DE3934865A1 - Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operation - Google Patents
Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operationInfo
- Publication number
- DE3934865A1 DE3934865A1 DE3934865A DE3934865A DE3934865A1 DE 3934865 A1 DE3934865 A1 DE 3934865A1 DE 3934865 A DE3934865 A DE 3934865A DE 3934865 A DE3934865 A DE 3934865A DE 3934865 A1 DE3934865 A1 DE 3934865A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- waveguide layer
- layer
- waveguide
- grating
- dfb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1206—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
Abstract
Description
Halbleiterlaser sind sehr leistungsfähige Sender für die optische Übertragungstechnik, da sich mit ihnen elektrooptische Signalumwandlung im GHz-Bereich durchführen läßt. Die Modulationsbandbreite ist auf ca. 30 GHz beschränkt, wenn nur die Verkopplung zwischen elektrischen Ladungsträgern und Photonen ausgenützt wird, da die Lebensdauer der elektrischen Ladungsträger nicht beliebig reduziert werden kann.Semiconductor lasers are very powerful transmitters for the optical transmission technology, since they are electro-optical Can carry out signal conversion in the GHz range. The Modulation bandwidth is limited to approximately 30 GHz, if only the coupling between electrical charge carriers and Photons is exploited as the life of the electrical Load carriers cannot be reduced arbitrarily.
Modulierte optische Signale mit Modulationsfrequenzen ober halb von 30 GHz wurden bisher mit Halbleiterlasern erzeugt, indem die elektromagnetischen Wellen der Fabry-Perot-Moden dieser Laser durch Modulation verkoppelt wurden (mode locking).Modulated optical signals with modulation frequencies above half of 30 GHz have so far been produced with semiconductor lasers, by the electromagnetic waves of the Fabry-Perot modes this laser was coupled by modulation (mode locking).
In der Veröffentlichung von J. Werner, G. Guekos und H. Melchior: "Laser diode with an integrated gain/loss modulator for the generation of picosecond optical pulses by active mode locking", 17th European Solid State Device Research Conference (ESSDERC "87), S. 1065-1068 ist eine Laseranordnung be schrieben, bei der ein Halbleiterlaser mit einem Modulator integriert ist und zur Erzeugung von optischen Pulsen mit einer Dauer von 8 ps ein mit einem Reflexionsgitter versehener externer Resonator angekoppelt ist. Dieser externe Resonator bewirkt eine Modenkopplung.In the publication by J. Werner, G. Guekos and H. Melchior: "Laser diode with an integrated gain / loss modulator for the generation of picosecond optical pulses by active mode locking ", 17th European Solid State Device Research Conference (ESSDERC "87), pp. 1065-1068 is a laser arrangement wrote in which a semiconductor laser with a modulator is integrated and for the generation of optical pulses a duration of 8 ps with a reflection grating external resonator is coupled. This external resonator causes a mode lock.
In der Veröffentlichung von K.Y. Lau: "Efficient narrow band direct modulation of semiconductor injection laser at millimeter wave frequencies of 100 GHz and beyond" in Appl. Phys. Lett. 52, 2214-2216 (1988) wird die Modenkopplung für Modulationsfrequenzen oberhalb 100 GHz bei einem GaAlAs-Laser mit Tandem-Kontakt beschrieben.In the publication by K.Y. Lau: "Efficient narrow band direct modulation of semiconductor injection laser at millimeter wave frequencies of 100 GHz and beyond "in Appl. Phys. Lett. 52, 2214-2216 (1988) becomes the mode lock for Modulation frequencies above 100 GHz in a GaAlAs laser described with tandem contact.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfach auf gebauten mit Frequenzen oberhalb 30 GHz modulierbaren Halb leiterlaser anzugeben. The object of the present invention is to make a simple built half with frequencies above 30 GHz to specify the conductor laser.
Diese Aufgabe wird mit dem Halbleiterlaser mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is accomplished with the semiconductor laser with the features of claim 1 solved. Further configurations result from the subclaims.
Es folgt eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Halbleiter lasers anhand der Fig. 1 bis 3.There follows a description of the semiconductor laser according to the invention with reference to FIGS. 1 to 3.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Halbleiterlaser mit einer Wellenleiterschicht im Querschnitt. Fig. 1 shows a semiconductor laser according to the invention with a waveguide layer in cross section.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Halbleiterlaser mit zwei getrennten Wellenleiterschichten im Querschnitt. Fig. 2 shows a semiconductor laser according to the invention with two separate waveguide layers in cross section.
Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Halbleiterlaser von Fig. 2 in einer alternativen Ausgestaltung im Querschnitt. FIG. 3 shows the semiconductor laser according to the invention from FIG. 2 in an alternative embodiment in cross section.
