JP3093535B2 - Driving method and driving device for semiconductor laser, and optical communication method and optical communication system using the same - Google Patents

Driving method and driving device for semiconductor laser, and optical communication method and optical communication system using the same

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JP3093535B2
JP3093535B2 JP05251833A JP25183393A JP3093535B2 JP 3093535 B2 JP3093535 B2 JP 3093535B2 JP 05251833 A JP05251833 A JP 05251833A JP 25183393 A JP25183393 A JP 25183393A JP 3093535 B2 JP3093535 B2 JP 3093535B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】半導体レーザを光通信用光源とし
て用いるときの変調、あるいは波長安定化を行なうとき
の駆動方法を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a driving method for performing modulation or wavelength stabilization when a semiconductor laser is used as a light source for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信用光源として例えば、単一縦モー
ド発振する分布帰還レーザ(DFBレーザ)が開発され
ている。
2. Description of the Related Art As a light source for optical communication, for example, a distributed feedback laser (DFB laser) that oscillates in a single longitudinal mode has been developed.

【0003】このレーザを用いて現在実用化されている
直接光強度変調方式では、変調電流の振幅が数10mA
程度必要で、レーザ(以下LDともいう)のバイアス点
がしきい値近辺なので、緩和振動に起因する共振周波数
が小さく数Gbps以上の高周波変調に向かない。ま
た、変調時の波長変動が大きく、長距離伝送時の分散、
波長多重通信時のクロストークなどが問題となってい
る。
In the direct light intensity modulation system currently in practical use using this laser, the amplitude of the modulation current is several tens mA.
This is necessary, and since the bias point of the laser (hereinafter also referred to as LD) is near the threshold value, the resonance frequency due to relaxation oscillation is small and is not suitable for high-frequency modulation of several Gbps or more. In addition, wavelength fluctuation during modulation is large, dispersion during long-distance transmission,
Crosstalk at the time of wavelength multiplex communication has become a problem.

【0004】一方、注入電流によって直接周波数変調す
る方式は、変調電流の振幅が数mAと小さく、LDのバ
イアス点がしきい値以上なので、広帯域な変調が可能
で、波長変動が小さくなるために長距離伝送や波長多重
通信の通信方式として有望視されている。
On the other hand, the direct frequency modulation method using the injection current has a small amplitude of the modulation current of several mA, and the bias point of the LD is equal to or higher than the threshold value. Promising as a communication system for long-distance transmission or wavelength multiplex communication.

【0005】この周波数変調方式を超長距離伝送や高密
度光周波数多重に適用するため、コヒーレント光通信を
行なう場合、光源のスペクトル線幅や発振波長が高度に
安定化されている必要があるが、それを電気的負帰還で
制御する方法もあり、その場合もレーザの直接周波数変
調特性が応用されている。このような安定化の技術は、
光計測においても応用されている。
In order to apply this frequency modulation method to ultra-long distance transmission or high-density optical frequency multiplexing, when performing coherent optical communication, the spectral line width and oscillation wavelength of the light source must be highly stabilized. There is also a method of controlling it by electrical negative feedback, and in that case, the direct frequency modulation characteristic of the laser is applied. Such stabilization techniques are:
It is also applied in optical measurement.

【0006】しかしながら、レーザの直接周波数変調特
性は、数MHz 以下の低周波において劣化しているこ
とが問題となっている。例えば、図15のような単電極
のDFB レーザを正弦波電流で変調したときの、変調
周波数と変調効率(電流1mA に対して変動する周波
数シフト量)の関係を図16に、変調周波数と位相差
(変調電流と変調光信号との位相差)の関係を図17に
示す。この図のように、数MHz 以下の周波数で変調
効率は変動し、位相も変動して直流(以下DCともい
う)に近づくと逆相の応答を示すことがわかる。これ
は、レーザの直接周波数変調の物理的要因として、数M
Hz にカットオフを持つ逆相の熱による屈折率変化の
効果と、共振周波数までフラットな同相のキャリア密度
による屈折率変化の効果の2つが重ね合わされているか
らである。低域では、熱の効果が支配的になってしまう
ために、このように変調特性の平坦性が失われてしま
う。
However, there is a problem that the direct frequency modulation characteristics of the laser deteriorate at low frequencies of several MHz or less. For example, FIG. 16 shows the relationship between the modulation frequency and the modulation efficiency (frequency shift amount fluctuating with respect to a current of 1 mA) when a single-electrode DFB laser as shown in FIG. FIG. 17 shows the relationship between the phase differences (the phase difference between the modulation current and the modulation optical signal). As shown in this figure, it can be seen that the modulation efficiency fluctuates at a frequency of several MHz or less, the phase also fluctuates, and when the frequency approaches DC (hereinafter also referred to as DC), a response of the opposite phase is exhibited. This is a matter of several M as a physical factor of the direct frequency modulation of the laser.
This is because two effects, that is, the effect of the change in the refractive index due to heat in the opposite phase having a cutoff at Hz and the effect of the change in the refractive index due to the carrier density in the same phase up to the resonance frequency are superimposed. In the low band, the effect of heat becomes dominant, and thus the flatness of the modulation characteristic is lost.

【0007】このような特性を示す場合、種々の問題が
生じる。まず、周波数変調としてディジタル信号を送る
FSK(Frequency shift keyin
g)の場合、パルス幅が数MHz 以下では波形変換さ
れてしまい、伝送に誤りが生じる。その例を図18に示
す。(a) のようにパルス幅 1MHz でパルスや
せが起こっており、(b) のように100kHzでは
逆相のパルスになってしまう。従って、低域に制限を受
けることになり、符号化の自由度が制限される。また、
スペクトル線幅を電気的負帰還によって狭窄化する場
合、波長のゆらぎが数MHz 以下の周波数では位相が
回るために負帰還制御が困難になる。
When such characteristics are exhibited, various problems occur. First, FSK (Frequency shift keyin) for transmitting a digital signal as frequency modulation.
In the case of g), if the pulse width is less than several MHz, the waveform is converted and an error occurs in transmission. An example is shown in FIG. As shown in (a), the pulse becomes thin with a pulse width of 1 MHz, and as shown in (b), the pulse becomes out of phase at 100 kHz. Therefore, the low frequency band is restricted, and the degree of freedom of encoding is restricted. Also,
When the spectral line width is narrowed by electrical negative feedback, negative feedback control becomes difficult because the phase turns at a frequency where the wavelength fluctuation is several MHz or less.

【0008】このような問題を解決するために、半導体
レーザ装置を改良する方法もいくつか考案されている。
例えば、図19のように3電極構造にして両端の電極あ
るいは、中心電極を変調することで、熱の効果を抑える
ものがある(YUZO YOSHIKUNI,et a
l.,IEEE J.Lightwave techn
ol.,vol.LT−5,NO.4,p.516,A
pril,1987)。しかし、この場合、各電極のバ
イアス電流の値によってふるまいが変化し、素子間にば
らつきがあるために実用化が困難である。また、図20
のように中心部にλ/4シフト回折格子を持ち、回折格
子の深さが周辺部より深くなっている構造では、中心電
極を変調することで、キャリアの効果も逆相応答を示
し、熱の効果と同相になるため位相回りはなく、しかも
熱効果の低減もできるため低域特性の改善が図られる例
もある(小路元他、1992年春季応物予稿、30a−
SF−8)。しかし、作製が複雑で歩留まりが悪く、コ
ストが高くなるという欠点がある。
In order to solve such a problem, several methods for improving a semiconductor laser device have been devised.
For example, as shown in FIG. 19, there is a three-electrode structure in which the effect of heat is suppressed by modulating the electrodes at both ends or the center electrode (YUZO YOSHIKUNI, et a).
l. , IEEE J. et al. Lightwave technology
ol. , Vol. LT-5, NO. 4, p. 516, A
pril, 1987). However, in this case, the behavior changes depending on the value of the bias current of each electrode, and there is a variation between the elements, so that practical use is difficult. FIG.
In a structure with a λ / 4 shift diffraction grating in the center as shown in FIG. 4 and the depth of the diffraction grating is deeper than the periphery, modulation of the center electrode causes the carrier effect to exhibit a reverse-phase response, There is also an example in which there is no phase rotation because the phase becomes the same as the effect, and the thermal effect can be reduced, so that the low-frequency characteristics can be improved (Ojimoto et al., Spring 1992 Preliminary Report, 30a-
SF-8). However, there are disadvantages that the fabrication is complicated, the yield is low, and the cost is high.

【0009】そこで、変調効率及び位相差の低域特性
を、簡単な素子構造で改善するために本出願の発明者等
は次のような半導体レーザの駆動方法を提案している。
これについて簡単に説明する。
In order to improve the modulation efficiency and the low-pass characteristics of the phase difference with a simple device structure, the inventors of the present application have proposed the following semiconductor laser driving method.
This will be described briefly.

【0010】まず、図1 のように2電極構造のDFB
レーザとする。このときの片電極の変調特性は図2のよ
うになる。この場合、図15のレーザと比較すると低域
の熱効果は小さくなるが、やはり数MHz 程度までし
か平坦な領域がないことがわかる。そこで、低域(数
MHz以下)の周波数で上記の変調信号と同期した逆相
信号をもう片方の電極に加える。すると、図3のように
数kHzまで低域特性を伸ばすことができる。
[0010] First, as shown in FIG.
Laser. The modulation characteristics of one electrode at this time are as shown in FIG. In this case, although the heat effect in the low band is smaller than that of the laser of FIG. 15, it can be seen that there is still a flat region only up to about several MHz. Therefore, low frequency (number
An inverted-phase signal synchronized with the above-mentioned modulation signal at a frequency of not more than 1 MHz is applied to the other electrode. Then, as shown in FIG. 3, the low-frequency characteristic can be extended to several kHz.

