 | Optical relay amplifier with a bypass waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115186A JPH07321413A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 光中継増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321413A true JPH07321413A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14656490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6115186A Pending JPH07321413A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 光中継増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5533153A (ja) |
| JP (1) | JPH07321413A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898801A (en) | 1998-01-29 | 1999-04-27 | Lockheed Martin Corporation | Optical transport system |
| GB2344692A (en) * | 1998-12-11 | 2000-06-14 | Bookham Technology Ltd | Optical amplifier |
| DE10012270A1 (de) * | 2000-03-14 | 2001-09-27 | Daimler Chrysler Ag | Optischer Header |
| US20020101874A1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-08-01 | Whittaker G. Allan | Physical layer transparent transport information encapsulation methods and systems |
| JP2002164846A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Nec Corp | 光伝送システム |
| US7085497B2 (en) | 2002-04-03 | 2006-08-01 | Lockheed Martin Corporation | Vehicular communication system |
| US6912339B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-06-28 | Lockheed Martin Corporation | Optical interface devices having balanced amplification |
| US20040076434A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-22 | Whittaker G. Allan | Optical distribution network for RF and other analog signals |
| US7283480B1 (en) | 2002-11-12 | 2007-10-16 | Lockheed Martin Corporation | Network system health monitoring using cantor set signals |
| US7570887B2 (en) * | 2003-03-31 | 2009-08-04 | Lockheed Martin Corporation | Optical network interface systems and devices |
| US7424228B1 (en) | 2003-03-31 | 2008-09-09 | Lockheed Martin Corporation | High dynamic range radio frequency to optical link |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910009667B1 (ko) * | 1987-10-29 | 1991-11-25 | 미츠비시 덴키 가부시키가이샤 | 광통신장치 |
| DE4010712A1 (de) * | 1990-04-03 | 1991-10-10 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optisches nachrichtenuebertragungssystem mit einem faseroptischen verstaerker |
| US5214728A (en) * | 1990-06-19 | 1993-05-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light communication system |
| US5233463A (en) * | 1990-07-16 | 1993-08-03 | Pirelli Cavi S.P.A. | Active fiber optical amplifier for a fiber optics telecommunication line |
| JP3169138B2 (ja) * | 1991-04-26 | 2001-05-21 | 富士ゼロックス株式会社 | 光中継増幅器 |
| JP2930150B2 (ja) * | 1991-05-01 | 1999-08-03 | 富士ゼロックス株式会社 | 光通信ネットワーク |
| US5282080A (en) * | 1991-12-09 | 1994-01-25 | Sdl, Inc. | Surface coupled optical amplifier |
| GB2280515B (en) * | 1993-07-28 | 1996-06-19 | Northern Telecom Ltd | Optical waveguide amplifier |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6115186A patent/JPH07321413A/ja active Pending
-
1995
- 1995-04-19 US US08/425,071 patent/US5533153A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5533153A (en) | 1996-07-02 |
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