Der wesentliche Gedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß bei dem Halbleiterlaser zwei miteinander zu verkoppelnde Moden durch zwei in der Umgebung der aktiven Schicht sich be findende Gitter selektiert werden. Die Modulationsfrequenz ent spricht der halben Differenzfrequenz dieser beiden selektierten Moden oder ganzzahligen Vielfachen davon. Ein erfindungsge mäßer Aufbau besteht in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einem Wellenleiter mit einer Wellenleiterschicht 5, an die eine erste DFB-Gitterschicht und eine zweite DFB-Gitter schicht transversal anschließen. Das erste DFB-Gitter 3 in der ersten DFB-Gitterschicht und das zweite DFB-Gitter 4 in der zweiten DFB-Gitterschicht sind parallel zu der Wellenleiter schicht 5 in longitudinaler Richtung angeordnet. Durch diese beiden DFB-Gitter werden zwei Schwingungsmoden in der als aktive Schicht fungierenden Wellenleiterschicht 5 selektiert. Die erste Gitterkonstante C1 des ersten DFB-Gitters 3 und die zweite Gitterkonstante C2 des zweiten DFB-Gitters 4 sind von einander verschieden, wobei diese Differenz der Gitterkonstanten C1, C2 so klein ist, daß das Vierfache dieser Differenz oder ganzzahlige Teile davon die Wellenlänge ist, die der Modulations frequenz im GHz-Bereich entspricht.The main idea of the present invention is that in the semiconductor laser two modes to be coupled are selected by two grids located in the vicinity of the active layer. The modulation frequency corresponds to half the difference frequency of these two selected modes or integer multiples thereof. A design according to the invention consists in the exemplary embodiment according to FIG. 1 in a waveguide with a waveguide layer 5 to which a first DFB grating layer and a second DFB grating layer connect transversely. The first DFB grating 3 in the first DFB grating layer and the second DFB grating 4 in the second DFB grating layer are arranged parallel to the waveguide layer 5 in the longitudinal direction. These two DFB gratings are used to select two oscillation modes in the waveguide layer 5 which acts as an active layer. The first lattice constant C 1 of the first DFB lattice 3 and the second lattice constant C 2 of the second DFB lattice 4 are different from one another, this difference in lattice constants C 1 , C 2 being so small that four times this difference or integral parts of which is the wavelength that corresponds to the modulation frequency in the GHz range.
Die Wellenleiterstruktur ist mit einer ersten Deckschicht 1 und einer zweiten Deckschicht 2 transversal begrenzt. Die Wellenleiterstruktur, d. h. die Wellenleiterschicht 5, die erste DFB-Gitterschicht und die zweite DFB-Gitterschicht sind z. B. aus InGaAsP, die erste und zweite Deckschicht 1, 2 aus InP. Die erste Deckschicht 1 und die erste DFB-Gitter schicht sind für elektrische Leitung eines ersten Leitungs typs (z. B. n), die zweite Deckschicht 2 und die zweite DFB- Gitterschicht für elektrische Leitung eines entgegenge setzten zweiten Leitungstyps (z. B. p) dotiert. Die Wellenleiter schicht 5 ist dotiert (n- oder p-leitend) oder sie bleibt un dotiert. Über eine erste Elektrode 11 auf der ersten Deck schicht 1 und eine zweite Elektrode 12 auf der zweiten Deck schicht 2 kann ein Betriebsstrom an diese Wellenleiterstruktur angelegt werden.The waveguide structure is transversely delimited by a first cover layer 1 and a second cover layer 2 . The waveguide structure, ie the waveguide layer 5 , the first DFB grating layer and the second DFB grating layer are e.g. B. from InGaAsP, the first and second cover layers 1 , 2 from InP. The first cover layer 1 and the first DFB grating layer are for electrical conduction of a first conduction type (e.g. n), the second cover layer 2 and the second DFB grating layer for electrical conduction of an opposing second conduction type (e.g. p) endowed. The waveguide layer 5 is doped (n- or p-type) or it remains un-doped. An operating current can be applied to this waveguide structure via a first electrode 11 on the first cover layer 1 and a second electrode 12 on the second cover layer 2 .
Die Materialzusammensetzung für die Wellenleiterschicht 5, die als aktive Schicht fungiert, wird vorteilhaft so gewählt, daß die dem Energiebandabstand dieser Materialzusammensetzung ent sprechende Wellenlänge näherungsweise gleich dem Zweifachen der ersten Gitterkonstanten C1 und näherungsweise gleich dem Zweifachen der sich von der ersten Gitterkonstanten C1 nur geringfügig unterscheidenden zweiten Gitterkonstanten C2 ist.The material composition for the waveguide layer 5 , which functions as an active layer, is advantageously chosen so that the wavelength corresponding to the energy band gap of this material composition is approximately equal to twice the first grating constant C 1 and approximately equal to twice that of the first grating constant C 1 only is slightly different second lattice constant C 2 .