【0011】このような逆相信号を発生させる手段は色
々考えられるが、DC〜数MHzという低周波でのみ考
えればよいので簡単に実現できる。たとえば、図21の
ように信号をパワーデバイダによって2つに分割し、ひ
とつは広帯域な反転アンプを通し、もうひとつはカット
オフ数MHz 程度の非反転アンプを通してそれぞれの
電極にバイアスT を通してDC電流と重畳すればよ
い。この図でレーザは2つのダイオードの並列として表
現してある。
Although various means for generating such an inverted phase signal are conceivable, they can be easily realized because they need only be considered at a low frequency of DC to several MHz. For example, as shown in FIG. 21, a signal is divided into two by a power divider. One is passed through a wideband inverting amplifier, and the other is passed through a non-inverting amplifier having a cut-off of several MHz through a bias T to each electrode through a bias T to generate a DC current and a DC current. What is necessary is just to superimpose. In this figure, the laser is represented as two diodes in parallel.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとしている課題】上記のように2電
極DFB レーザで両方の電極を互いに逆相で変調する
方式は有効ではあるが、互いに逆相な電流の振幅の比を
最適化する必要がある。
As described above, a method of modulating both electrodes in opposite phases with a two-electrode DFB laser is effective, but it is necessary to optimize the ratio of the amplitudes of currents in opposite phases. is there.

【0013】最適な振幅の比は素子の材料、構造、実装
形態によって異なり、一つ一つの素子を実装後に最適電
流比を決定する必要がある。また、周囲の温度、レーザ
のDCバイアス電流値等によっても最適電流比が変化す
る可能性があり、その変化量が許容変化量を超えるとき
はその都度再調整が必要となってしまう。
The optimum amplitude ratio depends on the material, structure, and mounting form of the device, and it is necessary to determine the optimum current ratio after mounting each device. Also, the optimum current ratio may change depending on the ambient temperature, the DC bias current value of the laser, and the like. When the change exceeds the allowable change, readjustment is required each time.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】そこで、逆相電流の最適
電流振幅比を自動制御するため、本出願では、電流注入
用の電極として少なくとも第1の電極と第2の電極を持
つ半導体レーザを、変調電流を直接注入することによっ
て周波数変調する駆動方法であって、変調電流の周波数
帯域が高周波の時は第1の電極に変調電流を注入し、低
周波の時は第1の電極に高周波の時と同様に変調電流を
注入すると同時に、第2の電極に該変調電流とは逆相の
変調電流を注入し、第1の電極と第2の電極に注入する
互いに逆相の変調電流の振幅の比を該半導体レーザの光
出力によってフィードバック制御することを特徴とする
半導体レーザの駆動方法を提案する。
In order to automatically control the optimum current amplitude ratio of the reverse-phase current, the present application uses a semiconductor laser having at least a first electrode and a second electrode as current injection electrodes. A frequency modulation method by directly injecting a modulation current, wherein a modulation current is injected into the first electrode when the frequency band of the modulation current is high, and a high frequency is applied to the first electrode when the frequency band is low. At the same time as injecting the modulation current, a modulation current having a phase opposite to that of the modulation current is injected into the second electrode, and the modulation currents having phases opposite to each other are injected into the first electrode and the second electrode. A method for driving a semiconductor laser, wherein the amplitude ratio is feedback-controlled by the optical output of the semiconductor laser, is proposed.

【0015】更に具体的には、本出願では熱の効果が支
配的な低周波信号を電極に注入する電流に重畳して注入
し、ウォブリング法によりフィードバック制御をかける
方法を提案する。すなわち、熱の効果が支配的な低周波
信号、例えば100Hz 程度の正弦波電流で2つの電
極を互いに同じ振幅の逆相で変調し、レーザの出力信号
の一部を取り出し、バンドパスフィルタによって100
Hz の成分のみ取り出し、レーザを変調している10
0Hz の正弦波信号との積をとる。そして、そのDC
成分をローパスフィルタによって取出すと2つの電極領
域における熱効果による変調度の強弱によって正、0
、負のDC出力が得られる。この信号をもとにフィー
ドバック制御をかけ2つの電極のうち一方の変調振幅を
増幅器(減衰器)によって調整する。
More specifically, the present application proposes a method of superimposing and injecting a low-frequency signal in which the effect of heat is dominant on a current to be injected into an electrode, and performing feedback control by a wobbling method. That is, two electrodes are modulated with opposite phases of the same amplitude by a low-frequency signal in which the effect of heat is dominant, for example, a sinusoidal current of about 100 Hz, and a part of the output signal of the laser is taken out.
Hz component, and modulates the laser.
Take the product with the 0 Hz sine wave signal. And that DC
When the components are extracted by a low-pass filter, the positive and negative values are determined by the degree of modulation due to the thermal effect in the two electrode regions.
, A negative DC output is obtained. Feedback modulation is performed based on this signal, and the modulation amplitude of one of the two electrodes is adjusted by an amplifier (attenuator).

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明による駆動方法を実現するため
の2電極DFB レーザの斜視図、図4は本発明による
第1の実施例の駆動方法を説明する図である。
FIG. 1 is a perspective view of a two-electrode DFB laser for realizing a driving method according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining a driving method according to a first embodiment of the present invention.

【0017】図1で、101 はn−GaAs基板、1
02 はn−AlGaAs(x=0.45) クラッド
層、103 はi−GaAs 6nm 井戸層/i−
AlGaAs(x=0.22) 10nm が5 層交
互に積まれた多重量子井戸活性層、104 は p−A
lGaAs(x=0.15) 光ガイド層、105はp
−AlGaAs(x=0.45)クラッド層、106
はp−AlGaAs(x=0.07) コンタクト層、
107 はp−AlGaAs(x=0.4) 埋め込み
層、108 はn−AlGaAs(x=0.4) 埋め
込み層、109 はp電極、110 はn電極である。
光ガイド層上にはピッチ245nm、深さ 100nm
の回折格子が形成され、片方の出射端面には無反射コー
ティング111 を施してある。p電極109 および
コンタクト層106 は図のように素子中央付近で2つ
に分けられている。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an n-GaAs substrate;
02 is an n-AlGaAs (x = 0.45) cladding layer, 103 is an i-GaAs 6 nm well layer / i-
AlGaAs (x = 0.22) A multiple quantum well active layer in which 10 nm layers are alternately stacked in five layers, 104 is p-A
1GaAs (x = 0.15) Light guide layer, 105 is p
An AlGaAs (x = 0.45) cladding layer, 106
Is a p-AlGaAs (x = 0.07) contact layer,
107 is a p-AlGaAs (x = 0.4) buried layer, 108 is an n-AlGaAs (x = 0.4) buried layer, 109 is a p-electrode, and 110 is an n-electrode.
A pitch of 245 nm and a depth of 100 nm on the light guide layer
Is formed, and a non-reflective coating 111 is applied to one of the emission end faces. The p-electrode 109 and the contact layer 106 are divided into two near the center of the device as shown.

【0018】無反射コーティング側の電極に流すバイア
ス電流をI 1 、反対側に流すバイアス電流をI 2
し、しきい値I 1 +I 2 =30mA(I 1 ,I 2
>10mA)でDFB モードで発振した。発振して
いる状態でI 1 にのみ変調電流である高周波電流ΔI
1 をAC結合の手段であるバイアスT にて重畳して
周波数変調した場合、その変調特性は図2のようになっ
た。数MHz 〜数GHz の変調周波数にわたって
0.6GHz/mA 程度の平坦な変調効率を示すが、
数MHz 以下の周波数では、変調効率が大きくなるこ
とがわかる。これは、課題の項目で述べたように低域で
熱の効果が大きく支配的になるためである。位相特性
は、従来例と同じ図17のようであった。
The bias current flowing to the electrode on the anti-reflection coating side is I 1 , and the bias current flowing to the opposite side is I 2 , and the threshold value I 1 + I 2 = 30 mA (I 1 , I 2
> 10 mA) in the DFB mode. High-frequency current ΔI which is a modulation current only in I 1 while oscillating
When 1 was superimposed and bias-modulated by the bias T 1 which is AC coupling means, the modulation characteristic was as shown in FIG. It exhibits a flat modulation efficiency of about 0.6 GHz / mA over a modulation frequency of several MHz to several GHz,
It is understood that the modulation efficiency is increased at a frequency of several MHz or less. This is because the effect of heat becomes dominant in low frequencies as described in the item of the problem. The phase characteristics were as shown in FIG.

【0019】そこで、図4のような方法でI2に補償電
流ΔI 2 を重畳して流した。変調電源409 からの
信号を1 :1 のパワーデバイダ408 によって2
つに分け、1つは利得10、カットオフ周波数10GH
z の反転広帯域ビデオアンプ406 を通し、低域カ
ットオフ周波数1kHzのバイアスT402によってD
C 電源405の直流電流と重畳させてレーザ401の
電流として駆動する。パワーデバイダのもうひとつの出
力は、利得g、カットオフ周波数10MHzの非反転オ
ペアンプ407 を通し、同様にバイアスT404によ
ってDC電源405 の直流電流と重畳させてレーザ4
01 の電流として駆動する。この場合、変調電源は出
力可変のもので、変調度は電源で調整する。アンプ40
7の利得gは可変であり、 低域での熱効果を抑えるた
めに最適化を行う。その方法を以下で説明する。
Therefore, the compensation current ΔI 2 was superimposed on I 2 and flowed by the method as shown in FIG. The signal from the modulation power supply 409 is divided into two by a 1: 1 power divider 408.
Divided into one, gain 10 and cutoff frequency 10GH
z through an inverted wideband video amplifier 406 and a bias T402 with a low cutoff frequency of 1 kHz.
The laser 401 is driven as a current superposed on the DC current of the C power supply 405. Another output of the power divider is passed through a non-inverting operational amplifier 407 having a gain of g and a cutoff frequency of 10 MHz, and is similarly superimposed on the DC current of the DC power supply 405 by the bias T404 to produce a laser 4.
01. In this case, the output of the modulation power supply is variable, and the degree of modulation is adjusted by the power supply. Amplifier 40
The gain g of 7 is variable, and optimization is performed to suppress thermal effects in the low frequency range. The method will be described below.

