相位共轭波发生装置,波长变换方法及光色散补偿方法制造方法及图纸

给出了一种装置，它包括：ＤＦＢ半导体激光器，此激光器有λ／４相移光栅和涂在其光输入端与光输出端上的无反射膜以透过相位共轭波；探测光束光源，用来将探测光束射入此激光器的光输入端；电流供给装置，用来将电流供给此激光器以振荡泵激光束；以及用来提取相位共轭波的透镜系统，此共轭波是在将探测光束射入振荡泵激光束的这一ＤＦＢ半导体激光器中时由此激光器的光输出端输出。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相位共轭波发生装置、波长变换方法、光色散补偿方法以及多波长光发生装置。具体地说，本专利技术涉及用非退化的四波混合(NDFWM)来产生相位共轭波的装置、用NDFWM来变换波长的方法、用NDFWM来补偿光色散的方法、以及用来产生具有不同波长的复合光的装置。由于有希望把相位共轭波用于补偿光通信光纤的色散、把相位共轭波用于能体现波长复用通信特征的波长变换机构，等等之中，已对相位共轭波进行了种种研究。如图1所示，在无相位共轭波的波长复用通信中，不仅需有与不同波长数一样多的半导体激光器101至107，还必须通过光纤111至117由光耦合器120来叠加半导体激光器101至107的光输出。这样，相应的系统就会随波长数的增加而加大尺寸和复杂化。作为产生相位共轭波的方法，例如曾提出过应用光纤在光学上的非线性的方法、应用行波型半导体激光放大器的方法，以及应用输出波长由注入的光确定的半导体激光器，等等。应用行波型半导体激光放大器来产生相位共轭波的方法已详述于文献〔1〕(A.Mecozzi et al.，IEEE JOURNAL OF QUANTUMELECTRONICS，Vol.31，No.4，April 1995，pp.686-699)中。在上述方法中，如文献〔1〕的图6所示，泵(激励)光束与探测光束(也称为“信号”光束)为定向耦合器耦合，然后此耦合的泵激光束与探测光束经透镜系统与光隔离器输入行波型半导体激光放大器中，再从此行波型半导体激光放大器中提取出相位共轭波。色心激光器(CCL)的光输出，作为泵激光束，经光学隔离器(OI)、Babinet-Soleil补偿器与透镜系统，输送给定向耦合器。外腔激光二极管(ECLD)的光输出，作为探测光束，经光隔离器、λ/2板与λ/4板输送给定向耦合器。应用半导体激光器代替半导体激光放大器来产生相位共轭波的方法已详述于文献〔2〕(Patrick P.Iannone et al.，IEEEJOURNAL OFQUANTUM ELECTRONICS，Vol.31，No.7，July 1995 pp.1285-1291)。在上述方法中，除了用到半导体激光器外，采用了具有与文献〔1〕所述方法中类似机构的装置。此半导体激光器经形成为使振荡输出的光的波长同于外部注入的泵激光束的光的波长。以上两种方法的相同点是，泵激光束与探测光束两者是输入到半导体激光放大器或半导体激光器的一端，而探测光束的相位共轭波则是从半导体激光放大器或半导体激光器的另一端取出。相反，在文献〔3〕(S.Murata et al.，Appl.Phy，Lett.58(14)，8，April1991，pp1458-1460)中描述了这样一种方法，从外部将探测光束输入到半导体激光器内去振荡泵激光束，而将探测光束的相位共轭波从入射端输出。但是，根据文献〔1〕与〔2〕所述的方法，由于需要三种光学器件，例如产生探测光束的光源、产生泵激光束的光源、产生相位共轭波用的半导体激光放大器或半导体激光器，这就导致用来使这些部件相互耦合的机构相应地变得复杂。特别是还要求能以良好的效率使探测光束与泵激光束耦合的光耦合器。另外，在文献(3)所述的方法中，由于半导体激光器内存在的法巴里-珀罗方式，在半导体激光器的光不输出端需要有高反射率的反射膜用来输出相位共轭波。因此，如文献〔3〕所述，相位共轭波的波长必然限于以法巴里-珀罗方式谐振的波长。本专利技术的目的之一在于提供相位共轭波发生装置，它能使相位共轭波发生机构较为简单同时生成不依赖于法巴里-珀罗方式的相位共轭波；波长变换方法，它通过形成这种相位共轭波来变换波长；应用这种相位共轭波补偿光色散的方法；以及用来产生具有不同波长的复合光的多波长光。