Für die Wellenleiterstruktur des erfindungsgemäßen Halbleiter lasers sind verschiedene, prinzipiell gleichwertige Aus führungsformen möglich. Die Wellenleiterstruktur kann aus einem einzelnen Wellenleiter bestehen, der gleichzeitig als aktiver Bereich zur Erzeugung des Laserlichtes dient. Dieser aktive Bereich ist in der Ausführungsform nach Fig. 1 die Wellenleiterschicht 5. Das erste DFB-Gitter 3 in der ersten DFB-Gitterschicht und das zweite DFB-Gitter 4 in der zweiten DFB-Gitterschicht können auch in diese Wellenleiterschicht 5 eingebaut sein. Möglich sind für die Wellenleiterstruktur Doppelheterostrukturen (DH), Quantum-well-Strukturen (QW, Single-QW) oder Multi-quantum-well-Strukturen (Multi-QW), jeweils mit oder ohne separate Wellenführungsschichten (SC, separate confinement) . Während die elektronische Wellenführung im wesentlichen durch die Dotierung, d. h. den Leitfähigkeits typ, gegeben ist, sorgen separate Wellenführungsschichten für eine optische Wellenführung, d. h. diese separaten Wellenführungsschichten sind aus einem Material mit gegenüber der Wellenleiterschicht 5 unterschiedlichem Brechungsindex. Diese separaten Wellenführungsschichten können zwischen der Wellenleiterschicht 5 und der ersten DFB-Gitterschicht bzw. der zweiten DFB-Gitterschicht oder an den der Wellenleiter schicht 5 jeweils abgewandten Begrenzungsflächen der DFB- Gitterschichten eingebaut sein, oder das erste und zweite DFB-Gitter 3, 4 sind in Schichten, die eine separate Wellen führung bewirken, eingebaut.For the waveguide structure of the semiconductor laser according to the invention different, basically equivalent embodiments are possible. The waveguide structure can consist of a single waveguide, which also serves as an active area for generating the laser light. In the embodiment according to FIG. 1, this active area is the waveguide layer 5 . The first DFB grating 3 in the first DFB grating layer and the second DFB grating 4 in the second DFB grating layer can also be built into this waveguide layer 5 . Double heterostructures (DH), quantum-well structures (QW, single-QW) or multi-quantum-well structures (multi-QW) are possible for the waveguide structure, each with or without separate waveguiding layers (SC, separate confinement). While the electronic waveguiding is essentially given by the doping, ie the conductivity type, separate waveguiding layers provide optical waveguiding, ie these separate waveguiding layers are made of a material with a different refractive index than the waveguide layer 5 . These separate waveguide layers can be installed between the waveguide layer 5 and the first DFB grating layer or the second DFB grating layer or on the boundary surfaces of the DFB grating layers facing away from the waveguide 5 , or the first and second DFB gratings 3 , 4 installed in layers that provide separate shaft guidance.
Wesentlich ist in jedem Fall, daß zwei DFB-Gitter mit von einander geringfügig verschiedenen Gitterkonstanten so an einen als Resonator ausgebildeten Wellenleiter angekoppelt sind, daß gerade zwei miteinander hochfrequent zu verkoppeln de Schwingungsmoden selektiert werden.It is essential in any case that two DFB grids with from slightly different lattice constants a waveguide designed as a resonator is coupled are that just two to couple with each other at high frequency de Vibration modes can be selected.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungs gemäßen Halbleiterlasers im Querschnitt, bei der die Wellen leiterschicht 5 durch eine Struktur aus zwei verkoppelten einzelnen Wellenleitern, nämlich einer ersten Wellenleiter schicht 5, einer zweiten Wellenleiterschicht 7 und einer da zwischen befindlichen Zwischenschicht 6 ersetzt ist. Die zweite Wellenleiterschicht 7 kann in dem vorliegenden Aus führungsbeispiel wie die erste Wellenleiterschicht 5 InGaAsP sein. Die Zwischenschicht 6 ist vorteilhaft InP und für elektrische Leitungen desselben Leitungstyps wie die zweite Wellenleiterschicht 7, die zweite DFB-Gitterschicht 4 und die zweite Deckschicht 2 dotiert. Über eine erste Elektrode 11 und eine zweite Elektrode 12 kann an diese Struktur ein Betriebs strom angelegt werden. Fig. 2 shows an alternative embodiment of the modern semiconductor laser fiction, in cross-section, in which the wave guide layer 5 by a structure consisting of two coupled individual waveguides, namely a first waveguide layer 5, a second waveguide layer 7 and a is here replaced between located intermediate layer 6. In the present exemplary embodiment, the second waveguide layer 7 can be InGaAsP like the first waveguide layer 5 . The intermediate layer 6 is advantageously InP and doped for electrical lines of the same line type as the second waveguide layer 7 , the second DFB grating layer 4 and the second cover layer 2 . An operating current can be applied to this structure via a first electrode 11 and a second electrode 12 .
