JP2520153B2 - 半導体レ―ザ光源制御装置 - Google Patents

半導体レ―ザ光源制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザの発振周波数安定化及びスペ
クトル線幅の改善に供される半導体レーザ光源制御装置
に関するものである。
［従来の技術］ ヘテロダイン／コヒーレント型光ファイバ通信におい
ては、信号用光源と局部発振用光源の発振周波数差をビ
ート信号として電気段で取り出し処理するため信号用光
源と局部発振用光源の発振周波数差は、安定に保たれね
ばならない。
しかしヘテロダイン／コヒーレント型光ファイバ通信
に光源として用いられる半導体レーザは通常の状態で用
いた場合には発振周波数安定度及びスペクトル線幅の点
で十分ではなく、これまで発振周波数安定化及びスペク
トル線幅の改善に関して外部共振器を用いた方法が用い
られてきた。
第２図は、従来の外部共振器を用いた半導体レーザ光
源制御装置Ａを示すプロック図である。ここで１は半導
体レーザ、２は半導体レーザ１からの後方出射光L2の等
価的な光路長（位相）を変化させてスペクトル線幅を小
さくなるように調整するための外部共振器、３は前方出
射光L1を２分岐する光分波器、４は光周波数（波長）の
変化を光の強度変化に変換する光周波数弁別器、５は光
電変換を行なう光受信器、６は半導体レーザ１の注入電
流等を制御する自動周波数制御回路、L1は半導体レーザ
から前方に出射された出射光（以下、「前方出射光」と
称す）、L2は半導体レーザから後方に出射された出射光
（以下、「後方出射光」と称す）、L3は光周波数弁別器
４によって光周波数弁別を行なうために光分波器３によ
って分波された分岐光、L4は光周波数弁別器４によって
光周波数変化が強度変化に変換された強度変換光、L5は
通信用の本線系の信号光、E1〜E3は電気信号である。
この方式では、半導体レーザ１から出射された前方出
射光L1のうち、光分波器３によって分波された分岐光L3
の周波数変動を、光周波数弁別器４によって強度変換光
L4の強度変動に変え、更に、この強度変換光L4の強度変
動を光受信器５によって電気信号E1の強度変動に変換し
ている。
一般に半導体レーザ１の発振周波数はその駆動電流に
依存するため、電気信号E1を自動周波数制御回路６を通
した後、半導体レーザ１の駆動電流に帰還して制御する
ことにより、半導体レーザ１の発振周波数を安定化して
いる。また、半導体レーザ１のスペクトル線幅改善のた
め、外部共振器２を用いて外部共振器２の共振器長（位
相）を変化させている。なお、外部共振器２による半導
体レーザ１への戻り光L6の位相を電気信号E2によって変
化させても、発振周波数安定化は可能である。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の半導体レーザの発振周波数の安定化
及びスペクトル線幅を改善するための半導体レーザ光源
においては、外部共振器２として100％反射型のミラー
または回析格子等を用いると共に、発振周波数を弁別す
るため、前方出射光L1の一部を分岐光L3として分岐せね
ばならず、前方出射光L1に対する通信用の信号光L5には
一定割合の損失を受け、システムの中継間隔を狭めてし
まうという欠点があった。
このため、通信に用いるための信号光L5に損失を与え
ないで発振周波数を弁別する方法が強く望まれていた。
本発明は、前記した従来の問題点を解決するためにな
されたもので、通信用の信号光に損失を与えることがな
く半導体レーザの発振周波数安定化及びスペクトル線幅
の改善が可能な半導体レーザ光源制御装置を提供せんと
するものである。
（２）発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 前記した問題点の解決は、本発明が次に列挙する新規
な特徴的構成手段を採用することにより構成される。
すなわち、本発明の第１の特徴は、半導体レーザから
出射される光の一部を帰還させて半導体レーザのスペク
トル線幅を調整し、帰還光の位相または前記半導体レー
ザの駆動電流を制御するこにより発振周波数を調整する
半導体レーザ光源制御装置において、 前記半導体レーザの両端から出射される前方出射光と
後方出射光のうち一方の出射光側に配置され、光導波路
の片端面が半透明鏡または高反射率の反射膜にてコーテ
ィングされ、当該出射光の僅少を透過し大部分を反射
し、かつ該反射された出射光の光路長を変化させるため
の外部共振器と、該外部共振器を透過した前記透過光の
周波数変動を光の強度に変換する光周波数弁別器と、該
強度変換光の強度を電気信号に変換する光受信器と、該
電気信号の変動に基づいて前記半導体レーザの注入電流
