[发明专利]半导体激光组件、采用它的光纤放大器与光通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及作为光通信系统的激励光源所设计的半导体激光组件。更详细地，涉及法布里·珀罗(Febry-Perot)型半导体激光元件与光纤布喇格光栅(Fiber Brag Grating，FBG)、介电质多层滤波器、分布布喇格反射镜(DBR)等的光反馈部件进行光耦合而形成的复合谐振器类型的半导体激光组件，它可以作为具备使得高输出的激励用激光振荡的特性的激光组件、光稳定性良好并且具备使得激励用激光振荡的特性的激光组件、还能够抑制扭曲，例如适用于喇曼放大方式的波分复用通信方式所采用的激励用光源。

背景技术

作为传送多个信号光的光通信系统，波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing：WDM)正在逐步发展。在该系统中，在光线路的规定位置配置光放大器，这里，连接组装了法布里·珀罗型半导体激光元件的激光组件，从该激光组件向光放大器入射具有规定振荡光谱的激励用激光，由此，放大上游线路传送过程中衰减的光信号，将放大后的信号光再向下游线路传送。

现在，作为系统的光放大器，广泛采用掺铒光纤(EDFA)放大器。

该EDFA进行受激发射型的光放大。即，利用从激光组件入射的激励用激光，开始激励铒离子，在EDFA内，发现由其能决定的平坦的增益波长区域。这样，将包含在该平坦的增益波长区域中的波长的信号光进行光放大。

对于上述的进行受激发射型的光放大的EDFA，相关于信号光的光放大的实用增益波长区域即平坦的增益波长区域为1530～1610nm左右。即采用EDFA时，将在该系统中可进行光放大的信号光的波长控制在上述区域中。

另一方面，作为信号光的光放大方式，以往已知喇曼放大方式。该放大方式与上述EDFA放大器的情况相比，具备能够对于更宽频带的信号光进行放大的特征，因此，近年来非常希望将其适用于光通信系统中。

该喇曼放大方式是利用下述现象的光放大方式，当向光纤入射极高输出的激光(激励用激光)时，在该光纤中产生受激喇曼散射，在比该激励用激光的波长小13THz的频率(大概100nm左右长波长侧)处发现产生增益，向处于这样的被激励的状态的光纤入射包含于获得上述增益的波长区域中的波长的信号光时，该信号光被放大。

该喇曼放大方式与上述的EDFA的情况不同，不需要采用特殊的光纤，能够将光纤(光线路)其本身作为放大媒体使用，因此能够直接地适用于已经设置的光线路中。即，与EDFA的情况不同，能够减少光线路整体中的光放大用中继点。由此，能够简化系统整体的维护及管理，能够降低系统整体的建设费以及维持费，同时，能够提高系统整体的可靠性。

又，对于喇曼放大方式的情况，原理上能够放大任意波长区域的信号光。这是由于，在这种方式的情况下，通过改变入射到光纤的激励用激光的波长，即通过向光纤入射任意波长的激励用激光，能够发现在比该波长小13THz频率(大概100nm左右的长波长侧)处产生增益。

由此可见，在对于WDM通信方式采用喇曼放大方式的情况下，能够使得信号光的通道增加。

然而，在喇曼放大方式的情况下，产生于光纤的增益反映了构成光纤的玻璃分子的各种波动姿态并且具有某种波长分布。例如，激励用激光显示出在1430nm具有中心波长的振荡光谱时，由喇曼放大所产生的增益在波长1530nm附近具有峰值，形成以其峰值的波长作为中心并具有20nm左右宽度的非对称增益分布形状。

因此，在喇曼放大方式中，为了使得在较宽波长频带产生平坦的增益，将调整了中心波长以及光输出的多个励用激光多路复用并且使之入射到光纤。

具体地，将来自多个激光组件的中心波长不同的多个激励用激光由波长合成耦合器进行多路复用，通过将该波长多路复用后的1个激励用激光入射到光纤，在100nm左右的长波长侧使得各激励用激光的增益为连续多路复用的状态，整体上产生宽波长频带的增益。

然而，在已经建立的通信用光纤中，例如当从激光组件使得入射100mW的激励用激光时，获得的喇曼增益较小而为3dB，这样程度的增益很难实现信号光的光放大。

由此，在喇曼放大方式中，对于用于使得产生信号光能够进行光放大的增益的激励用激光，一般地要求其为200mW以上，最好为300mW以上，更进一步地，最好为400mW～1W的高输出光。

因此，一般地采用下述对应方法，即通过多路复用从多个激光组件输出的各激光，作为所要求强度的光输出，将其多路复用后的激光作为激励用激光入射到光纤。