Die erste Gitterkonstante C1 und die zweite Gitterkonstante C2 sind wieder geringfügig voneinander verschieden, entsprechend der halben Wellenlänge, die zu der Differenz der Schwingungs frequenzen der beiden zu selektierenden Moden gehört. Wenn die intrinsisch oder p- oder n-dotierte erste Wellenleiterschicht als aktive Schicht zur Strahlungserzeugung eingesetzt wird, sollte die dem Energiebandabstand des Materials dieser ersten Wellenleiterschicht 5 entsprechende Wellenlänge näherungsweise gleich der zweifachen ersten Gitterkonstanten des ersten DFB- Gitters 3 in der ersten DFB-Gitterschicht sein. Der Energie bandabstand des Materials der zweiten Wellenleiterschicht 7 soll größer sein als der Energiebandabstand der ersten Wellenleiterschicht 5.The first grating constant C 1 and the second grating constant C 2 are again slightly different from one another, corresponding to half the wavelength, which belongs to the difference in the oscillation frequencies of the two modes to be selected. If the intrinsically or p- or n-doped first waveguide layer is used as an active layer for generating radiation, the wavelength corresponding to the energy band gap of the material of this first waveguide layer 5 should be approximately equal to twice the first grating constant of the first DFB grating 3 in the first DFB grating layer be. The energy band gap of the material of the second waveguide layer 7 should be greater than the energy band gap of the first waveguide layer 5 .
In einer speziellen Ausführungsform kann die Materialzusammen setzung der ersten Wellenleiterschicht 5 gleich der Material zusammensetzung der zweiten Wellenleiterschicht 7 sein.In a special embodiment, the material composition of the first waveguide layer 5 can be the same as the material composition of the second waveguide layer 7 .
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, daß eine dritte Elektrode 13 auf einer freien Oberfläche 8 der Zwischenschicht 6 aufgebracht ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Dotierung der Schichten symmetrisch zur Zwischenschicht 6, die für elektrische Leitungen eines ersten Leitungstyps dotiert ist. Die erste Wellenleiterschicht 5 und die zweite Wellenleiterschicht 7 sind intrinsisch dotiert oder p- oder n-dotiert. Das erste DFB-Gitter 3 in der ersten DFB-Gitterschicht und das zweite DFB-Gitter 4 in der zweiten DFB-Gitterschicht sowie die erste Deckschicht 1 und die zweite Deckschicht 2 sind für elektrische Leitungen eines in bezug auf die Zwischenschicht 6 entgegengesetzten zweiten Leitungstyps dotiert. Der Betriebs strom wird für beide Wellenleiterschichten 5, 7 zentral über die dritte Elektrode und die Zwischenschicht 6 zugeführt. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, daß durch Einstellen des Betriebs stromes eine der Wellenleiterschichten aktiv und die andere passiv betrieben werden kann. So kann z. B. der Betriebsstrom zwischen der ersten Elektrode 11 und der dritten Elektrode 13 unterhalb der Anregungsschwelle für Laserstrahlung in der ersten Wellenleiterschicht 5 liegen, so daß diese erste Wellen leiterschicht 5 als passive Wellenleiterschicht betrieben wird. Über die Höhe des anliegenden Betriebsstromes kann der Brechungsindex in dieser ersten Wellenleiterschicht 5 geändert werden, so daß die Frequenz der durch das erste DFB-Gitter 3 in der ersten DFB-Gitterschicht in dieser ersten Wellenleiter schicht 5 selektierten Mode variiert werden kann. Die zweite Wellenleiterschicht 7 wird dann über den zwischen die zweite Elektrode 12 und die dritte Elektrode 13 angelegten Betriebs strom oberhalb der Anregungsschwelle, also aktiv betrieben. Für die jeweils aktiv betriebene Schicht sollte wieder die Näherungsgleichung zwischen der Gitterkonstanten des unmittel bar zugeordneten Gitters und der halben der betreffenden Materialzusammensetzung entsprechenden Wellenlänge erfüllt sein. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 können die beiden Wellenleiterschichten 5, 7 entweder aus dem gleichen Material sein und die gleiche Dicke, d. h. transversale Abmessung aufweisen oder voneinander verschieden sein. Die Zusammensetzung der Materialien der beiden Wellenleiter schichten 5, 7 sollte nicht so verschieden sein, daß die den Energiebandabständen entsprechenden Wellenlängen um mehr als 0,5 µm verschieden sind.The embodiment according to FIG. 3 differs from the previous one in that a third electrode 13 is applied to a free surface 8 of the intermediate layer 6 . In this embodiment, the layers are doped symmetrically to the intermediate layer 6 , which is doped for electrical lines of a first conductivity type. The first waveguide layer 5 and the second waveguide layer 7 are intrinsically doped or p- or n-doped. The