及び前記外部共振器の光路長を帰還制御する自動周波数
制御回路とを備えた半導体レーザ光源制御装置にありま
す。
本発明の第２の特徴は、前記本発明の第１の特徴にお
いて、前記半導体レーザ、前記外部共振器、前記光周波
数弁別器、前記光受信器及び前記自動周波数制御回路の
うち少なくとも前記半導体レーザと前記外部共振器及び
前記光周波数弁別器とが集積されてなる半導体レーザ光
源制御装置にあります。
［実 施 例１］ 本発明の実施例を第１図につき説明する。
なお、同図中従来例と同一構成については同一番号を
付し説明の重複を省いた。
本発明の半導体レーザ光源制御装置Ｂにおいて、半導
体レーザ１から後方に出射された後方出射光Laは外部共
振器２に入射するが、この場合、外部共振器２は後方出
射光Laをわずか一部透過させる半透明鏡あるいは光導波
路の片端100％より若干低い（約90〜99％）高反射率の
反射膜でコーティングしたものを用いることにより、外
部共振器２として用いることができると同時に一部透過
出射側には、更に光周波数弁別用の透過光Lbを供給して
いる。この透過光Lbは、光周波数弁別器４により周波数
弁別され、強度変換光Lcへの強度変動に変え光受信器５
の電気信号Eaの強度変動に変換する。次いで従来例と同
様の原理により自動周波数制御回路６は半導体レーザ１
への注入電流等を電気信号Ecによって変化させあわせて
外部共振器２からの半導体レーザ１への戻り光Leの位相
をも電気信号Ebによって遂次変化させ、周波数の安定化
を計っている。図中Ldは通信用の本線系の前方出射信号
光である。
また、光周波数弁別器４として光導波路の両端面に高
反射率の反射膜をコーティングしたものを用い、外部共
振器２として光導波路の片端面に高反射率の反射膜をコ
ーティングしたものを用いれば、この両者と半導体レー
ザ１、更には光受信器５及び自動周波数制御回路６まで
を全て集積化することができ、信頼性向上、小型化の点
で改善が期待できる。
（３）発明の効果 かくして本発明は外部共振器２として光を一部透過さ
せるものを用いることにより、周波数弁別の光を通信用
の光から分岐せずにすみ、通信用の光は全て有効に用い
ることが可能となる。
従って本発明はヘテロダイン／コヒーレント型光ファ
イバ通信における半導体レーザの発振周波数安定化およ
びスペクトル線幅の改善に広く適用することが可能であ
り、その効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による実施例であり半導体レーザ光源制
御装置のブロック図、第２図は従来の半導体レーザ光源
制御装置のブロック図である。 １……半導体レーザ、２……外部共振器 ３……光分波器、４……光周波数弁別器 ５……光受信器、６……自動周波数制御回路 A,B……半導体レーザ光源制御装置 E1〜E3,Ea〜Ec……電気信号 L1……前方出射光、L2,La……後方出射光 L3……分岐光、Lb……透過光 L4,Lc……強度変換光、L5……信号光 Ld……前方出射信号光、L6,Le……戻り光

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体レーザから出射される光の一部を帰
    還させて該半導体レーザのスペクトル線幅を調整し、帰
    還光の位相または前記半導体レーザの駆動電流を制御す
    るこにより発振周波数を調整する半導体レーザ光源制御
    装置において、 前記半導体レーザの両端から出射される前方出射光と後
    方出射光のうち一方の出射光側に配置され、光導波路の
    片端面が半透明鏡または高反射率の反射膜にてコーティ
    ングされ、当該出射光の僅少を透過し大部分を反射し、
    かつ該反射された出射光の光路長を変化させるための外
    部共振器と、 該外部共振器を透過した前記透過光の周波数変動を光の
    強度に変換する光周波数弁別器と、 該強度変換光の強度を電気信号に変換する光受信器と、 該電気信号の変動に基づいて前記半導体レーザの注入電
    流及び前記外部共振器の光路長を帰還制御する自動周波
    数制御回路とを備えた、 ことを特徴とする半導体レーザ光源制御装置。
  2. 【請求項２】前記半導体レーザ、前記外部共振器、前記
    光周波数弁別器、前記光受信器及び前記自動周波数制御
    回路のうち少なくとも前記半導体レーザと前記外部共振
    器及び前記光周波数弁別器とが集積されてなる、 ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ光源制
    御装置。
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