【0020】正弦波発振器410 で5kHzの信号を
出力させ、一方を変調電源409に入力し、変調信号に
重畳する。もう一方は、レーザの光出力の一部をビーム
スプリッタ414 で取り出して ファブリペロエタ
ロンなどの周波数弁別器415 を透過させ光検出器4
13で電気信号に変換し、バンドパスフィルタ412
により5kHz近傍の信号成分のみ取り出したものと、
平衡変調器411によってミキシングさせる。そのミキ
シング出力のDC成分をローパスフィルタ416 によ
って取出、その信号によってアンプ407 の利得g
を自動制御させる。その原理を図5によって説明する。
A sine wave oscillator 410 outputs a signal of 5 kHz, one of which is input to a modulation power supply 409 and superimposed on the modulation signal. On the other hand, a part of the light output of the laser is taken out by a beam splitter 414 and transmitted through a frequency discriminator 415 such as a Fabry-Perot etalon to allow the photodetector 4
13 and converts the electric signal into an electric signal.
By extracting only the signal component near 5 kHz,
Mixing is performed by the balance modulator 411. The DC component of the mixing output is extracted by a low-pass filter 416, and the gain of the amplifier 407 is determined by the signal.
Is automatically controlled. The principle will be described with reference to FIG.

【0021】レーザを5kHzで変調するとほぼ熱効果
のみで周波数変調されるが、レーザの2つの電極の熱効
果の大きさの違いによって3つの場合がありうる。
(a)のようにΔI 2 による熱効果で起きた周波数変
動Δf 2 がΔI 1 による熱効果で起きた周波数変動
Δf 1 より小さい場合、出力される光の周波数変動は
Δf 1 と同相すなわちΔI 1 と逆相となる。一方、
(c) のようにその逆の場合は、ΔI 1 と同相とな
る。また、(b) のようにほぼ等しい場合は、打ち消
し合って周波数変動はない。この周波数変部を周波数弁
別器の正のスロープで検出し、この出力と正弦波信号と
のミキシングを取ると、(a) のようにΔI 1 と逆
相すなわち正弦波信号と同相の信号(△I 1 は反転ア
ンプ406を通しているので)の場合は、正のDC出力
を得る。逆に、(c) のように正弦波信号と逆相の場
合は負のDC出力を得、(b) のように周波数変動の
ない場合はミキシング出力は0である。(b) の場合
のように出力0の場合が2つの電極領域における熱効果
が打ち消し合って最適になる点であり、その点からどち
ら側にずれているかを検出しているため、アンプ407
の自動利得制御が可能となる。従って、ΔI 1 とΔ
2 の振幅比を常に最適に自動制御できる。
When the laser is modulated at 5 kHz, the frequency is modulated substantially only by the thermal effect, but there are three cases depending on the difference in the magnitude of the thermal effect between the two electrodes of the laser.
(A) when the frequency variation Delta] f 1 is less than the frequency variation Delta] f 2 that occurred in the heat effect of the [Delta] I 2 occurs by the heat effect of the [Delta] I 1 as the frequency variation of the light output is Delta] f 1 and phase i.e. [Delta] I 1 And the opposite phase. on the other hand,
In the opposite case as in (c), the phase becomes the same as ΔI 1 . In addition, when they are almost equal as shown in (b), they cancel each other out and there is no frequency fluctuation. The frequency variable unit detects a positive slope of the frequency discriminator, taking the mixing between this output and the sine wave signal, [Delta] I 1 and the negative-phase i.e. the sine wave signal and the phase of the signal as in (a) (△ If I 1 is through inverting amplifier 406), then a positive DC output is obtained. Conversely, a negative DC output is obtained when the phase is opposite to the sine wave signal as shown in (c), and the mixing output is 0 when there is no frequency fluctuation as shown in (b). In the case of the output 0 as in the case of (b), the thermal effect in the two electrode regions cancels out to be optimal, and since it is detected which side is shifted from that point, the amplifier 407 is used.
Can be automatically controlled. Therefore, ΔI 1 and ΔI 1
It can always be optimally automatically controlling the amplitude ratio of I 2.

【0022】このような駆動方法で周波数変調したとこ
ろ図3のように低域特性が大幅に改善でき、数kHz
まで平坦な特性が得られた。このとき位相特性も数kH
z〜1GHzで同相応答を示した。これにより、簡単な
構造のDFB レーザにおいて、パルス幅数kHz 〜
数GHz までの矩形波信号による周波数変調すなわち
FSK 伝送が可能となった。伝送する場合は、受信側
で、制御の為に使用した5kHzの正弦波成分を除去す
るようにする。
When frequency modulation is performed by such a driving method, low frequency characteristics can be greatly improved as shown in FIG.
A flat characteristic was obtained. At this time, the phase characteristic is also several kHz.
In-phase response was shown at z to 1 GHz. Thereby, in a DFB laser having a simple structure, a pulse width of several kHz to
Frequency modulation by a square wave signal up to several GHz, that is, FSK transmission has become possible. In the case of transmission, the sine wave component of 5 kHz used for control is removed on the receiving side.

【0023】また本実施例では広帯域ビデオアンプを反
転型に、オペアンプを非反転型にした。これは一般に広
帯域アンプは反転型の方が良い特性が得られるからであ
り、要求される仕様によっては逆になっていても問題で
はない。
In this embodiment, the wide-band video amplifier is of an inverting type and the operational amplifier is of a non-inverting type. This is because in general, the inverting type broadband amplifier provides better characteristics, and it does not matter if it is reversed depending on the required specifications.

【0024】また本実施例では、正弦波の周波数を5k
Hzとしたが、これは、熱効果のみで周波数変調される
程度に低い周波数で、かつバイアスT を通過するとき
カットされない程度に高い周波数として選んだ周波数で
ある。
In this embodiment, the frequency of the sine wave is 5 k
Hz is selected as a frequency low enough to be frequency-modulated only by the thermal effect and high enough not to be cut when passing through the bias T 1.

【0025】(実施例2)図6は本発明による第2の実
施例の駆動方法を説明する図である。使用する素子は、
実施例1とほぼ同じ2電極のDFB レーザである。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a diagram for explaining a driving method according to a second embodiment of the present invention. The elements used are
This is a two-electrode DFB laser almost the same as in the first embodiment.

【0026】本実施例では、低域カットオフを持つバイ
アスT を使用せず、同時に駆動系全体を小型にするた
めに、変調可能な結合手段である電圧電流変換器として
レーザドライバICを用いたものである。電圧電流変換
器は電圧信号により電流を駆動できるものである。この
ドライバICの中身は図6の603 、604 のよう
に直流電流源Ibと変調電流源Ipが並列に集積化され
ており、 ECLレベルの変調信号を入力することでD
Cオフセット電流を持つ変調電流を駆動できるものであ
る。その変調度及びバイアス電流量はIC側で制御でき
る。
In this embodiment, a laser driver IC is used as a voltage-to-current converter, which is a modulating coupling means, so as not to use the bias T having a low-frequency cut-off and to simultaneously reduce the size of the entire driving system. Things. The voltage-current converter can drive a current by a voltage signal. As shown in 603 and 604 in FIG. 6, a DC current source Ib and a modulation current source Ip are integrated in parallel in the driver IC, and a DCL is input by inputting an ECL level modulation signal.
A modulation current having a C offset current can be driven. The degree of modulation and the amount of bias current can be controlled on the IC side.

【0027】次に、具体的な駆動方法を説明する。EC
L 出力をもつ変調電源605 の出力をドライバIC
603、604 に入力する。変調電源を2つに分岐
するときは2つのドライバICの直前で行なえばパワー
デバイダは不要になる。ドライバIC 603は変調入
力に対し同相出力、ドライバIC 604は逆相出力を
取り出す。これは、同相出力、逆相出力の2つを持つド
ライバIC1つで駆動してもよい。逆相出力の方はカッ
トオフ10MHz のローパスフィルタ602を通して
レーザ601 の電流I2+ΔI2 として駆動する。
同相出力の方はそのままレーザ601 の電流I 1
+ΔI 1 として駆動する。ΔI2とΔI1の電流比に
ついては、実施例1と同様の方法で最適化する。すなわ
ち、100Hz の正弦波信号を重畳し、実施例1と同
様の方法で得たミキシング出力でドライバICの変調電
流振幅Ipを自動制御する。正弦波信号の周波数はNR
Z信号の連続度を上げるには低いほうが良く、ここでは
実施例1のようにバイアスT の低域カットオフの制限
がないので100Hz とした。ここで、ドライバIC
は図6のように、レーザをグランドにつって電流を引き
込む形にした方が高速性を出すことができるので望まし
い。そこで、この実施例では、図1と導電型を逆にして
p 基板を用い、電極分離する側をn 電極にした素子
を用いた。
Next, a specific driving method will be described. EC
Output of modulation power supply 605 having L output
Input to 603 and 604. When the modulation power supply is branched into two, if it is performed immediately before the two driver ICs, the power divider becomes unnecessary. The driver IC 603 takes out the in-phase output with respect to the modulation input, and the driver IC 604 takes out the in-phase output with respect to the modulation input. This may be driven by one driver IC having two in-phase outputs and two in-phase outputs. The negative phase output is driven as a current I2 + ΔI2 of the laser 601 through a low-pass filter 602 having a cutoff of 10 MHz.
The in-phase output is the current I 1 of the laser 601 as it is.
Drive as + ΔI 1 . The current ratio between ΔI2 and ΔI1 is optimized by the same method as in the first embodiment. That is, a sine wave signal of 100 Hz is superimposed, and the modulation current amplitude Ip of the driver IC is automatically controlled with the mixing output obtained in the same manner as in the first embodiment. The frequency of the sine wave signal is NR
To increase the continuity of the Z signal, the lower the better, the lower the cutoff of the bias T 1 as in the first embodiment. Here, the driver IC
As shown in FIG. 6, it is preferable that the laser is connected to the ground to draw a current so that high-speed operation can be achieved. Therefore, in this example, an element in which the conductivity type was reversed and a p substrate was used, and the electrode separating side was an n electrode was used.