first DFB lattice 3 in the first DFB lattice layer and the second DFB lattice 4 in the second DFB lattice layer as well as the first cover layer 1 and the second cover layer 2 are doped for electrical lines of a second conductivity type opposite to the intermediate layer 6 . The operating current is supplied centrally for both waveguide layers 5 , 7 via the third electrode and the intermediate layer 6 . An advantage of this arrangement is that one of the waveguide layers can be operated actively and the other can be operated passively by adjusting the operating current. So z. For example, the operating current between the first electrode 11 and the third electrode 13 lie below the excitation threshold for laser radiation in the first waveguide layer 5, so that this first wave guide layer 5 is operated as a passive waveguide layer. The refractive index can be changed by the height of the applied operating current in the first waveguide layer 5, so that the frequency of the layer by the first DFB grating 3 in the first DFB grating layer in the first waveguide 5 selected mode can be varied. The second waveguide layer 7 is then operated via the operating current applied between the second electrode 12 and the third electrode 13 above the excitation threshold, that is to say actively. For the active layer in each case, the approximate equation between the grating constants of the grating directly assigned to bar and half the wavelength corresponding to the material composition in question should again be satisfied. Also in the embodiment according to FIG. 3, the two waveguide layers 5, 7 are either of the same material and may be of the same thickness, that is transverse dimension or different from each other. The composition of the materials of the two waveguide layers 5 , 7 should not be so different that the wavelengths corresponding to the energy band spacings differ by more than 0.5 μm.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Anordnung ist, daß die verschiedenen Schichten und die Gitter so dimensioniert sind, daß die Intensitäten der Strahlungsmoden auf diesen Wellenlei terstrukturen etwa gleichmäßig auf beide Wellenleiterschichten verteilt ist.It is essential for the arrangement according to the invention that the different layers and the grids are sized that the intensities of the radiation modes on these waveguides ter structures approximately evenly on both waveguide layers is distributed.
Außerdem können die Spiegel der durch diese Wellenleiter ge bildeten Resonatoren (Endflächen des gespaltenen Halbleiter schichtaufbaus) zusätzlich beschichtet sein, um die Reflexion der Strahlung zu erhöhen (bis zu vollständiger Reflexion). Für jede der vorhandenen Wellenleiterschichten 5, 7 kommen ver schiedene Strukturen, wie z. B. Doppelheterostruktur oder Quantum-well-Struktur, in Frage. Ebenso ist es möglich, eines der vorgesehenen Gitter zwischen diese Wellenleiterschichten einzubauen.In addition, the mirrors of the resonators formed by these waveguides (end faces of the split semiconductor layer structure) can be additionally coated in order to increase the reflection of the radiation (up to complete reflection). For each of the existing waveguide layers 5 , 7 come ver different structures, such as. B. double heterostructure or quantum well structure, in question. It is also possible to install one of the provided gratings between these waveguide layers.
Wesentlich ist dabei, daß von den auf der Wellenleiterstruktur ausbreitungsfähigen Moden jeweils zwei, mit einer der Modulationsfrequenz entsprechenden Differenz der Wellenlängen, selektiert werden, wobei diese Moden durch die Modulations frequenz verkoppelt werden.It is essential that of the on the waveguide structure propagatable modes two each, with one of the Modulation frequency corresponding difference in wavelengths, be selected, these modes by the modulation frequency are coupled.
Claims (7)
- - mit einem an diese erste Wellenleiterschicht (5) für Modenselektion angekoppelten ersten DFB-Gitter (3) mit einer ersten Gitterkonstanten (C1),
- - wobei das Zweifache dieser ersten Gitterkonstanten (C1) näherungsweise gleich der Wellenlänge ist, die dem ersten Energiebandabstand entspricht, dadurch gekennzeichnet,
- - daß an diese Wellenleiterstruktur ein zweites DFB-Gitter (4) mit einer zweiten Gitterkonstanten (C2) für Modenselektion angekoppelt ist,
- - daß diese zweite Gitterkonstante (C2) von der ersten Gitter konstanten (C1) verschieden ist und
- - daß das Zweifache des Absolutbetrages der Differenz zwischen der ersten Gitterkonstanten (C1) und der zweiten Gitter konstanten (C2) gleich der Wellenlänge ist, die einer für Modenkopplung vorgesehenen Modulationsfrequenz entspricht.
