(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長安定な可変調レーザ源（１）を有しており、該レーザ源（１）の信号（λｉ，ｕ）は、プレーナ導波路（１８）に入力結合され、マイケルソン−バンドパスフィルタ（１５，１４）を有している光送信器において、
レーザ源（１）の信号（λｉ，ｕ）は、プレーナ導波路（１８）を介して、マイケルソン−バンドパスフィルタ（１５，１４）を透過した後、伝送区間内の光リードファイバ（４）に入力結合されていることを特徴とする光送信器。
【請求項２】
レーザ源（１）は、適合されたビーム形状の半導体レーザ（７）及びブラッグ格子（１１）である請求項１記載の光送信器。
【請求項３】
半導体レーザ（７）内の能動ストリップ状導波路は、反射防止層（９）上に傾斜して形成されており、プレーナ導波路（１８）は、前記半導体レーザ（７）との結合点（１０）上に傾斜して形成されている請求項２記載の光送信器。
【請求項４】
レーザ源（１）は、導波路レーザ（１６）から構成されており、該導波路レーザ（１６）は、半導体レーザ（７）によってポンピングされ、且つ、外部変調器（２）が後ろに接続されている請求項１記載の光送信器。
【請求項５】
レーザ源（１）の放射波長（λｉ）は、ブラッグ格子（１１）によって決められる請求項４記載の光送信器。
【請求項６】
マイケルソンバンドパスフィルタ（１５，１４）は、同時に、レーザ源（１）の放射波長（λｉ）とは異なる波長用の光アイソレータである請求項１から５迄の何れか１記載の光送信器。
【請求項７】
マイケルソンバンドパスフィルタ（１５，１４）の開放端は、波動排出部内で終端する請求項１から６迄の何れか１記載の光送信器。
【請求項８】
波動排出部は、プレーナ導波路の傾斜又は未加工縁（１３）から構成されている請求項７記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ドイツ連邦共和国特許公開第2308461号公報に相応する波長安定な可変調レーザ源を有しており、該レーザ源の信号は、プレーナ導波路を介して光リードファイバに入力結合されている光送信器に関する。
【０００２】
ヨーロッパ特許出願公開第０５８４６４７号公報からは、光情報技術で使用される光送信器が公知である。この送信器は、信号が伝送区間内に入力結合される前に変調されるレーザ源が使用されている。そのような送信器は、データを大きな区間を介して伝送するために広帯域通信で使用される。その際、伝送系は、所定の波長で作動される。送信器は、他の波長の光の散乱に対して保護されておらず、この散乱により、出力信号が歪んだりノイズが生じたりすることがある。
【０００３】
発明の利点
それに対して、請求項１の特徴部に記載の、つまり、レーザ源の信号は、少なくとも１つのマイケルソン−バンドパスフィルタを透過するように構成された、本発明の光送信器の有する利点は、送信波長での光出力だけがマイケルソン干渉計を介して反射性及び波長選択性により伝送区間内に入力結合されるということである。マイケルソン干渉計の帯域幅外の波長はマイケルソン−バンドパスフィルタを通過して、排出（ａｂｓｕｍｐｆｅｎ）される。このバンドパスフィルタにより、送信器の波長とは異なった波長の信号が、結合されたファイバを介して送信器に供給されることがあるのが阻止される。そうすることによって、本発明のセンサを、伝送方法として波長多重方式を使用する系に用いることができる。本発明のセンサを波長多重伝送系で使用する際、送信器の波長を他の送信器の波長から保護するための別の措置を用いる必要はない。従って、波長多重方式伝送系での波長クロストークは、比較的許容可能である。
【０００４】
従属請求項に記載の手段により、主請求項に記載の光センサの有利な実施例及び改善が可能である。
【０００５】
特に有利には、レーザ源は、電磁界の分布が、結合されたストリップ状導波路の方に拡張された半導体レーザから構成されている。ビームの拡張により、半導体レーザは、受動的、従って、簡単にストリップ状導波路に結合することができる。波長の調整のために、ストリップ状導波路に結合される端面上に反射防止層をコーティングして、それにより、半導体チップのレーザ共振器を用いないようにすることができる。結合されたストリップ状導波路は、水晶ガラス製コアマントル構造から形成されており、その際、導波路コアはゲルマニウム-ドーピングガラス製である。導波路コア内に、紫外（ＵＶ）光を用いてブラッグ格子を形成することができる。波長選択性ブラッグ格子及び他の使用半導体レーザ端面は、レーザ共振器を構成する。ブラッグ格子の波長選択に依存して、レーザは、ブラッグ格子の波長で振動する。レーザダイオードの内部電流変調を介して、光出力のデータ信号を変調することができる。有利には、レーザダイオードのスリップ状導波路もガラス製ストリップ状導波路も反射防止層に対して傾斜して形成されている。そうすることによって、理想的でない反射防止層での残留反射を、半導体レーザの方向にもブラッグ格子の方向にも抑制することができる。それぞれの反射出力は、傾斜端面に基づいて、それぞれのストリップ状導波路内に入力結合される。放射スペクトル内には、反射防止層での反射を抑制することによって、モードの急激な変化を生じることがある付加的なモード構造を形成することがなくなる。