【0028】このような駆動系を組めば、系全体を非常
に小型にでき、1つの箱にモジュール化できる。また、
実施例1ではバイアスT の帯域で低域が制限される
が、本実施例では低域の制限がない。そのため、低域特
性をさらに改善することができ、100Hz 〜数GH
z にわたって変調特性を平坦にすることができた。こ
れにより、FSK 伝送する場合に、 3Gbpsで連
続度が2 20 −1 以上のNRZ(No Retur
n to Zero)信号で符号化することができ、
非常に高密度な伝送が可能となる。
By assembling such a drive system, the entire system can be made very small and modularized into one box. Also,
In the first embodiment, the low band is limited by the band of the bias T 1, but in the present embodiment, there is no restriction of the low band. Therefore, the low-frequency characteristics can be further improved, and 100 Hz to several GH
The modulation characteristics could be flattened over z. By this means, when FSK transmission is performed, NRZ (No Return) with 3 Gbps and continuity of 2 20 −1 or more is used.
n to Zero) signal,
Very high-density transmission becomes possible.

【0029】(実施例3)本発明による第3の実施例
は、レーザの低域特性を改善する実施例1の駆動方法
を、発振スペクトルの電気的フィードバックによる狭窄
化に適用したものであり、波長のゆらぎの周期が一定の
値よりも長い場合には一般的なフィードバックによる狭
窄化では熱効果による位相のずれが生じるため対応でき
ないが、本実施例により対応できるようになる。その駆
動系を図7に示す。
(Embodiment 3) In a third embodiment of the present invention, the driving method of Embodiment 1 for improving the low-frequency characteristics of the laser is applied to narrowing of the oscillation spectrum by electrical feedback. In the case where the period of the wavelength fluctuation is longer than a certain value, the narrowing by the general feedback cannot cope with the phase shift due to the thermal effect, but this embodiment can cope. FIG. 7 shows the drive system.

【0030】半導体DFB レーザ701 からでた光
を周波数弁別器710 を通して、光の周波数のゆらぎ
を光強度のゆらぎに変換し、これを光検出器709 で
電気信号に変換する。ここでは、周波数弁別器として、
フリースペクトルレンジ5GHz、フィネス50のファ
ブリペロエタロンを用い、光検出器としてGaAsのp
in ホトダイオードを用いた。その電気信号を5kH
zのバンドエリミネートフィルタ(トラップ回路)71
2 を通し、実施例1と同様の方法でレーザ701 の
注入電流に重畳させて、フィードバック制御を行なう。
その帰還率は、アンプA1 706及びアンプA2 7
07の利得と、光検出器に入射する光パワーで調整でき
る。ここでは、アンプA1の利得を100 、アンプA
2の利得を可変とし、光パワーは10μW〜100 μ
Wの間で最適調整した。また、フィードバック系の実距
離が高域の帯域を制限するため、10cm程度に小型化
し、フィードバックの時間遅れから共振してしまう周波
数を3GHzに遠ざけた。
The light emitted from the semiconductor DFB laser 701 passes through a frequency discriminator 710 to convert the fluctuation of the frequency of the light into a fluctuation of the light intensity, and the light detector 709 converts the fluctuation into an electric signal. Here, as a frequency discriminator,
Using a Fabry-Perot etalon having a free spectral range of 5 GHz and a finesse of 50, and using GaAs p as a photodetector.
An in photodiode was used. 5KH
z band elimination filter (trap circuit) 71
2 and superimposed on the injection current of the laser 701 in the same manner as in the first embodiment to perform feedback control.
The feedback rate is determined by the amplifier A1 706 and the amplifier A27.
07 and the optical power incident on the photodetector. Here, the gain of the amplifier A1 is set to 100,
2, the optical power is 10 μW to 100 μ
The optimum adjustment was made between W. In addition, the actual distance of the feedback system limits the high frequency band, so that the size is reduced to about 10 cm, and the frequency at which resonance occurs due to the time delay of feedback is kept away from 3 GHz.

【0031】この制御系において実施例1などと同様に
一方のアンプのゲインを自動制御によって最適化する。
2つのアンプ 706、 707の両方に正弦波発振器
711 によって5kHzの信号を入力し、光検出器7
09 の出力を5kHzのバンドパスフィルタ713
を通して、平衡変調器714 によって正弦波とのミキ
シングを取り、この信号によってアンプ707 のゲイ
ンを自動制御して熱効果をキャンセルさせる。前記バン
ドエリミネートフィルタ712 はこの正弦波信号によ
る発振波長の変動を光検出器でとらえた信号がそのまま
入力されてしまって発振を起こすのを防ぐ為に、その周
波数の成分を取り除く為のものである。
In this control system, the gain of one amplifier is optimized by automatic control, as in the first embodiment.
A 5 kHz signal is input to both of the two amplifiers 706 and 707 by the sine wave oscillator 711, and the photodetector 7
09 is output to a bandpass filter 713 of 5 kHz.
, The signal is mixed with a sine wave by the balanced modulator 714, and the gain of the amplifier 707 is automatically controlled by this signal to cancel the thermal effect. The band elimination filter 712 is for removing a component of the oscillation wavelength in order to prevent a signal obtained by capturing the fluctuation of the oscillation wavelength due to the sine wave signal by the photodetector from being inputted as it is and causing oscillation. .

【0032】この結果、フィードバック制御しない状態
で15MHz 程度あったスペクトル線幅が、200k
Hz程度まで約1/100 に狭窄化でき、コヒーレン
ト光通信の光源として使用可能なレベルとなった。
As a result, the spectral line width, which was about 15 MHz without feedback control, was changed to 200 k
It can be narrowed down to about 1/100 up to about Hz, which is a level usable as a light source for coherent optical communication.

【0033】この状態で、更に変調電流を重畳すること
により実施例1あるいは実施例2の駆動系および駆動方
法でFSK 伝送が可能である。
In this state, by further superimposing a modulation current, FSK transmission can be performed by the driving system and the driving method of the first or second embodiment.

【0034】この駆動方法で駆動する光源を用いて光伝
送系を組んだ例を図8に示す。光源801 から出た光
をシングルモード光フアイバ802 に結合させて伝送
する。受信側では、光源 801と同じ波長で発振する
局部発振器としてのレーザ803 とのビートをとり、
光検出器 804で検出して遅延検波法などで検波す
る。レーザ803 の発振波長はビート信号を光検出器
805 で検出した信号をもとにPLL (Phase
Lock Loop )法により発振波長が安定化さ
れる。
FIG. 8 shows an example in which an optical transmission system is assembled using a light source driven by this driving method. The light emitted from the light source 801 is coupled to the single mode optical fiber 802 and transmitted. On the receiving side, beat the laser 803 as a local oscillator oscillating at the same wavelength as the light source 801,
The light is detected by a photodetector 804 and detected by a delay detection method or the like. The oscillation wavelength of the laser 803 is calculated based on a signal obtained by detecting a beat signal with the photodetector 805 by using a PLL (Phase).
The oscillation wavelength is stabilized by the Lock Loop method.

【0035】(実施例4)本発明による第4の実施例
は、波長多重伝送を行なうため、レーザの波長可変特性
を利用するものである。実施例1の2電極DFB レー
ザでは、それぞれの電極に流す電流値を制御すること
で、発振波長を変えることができる。その波長可変特性
を図9に示す。それぞれの電極に流すバイアス電流を等
しく、すなわちI 1 =I 2 の関係を保って電流I
1 を20mAから60mAまで変化させると発振波長
が835nm から836nmまで約1nm 波長を連
続的に変化できる。本実施例ではそのことを利用して、
バイアス電流を制御して中心となる発振波長を決定した
うえで、実施例1もしくは2で示したような変調をかけ
たり、実施例3で示したような発振スペクトルの狭窄化
を行ったりすることができることを示すものである。
(Embodiment 4) The fourth embodiment of the present invention utilizes the wavelength tunable characteristics of a laser to perform wavelength division multiplexing transmission. In the two-electrode DFB laser of the first embodiment, the oscillation wavelength can be changed by controlling the value of the current flowing through each electrode. FIG. 9 shows the wavelength variable characteristics. The bias current flowing through each electrode is equal, that is, the current I is maintained while maintaining the relation of I 1 = I 2.
When 1 is changed from 20 mA to 60 mA, the oscillation wavelength can be changed continuously by about 1 nm from 835 nm to 836 nm. In this embodiment, utilizing this fact,
After determining the central oscillation wavelength by controlling the bias current, the modulation as described in the first or second embodiment is performed, or the oscillation spectrum is narrowed as described in the third embodiment. It shows that you can do it.

【0036】次に、図10に沿って本実施例による駆動
方法を用いて波長多重通信を行なう方法を説明する。1
001は本発明によってFSK 方式で変調されている
光通信用光源である。この光源では、上に述べたように
1nm の範囲で波長を変えられる。本実施例ではFS
K の周波数偏移量を5GHzとした。本実施例におけ
る素子では、変調電流振幅を8.3mA とすることに
よって5GHzの周波数偏移量が得られた。そこで、波
長多重する場合に 10GHz(〜0.02nm)程度
の間隔で並べても隣のチャンネルにクロストークを与え
ることはない。従って、この光源装置を用いた場合、1
/0.02=50チャンネル程度の波長多重が可能で
ある。この光源から出射された光をシングルモードファ
イバ1002に結合させ伝送する。光ファイバを伝送し
た信号光は受信装置において、光フィルタ1003によ
り所望の波長の光を選択分波し、光検出器1004によ
り信号検波する。ここでは、光フィルタとして実施例1
などのDFB レーザと同じ構造のものを、しきい値以
下に電流をバイアスして使用している。2電極の電流比
率を変えることで、透過利得を20dB一定で透過波長
を1nm 変えることができる。このフィルタの10d
Bダウンの透過幅は約10GHz (〜 0.02nm
)であり、上記のように0.02nmの間隔で波長多
重するのに十分な特性を持っている。
Next, a method of performing wavelength division multiplexing communication using the driving method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1
Reference numeral 001 denotes a light source for optical communication modulated by the FSK method according to the present invention. In this light source, the wavelength can be changed in the range of 1 nm as described above. In this embodiment, FS
The frequency shift amount of K was 5 GHz. In the device of this example, a frequency shift amount of 5 GHz was obtained by setting the modulation current amplitude to 8.3 mA. Therefore, in the case of wavelength multiplexing, even if they are arranged at intervals of about 10 GHz (up to 0.02 nm), no crosstalk is given to an adjacent channel. Therefore, when this light source device is used, 1
/0.02=wavelength multiplexing of about 50 channels is possible. Light emitted from this light source is coupled to a single mode fiber 1002 and transmitted. In the receiving apparatus, the signal light transmitted through the optical fiber is selectively demultiplexed into light having a desired wavelength by an optical filter 1003 and detected by a photodetector 1004. Here, the first embodiment is used as an optical filter.
The same structure as that of the DFB laser is used by biasing the current below the threshold value. By changing the current ratio between the two electrodes, the transmission wavelength can be changed by 1 nm while the transmission gain is kept constant at 20 dB. 10d of this filter
The transmission width of B down is about 10 GHz (~ 0.02 nm).
), And has characteristics sufficient for wavelength multiplexing at intervals of 0.02 nm as described above.

【0037】FSK 信号の検波にはこのフィルタの透
過特性を利用する。図11のように、フィルタの透過ピ
ーク波長を波長多重信号の中の所望のチャンネル、例え
ばCH2 の光のマーク周波数(FSK 信号の”1
”に当たる)に合わせてやると、スペース周波数(F
SK 信号の”0”に当たる)は上記で述べた周波数偏
移量5GHzだけ離れているため、フィルタ透過後に1
0dBの消光比で”1”、”0”の検波をすることがで
きる。
The FSK signal is detected using the transmission characteristics of the filter. As shown in FIG. 11, the transmission peak wavelength of the filter is changed to the mark frequency (“1” of the FSK signal) of a desired channel in the wavelength multiplexed signal, for example, CH2.
"), The space frequency (F
The “0” of the SK signal) is separated by the above-mentioned frequency shift amount of 5 GHz, so that the “1” after passing through the filter.
"1" and "0" can be detected with an extinction ratio of 0 dB.

【0038】光フィルタとしてその他のもの、例えば、
従来例で挙げたマッハツエンダ型、ファイバファブリペ
ロ型などを用いてもよい。また、ここでは光源と受信装
置を1つずつしか記載していないが、当然、光カップラ
などでいくつかの光源あるいは受信装置をつなげて伝送
してもよい。
Other optical filters, for example,
A Mach-Zehnder type, a fiber Fabry-Perot type, or the like described in the conventional example may be used. Although only one light source and one receiving device are described here, it is needless to say that several light sources or receiving devices may be connected by an optical coupler or the like for transmission.

【0039】また、波長多重信号の受信の方法は本実施
例以外に、実施例3で述べたようなコヒーレント方式で
もよい。
In addition to the present embodiment, the method of receiving a wavelength multiplexed signal may be a coherent system as described in the third embodiment.

【0040】以上は、GaAs系のレーザについて述べ
てきたが、InP 系など他の材料でも同様に実現でき
る。
The GaAs laser has been described above, but other materials such as an InP laser can be similarly realized.

【0041】(実施例5)図12に、本発明による光通
信用光源の駆動方法及びそれを用いた光通方式を波長多
重光LANシステムに応用する場合の各端末に接続され
る光一電気変換部(ノード)の構成例を、図13にその
ノードを用いた光LANシステムの構成例を示す。
(Embodiment 5) FIG. 12 shows a method of driving a light source for optical communication according to the present invention and an optical-electrical converter connected to each terminal when an optical communication system using the same is applied to a wavelength division multiplexing optical LAN system. FIG. 13 shows a configuration example of a unit (node), and FIG. 13 shows a configuration example of an optical LAN system using the node.

【0042】外部に接続された光ファイバ1201を媒
体として光信号がノードに取り込まれ、分岐部1202
によりその一部が実施例4に示したような波長可変光フ
ィルタを備えた受信装置1203に入射する。この受信
装置により実施例4の方法で所望の波長の光信号だけ取
り出して信号検波を行う。受信方法としては、実施例3
で述べたようなコヒーレント方式でもよい。その場合、
光フィルタではなく、局部発振レーザを備えることにな
る。
The optical signal is taken into the node by using the optical fiber 1201 connected to the outside as a medium,
As a result, a part of the light enters the receiving apparatus 1203 provided with the wavelength tunable optical filter as described in the fourth embodiment. With this receiving apparatus, only the optical signal of the desired wavelength is extracted and signal detection is performed by the method of the fourth embodiment. As the receiving method, the third embodiment
The coherent method as described above may be used. In that case,
A local oscillation laser is provided instead of an optical filter.

【0043】一方、ノードから光信号を送信する場合に
は、波長可変DFBレーザ1204を実施例1〜2のい
ずれかの方法で駆動し、FSK方式による変調を行って
アイソレータ1205を通して分岐部1206を介して
光伝送路に入射せしめる。
On the other hand, when transmitting an optical signal from the node, the wavelength tunable DFB laser 1204 is driven by any of the methods of the first and second embodiments, and is modulated by the FSK method. Through the optical transmission line.

【0044】また、波長可変DFBレーザ及び波長可変
フィルタを2つ以上の複数を設けて、波長可変範囲を広
げることもできる。
Further, by providing two or more tunable DFB lasers and two or more tunable filters, the tunable range can be expanded.

【0045】光LANシステムのネットワークとして、
図13に示すものはバス型であり、AおよびBの方向に
ノードを接続しネットワーク化された多数の端末及びセ
ンタを設置することができる。ただし、多数のノーザを
接続するためには、光の減補償するために光増幅器を伝
送路上に直列に配すことが必要となる。また、各端末に
ノードを2つ接続し伝送路を2本にすることでDQDB
方式による双方向の伝送が可能となる。
As a network of the optical LAN system,
FIG. 13 shows a bus type in which nodes are connected in directions A and B, and a large number of networked terminals and centers can be installed. However, in order to connect a large number of NORs, it is necessary to arrange optical amplifiers in series on a transmission line in order to decompensate light. Also, by connecting two nodes to each terminal and using two transmission paths, DQDB
Two-way transmission by this method is possible.

【0046】このような光ネットワークシステムにおい
て、本発明のよる装置の駆動方法を用いれば、実施例4
で述べたように多重度50の高密度波長多重光伝送ネッ
トワークを構築できる。
In such an optical network system, if the driving method of the device according to the present invention is used, the fourth embodiment can be used.
As described above, a high-density wavelength division multiplexing optical transmission network with a multiplicity of 50 can be constructed.

【0047】また、ネットワークの方式として、図13
のAとBをつなげたループ型や、スター型あるいはそれ
らを複合した形態のものでも良い。
As a network system, FIG.
It may be a loop type connecting A and B, a star type, or a composite form thereof.

【0048】(実施例6)本発明による装置及び光通信
方式により、図14のようなトポロジーを持つ波長多重
光CATVの構築ができる。CATVセンタにおいて波
長可変レーザを本発明による実施例1あるいは2つの駆
動方法で変調し、実施例4の駆動方法で波長多重光源と
する。受け手となる加入者側において実施例4のような
波長可変フィルタを備えた受信装置を用いる。従来は、
DFBレーザの動的波長変動の影響により、DFBフィ
ルタをこのようなシステムに用いることが困難であった
が、本発明により可変となった。
(Embodiment 6) A wavelength-division multiplexed CATV having a topology as shown in FIG. 14 can be constructed by the apparatus and the optical communication system according to the present invention. In the CATV center, the tunable laser is modulated by the driving method of the first or two embodiments according to the present invention, and the driving method of the fourth embodiment is used as a wavelength multiplexed light source. A receiving apparatus provided with a wavelength tunable filter as in the fourth embodiment is used on the subscriber side as a receiver. conventionally,
Although it was difficult to use a DFB filter in such a system due to the effect of the dynamic wavelength fluctuation of the DFB laser, it has been made variable by the present invention.

【0049】さらに、加入者に外部変調器を持たせ、加
入者からの信号をその変調器からの反射光で受け取り
(簡易型双方向光CATVの一形態、例えば石川、古田
“光CATV加入者系における双方向伝送用LN外部変
調器”OCS91−82、P.51)、図14のような
スター型ネットワークを構築することで、双方向光CA
TVが可変となり、サービスの高機能化が図れる。
Further, a subscriber is provided with an external modulator, and a signal from the subscriber is received as reflected light from the modulator (a form of simplified bidirectional optical CATV, for example, Ishikawa, Furuta, "Optical CATV subscriber"). LN external modulator for bidirectional transmission in a system "OCS91-82, P.51), and by constructing a star network as shown in FIG.
The TV is variable, and the service can be enhanced.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明により、半導体レーザの周波数変
調をする際の低域側の変調帯域を、実装形態や使用環境
の変化に関わらず安定に大幅に伸ばすことができ、高密
度伝送が可能となる。また、発振スペクトル線幅を電気
的フィードバック法により狭窄化する時の帯域が広がる
ため、従来より狭いスペクトル線幅が簡単に得られ、コ
ヒーレント光通信に適した光源を提供できる。
According to the present invention, the modulation band on the low frequency side when modulating the frequency of a semiconductor laser can be extended stably and largely regardless of changes in the mounting form and the use environment, and high-density transmission is possible. Becomes Further, since the band when the oscillation spectral line width is narrowed by the electric feedback method is widened, a narrower spectral line width can be easily obtained than before, and a light source suitable for coherent optical communication can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による駆動方法を適用する分布帰還型半
導体レーザの斜視図の一部を断面で表わした図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a perspective view of a distributed feedback semiconductor laser to which a driving method according to the present invention is applied.