- with a first DFB grating ( 3 ) coupled to this first waveguide layer ( 5 ) for mode selection and having a first grating constant (C 1 ),
- wherein twice this first grating constant (C 1 ) is approximately equal to the wavelength which corresponds to the first energy band gap, characterized in that
- - That a second DFB grating ( 4 ) with a second grating constant (C 2 ) for mode selection is coupled to this waveguide structure,
- - That this second lattice constant (C 2 ) is different from the first lattice constant (C 1 ) and
- - That twice the absolute value of the difference between the first grating constant (C 1 ) and the second grating constant (C 2 ) is equal to the wavelength which corresponds to a modulation frequency provided for mode coupling.
- - bei dem die erste Wellenleiterschicht (5) transversal durch zwei einander gegenüberliegende sich in Längsrichtung er streckende Flächen begrenzt ist und
- - bei dem das erste DFB-Gitter (3) sich longitudinal entlang und parallel zu einer dieser Flächen erstreckt, dadurch gekennzeichnet,
- - daß auf der diesem ersten DFB-Gitter (3) gegenüberliegenden Seite der ersten Wellenleiterschicht (5) das zweite DFB- Gitter (4) ausgebildet ist und
- - daß sich dieses zweite DFB-Gitter (4) longitudinal entlang und parallel zu der anderen die erste Wellenleiterschicht (5) transversal begrenzenden Fläche erstreckt.
- - In which the first waveguide layer ( 5 ) is transversely delimited by two mutually opposite, longitudinally extending surfaces and
- in which the first DFB grating ( 3 ) extends longitudinally along and parallel to one of these surfaces, characterized in that
- - That on this first DFB grating ( 3 ) opposite side of the first waveguide layer ( 5 ), the second DFB grating ( 4 ) is formed and
- - That this second DFB grating ( 4 ) extends longitudinally along and parallel to the other the first waveguide layer ( 5 ) transversely delimiting surface.
- - daß zwischen der ersten Wellenleiterschicht (5) und dem zweiten DFB-Gitter (4) mindestens eine zweite Wellenleiter schicht (7) angeordnet ist,
- - daß zwischen der ersten Wellenleiterschicht (5) und dieser zweiten Wellenleiterschicht (7) eine die erste Wellenleiter schicht (5) von der zweiten Wellenleiterschicht (7) abgren zende Zwischenschicht (6) angeordnet ist,
- - daß die erste Wellenleiterschicht (5) und die zweite Wellen leiterschicht (7) über diese Zwischenschicht (6) verkoppelt sind und
- - daß die Anordnung der ersten Wellenleiterschicht (5), der zweiten Wellenleiterschicht (7), der Zwischenschicht (6), des ersten DFB-Gitters (3) und des zweiten DFB-Gitters (4) so dimensioniert ist, daß die Intensität der Strahlungsmoden etwa gleichmäßig auf die erste Wellenleiterschicht (5) und die zweite Wellenleiterschicht (7) verteilt ist.
- - That between the first waveguide layer ( 5 ) and the second DFB grating ( 4 ) at least one second waveguide layer ( 7 ) is arranged,
- - That between the first waveguide layer ( 5 ) and this second waveguide layer ( 7 ) a layer of the first waveguide ( 5 ) from the second waveguide layer ( 7 ) delimiting intermediate layer ( 6 ) is arranged,
- - That the first waveguide layer ( 5 ) and the second waveguide layer ( 7 ) are coupled via this intermediate layer ( 6 ) and
- - That the arrangement of the first waveguide layer ( 5 ), the second waveguide layer ( 7 ), the intermediate layer ( 6 ), the first DFB grating ( 3 ) and the second DFB grating ( 4 ) is dimensioned so that the intensity of the radiation modes is distributed approximately uniformly over the first waveguide layer ( 5 ) and the second waveguide layer ( 7 ).
- - daß die erste Wellenleiterschicht (5) aus einem anderen Material ist als die zweite Wellenleiterschicht (7) und
- - daß die Differenz der Wellenlängen, die dem Energiebandab stand des Materials der ersten Wellenleiterschicht (5) bzw. dem Energiebandabstand des Materials der zweiten Wellen leiterschicht (7) entsprechen, maximal 0,5 µm ist.