根据本专利技术的一个方面，由于是把DFB(分布反馈)半导体激光器用作半导体器件来产生相位共轭波，而把通过振荡半导体激光器获得的单模光束用作泵激光束，就可以省除用来耦合泵激光束与探测光束的机构，由此可以简化相位共轭波发生装置的结构。此外，由于采用了光纤而不必考虑泵激光束的衰减，利用较强的泵激光束就能提高作为输出光束的相位共轭波的强度。尽管DFB半导体激光器具有单一振荡方式，但波长可以自由变化。为了改变波长，例如可以通过将DFB半导体激光器一侧的电极分成多个电极，来改变供给于半导体激光器的电流的分布。这样就能利用DFB半导体激光器来改变泵激光束的波长。结果得以自由地改变相位共轭波的波长。由于DFB半导体激光器产生的相位共轭波(光束)是随探测光束与泵激光束输出，要是只需将相位共轭波光束取出，可把相应的滤光片设在DFB半导体激光器的输出端一侧。由于采用DFB半导体激光器时相位共轭波光束的波形是作为探测光束的波形的反转形式出现，故可用DFB半导体激光器来补偿光纤的色散。根据本专利技术的另一方面，提供了环形光路，使得具有不同振荡波长的一个DFB半导体激光器的输入端与另一个DFB半导体激光器的输出端相连接，而由定向分路耦合器或类似器件将此光路中的光束提取到外部。由于具有不同波长且在上述环形光路中的复合光束可以用作探测光束，具有不同波长的复合相位共轭波就能生成每一种半导体激光。这样，由于此种多波长光发生装置可以包括至少两个DFB半导体激光器、光纤与光输出器件而可使尺寸最小化，于是此种装置可以做到微型化，还由于能减少光学部件与此种装置间的连接点数，就可以减少组装的时间与劳动量。此外，通过在此环形光路中插入标准件，可使光束的强度放大。要是再在此环形光路中插入光隔离器，就可减小沿反向行进的光束分量。由于能通过改变DFB半导体激光的波长来改变光束波长之间的间隔，就易于调节输出光束的波长。本专利技术的其它的与更进一步的目的与特点，将在弄清了结合附图所描述的说明性实施例后获得理解，或可从后附权利要求书中得到认识，而在实施本专利技术时，内行的人还将发现这里未提及的种种优点。图1例示了用来将具有不同波长的复合光输入到光纤中的传统装置；图2示明依据本专利技术一实施例的相位共轭波发生装置；图3A是部分切除的透视图，示明用于依据本专利技术上述实施例的相位共轭波发生装置中的DFB半导体激光器；图3B是沿图3A中I-I线截取的表明上述DFB半导体激光器的剖面图；图4是曲线图，示明依据本专利技术上述实施例的相位共轭波发生装置获得的光谱例子；图5表明应用了依据本专利技术上述实施例的相位共轭波发生装置的多波长光发生装置的结构例子；图6表明由本专利技术上述实施例的相位共轭波发生装置所产生的具有不同频率的光谱例；图7为侧视图，表明用于上述实施例的相位共轭波发生装置中的DFB半导体激光器的温度控制例。下面相对于附图说明本专利技术的若干实施例。应该注意，在全部附图中对于相同或相似的部分与部件附以相同或相似的标号，而略去对相同或相似部分与部件的说明。图2示明应用NDFWM的依据本专利技术一实施例的相位共轭波发生装置的结构。在图2中，将可变波长光源3经第一光纤2连接DFB半导体激光器1的一端(光入射端)。光谱分析电路5经第二光纤4与光接收装置8连接DFB半导体激光器1的另一端(光出射端)。DFB半导体激光器1具有例如图3A与3B所示结构。在图3A中，于n-Imp衬底11的上表面上形成有n-InGaAsP定向层12。在定向层12与衬底11间的接合面上形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位共轭波发生装置，此装置包括：ＤＦＢ（分布反馈）半导体激光器，它具有光输入端、光输出端、能透过形成在各端上的相位共轭波的无反射膜、以及能发生单模振荡的光栅结构；探测光束发生光源，它用来将探测光束注入到上述ＤＦＢ半导体激光器的光 输入端；用来将电流供给上述ＤＦＢ半导体激光器以振荡泵激光束的装置；用来通过将所述探测光束注入此振荡前述泵激光束的ＤＦＢ半导体激光器内，探测从此激光器的光输出端输出的所述相位共轭波的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：锹塚治彦，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]