【図2】2電極のうち片方の電極のみを周波数変調した
ときの変調特性を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a modulation characteristic when only one of two electrodes is frequency-modulated.

【図3】本発明による駆動方法で周波数変調したときの
変調特性を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a modulation characteristic when frequency modulation is performed by the driving method according to the present invention.

【図4】本発明による第1の実施例の駆動方法を説明す
るブロック図
FIG. 4 is a block diagram illustrating a driving method according to a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明による駆動方法の原理を説明する図FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of a driving method according to the present invention.

【図6】本発明による第2の実施例の駆動方法を説明す
るブロック図
FIG. 6 is a block diagram illustrating a driving method according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明による第3の実施例であるスペクトル線
幅狭窄化の駆動方法を説明するブロック図
FIG. 7 is a block diagram illustrating a driving method for narrowing a spectral line width according to a third embodiment of the present invention.

【図8】第3の実施例の駆動方法を用いてコヒーレント
光通信を行なう伝送系を示す図
FIG. 8 is a diagram illustrating a transmission system that performs coherent optical communication using the driving method according to the third embodiment.

【図9】分布帰還型半導体レーザの波長可変特性を示す
FIG. 9 is a diagram showing a wavelength tunable characteristic of a distributed feedback semiconductor laser.

【図10】第4の実施例である波長多重伝送を行なうと
きの伝送系を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a transmission system when performing wavelength division multiplexing transmission according to a fourth embodiment.

【図11】波長多重信号の受信方法を説明する図FIG. 11 is a diagram illustrating a method of receiving a wavelength multiplexed signal.

【図12】第5の実施例である光ノードの構成例を示す
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an optical node according to a fifth embodiment;

【図13】光LAN ネットワークを説明する図FIG. 13 illustrates an optical LAN network.

【図14】光CATVシステムを説明する図FIG. 14 illustrates an optical CATV system.

【図15】単電極の分布帰還型レーザを示す図FIG. 15 shows a single-electrode distributed feedback laser.

【図16】従来の周波数変調特性を示す図FIG. 16 shows a conventional frequency modulation characteristic.

【図17】従来の位相特性を示す図FIG. 17 shows a conventional phase characteristic.

【図18】従来のFSK 応答特性を説明する図FIG. 18 is a diagram for explaining a conventional FSK response characteristic.

【図19】3電極分布帰還型レーザの従来例を示す図FIG. 19 is a diagram showing a conventional example of a three-electrode distributed feedback laser.

【図20】不均一深さ回折格子を持つ分布帰還型レーザ
の従来例を示す図
FIG. 20 is a diagram showing a conventional example of a distributed feedback laser having a non-uniform depth diffraction grating.

【図21】2電極DFB レーザでFSK 変調すると
きの従来の駆動方法を示す図
FIG. 21 is a diagram showing a conventional driving method when performing FSK modulation with a two-electrode DFB laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 、1041、1051 基板 102 、105 クラッド層 103 、1042、1054 活性層 104 、 1043 、1053 光ガイド層 106 コンタクト層 107 、108 埋め込み層 109 、110 、 1045 、1055 電極 401 、601 、701 、1601 2電極半導
体レーザ 402 、404 、702 、704 、1602、
1604 バイアスT 403 、405 、703 、705 、1603、
1605 直流電流源 406 、407 、 706、 707、1606、
1607 アンプ 408 、708 、1608 パワーデバイダ 409 、1609 変調電源 602 、406 、611 、715 ローパスフィ
ルタ 412 、608 、713 バンドパスフィルタ 712 バンドエリミネイトフィルタ 410 、606 、711 正弦波発振器 411 、607 、714 平衡変調器 603 、604 レーザドライバIC 605 変調電源 413 、609 、709 、804 、805 、
1004 光検出器 415 、610 、710 周波数弁別器 801 、1001、1204 光通信光源 802 、1002、1201 光ファイバ 803 局部発振レーザ 806 PLL 用制御回路 1003 波長可変光フィルタ 414 、1202、1206 光分岐器 1205 光アイソレータ 1203 受信装置 1044、1052 回折格子 1056 λ/4 シフト部
101, 1041, 1051 Substrates 102, 105 Cladding layers 103, 1042, 1054 Active layers 104, 1043, 1053 Light guide layers 106 Contact layers 107, 108 Buried layers 109, 110, 1045, 1055 Electrodes 401, 601, 701, 1601 2 Electrode semiconductor lasers 402, 404, 702, 704, 1602,
1604 Bias T 403, 405, 703, 705, 1603,
1605 DC current sources 406, 407, 706, 707, 1606,
1607 Amplifiers 408, 708, 1608 Power dividers 409, 1609 Modulation power supplies 602, 406, 611, 715 Low-pass filters 412, 608, 713 Band-pass filters 712 Band-eliminate filters 410, 606, 711 Sine-wave oscillators 411, 607, 714 Modulator 603, 604 Laser driver IC 605 Modulation power supply 413, 609, 709, 804, 805,
1004 Photodetector 415, 610, 710 Frequency discriminator 801, 1001, 1204 Optical communication light source 802, 1002, 1201 Optical fiber 803 Local oscillation laser 806 PLL control circuit 1003 Wavelength variable optical filter 414, 1202, 1206 Optical splitter 1205 Optical isolator 1203 Receiving device 1044, 1052 Diffraction grating 1056 λ / 4 shift unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/28 (56)参考文献 特開 平4−137778(JP,A) 特開 平3−295289(JP,A) 特開 昭61−290789(JP,A) 特開 平3−174791(JP,A) 特開 平2−248125(JP,A) 特開 昭63−204779(JP,A) 特開 平2−201986(JP,A) 特開 平5−267760(JP,A) 特開 昭64−73687(JP,A) 特開 平2−234484(JP,A) 特開 昭61−290789(JP,A) 特開 平5−95153(JP,A) 特開 平2−268479(JP,A) 特開 平2−268478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H04B 10/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H04B 10/28 (56) References JP-A-4-137778 (JP, A) JP-A-3-295289 (JP, A) JP-A-61-290789 (JP, A) JP-A-3-174791 (JP, A) JP-A-2-248125 (JP, A) JP-A-63-204779 (JP, A) JP-A-2-201986 (JP JP, A) JP-A-5-267760 (JP, A) JP-A-64-73687 (JP, A) JP-A-2-234484 (JP, A) JP-A-61-290789 (JP, A) JP 5-95153 (JP, A) JP-A-2-268479 (JP, A) JP-A-2-268478 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5 / 00-5/50 H04B 10/00

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電流注入用の電極として少なくとも第1
の電極と第2の電極を持つ半導体レーザを、変調電流を
直接注入することによって周波数変調する駆動方法であ
って、変調電流の周波数帯域が高周波の時は第1の電極
に変調電流を注入し、低周波の時は第1の電極に高周波
の時と同様に変調電流を注入すると同時に、第2の電極
に該変調電流とは逆相の変調電流を注入し、第1の電極
と第2の電極に注入する互いに逆相の変調電流の振幅の
比を該半導体レーザの光出力によってフィードバック制
御することを特徴とする半導体レーザの駆動方法。
At least a first electrode as a current injection electrode is provided.
A method of frequency-modulating a semiconductor laser having an electrode and a second electrode by directly injecting a modulation current, wherein the modulation current is injected into the first electrode when the frequency band of the modulation current is high. At the time of low frequency, a modulation current is injected into the first electrode in the same manner as at the time of high frequency, and at the same time, a modulation current having a phase opposite to that of the modulation current is injected into the second electrode. And a feedback control of a ratio of amplitudes of modulation currents having opposite phases to be injected into the electrodes by an optical output of the semiconductor laser.
【請求項2】 逆相の変調電流を注入する低周波の周波
数帯域が、10MHz 程度以下であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体レーザの駆動方法。
2. The method of driving a semiconductor laser according to claim 1, wherein the low-frequency band into which the opposite-phase modulation current is injected is about 10 MHz or less.
【請求項3】 請求項1及び2記載のフィードバック制
御は、第1の電極に注入する変調信号と、変調された光
周波数変調信号との間の位相差が、広帯域にわたって一
定になるように制御するフィードバック制御であること
を特徴とする半導体レーザの駆動方法。
3. The feedback control according to claim 1, wherein the phase difference between the modulation signal injected into the first electrode and the modulated optical frequency modulation signal is controlled to be constant over a wide band. A method for driving a semiconductor laser.
【請求項4】 フィードバック制御する方法が、前記互
いに逆相の変調電流の両方に、該変調周波数より周波数
の低い正弦波信号を重畳し、該正弦波信号による半導体
レーザの光周波数のゆらぎを光強度のゆらぎに変換して
検出し、該検出した信号と前記正弦波信号との積を取
り、該積を取った信号から前記正弦波信号より低い周波
数成分を取り出し、該取り出した信号により前記互いに
逆相な変調電流のうち少なくとも1つの変調振幅を制御
する方法であることを特徴とする請求項1乃至3の半導
体レーザ駆動方法。
4. A method of performing feedback control, wherein a sine wave signal having a frequency lower than the modulation frequency is superimposed on both of the modulation currents having opposite phases, and fluctuation of the optical frequency of the semiconductor laser due to the sine wave signal is optically controlled. Converted into intensity fluctuations and detected, the product of the detected signal and the sine wave signal is taken, frequency components lower than the sine wave signal are taken out of the product signal, and 4. The semiconductor laser driving method according to claim 1, wherein the method is a method of controlling at least one modulation amplitude of the out-of-phase modulation currents.
【請求項5】 電流注入用の電極として少なくとも第1
の電極と第2の電極を持つ半導体レーザを、変調電流を
直接注入することによって周波数変調する半導体レーザ
の駆動装置であって、変調信号と、少なくとも該変調信
号の周波数より低い周波数の正弦波信号が重畳された同
一の2つの信号の一方を利得のカットオフが数GHz
以上の第1の増幅器を通した後、直流成分をカットして
バイアス電流に重畳し、第1の電極に注入する手段と、
残りの一方を利得のカットオフ周波数が第1の増幅器よ
りも低い第2の増幅器を通した後、直流成分をカットし
てバイアス電流に重畳し、第2の電極に注入する手段
と、半導体レーザの光出力の一部を取り出す手段と、該
光出力の光周波数のゆらぎを光強度のゆらぎに変換する
光周波数弁別器と、該光周波数弁別器を通した光出力を
検出する光検出器と、該光検出器で得られた電気信号の
うち前記正弦波信号の周波数近傍成分のみ取り出す帯域
通過フィルタと、該帯域通過フィルタを通過した電気信
号と前記正弦波信号との積を取る手段と、該積を取った
電気信号のうち前記正弦波より低い周波数成分を取り出
す低域通過フィルタと、該低域通過フィルタ出力をもと
に前記第1の増幅器と第2の増幅器の利得の比を調整す
る手段とを有し、前記第1の増幅器と第2の増幅器の一
方が反転増幅器であり、残りの一方が非反転増幅器であ
ることを特徴とする半導体レーザの駆動装置。
5. At least a first electrode as a current injection electrode.
A semiconductor laser having a first electrode and a second electrode, which is frequency-modulated by directly injecting a modulation current, comprising: a modulation signal; and a sine wave signal having a frequency lower than at least the frequency of the modulation signal. Is superimposed on one of the same two signals with a gain cutoff of several GHz.
Means for cutting the direct current component, superimposing it on the bias current and injecting it into the first electrode after passing through the first amplifier,
Means for passing the other one through a second amplifier having a lower gain cutoff frequency than the first amplifier, cutting a DC component, superimposing the DC component on a bias current, and injecting the bias current into a second electrode; Means for extracting a part of the optical output, an optical frequency discriminator for converting the fluctuation of the optical frequency of the optical output into a fluctuation of the light intensity, and a photodetector for detecting the optical output through the optical frequency discriminator. A band-pass filter that extracts only a frequency component near the frequency of the sine wave signal among the electric signals obtained by the photodetector, A low-pass filter for extracting a frequency component lower than the sine wave from the electric signal obtained by taking the product; and adjusting a gain ratio between the first amplifier and the second amplifier based on the output of the low-pass filter. Having means to A one is an inverting amplifier of the first amplifier and the second amplifier, a semiconductor laser drive apparatus, wherein the remaining one is a non-inverting amplifier.
【請求項6】 第2の増幅器のカットオフ周波数が、1
0MHz 程度であることを特徴とする請求項5記載の
半導体レーザの駆動装置。
6. The cut-off frequency of the second amplifier is 1
6. The driving device for a semiconductor laser according to claim 5, wherein the driving frequency is about 0 MHz.
【請求項7】 電流注入用の電極として少なくとも第1
の電極と第2の電極を持つ半導体レーザを、変調電流を
直接注入することによって周波数変調する半導体レーザ
の駆動装置であって、変調信号と、少なくとも該変調信
号の周波数より低い周波数の正弦波信号が重畳された同
一の2つの信号の一方をバイアス電流とともに第1の電
極に注入する逆相出力の電圧電流変換器と、残りの一方
をバイアス電流とともに第2の電極に注入する同相出力
の電圧電流変換器と、該2つの電圧電流変換器いずれか
一方と該半導体レーザの間に設けられた低域通過フィル
タと、半導体レーザの光出力の一部を取り出す手段と、
該光出力の光周波数のゆらぎを光強度のゆらぎに変換す
る光周波数弁別器と、該光周波数弁別器を通した光出力
を検出する光検出器と、該光検出器で得られた電気信号
のうち前記正弦波信号の周波数近傍成分のみ取り出す帯
域通過フィルタと、該帯域通過フィルタを通過した電気
信号と前記正弦波信号との積を取る手段と、該積を取っ
た電気信号のうち前記正弦波より低い周波数成分を取り
出す低域通過フィルタと、該低域通過フィルタ出力をも
とに前記逆相出力の電圧電流変換器と同相出力の電圧電
流変換器の利得の比を調整する手段とを有することを特
徴とする半導体レーザの駆動装置。
7. At least a first electrode as a current injection electrode.
A semiconductor laser having a first electrode and a second electrode, which is frequency-modulated by directly injecting a modulation current, comprising: a modulation signal; and a sine wave signal having a frequency lower than at least the frequency of the modulation signal. And a voltage-current converter having an opposite-phase output for injecting one of the same two signals with the bias current into the first electrode and a voltage having an in-phase output for injecting the other one with the bias current into the second electrode. A current converter, a low-pass filter provided between one of the two voltage-current converters and the semiconductor laser, and a unit for extracting a part of the optical output of the semiconductor laser;
An optical frequency discriminator for converting the fluctuation of the optical frequency of the optical output into a fluctuation of the light intensity, a photodetector for detecting the optical output through the optical frequency discriminator, and an electric signal obtained by the photodetector A band-pass filter for extracting only a component near the frequency of the sine wave signal; a means for obtaining a product of the electric signal passing through the band-pass filter and the sine wave signal; A low-pass filter for extracting a frequency component lower than the wave, and means for adjusting a gain ratio between the voltage-current converter having the opposite-phase output and the voltage-current converter having the same-phase output based on the output of the low-pass filter. A driving device for a semiconductor laser, comprising:
【請求項8】 2つの電圧電流変換器いずれか一方と半
導体レーザの間に設けられた低域通過フィルタのカット
オフ周波数が、10MHz 程度であることを特徴とす
る請求項7記載の半導体レーザ駆動装置。
8. The semiconductor laser drive according to claim 7, wherein a cutoff frequency of a low-pass filter provided between one of the two voltage-current converters and the semiconductor laser is about 10 MHz. apparatus.
【請求項9】 電流注入用の電極として少なくとも第1
の電極と第2の電極を持つ半導体レーザの発振スペクト
ル線幅を狭窄化して駆動する方法であって、該レーザの
出力光の発振波長の揺らぎを検出して得られた電気信号
を、該電気信号の周波数帯域が高周波のときは第1の電
極に該電気信号による負帰還電流を注入し、低周波の時
は第1の電極に高周波の時と同様に該電気信号による負
帰還電流を注入すると同時に、第2の電極に該電気信号
による負帰還電流とは逆相の電流を注入し、第1の電極
と第2の電極に注入する互いに逆相の電流の比を該半導
体レーザの光出力によってフィードバック制御すること
を特徴とする半導体レーザの駆動方法。
9. At least a first electrode as a current injection electrode.
A method of narrowing the oscillation spectrum line width of a semiconductor laser having a first electrode and a second electrode, and driving the semiconductor laser. The electric signal obtained by detecting the fluctuation of the oscillation wavelength of the output light of the laser is converted into the electric signal. When the frequency band of the signal is high frequency, a negative feedback current by the electric signal is injected into the first electrode, and when the frequency band is low, a negative feedback current by the electric signal is injected into the first electrode as in the case of the high frequency. At the same time, a current having a phase opposite to that of the negative feedback current due to the electric signal is injected into the second electrode, and the ratio of the currents having phases opposite to each other injected to the first electrode and the second electrode is determined by the light of the semiconductor laser. A method for driving a semiconductor laser, wherein feedback control is performed by an output.
【請求項10】 逆相の電流を注入する低周波の周波数
帯域が、10MHz程度以下であることを特徴とする請
求項9記載の半導体レーザの駆動方法。
10. The method of driving a semiconductor laser according to claim 9, wherein the low-frequency band in which the opposite-phase current is injected is about 10 MHz or less.
【請求項11】 請求項8及び9記載のフィードバック
制御は、第1の電極に注入する電流と、前記2つの電流
注入による光周波数の変動との間の位相差が、広帯域に
わたって一定になるように制御するフィードバック制御
であることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。
11. The feedback control according to claim 8, wherein the phase difference between the current injected into the first electrode and the fluctuation of the optical frequency due to the two current injections is constant over a wide band. A method of driving a semiconductor laser, wherein the method is feedback control for controlling the temperature of the semiconductor laser.
