JPH1154842A - 光集積型光通信用光源 - Google Patents
光集積型光通信用光源Info
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- JPH1154842A JPH1154842A JP9205033A JP20503397A JPH1154842A JP H1154842 A JPH1154842 A JP H1154842A JP 9205033 A JP9205033 A JP 9205033A JP 20503397 A JP20503397 A JP 20503397A JP H1154842 A JPH1154842 A JP H1154842A
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- JP
- Japan
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- optical
- semiconductor
- light source
- semiconductor laser
- modulator
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体レーザの後段に光変調器を配置させた構
成では、光変調器の光損失により、光信号パワーが減少
する。 【解決手段】本発明は、半導体レーザ、光変調器、半導
体光増幅器を同一基板上に配置集積化することにより、
光通信システムのシステム構成を簡便化、さらには省ス
ペース化をはかることが可能となる。また、複数個の半
導体レーザ、光変調器、半導体光増幅器を集積化するこ
とにより、波長多重伝送用光源とすることも可能であ
り、安価な高速大容量伝送システムの光源として提供す
ることができる。
成では、光変調器の光損失により、光信号パワーが減少
する。 【解決手段】本発明は、半導体レーザ、光変調器、半導
体光増幅器を同一基板上に配置集積化することにより、
光通信システムのシステム構成を簡便化、さらには省ス
ペース化をはかることが可能となる。また、複数個の半
導体レーザ、光変調器、半導体光増幅器を集積化するこ
とにより、波長多重伝送用光源とすることも可能であ
り、安価な高速大容量伝送システムの光源として提供す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等に用いら
れる光信号を発生、変調、増幅するための光源に関し、
特に高速大容量な光通信に用いる光集積型光通信用光源
に関する。
れる光信号を発生、変調、増幅するための光源に関し、
特に高速大容量な光通信に用いる光集積型光通信用光源
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報通信の高容量化に伴い、光フ
ァイバを用いた高速大容量な光通信伝送システムの構築
が行われている。現在、光通信を用いた伝送では、SDH
、SONET等で用いられている、2.488Gb/s 程度さらに
は、10Gb/s以上の高速大容量通信システムの構築が必要
とされている。また、大陸間を結ぶ、光海底ケーブル網
においても、波長多重伝送方式が採用となっているとこ
ろもあり、高速大容量な光通信システムを構築すること
が重要とされている。現在では、この光通信伝送システ
ムにおいて、光信号を発生させるための手段として、半
導体レーザを用いて、半導体レーザを直接的に電気変調
する方式が主流となっている。
ァイバを用いた高速大容量な光通信伝送システムの構築
が行われている。現在、光通信を用いた伝送では、SDH
、SONET等で用いられている、2.488Gb/s 程度さらに
は、10Gb/s以上の高速大容量通信システムの構築が必要
とされている。また、大陸間を結ぶ、光海底ケーブル網
においても、波長多重伝送方式が採用となっているとこ
ろもあり、高速大容量な光通信システムを構築すること
が重要とされている。現在では、この光通信伝送システ
ムにおいて、光信号を発生させるための手段として、半
導体レーザを用いて、半導体レーザを直接的に電気変調
する方式が主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザの直接変調においては、変調速度に限界があり、
10Gb/sなどの超高速大容量の通信を行うためには、高速
変調可能な半導体レーザの開発が必要であり、また、開
発された半導体レーザも高価なものとなり、通信システ
ムのコストを増大させる原因ともなっている。また、半
導体レーザの後段に光変調器を配置させた構成において
も、光変調器の光損失により、光信号パワーが減少する
という問題が生じている。この問題を解決するために光
ファイバ増幅器を用いて損失を補償する手段があるが、
この方法では、光ファイバ増幅器の使用による消費電
力、コストの増大化に伴いシステムの複雑化、大規模化
を生じてしまう。また、光ファイバ増幅器による非線形
光学効果の影響により、光信号波形に劣化が生じる可能
性がある。
レーザの直接変調においては、変調速度に限界があり、
10Gb/sなどの超高速大容量の通信を行うためには、高速
変調可能な半導体レーザの開発が必要であり、また、開
発された半導体レーザも高価なものとなり、通信システ
ムのコストを増大させる原因ともなっている。また、半
導体レーザの後段に光変調器を配置させた構成において
も、光変調器の光損失により、光信号パワーが減少する
という問題が生じている。この問題を解決するために光
ファイバ増幅器を用いて損失を補償する手段があるが、
この方法では、光ファイバ増幅器の使用による消費電
力、コストの増大化に伴いシステムの複雑化、大規模化
を生じてしまう。また、光ファイバ増幅器による非線形
光学効果の影響により、光信号波形に劣化が生じる可能
性がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明はこれら課題を
解決するためのものであり、半導体レーザ、光変調器、
半導体光増幅器を同一基板上に配置集積化する構成をと
ることにより、光通信システムのシステム構成を簡便
化、さらには省スペース化をはかることが可能となる。
さらに、複数個の半導体レーザ、光変調器、半導体光増
幅器、光合波器を同一基板上に集積化する構成をとるこ
とにより、波長多重伝送用光源とすることも可能であ
る。
解決するためのものであり、半導体レーザ、光変調器、
半導体光増幅器を同一基板上に配置集積化する構成をと
ることにより、光通信システムのシステム構成を簡便
化、さらには省スペース化をはかることが可能となる。
さらに、複数個の半導体レーザ、光変調器、半導体光増
幅器、光合波器を同一基板上に集積化する構成をとるこ
とにより、波長多重伝送用光源とすることも可能であ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。図１に、本発明による光集積
型光通信光源を説明するための図を示す。光信号は、半
導体素子からなるレーザ１より出力され、導波層２を伝
搬し、光変調器３に入射する。光変調器３内では、光信
号は光通信システムに依存した変調速度で変調される。
変調された光信号は、さらに導波層４を伝搬した後、半
導体素子からなる光増幅器５内で増幅された後、光出力
ポート６を介して光ファイバ７に出力される。半導体レ
ーザ１の後方には、レーザの光出力を一定に保つため
に、レーザからの出力を監視するためのホトダイオード
９が配置される構成となっている。これらの光機能部
は、同一基板８上に配置集積化された構成となってい
る。図３は、従来の10Gb/s４波長多重伝送に用いるため
の光源の１例である。
の形態について説明する。図１に、本発明による光集積
型光通信光源を説明するための図を示す。光信号は、半
導体素子からなるレーザ１より出力され、導波層２を伝
搬し、光変調器３に入射する。光変調器３内では、光信
号は光通信システムに依存した変調速度で変調される。
変調された光信号は、さらに導波層４を伝搬した後、半
導体素子からなる光増幅器５内で増幅された後、光出力
ポート６を介して光ファイバ７に出力される。半導体レ
ーザ１の後方には、レーザの光出力を一定に保つため
に、レーザからの出力を監視するためのホトダイオード
９が配置される構成となっている。これらの光機能部
は、同一基板８上に配置集積化された構成となってい
る。図３は、従来の10Gb/s４波長多重伝送に用いるため
の光源の１例である。
【０００６】各々の半導体レーザで出力された波長が異
なる光信号λ１、λ２、λ３、λ４は、光ファイバに入
力され光変調器に入射される、光変調器に入射した各々
の光信号は2.488Gb/s の変調周波数で変調される。変調
された光信号は光ファイバを伝送し光合波器で合波され
た後に、光変調器や光合波器での損失を補償するため
に、光ファイバ増幅器に入射され、増幅後外部光ファイ
バに出力される。光ファイバ増幅器は、通常、希土類元
素であるエルビウムイオン等を添加した光ファイバを用
いた光増幅器が用いられる。
なる光信号λ１、λ２、λ３、λ４は、光ファイバに入
力され光変調器に入射される、光変調器に入射した各々
の光信号は2.488Gb/s の変調周波数で変調される。変調
された光信号は光ファイバを伝送し光合波器で合波され
た後に、光変調器や光合波器での損失を補償するため
に、光ファイバ増幅器に入射され、増幅後外部光ファイ
バに出力される。光ファイバ増幅器は、通常、希土類元
素であるエルビウムイオン等を添加した光ファイバを用
いた光増幅器が用いられる。
【０００７】この光増幅器は、内部に、励起光源、増幅
光ファイバ、光合波器、光アイソレータ等の光部品が用
いられているため、比較的大きな構成、さらに、内部に
用いられている励起光源は大きな消費電力を要する。図
２は、本発明による10Gb/s４波長多重伝送の光集積型光
通信光源を示す図である。
光ファイバ、光合波器、光アイソレータ等の光部品が用
いられているため、比較的大きな構成、さらに、内部に
用いられている励起光源は大きな消費電力を要する。図
２は、本発明による10Gb/s４波長多重伝送の光集積型光
通信光源を示す図である。
【０００８】波長の異なる半導体レーザ１０、１１、１
２，１３から出力された各々の光信号λ１、λ２、λ
３、λ４は、導波層を伝搬し各々の光変調器１４、１
５、１６、１７に入射される。光変調器では、2.488Gb/
s の変調速度で変調が付加される。変調された光信号
は、さらに導波層を伝搬し、半導体光増幅器１８、１
９、２０、２１で増幅された後、光合波器２２で合波さ
れ、光出力ポート２３を介し、出力側光ファイバ２４に
て外部に出力される。出力された光信号は、波長多重さ
れた10Gb/sの伝送容量をもつ。各々の光機能部品は基板
２５上に配置されている。各々の半導体レーザは後方に
PIN ホトダイオード２６、２７、２８、２９が配置さ
れ、半導体レーザからの光出力の監視を行う機能を付加
することにより、時間的に安定した光出力を得ることが
できる。
２，１３から出力された各々の光信号λ１、λ２、λ
３、λ４は、導波層を伝搬し各々の光変調器１４、１
５、１６、１７に入射される。光変調器では、2.488Gb/
s の変調速度で変調が付加される。変調された光信号
は、さらに導波層を伝搬し、半導体光増幅器１８、１
９、２０、２１で増幅された後、光合波器２２で合波さ
れ、光出力ポート２３を介し、出力側光ファイバ２４に
て外部に出力される。出力された光信号は、波長多重さ
れた10Gb/sの伝送容量をもつ。各々の光機能部品は基板
２５上に配置されている。各々の半導体レーザは後方に
PIN ホトダイオード２６、２７、２８、２９が配置さ
れ、半導体レーザからの光出力の監視を行う機能を付加
することにより、時間的に安定した光出力を得ることが
できる。
【０００９】本発明では４波集積された光源について説
明を行ったが、通信システムで要求される伝送容量に応
じた信号光波長の数を集積化する必要がある。半導体レ
ーザは、安定した連続光が発振できる半導体レーザを用
いればよいが、高速変調されるため波長特性の安定した
スペクトル線幅の狭いDFB レーザやDBR レーザを用いる
のが望ましい。また、多重化する波長数が多くなると、
半導体レーザ素子がアレイ構造化されたアレイ型半導体
レーザ素子を用いるとよい。また、各々の半導体レーザ
から出力される光信号の波長は、通常、通信システムで
要求される波長である必要がある。一般にはITU-T で規
格化された波長が用いられる。
明を行ったが、通信システムで要求される伝送容量に応
じた信号光波長の数を集積化する必要がある。半導体レ
ーザは、安定した連続光が発振できる半導体レーザを用
いればよいが、高速変調されるため波長特性の安定した
スペクトル線幅の狭いDFB レーザやDBR レーザを用いる
のが望ましい。また、多重化する波長数が多くなると、
半導体レーザ素子がアレイ構造化されたアレイ型半導体
レーザ素子を用いるとよい。また、各々の半導体レーザ
から出力される光信号の波長は、通常、通信システムで
要求される波長である必要がある。一般にはITU-T で規
格化された波長が用いられる。
【００１０】また、本発明では、変調された信号光を増
幅した後に、合波する構成について説明を行ったが、変
調した信号を合波した後に一括増幅した構成としても何
ら問題ない。各々の光信号光波長の間隔が狭い場合や、
多重する信号光の数が少ない場合には、合波した後に増
幅することが望ましい。
幅した後に、合波する構成について説明を行ったが、変
調した信号を合波した後に一括増幅した構成としても何
ら問題ない。各々の光信号光波長の間隔が狭い場合や、
多重する信号光の数が少ない場合には、合波した後に増
幅することが望ましい。
【００１１】光変調器は、光強度変調方式の場合には、
分岐干渉型光変調器を用いるのが望ましいが、それ以外
の変調器でも同様の効果が得られれば構わない。また、
変調方式として、位相変調方式があるがこの場合には、
光位相変調器を用いる必要がある。
分岐干渉型光変調器を用いるのが望ましいが、それ以外
の変調器でも同様の効果が得られれば構わない。また、
変調方式として、位相変調方式があるがこの場合には、
光位相変調器を用いる必要がある。
【００１２】また、半導体レーザが配置される基板材質
と光変調器や半導体光増幅器が配置される基板材質が異
なっても、一体集積した構造となっていれば構わない。
さらに、これら集積化したものは、ペルチェ素子等の温
度を一定に保つことができる素子上に配置されることが
望ましい。
と光変調器や半導体光増幅器が配置される基板材質が異
なっても、一体集積した構造となっていれば構わない。
さらに、これら集積化したものは、ペルチェ素子等の温
度を一定に保つことができる素子上に配置されることが
望ましい。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、半導体レーザ、光変調器、半導体光増幅器を同一基
板上に配置集積化することにより、光通信システムのシ
ステム構成を簡便化、さらには省スペース化をはかるこ
とが可能となる。また、従来は、変調特性の厳しい半導
体レーザ素子が必要であったが、本発明に用いる半導体
レーザには、連続発振の安価な半導体レーザを用いるこ
とが可能となった。また、複数個の半導体レーザ、光変
調器、半導体光増幅器を集積化することにより、波長多
重伝送用光源とすることも可能であり、光ファイバ増幅
器を用いる構成ではないため、光ファイバ増幅器の引き
起こす非線形光学効果の影響がない安定した光出力特性
を得ることができる安価な高速大容量伝送システムの光
源として提供することができる。
は、半導体レーザ、光変調器、半導体光増幅器を同一基
板上に配置集積化することにより、光通信システムのシ
ステム構成を簡便化、さらには省スペース化をはかるこ
とが可能となる。また、従来は、変調特性の厳しい半導
体レーザ素子が必要であったが、本発明に用いる半導体
レーザには、連続発振の安価な半導体レーザを用いるこ
とが可能となった。また、複数個の半導体レーザ、光変
調器、半導体光増幅器を集積化することにより、波長多
重伝送用光源とすることも可能であり、光ファイバ増幅
器を用いる構成ではないため、光ファイバ増幅器の引き
起こす非線形光学効果の影響がない安定した光出力特性
を得ることができる安価な高速大容量伝送システムの光
源として提供することができる。
【図１】 本発明の実施例による光集積型光通信用光源
を示す図。
を示す図。
【図２】 本発明の実施例による４波長多重通信用光集
積型光通信用光源を示す図。
積型光通信用光源を示す図。
【図３】 従来の４波長多重通信用光集積型光通信用光
源を示す図である。
源を示す図である。
１、１０，１１，１２，１３、DFB 半導体レーザ ２，４、 導波層 ３，１４，１５，１６，１７、分岐干渉型光変調器 ５，１８，１９，２０，２１、半導体光増幅器 ６、２３ 光出力ポート ７，２４ 光ファイバ ８，２５ 基板 ９，２６，２７，２８，２９、PIN ホトダイオード ２２、光合波器
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザおよび光変調器とから構成
される光集積型通信用光源において、光変調器の光損失
を半導体光増幅器を用いて補償するために半導体光増幅
器を光変調器の後段に配置し、かつ、半導体レーザ、光
変調器および半導体光増幅器を同一の基板上に集積化し