- - That the first waveguide layer ( 5 ) is made of a different material than the second waveguide layer ( 7 ) and
- - That the difference of the wavelengths, which stood the energy band of the material of the first waveguide layer ( 5 ) or the energy band gap of the material of the second waveguide layer ( 7 ) correspond to a maximum of 0.5 µm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3934865A DE3934865A1 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3934865A DE3934865A1 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3934865A1 true DE3934865A1 (en) | 1991-04-25 |
Family
ID=6391780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3934865A Withdrawn DE3934865A1 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3934865A1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4322164A1 (en) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelectronic component with feedback grating, with axially quasi-continuous and almost arbitrarily variable grating coupling coefficients, with quasi-continuously axially distributable refractive index variation, and with axially almost arbitrarily distributable and variable phase shift |
| DE4322163A1 (en) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelectronic component based on DFB or DBR grating with quasi-continuously axially distributable refractive index variation, with axially arbitrarily distributable and variable phase shift, as well as with axially quasi-continuously variable grating coupling coefficient |
| DE4334525A1 (en) * | 1993-10-09 | 1995-04-13 | Deutsche Bundespost Telekom | Optoelectronic component with distributed feedback and variable coupling coefficient |
| US6762787B2 (en) | 2000-07-07 | 2004-07-13 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Forming an image on a printing plate using ultrashort laser pulses |
| US6885804B2 (en) * | 2002-02-07 | 2005-04-26 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Semiconductor optical devices with differential grating structure and method for manufacturing the same |
| DE4420389B4 (en) * | 1994-05-31 | 2007-05-03 | ADC Telecommunications, Inc., Eden Prairie | Optoelectronic semiconductor device with improved wavelength tunability and reduced optical linewidth |
| FR3043852A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-19 | Commissariat Energie Atomique | LASER DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A LASER DEVICE |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2447536A1 (en) * | 1973-10-05 | 1975-04-17 | Hitachi Ltd | SEMI-CONDUCTOR LASER DEVICE |
| DE2537093A1 (en) * | 1975-06-11 | 1977-01-13 | Hitachi Ltd | SEMICONDUCTOR LASER AND METHOD OF ITS MANUFACTURING |
| DE3445725A1 (en) * | 1983-12-14 | 1985-07-04 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | SEMICONDUCTOR LASER DEVICE |
| DD246199A1 (en) * | 1986-02-20 | 1987-05-27 | Werk Fernsehelektronik Veb | SEMICONDUCTOR INJECTION LASER WITH TRANSVERSAL P-N TRANSITION |
| EP0254568A2 (en) * | 1986-07-25 | 1988-01-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| US4726031A (en) * | 1984-10-09 | 1988-02-16 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser |
| US4730330A (en) * | 1985-01-07 | 1988-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated structure for bi-directional optical fiber transmission |
| DE3704622A1 (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-25 | Siemens Ag | Method of producing diffraction gratings in double-heterolayer structures for DFB lasers |
| US4803690A (en) * | 1985-03-15 | 1989-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| EP0309744A2 (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement with a thin-film waveguide extending in a flat manner |
| US4835779A (en) * | 1987-05-04 | 1989-05-30 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for the operation of a distributed feedback laser |
| US4847857A (en) * | 1987-07-08 | 1989-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Single wavelength semiconductor laser |
-
1989
- 1989-10-19 DE DE3934865A patent/DE3934865A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2447536A1 (en) * | 1973-10-05 | 1975-04-17 | Hitachi Ltd | SEMI-CONDUCTOR LASER DEVICE |
| DE2447536C2 (en) * | 1973-10-05 | 1983-09-15 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Semiconductor laser |
| DE2537093A1 (en) * | 1975-06-11 | 1977-01-13 | Hitachi Ltd | SEMICONDUCTOR LASER AND METHOD OF ITS MANUFACTURING |
| DE3445725A1 (en) * | 1983-12-14 | 1985-07-04 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | SEMICONDUCTOR LASER DEVICE |
| US4726031A (en) * | 1984-10-09 | 1988-02-16 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser |
| US4730330A (en) * | 1985-01-07 | 1988-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated structure for bi-directional optical fiber transmission |
| US4803690A (en) * | 1985-03-15 | 1989-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| DD246199A1 (en) * | 1986-02-20 | 1987-05-27 | Werk Fernsehelektronik Veb | SEMICONDUCTOR INJECTION LASER WITH TRANSVERSAL P-N TRANSITION |