【請求項12】 フィードバック制御する方法が、前記
互いに逆相の電流の両方に、該電流周波数より周波数の
低い正弦波信号を重畳し、該正弦波信号による半導体レ
ーザの光周波数のゆらぎを光強度のゆらぎに変換して検
出し、該検出した信号と前記正弦波信号との積を取り、
該積を取った信号から前記正弦波信号より低い周波数成
分を取り出し、該取り出した信号により前記互いに逆相
な電流の比を制御する方法であることを特徴とする請求
項9乃至11記載の半導体レーザ駆動方法。
12. A feedback control method comprising superimposing a sine wave signal having a frequency lower than the current frequency on both of the currents having opposite phases to each other, and suppressing fluctuations in the optical frequency of the semiconductor laser due to the sine wave signal to light intensity. Of the fluctuation, and the product of the detected signal and the sine wave signal is calculated.
12. The semiconductor according to claim 9, wherein a frequency component lower than the sine wave signal is extracted from the signal obtained by taking the product, and a ratio of the currents having opposite phases is controlled by the extracted signal. Laser driving method.
【請求項13】 電流注入用の電極として少なくとも第
1の電極と第2の電極を持つ半導体レーザの発振スペク
トル線幅を狭窄化して駆動する装置であって、位相のそ
ろった2つの正弦波信号の一方を、利得のカットオフが
数GHz 以上の第1の増幅器を通した後、直流成分を
カットしてバイアス電流に重畳し、第1の電極に注入す
る手段と、残りの一方を利得のカットオフ周波数が第1
の増幅器より低い第2の増幅器を通した後、直流成分を
カットしてバイアス電流に重畳し、第2の電極に注入す
る手段と、前記半導体レーザの出力光の一部を取り出す
手段と、該レーザの発振波長の揺らぎを検出する周波数
弁別器と、該周波数弁別器を通過した光を検出する光検
出器と、該光検出器で得た信号から前記正弦波の周波数
成分を取り除いた信号を前記2つの正弦波信号にそれぞ
れ重畳して第1の増幅器と第2の増幅器に入力する手段
と、前記光検出器で得られた電気信号のうち前記正弦波
信号の周波数近傍成分のみ取り出す帯域通過フィルタ
と、該帯域通過フィルタを通過した電気信号と前記正弦
波信号との積を取る手段と、該積を取った電気信号のう
ち前記正弦波信号より低い周波数成分を取り出す低域通
過フィルタと、該低域通過フィルタ出力をもとに前記第
1の増幅器と第2の増幅器の利得の比を調整する手段と
を有し、前記第1の増幅器と第2の増幅器の一方が反転
増幅器であり、残りの一方が非反転増幅器であることを
特徴とする半導体レーザの駆動装置。
13. An apparatus for driving a semiconductor laser having at least a first electrode and a second electrode as current injection electrodes to narrow the oscillation spectrum line width of the semiconductor laser, wherein two sine wave signals having the same phase are provided. Is passed through a first amplifier having a gain cut-off of several GHz or more, and then a DC component is cut, superimposed on a bias current, and injected into a first electrode. Cutoff frequency is first
A second amplifier lower than the amplifier, a DC component is cut, superimposed on a bias current, and injected into a second electrode; and a part for extracting a part of output light of the semiconductor laser; A frequency discriminator that detects fluctuations in the oscillation wavelength of the laser, a photodetector that detects light that has passed through the frequency discriminator, and a signal obtained by removing the frequency component of the sine wave from the signal obtained by the photodetector. Means for superimposing on each of the two sine wave signals and inputting the signals to a first amplifier and a second amplifier, and a band-pass for extracting only a component near the frequency of the sine wave signal from the electric signal obtained by the photodetector A filter, means for taking a product of the electric signal having passed through the band-pass filter and the sine wave signal, and a low-pass filter for taking out a frequency component lower than the sine wave signal in the electric signal obtained by taking the product; Said low Means for adjusting the ratio of the gain of the first amplifier to the gain of the second amplifier based on the output of the pass filter. One of the first and second amplifiers is an inverting amplifier, and the other is an inverting amplifier. A driving device for a semiconductor laser, one of which is a non-inverting amplifier.
【請求項14】 第2の増幅器のカットオフ周波数が、
10MHz 程度であることを特徴とする請求項13記
載の半導体レーザの駆動装置。
14. The cut-off frequency of the second amplifier is:
14. The driving device for a semiconductor laser according to claim 13, wherein the driving frequency is about 10 MHz.
【請求項15】 電流注入用の電極として少なくとも第
1の電極と第2の電極を持つ半導体レーザの発振スペク
トル線幅を狭窄化して駆動する装置であって、位相のそ
ろった2つの正弦波信号の一方を、バイアス電流ととも
に第1の電極に注入する逆相出力の電圧電流変換器と、
残りの一方をバイアス電流とともに第2の電極に注入す
る同相出力の電圧電流変換器と、前記半導体レーザの出
力光の一部を取り出す手段と、該レーザの発振波長の揺
らぎを検出する周波数弁別器と、該周波数弁別器を通過
した光を検出する光検出器と、該光検出器で得た信号か
ら前記正弦波の周波数成分を取り除いた信号を前記2つ
の正弦波信号にそれぞれ重畳して第1の増幅器と第2の
増幅器に入力する手段と、前記2つの電圧電流変換器い
ずれか一方と該半導体レーザの間に設けられた低域通過
フィルタと、前記光検出器で得られた電気信号のうち前
記正弦波信号の周波数近傍成分のみ取り出す帯域通過フ
ィルタと、該帯域通過フィルタを通過した電気信号と前
記正弦波信号との積を取る手段と、該積を取った電気信
号のうち前記正弦波信号より低い周波数成分を取り出す
低域通過フィルタと、該低域通過フィルタ出力をもとに
前記逆相出力の電圧電流変換器と同相出力の電圧電流変
換器の利得の比を変える手段とを有することを特徴とす
る半導体レーザの駆動装置。
15. A device for driving a semiconductor laser having at least a first electrode and a second electrode as current injection electrodes, with the oscillation spectrum line width being narrowed, wherein two sine wave signals having the same phase are provided. A negative-phase output voltage-current converter for injecting one of them into the first electrode together with a bias current;
A voltage-current converter having an in-phase output for injecting the remaining one with the bias current into the second electrode, a unit for extracting a part of the output light of the semiconductor laser, and a frequency discriminator for detecting fluctuation of the oscillation wavelength of the laser A photodetector that detects light passing through the frequency discriminator, and a signal obtained by removing the frequency component of the sine wave from the signal obtained by the photodetector, and superimposing the signal on the two sine wave signals. Means for inputting to the first amplifier and the second amplifier, a low-pass filter provided between one of the two voltage-current converters and the semiconductor laser, and an electric signal obtained by the photodetector A band-pass filter for extracting only a component near the frequency of the sine wave signal; a means for obtaining a product of the electric signal passing through the band-pass filter and the sine wave signal; A low-pass filter for extracting a frequency component lower than the signal; and means for changing a gain ratio between the voltage-current converter having the opposite-phase output and the voltage-current converter having the same-phase output based on the output of the low-pass filter. A driving device for a semiconductor laser, comprising:
【請求項16】 2つの電圧電流変換器いずれか一方と
半導体レーザの間に設けられた低域通過フィルタのカッ
トオフ周波数が、10MHz 程度であることを特徴と
する請求項15記載の半導体レーザ駆動装置。
16. The semiconductor laser drive according to claim 15, wherein a cut-off frequency of a low-pass filter provided between one of the two voltage-current converters and the semiconductor laser is about 10 MHz. apparatus.
【請求項17】 請求項9乃至11記載の駆動方法によ
って半導体レーザを駆動する際、半導体レーザに注入す
る2つの電流に、請求項1乃至4記載の半導体レーザ駆
動方法における第1の電極と第2の電極に注入する電流
をそれぞれ重畳して周波数変調することを特徴とする半
導体レーザの駆動方法。
17. When driving a semiconductor laser by the driving method according to any one of claims 9 to 11, two currents injected into the semiconductor laser are applied to the first electrode and the second electrode in the semiconductor laser driving method according to claim 1 to 4. A method for driving a semiconductor laser, comprising superimposing currents to be injected into two electrodes and frequency-modulating the currents.
【請求項18】 周波数変調が、ディジタル信号で変調
するFSK(Frecuency Shift Key
ing)であることを特徴とする請求項17記載の半導
体レーザの駆動方法。
18. An FSK (Frequency Shift Key) in which frequency modulation is performed by a digital signal.
18. The method of driving a semiconductor laser according to claim 17, wherein:
【請求項19】 請求項18記載の駆動方法で変調した
送信光を光ファイバで伝送し、受信側では局部発振レー
ザを用いてビート検出してコヒーレント通信を行う光通
信方法。
19. An optical communication method in which the transmission light modulated by the driving method according to claim 18 is transmitted through an optical fiber, and the receiving side performs beat detection using a local oscillation laser to perform coherent communication.
【請求項20】 周波数変調が、ディジタル信号で変調
するFSKであることを特徴とする請求項1乃至3記載
の半導体レーザの駆動方法。
20. The method of driving a semiconductor laser according to claim 1, wherein the frequency modulation is FSK modulated by a digital signal.
【請求項21】 請求項18もしくは20記載の駆動方
法で変調した送信光を光ファイバで伝送して、受信側で
波長フィルタを通して直接検波する光通信方法。
21. An optical communication method in which transmission light modulated by the driving method according to claim 18 or 20 is transmitted through an optical fiber and directly detected at a receiving side through a wavelength filter.
【請求項22】 送信光源を複数接続し一本の光ファイ
バに複数の波長の光をそれぞれ変調して伝送させ、受信
側で所望の波長の光にのせた信号のみを取り出すような
波長分割多重伝送をする光通信方法において、それぞれ
の波長ごとの光通信の方法が請求項19または21記載
の方法であることを特徴とする光通信方法。
22. Wavelength division multiplexing in which a plurality of transmission light sources are connected, light of a plurality of wavelengths is modulated and transmitted on one optical fiber, and only a signal on the light of a desired wavelength is extracted on the receiving side. 22. An optical communication method for transmission, wherein an optical communication method for each wavelength is the method according to claim 19 or 21.
【請求項23】 一本の光ファイバに複数のノードを接
続し、複数の波長の光をそれぞれ変調して波長分割多重
伝送する光通信システムにおいて、おのおののノードは
送信部と受信部からなる光−電気変換装置を有し、請求
項22記載の光通信方法により通信を行うことを特徴と
する光通信システム。
23. In an optical communication system in which a plurality of nodes are connected to one optical fiber, and light of a plurality of wavelengths is modulated and wavelength-division multiplexed and transmitted, each node comprises an optical transmission unit and a reception unit. -An optical communication system comprising an electric conversion device and performing communication by the optical communication method according to claim 22.
【請求項24】 放送センタを有し、該放送センタと光
加入者を光ファイバで結び、放送センタは請求項1乃至
3もしくは17記載の半導体レーザの駆動方法により半
導体レーザを駆動して信号を送信し、光加入者は局部発
振レーザを用いてビート検出して受信するか、もしくは
波長フィルタを通して直接検波して受信することによっ
て光CATVを構築する光通信システム。
24. A broadcasting center, wherein the broadcasting center and optical subscribers are connected by an optical fiber, and the broadcasting center drives the semiconductor laser according to the semiconductor laser driving method according to claim 1 to 3 and outputs a signal. An optical communication system in which an optical CATV is constructed by transmitting and detecting an optical beat using a local oscillation laser and receiving it, or by directly detecting and receiving through a wavelength filter.
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