たことを特徴とする光集積型光通信用光源。 - 【請求項２】 請求項１記載の光集積型光通信用光源に
おいて、波長多重の目的で、２乃至それ以上の半導体レ
ーザ、半導体レーザと同数個の光変調器、半導体光増幅
器を配置し、各々の半導体レーザから出た光信号が、各
々の光変調器を通過するか、半導体光増幅器を通過した
後、合波される光合波部を配置したことを特徴とする光
集積型光通信用光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205033A JPH1154842A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 光集積型光通信用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205033A JPH1154842A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 光集積型光通信用光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154842A true JPH1154842A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16500337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9205033A Pending JPH1154842A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 光集積型光通信用光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154842A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012832A2 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Multiple epitaxial region substrate and technique for making the same |
| JP2007165892A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Korea Electronics Telecommun | 高出力のｐｌｃ光送信モジュール及びｐｌｃ光送受信モジュール |
| US7308012B2 (en) | 2003-06-27 | 2007-12-11 | Nec Corporation | Semiconductor laser module and method of assembling the same |
| JP2015195271A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2016072608A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびこれを備える光集積光源 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9205033A patent/JPH1154842A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012832A2 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Multiple epitaxial region substrate and technique for making the same |
| WO2003012832A3 (en) * | 2001-07-31 | 2003-10-02 | Gore Enterprise Holdings Inc | Multiple epitaxial region substrate and technique for making the same |
| US7308012B2 (en) | 2003-06-27 | 2007-12-11 | Nec Corporation | Semiconductor laser module and method of assembling the same |
| JP2007165892A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Korea Electronics Telecommun | 高出力のｐｌｃ光送信モジュール及びｐｌｃ光送受信モジュール |
| US7424180B2 (en) | 2005-12-09 | 2008-09-09 | Electronics And Telecommunication Research Institute | High power planar lightwave circuit optical Tx module and Tx/Rx module |
| JP4558704B2 (ja) * | 2005-12-09 | 2010-10-06 | 韓國電子通信研究院 | 高出力のｐｌｃ光送信モジュール及びｐｌｃ光送受信モジュール |
| JP2015195271A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2016072608A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびこれを備える光集積光源 |
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