【０００６】
有利には、波長選択性送信源の他の実施例を使用してもよい。高安定波長選択性源は、エルビウム／イットリウム-ドーピングされたガラス製導波路ＤＦＢ（分布帰還形）レーザとして構成されている。半導体レーザは、ポンプ源として使用される。ポンプ出力の高さを介して、光出力を調整することができる。変調を外部で行うことができ、その際、比較的高い変調速度（ギガバイト領域迄達する）が可能となるという利点を有している。
【０００７】
有利には、伝送ファイバにすべて反射性結合された送信器は、レーザダイオードによってイミテート（ｉｍｉｔｉｅｒｔ）されない波長用の波動排出部（Ｗｅｌｌｅｎｓｕｍｐｆ）を有している。この波動排出部は、レーザダイオード及び伝送ファイバに結合されていない、ガラス製ストリップ状プレーナ導波路端の傾斜部、又は、粗な縁部から構成されている。
【０００８】
図面
以下、本発明の実施例について、図を用いて説明する。その際、図１は、光送信器の構造を示し、図２は、光送信器の実施例を示し、図３は、ブラッグ格子を有するカラスストリップ状導波路への半導体レーザの結合部を示し、図４は、光送信器の別の実施例を示す。
【０００９】
実施例の説明
図１には、光センサの概略構造が図示されている。レーザ源１は、変調器２と接続されており、変調器２は、反射器３と接続されている。反射器３を通って、レーザ信号４は、出力結合されたファイバに達する。光送信器５は、電気端子６を有している。この電気端子６によって、レーザ源１にも変調器２にもエネルギが供給される。レーザ源と変調器との分離は、必須ではない。と言うのは、内部変調が半導体レーザの例として可能であるからである。
【００１０】
図２には、シリコンチップ１７上に構成された、本発明の光送信器５が図示されている。シリコンチップ１７上には、半導体レーザ７並びにストリップ状導波路１８を有する光プレーナ回路が構成されている。半導体レーザ１７は、ストリップ状導波路１８に結合されている。ストリップ状導波路の導波路コア内には、紫外光誘起型ブラッグ格子１１が形成されており、このブラッグ格子１１により、半導体レーザの放射波長が決められる。この送信源の後ろには、マイケルソン干渉計が接続されており、このマイケルソン干渉計は、反射式の光バンドパスフィルタとして作動する。マイケルソン干渉計は、導波路アーム内の３ｄＢ結合器１５及び２紫外光（ＵＶ）誘起格子１４から構成されている。紫外光誘起格子は、送信波長で送信出力を反射する。紫外光誘起屈折率変更部２０を介して、反射式バンドパスフィルタは、最大値に調整される。ストリップ状プレーナ導波路は、出力側がガラス製ファイバ４と接続されており、ガラス製ファイバは、出力結合すべき信号を案内する。バンドパスフィルタの開放導波路アームは、プレーナ光回路の傾斜縁１３で終端する。送信波長外の波長の信号は、傾斜縁に偏向されて、従って、排出される。
【００１１】
ブラッグ格子を有する半導体レーザ７は、既に刊行物"Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｃａｖｉｔｙ  ｌａｓｅｒ...",  Ｔ．Ｔａｎａｋａ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ｖｏｌ．３２，  ｎｏ．  １３，  １２０２ページ以下から公知であり、従って、これ以上詳細に説明しない。半導体レーザ（その際、有利には、結合上の理由から電磁界の直径が拡張されている半導体レーザが使用されている）は、波長選択性のブラッグ格子と共に、ブラッグ波長λiで安定してレーザ光を放射する。ブラッグ格子１１の反射係数＞４０％により、送信源は、送信波長λiで外部反射に対して不感能である。ブラッグ格子１１及び１４は、非常に温度安定に構成することができ、その際、ストリップ状プレーナ導波路１８は、高濃度ホウ素ドーピングを有している。格子自体の製造は、紫外光の露光を介して行われ、その際、位相マスクが使用されるか、又は、紫外光が干渉計構造体内でコヒーレントに重畳される。レーザダイオード７がプレーナ導波路に結合する際の問題点は、半導体結晶-ガラス製ストリップ状導波路の分離面で反射が生じる点にある。
【００１２】
