(57)【要約】      （修正有）【課題】アレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器を固体光共振器として、半導体レーザアレイの発振波長を安定化した波長多重光通信用の光送信器を提供する。【解決手段】アレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器を同一基板上に２個用意し、複数個の半導体レーザ素子を等間隔で配列した半導体レーザアレイを両者の各出力導波路の間に配置している。各半導体レーザ素子と各出力導波路は同じ間隔で配列している。そして一方の波長合分波器の入力導波路に反射面を設け、これを固体光共振器としている。他方の波長合分波器は光合波器として入力導波路に光ファイバを接続して各半導体レーザ素子からの各出力レーザ光を合波して出力する。固体光共振器と光合波器は同一組成であるから温度による波長変動は一致しており、両者を同じ程度に適当に冷却すれば安定して動作する。【選択図】図１
0003145926.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
同一基板１上に形成されたアレイ導波路回折格子を用いた２個の光波長合分波器を一方は光合波器、もう一方は固体光共振器とし、光合波器の出力導波路と固体光共振器の出力導波路との各出力端面の間に半導体レーザアレイを配置し、光合波器の入力導波路には光ファイバを接続し、固体光共振器の入力導波路には反射鏡が形成してある光送信器。
【請求項２】
基板上に形成した光波長合分波器の左スラブ導波路と右スラブ導波路をアレイ導波路回折格子で結び、左スラブ導波路には左入力導波路と左出力導波路、右スラブ導波路には右入力導波路と右出力導波路がそれぞれ結合し、左出力導波路と右入力導波路との各出力端面の間に半導体レーザアレイを配置し、左入力導波路には光ファイバを接続し、右入力導波路には反射鏡が形成してある光送信器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この考案はアレイ導波路回折格子を光波長合分波器とする光送信器の波長安定化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  光波長多重通信に必要なアレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器は温度変化に弱い問題があったが、様々な工夫により温度変化に対する波長安定化が達成された。しかし、光源であるＤＦＢタイプの半導体レーザ素子は材料が金属を主体としているので熱膨張係数が大きく、自身の発熱や周囲の温度変化によって発振波長が変動するため、冷却装置による厳密な温度制御を必要とする欠点がある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  そこでこの考案は、アレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器を固体光共振器として、半導体レーザアレイの発振波長を安定化した波長多重光通信用の光送信器を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  そのための手段として、アレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器を同一板上に２個用意し、複数個の半導体レーザ素子を配列した半導体レーザアレイを両者の出力導波路の各出力端面間に配置している。各半導体レーザ素子と各出力導波路は同じ間隔で配列している。そして一方の光波長合分波器の入力導波路に反射鏡を設けて固体光共振器としている。他方の光波長合分波器は光合波器として入力導波路に光ファイバを接続して各半導体レーザ素子からの各出力レーザ光を合波して出力する。
【考案の効果】
【０００５】  半導体レーザアレイの各半導体レーザ素子から出力された各レーザ光は、対応する固体光共振器の出力導波路にそれぞれ入力して、内部のアレイ導波路回折格子により入力導波路に合波され、その反射鏡で反射されて、再びアレイ導波路回折格子により出力導波路に分波されて、元の各半導体レーザ素子に戻って各発振波長が決まる。そして出力レーザ光は光合波器の出力導波路に入力して、内部のアレイ導波路回折格子により入力導波路に合波され、入力導波路に接続した光ファイバから出力される。各半導体レーザ素子の各発振波長は固体光共振器によって決まるから、半導体レーザアレイ自体の温度変化は関係ない。固体光共振器と光合波器は同一基板上にあるから温度による波長変動は一致しており、両者を同時に冷却すれば安定して動作する。基板の何も無い表面の部分に適当に溝を付けておくと冷却効果が良くなる。【０００６】  材料によっては基板上に直接半導体レーザアレイを直接形成できる場合もある。光合波器の出力導波路と固体光共振器の出力導波路の光軸は最初から一致しているので調整の必要は無いし、半導体レーザアレイの平面方向の位置合わせも厳密にする必要は無い。半導体レーザアレイの一部を受光素子に変えると光送受信器にもなる。反射鏡は必ずしもこの位置にある必要はなく、固体光共振器の入力導波路の途中でも構わない。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】  図１はこの光送信器の一実施例の平面図であり、同一基板１上に形成されたアレイ導波路回折格子を用いた２個の波長合分波器を一方は光合波器２、もう一方は固体光共振器３とし、光合波器２の出力導波路４と固体光共振器３の出力導波路５との各出力端面の間に溝６を掘って、半導体レーザアレイ７を配置している。光合波器２と固体光共振器３は同一材料で対称形に作られており、温度特性は一致するから温度による波長変動は等しい。光合波器２の入力導波路８には光ファイバ９を接続してあり、固体光共振器３の入力導波路１０には反射鏡１１が形成してある。半導体レーザアレイ７には、この例では４個の半導体レーザ素子１２が等間隔で配列しているが、実際には数十個可能である。【０００８】  半導体レーザアレイ７の各半導体レーザ素子１２から出力された各レーザ光１３は、対応する固体光共振器３の出力導波路５にそれぞれ入力して、内部のアレイ導波路回折格子１４により入力導波路１０に合波され、その反射鏡１１で反射されて、再びアレイ導波路回折格子１４により出力導波路５に分波されて、元の各半導体レーザ素子１２に戻って各発振波長が決まる。そしてレーザ光１３は光合波器２の出力導波路４に入力して、内部のアレイ導波路回折格子１５により入力導波路８に合波され、入力導波路８に接続した光ファイバ９から出力される。アレイ導波路回折格子１４とアレイ導波路回折格子１５の部分が温度変化すると波長特性が変動するが、現在では様々な工夫により変動が小さく抑えられている。各半導体レーザ素子１２の発振波長は固体光共振器３によって決まるから、半導体レーザアレイ７自体の温度変化は関係ない。図１は典型的な光波長合分波器の図面を示したものであり、温度補償板等の各種の工夫を加えた場合もすべて考案の対象に含む。【０００９】  図２はこの送信器の別の実施例の平面図であり、１個の光波長合分波器１６を光合波器と固体光共振器の両方に兼用した場合である。本体基板１７上に形成した光波長合分波器１６の左スラブ導波路１８と右スラブ導波路１９をアレイ導波路回折格子２０で結び、左スラブ導波路１８には左入力導波路２１と左出力導波路２２、右スラブ導波路１９には右入力導波路２３と右出力導波路２４がそれぞれ結合してある。左出力導波路２２と右入力導波路２３との各出力端面の間に溝２５を掘って、半導体レーザアレイ２６を配置している。左入力導波路２１には光ファイバ２７を接続してあり、右入力導波路２３には反射鏡２８が形成してある。半導体レーザアレイ２６には、この例では４個の半導体レーザ素子２９が等間隔で配列している。本体基板１７と右スラブ導波路１９とその小基板３０は図のように途中で切れていて、温度補償板３１で本体基板１７と小基板３０が接続してあり、温度変動により温度補償板３１が伸縮して位置右スラブ導波路１９の位置を横方向に微小に変化させて波長変動を抑えている。【００１０】  半導体レーザアレイ２６の各半導体レーザ素子２９から出力された各レーザ光３２は、対応する左出力導波路２２にそれぞれ入力して、アレイ導波路回折格子２０により右入力導波路２３に合波され、その反射鏡２８で反射されて、再びアレイ導波路回折格子２０により左出力導波路２���に分波されて、元の各半導体レーザ素子２９に戻って各発振波長が決まる。そしてレーザ光３２は右出力導波路２４に入力して、アレイ導波路回折格子２０により左入力導波路２１に合波され、左入力導波路２１に接続した光ファイバ２７から出力される。温度補償板３１の働きにより温度が変動しても各半導体レーザ素子２９の発振波長は安定している。温度補償板３１以外の方法で温度補償する場合もすべて考案の対象に含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この光送信器の一実施例の平面図。
【図２】この光送信器の別の実施例の平面図。
【符号の説明】
【００１２】１  基板
２  光合波器
３  固体光共振器
４  光合波器の出力導波路
５  固体光共振器の出力導波路
６  溝
７  半導体レーザアレイ
８  光合波器の入力導波路
９  光ファイバ
１０  固体光共振器の入力導波路
１１  反射鏡
１２  半導体レーザ素子
１３  レーザ光
１４  固体光共振器のアレイ導波路回折格子
１５  光合波器のアレイ導波路回折格子
１６  光波長合分波器
１７  本体基板
１８  左スラブ導波路
１９  右スラブ導波路
２０  アレイ導波路回折格子
２１  左入力導波路
２２  左出力導波路
２３  右入力導波路
２４  右出力導波路
２５  溝
２６  半導体レーザアレイ
２７  光ファイバ
２８  反射鏡
２９  半導体レーザ素子
３０  小基板
３１  温度補償板
３２  レーザ光
【図１】
0003145926.tif 000003
【図２】
0003145926.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
同一基板１上に形成されたアレイ導波路回折格子を用いた２個の光波長合分波器を一方は光合波器、もう一方は固体光共振器とし、光合波器の出力導波路と固体光共振器の出力導波路との各出力端面の間に半導体レーザアレイを配置し、光合波器の入力導波路には光ファイバを接続し、固体光共振器の入力導波路には反射鏡が形成してある光送信器。
【請求項２】
基板上に形成した光波長合分波器の左スラブ導波路と右スラブ導波路をアレイ導波路回折格子で結び、左スラブ導波路には左入力導波路と左出力導波路、右スラブ導波路には右入力導波路と右出力導波路がそれぞれ結合し、左出力導波路と右入力導波路との各出力端面の間に半導体レーザアレイを配置し、左入力導波路には光ファイバを接続し、右入力導波路には反射鏡が形成してある光送信器。
【請求項３】
請求項１において半導体レーザアレイを基板上に直接形成した光送信器。
【請求項４】
請求項１において半導体レーザアレイの一部を受光素子に置き換えた光送受信器。
【請求項５】
請求項４において半導体レーザアレイと受光素子の少なくとも一方を基板上に直接形成した光送受信器。
【請求項６】
請求項２において半導体レーザアレイを基板上に直接形成した光送信器。
【請求項７】
請求項２において半導体レーザアレイの一部を受光素子に置き換えた光送受信器。
【請求項８】
請求項７において半導体レーザアレイと受光素子の少なくとも一方を基板上に直接形成した光送受信器。