[发明专利]光调制装置

说明书

本申请是申请日为2004年6月16日、申请号为200480001430.X、发明创造名称为“光调制装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于光通信的光调制装置，特别是涉及把半导体光放大器之类的光放大器和光强度调制器组合起来而构成的光调制装置的构成技术。

背景技术

以前人们一直在研究把包括用光短脉冲激光或调幅/调相产生的多个光载波的多波长光用于波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)信号传送的方式。这样的多波长光的各个边模(side mode)的谱间隔全都相等，对边模进行波长分离所得到的信道就变成为相等的波长间隔。因此，这样的多波长光，就波长配置来说，也比用对每一个信道准备单独的激光并对每一个信道设定波长的方法产生的多波长光更为简便。

在实现使用多波长光的WDM信号传送系统方面，一个重要的课题是光调制电路构成的简易化和经济化。图1示出了现有的光调制电路的构成。从多波长光源101产生的多波长光，在用波长分波器103进行了波长分波后，用各个光强度调制器105进行调制，再用波长合波器107进行合波。在图1所示的构成中，由于必须有透过中心波长的绝对值相等的2个波长合分波器103、107，故人们提出了图2所示的那样的用1个波长合分波器207，1个或多个光强度调制器209和与该光强度调制器的个数相等的反射镜211构成的光调制装置(参看特开2002-318374号公报)。

在图2所示的光调制装置中，从光输入装置201的输入口203输入进来的多波长光，在通过输入输出口205并被波长分波器207进行了波长分波后，用各个光强度调制器209进行调制，用光反射器211进行反射，而返回原来的光路，再次用波长合波器207进行合波，从输入输出装置201的输出口213输出。倘采用该装置构成，由于可以仅仅用1个波长合分波器207构成，故波长合分波器的透过中心波长匹配就变得容易起来，而且，还可以削减装置成本。

在图1和图2的任何一者中，各个波长的光功率都将因波长合分波器等所使用的光器件的损耗而减少。此外，在多波长光源与光调制器处于物理性地分离开来的位置的系统中，在其间进行连接的光纤传送路径的损耗就变得不能忽视。由于WDM信号功率的降低，将招致信噪比(SNR)的恶化，故就必须用图1的109或图2的215所示的那种光放大器对功率进行放大。

在图1和图2中，公开了用覆盖所有的多波长光的波段的宽带的光放大器一起放大WDM信号功率的例子(参看特开2003-18853号公报)。在本例中，使用的是放大其光强度而不依赖于波分复用的调制光的偏振波的偏振波无依赖光放大器。这样的光放大器一般使用掺铒(Er)光纤放大器(EDFA)等的光纤放大器。EDFA，是采用向石英玻璃光纤的纤芯部分内掺入铒离子Er³⁺的办法用在该离子的固有的跃迁中的受激发射，放大在光纤内行进的光的光放大器。另一方面，作为用于光通信的光放大器，已经开发出了半导体光放大器(SOA)。SOA是采用使半导体激光器的谐振器端面低反射化的办法，借助于受激发射而放大在半导体内的活性层中行进着的光的光放大器。

上述的不论哪一种的光放大器，虽然都是增益波段大于等于30nm的宽波段，但是位于受激能级上的载流子的寿命时间差别很大。EDFA，由于借助于源于多个离散性的受激能级的跃迁而得以形成增益展宽，故载流子寿命时间长到ms(毫秒)数量级，增益展宽变成为不均匀。另一方面，SOA的载流子寿命时间短到ns(纳秒)数量级，故增益展宽可以看作是均匀的。通常，为了得到高功率光放大器要在增益的饱和区工作。在增益的饱和区中，在放大多个不同信号波长情况下，在增益展宽均匀的光放大器中，由于每一个波长将进行增益的争夺，产生信道间的串扰而使得信号波形劣化。因此，在一揽子地放大WDM信号的情况下，如上所述，一般的是要使用EDFA等的光纤放大器。但是，当对借助注入电流使半导体激励的SOA，和由输出激励光的半导体激光器、添加进了铒等掺杂物光纤、把激励光耦合到掺杂物光纤上的耦合器构成的EDFA进行比较时，可以说从部件个数的观点看SOA是经济的。特别是在放大1个信号波长的情况下，SOA这一方是合适的。