図３には、波長安定送信源の詳細図が示されている。半導体レーザダイオード７は、非結合端に高反射層８を有しており、この高反射層８からは、光成分が放射されないか、又は極めて僅かな光成分しか放射されない。レーザダイオードは、他端の方に電磁界が拡張されているように構成されている。従って、レーザダイオードを受動結合プロセスでガラス製導波路に結合することができる。波長λiで、安定放射を達成するために、レーザダイオード７の結合端面には、反射防止層９が設けられている。それから、レーザ共振器は、ストリップ状導波路内の高反射層８及び波長選択ブラッグ格子11から構成されている。レーザダイオード内の能動導波路を、反射防止層に垂直方向に構成すると、理想状態でない反射防止層での内部反射により、放射波長が急激に変化することがある（モードの急激な変化）。これは、殊に温度変化時、及び、レーザがデータ信号で電流変調される際に発生する。この変調の急激な変化を抑制するために、レーザダイオード内の能動ストリップ状導波路は、反射防止層９を有する端面上に傾斜して形成される。同様に、ガラス製ストリップ状導波路は、レーザダイオードに接続される。両導波路を分離面上に傾斜して形成することにより、それぞれの反射光出力が、ストリップ状導波路内で再度入力結合されないようになる。そうすることによって、レーザ共振器内で複数回反射が生じることはないので、モードの急激な変化を極めて十分に抑制することができる。図２に相応して、放射された光出力は、反射式バンドパスフィルタを透過して、伝送ファイバ４内に入力結合される。反射式バンドパスフィルタは、放射波長を中心にした非常に小さな領域内の波長だけを出力導波路に伝送するので、殊に変調の際に不所望な波長での出力は、放射波長に拘わらず、伝送区間上に伝送されない。
【００１３】
反転された方向に形成されているλiに等しくない波長は、送信源内に達しない。と言うのは、この波長では、反射式バンドパスフィルタは透過性であり、終端部で、傾斜縁によってほぼ排出される。バンドパスフィルタ１４，１５を使用することによって、他の波長は、ブラッグ格子１１を妨害なく透過して、半導体レーザダイオードに達するのを心配する必要がなくなる。反射式バンドパスフィルタは、λiに等しくない波長の場合、光アイソレータに代替することができる。
【００１４】
図４には、光送信器の別の実施例が記載されており、その際、レーザ源は、既に非公開のドイツ連邦共和国特許第１９７０５６６９号に記載されている。高安定レーザは、エルビウム／イットリウム-ドーピングされたガラス製導波路１６から構成されている。紫外光誘起格子をエルビウム／イットリウム-ドーピング導波路領域内に形成することにより、ＤＦＢレーザが構成されている。この導波路レーザは、半導体レーザポンプ源７でポンピングされ、この半導体レーザポンプ源７は、弱反射格子１１を介して安定化される。ＤＦＢ導波路レーザ１６は、両側方向に放射されるので、高反射格子は、ポンピングレーザダイオードに向かう側に形成されている。こうすることによって、一方では、光出力を伝送区間の方に放射し、他方では、波長λiの出力がポンピングレーザダイオードに達しないようにすることができる。調整領域２０を介して、反射出力が正確な位相状態でＤＦＢ導波路レーザ１６に入力結合されるようになる。別のブラッグ格子１１の後ろ側は、導波路レーザ１６が接続されており、それにより、導波路レーザ内に吸収されないポンピング出力が再度反射して戻されないようにされる。送信出力は、続いて外部変調器に入力結合される。外部変調器は、有利には、両側がストリップ状導波路及び単一モードファイバに受動結合するために、それぞれ１つの、電磁界拡張用セクションを有している電子吸収変調器から構成されている。
【００１５】
単一モードファイバは、プレーナ反射式バンドパスフィルタに接続され、このバンドパスフィルタは、送信波長での光出力を伝送区間４に更に伝送する。反射式バンドパスフィルタは、放射波長を中心にした非常に小さな領域内の波長だけを出力導波路に伝送するので、反転方向に形成されるλiに等しくない波長は、送信源に達しない。と言うのは、この波長の場合、反射式バンドパスフィルタは透過性であり、終端部で傾斜縁によってほぼ排出されるからである。バンドパスフィルタ１４，１５を使用することによって、他の波長がブラッグ格子１１を妨害なく透過して、半導体レーザダイオードに達するのを心配する必要はない。反射式バンドパスフィルタの代わりに、λiに等しくない波長の場合に光アイソレータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光送信器の構造を示す図。
【図２】  光送信器の実施例を示す図。
【図３】  ブラッグ格子を有するカラスストリップ状導波路への半導体レーザの結合部を示す図。
【図４】  光送信器の別の実施例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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