| EP0254568A2 (en) * | 1986-07-25 | 1988-01-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| DE3704622A1 (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-25 | Siemens Ag | Method of producing diffraction gratings in double-heterolayer structures for DFB lasers |
| US4835779A (en) * | 1987-05-04 | 1989-05-30 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for the operation of a distributed feedback laser |
| US4847857A (en) * | 1987-07-08 | 1989-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Single wavelength semiconductor laser |
| EP0309744A2 (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement with a thin-film waveguide extending in a flat manner |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 61 212085 A., E-480, Febr.17, 1987, Vol.11,No .51 * |
| 62 221183 A., E-591, March17, 1988, Vol.12,No. 85 * |
| 63 186 A., E-619, June 9, 1988, Vol.12,No.200 * |
| 63 20892 A., E-627, June 28, 1988, Vol.12,No.228 * |
| 63 70588 A., E-645, Aug. 10, 1988, Vol.12,No.293 * |
| JP Abstracts of Japan: 63 147388 A., E-675, Oct. 27, 1988, Vol.12,No.407 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4322164A1 (en) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelectronic component with feedback grating, with axially quasi-continuous and almost arbitrarily variable grating coupling coefficients, with quasi-continuously axially distributable refractive index variation, and with axially almost arbitrarily distributable and variable phase shift |
| DE4322163A1 (en) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelectronic component based on DFB or DBR grating with quasi-continuously axially distributable refractive index variation, with axially arbitrarily distributable and variable phase shift, as well as with axially quasi-continuously variable grating coupling coefficient |
| DE4334525A1 (en) * | 1993-10-09 | 1995-04-13 | Deutsche Bundespost Telekom | Optoelectronic component with distributed feedback and variable coupling coefficient |
| DE4420389B4 (en) * | 1994-05-31 | 2007-05-03 | ADC Telecommunications, Inc., Eden Prairie | Optoelectronic semiconductor device with improved wavelength tunability and reduced optical linewidth |
| US6762787B2 (en) | 2000-07-07 | 2004-07-13 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Forming an image on a printing plate using ultrashort laser pulses |
| US6885804B2 (en) * | 2002-02-07 | 2005-04-26 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Semiconductor optical devices with differential grating structure and method for manufacturing the same |
| FR3043852A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-19 | Commissariat Energie Atomique | LASER DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A LASER DEVICE |
| US9899800B2 (en) | 2015-11-13 | 2018-02-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Laser device and process for fabricating such a laser device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0409177B1 (en) | Optical feedback amplifier | |
| DE60114286T2 (en) | Self-mode-coupled quantum cascade laser | |
| DE60118035T2 (en) | RESONANCE REFLECTOR FOR USE WITH OPTOELECTRONIC EQUIPMENT | |
| EP0418705B1 (en) | Interferometric semiconductor laser | |
| DE69826088T2 (en) | Laser transmitter with reduced distortion | |
| DE4327102A1 (en) | Tunable optical filter | |
| EP0849847B1 (en) | Optoelectronic element with MQW structure | |
| DE19744839A1 (en) | Fixed mode semiconducting laser | |
| DE3228586C2 (en) | ||
| DE19633373A1 (en) | Construction of a laser that can be tuned in wavelength | |
| DE19519608A1 (en) | Wavelength tunable semiconductor laser appts. for optical communication | |
| DE4425711A1 (en) | Surface-emitting laser diode field, and method for operation thereof, photodetector, photodetector field, optical link system and optical multi-wavelength communication system | |
| DE4328777A1 (en) | Optical filter device | |
| DE4434345A1 (en) | Cpd. semiconductor quantum well diode laser for operation at specific wavelength esp. 1.3 micron | |
| DE69721272T2 (en) | Electrical isolation of optoelectronic components | |
| EP0925520A1 (en) | Device for coupling wave guides | |
| DE60204168T2 (en) | PHASE-SHIFTED SURFACE-EMITTING DFB LASER STRUCTURES WITH REINFORCING OR ABSORBENT GRIDS | |
| DE10201126A1 (en) | Optoelectronic component has monolithic light source and photodetector monitoring light output for regulation of optoelectronic component | |
| Jaeger et al. | Slow-wave electrode for use in compound semiconductor electrooptic modulators | |
| DE3934865A1 (en) | Picosecond pulses from semiconductor DFB modulated laser - has two junction pairs for separate or combined mode-coupled operation | |
| DE19626113A1 (en) | Optical semiconductor component with a deep ribbed waveguide | |
| EP0578012B1 (en) | High frequency modulation laser diode | |
| DE69730872T2 (en) | LASER DEVICE | |
| EP3198750B1 (en) | Injection modulator | |
| DE60105154T2 (en) | HIGH PERFORMANCE LASER WITH TEAMED GRID AND DISTRIBUTED BRAGG REFLECTOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |