JP2943766B2 - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/421—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical component consisting of a short length of fibre, e.g. fibre stub
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光源として使用され
る半導体レーザモジュールに係わり、特にサブキャリア
多重光システムにおいて歪特性を適正な状態で動作させ
ることのできる半導体レーザモジュールに関する。
る半導体レーザモジュールに係わり、特にサブキャリア
多重光システムにおいて歪特性を適正な状態で動作させ
ることのできる半導体レーザモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】有線テレビの多チャネル化と共に、光Ｃ
ＡＴＶ（Community Antena Television)やケーブルＴＶ
が注目されている。このような光ＣＡＴＶ等の所定の通
信では、サブキャリア多重（ＳＣＭ）光伝送システムが
採用されている。ここでサブキャリア多重光伝送システ
ムとは、無線周波数帯で周波数多重された複数の変調信
号をそのまま光強度変調して伝送する通信システムであ
る。このサブキャリア多重光伝送システムは、例えばＣ
ＡＴＶにおける多チャネル映像信号や、移動体通信の無
線キャリアの伝送に使用されている。
ＡＴＶ（Community Antena Television)やケーブルＴＶ
が注目されている。このような光ＣＡＴＶ等の所定の通
信では、サブキャリア多重（ＳＣＭ）光伝送システムが
採用されている。ここでサブキャリア多重光伝送システ
ムとは、無線周波数帯で周波数多重された複数の変調信
号をそのまま光強度変調して伝送する通信システムであ
る。このサブキャリア多重光伝送システムは、例えばＣ
ＡＴＶにおける多チャネル映像信号や、移動体通信の無
線キャリアの伝送に使用されている。
【０００３】このようなサブキャリア多重光伝送システ
ムでは、低歪および低雑音という要求があり、通常のデ
ジタル信号用の通信システムに使用される半導体レーザ
（ＬＤ）モジュールとは異なった歪・雑音特性を備えた
半導体レーザモジュールが所望されている。半導体レー
ザモジュールの歪・雑音特性は、一般に半導体レーザに
流すバイアス電流によって変化する。
ムでは、低歪および低雑音という要求があり、通常のデ
ジタル信号用の通信システムに使用される半導体レーザ
（ＬＤ）モジュールとは異なった歪・雑音特性を備えた
半導体レーザモジュールが所望されている。半導体レー
ザモジュールの歪・雑音特性は、一般に半導体レーザに
流すバイアス電流によって変化する。
【０００４】図４は、半導体レーザのバイアス電流と歪
特性およびファイバ光出力との関係を表わしたものであ
る。この図で曲線１１は半導体レーザのバイアス電流と
歪の関係を示し、他の曲線１２は半導体レーザのバイア
ス電流とファイバ光出力の関係を示している。この図で
示す歪特性としては、２トーン法による相互変調２次歪
（ＩＭＤ２）を代表例としている。ここで２トーン法と
は、非線型成分を測定するために、異なる２つの周波数
（ｆ1 、ｆ2 ）を同時に半導体レーザに入力し、半導体
レーザで発生する相互変調歪を測定する方法である。こ
の方法では、２次、３次層変調歪として次の周波数に歪
が発生する。 ２次相互変調歪：ｆ1 ±ｆ2 ３次相互変調歪：２×ｆ1 ±ｆ2 、２×ｆ2 ±ｆ1 曲線１１から判るように半導体レーザのバイアス電流を
増加させていくと、ある電流値Ｉ1 までバイアス電流が
増加するほど歪特性が改善される。そして、この電流値
Ｉ1 を越えるとバイアス電流が増加するに従って歪が増
加して特性が劣化する。一方、曲線１２から分かるよう
に、半導体レーザのバイアス電流を増加させて行くと、
閾値電流値Ｉ2 以上でほぼ直線的にファイバ光出力が増
加する。このように半導体レーザモジュールの歪特性に
は、これが最良となる電流条件またはファイバ光出力条
件が存在している。
特性およびファイバ光出力との関係を表わしたものであ
る。この図で曲線１１は半導体レーザのバイアス電流と
歪の関係を示し、他の曲線１２は半導体レーザのバイア
ス電流とファイバ光出力の関係を示している。この図で
示す歪特性としては、２トーン法による相互変調２次歪
（ＩＭＤ２）を代表例としている。ここで２トーン法と
は、非線型成分を測定するために、異なる２つの周波数
（ｆ1 、ｆ2 ）を同時に半導体レーザに入力し、半導体
レーザで発生する相互変調歪を測定する方法である。こ
の方法では、２次、３次層変調歪として次の周波数に歪
が発生する。 ２次相互変調歪：ｆ1 ±ｆ2 ３次相互変調歪：２×ｆ1 ±ｆ2 、２×ｆ2 ±ｆ1 曲線１１から判るように半導体レーザのバイアス電流を
増加させていくと、ある電流値Ｉ1 までバイアス電流が
増加するほど歪特性が改善される。そして、この電流値
Ｉ1 を越えるとバイアス電流が増加するに従って歪が増
加して特性が劣化する。一方、曲線１２から分かるよう
に、半導体レーザのバイアス電流を増加させて行くと、
閾値電流値Ｉ2 以上でほぼ直線的にファイバ光出力が増
加する。このように半導体レーザモジュールの歪特性に
は、これが最良となる電流条件またはファイバ光出力条
件が存在している。
【０００５】図５は、半導体レーザのバイアス電流と雑
音特性ならびにファイバ光出力との関係を表わしたもの
である。この図で曲線１３は、半導体レーザのバイアス
電流と雑音の関係を示し、曲線１４は半導体レーザのバ
イアス電流とファイバ光出力の関係を示している。この
図で示す雑音特性としては、相対強度雑音（ＲＩＮ）を
代表例としている。曲線１３から分かるように、半導体
レーザのバイアス電流値を増加させて行くに従って、Ｒ
ＩＮ特性が改善される。曲線１４のファイバ光出力は図
４の曲線１２と同じものであるため、ファイバ光出力が
増加するほど、ＲＩＮ特性が改善されることになる。
音特性ならびにファイバ光出力との関係を表わしたもの
である。この図で曲線１３は、半導体レーザのバイアス
電流と雑音の関係を示し、曲線１４は半導体レーザのバ
イアス電流とファイバ光出力の関係を示している。この
図で示す雑音特性としては、相対強度雑音（ＲＩＮ）を
代表例としている。曲線１３から分かるように、半導体
レーザのバイアス電流値を増加させて行くに従って、Ｒ
ＩＮ特性が改善される。曲線１４のファイバ光出力は図
４の曲線１２と同じものであるため、ファイバ光出力が
増加するほど、ＲＩＮ特性が改善されることになる。
【０００６】一般に、半導体レーザモジュールをサブキ
ャリア多重光伝送システムで使用する際には、主に、歪
特性が所望の特性を満足するように最適なバイアス電流
条件に設定することが望まれる。しかしながら、通常の
伝送システムでは送受信間の伝送ロスが仕様上で決めら
れており、この仕様を満足する形で半導体レーザモジュ
ールの光出力が規定されている。したがって、必ずしも
歪特性に関して最適な電流条件で半導体レーザモジュー
ルを動作させることができない。このため、半導体レー
ザモジュールを製品に使用する際には、要求される規格
に満足するかどうかの検査と満足するものの選別とが必
要になる。
ャリア多重光伝送システムで使用する際には、主に、歪
特性が所望の特性を満足するように最適なバイアス電流
条件に設定することが望まれる。しかしながら、通常の
伝送システムでは送受信間の伝送ロスが仕様上で決めら
れており、この仕様を満足する形で半導体レーザモジュ
ールの光出力が規定されている。したがって、必ずしも
歪特性に関して最適な電流条件で半導体レーザモジュー
ルを動作させることができない。このため、半導体レー
ザモジュールを製品に使用する際には、要求される規格
に満足するかどうかの検査と満足するものの選別とが必
要になる。
【０００７】図６は、従来提案されたサブキャリア多重
光伝送システム用の半導体レーザモジュールの構成を示
したものである。この半導体レーザモジュール２１は、
半導体レーザ素子２２と、その出射光を集光するレンズ
２３と、光ファイバ２４ならびにこの光ファイバ２４と
レンズ２３の間に配置された光アイソレータ２５から構
成されている。
光伝送システム用の半導体レーザモジュールの構成を示
したものである。この半導体レーザモジュール２１は、
半導体レーザ素子２２と、その出射光を集光するレンズ
２３と、光ファイバ２４ならびにこの光ファイバ２４と
レンズ２３の間に配置された光アイソレータ２５から構
成されている。
【０００８】半導体レーザ素子２２から出射された光線
は、レンズ２３によって集光され、光ファイバ２４に光
学的に結合される。半導体レーザ素子２２としては、高
出力で低歪、低雑音の特性を有するもので、単一縦モー
ド発振を行う分布帰還型のレーザダイオード（ＤＦＢ−
ＬＤ）が一般的に使用される。この分布帰還型のレーザ
ダイオードを半導体レーザ素子２２として使用すると、
半導体レーザモジュール２１の内部の、例えば光ファイ
バ２４の端面や伝送路中の光コネクタ（図示せず）の接
続点からの反射戻り光の影響を受けやすくなる。この結
果として、光出力特性や歪・雑音特性が不安定になりや
すい。このため、分布帰還型のレーザダイオードを使用
する半導体レーザモジュールでは、図６に示したように
光アイソレータ２５を光学系内に配置して、反射戻り光
による特性への影響を防止している。
は、レンズ２３によって集光され、光ファイバ２４に光
学的に結合される。半導体レーザ素子２２としては、高
出力で低歪、低雑音の特性を有するもので、単一縦モー
ド発振を行う分布帰還型のレーザダイオード（ＤＦＢ−
ＬＤ）が一般的に使用される。この分布帰還型のレーザ
ダイオードを半導体レーザ素子２２として使用すると、
半導体レーザモジュール２１の内部の、例えば光ファイ
バ２４の端面や伝送路中の光コネクタ（図示せず）の接
続点からの反射戻り光の影響を受けやすくなる。この結
果として、光出力特性や歪・雑音特性が不安定になりや
すい。このため、分布帰還型のレーザダイオードを使用
する半導体レーザモジュールでは、図６に示したように
光アイソレータ２５を光学系内に配置して、反射戻り光
による特性への影響を防止している。
【０００９】図６に示したような構成の半導体レーザモ
ジュール２１に対して、従来ではシステムで要求される
各特性を満足する特性検査を実施し、良品となる製品を
選別するようにしていた。特性検査の主な項目として
は、光出力、歪や雑音を挙げることができる。これらの
特性の中で特に歪特性はそれぞれの半導体レーザ素子２
２によって大きく相違する可能性があり、また、モジュ
ール内の光学系の状態によっても特性が大きく変化す
る。したがって、半導体レーザモジュール２１の組み立
てが完了した時点で、これらが最終的に所定の規格を満
足しているかどうかの検査を実施する必要がある。
ジュール２１に対して、従来ではシステムで要求される
各特性を満足する特性検査を実施し、良品となる製品を
選別するようにしていた。特性検査の主な項目として
は、光出力、歪や雑音を挙げることができる。これらの
特性の中で特に歪特性はそれぞれの半導体レーザ素子２
２によって大きく相違する可能性があり、また、モジュ
ール内の光学系の状態によっても特性が大きく変化す
る。したがって、半導体レーザモジュール２１の組み立
てが完了した時点で、これらが最終的に所定の規格を満
足しているかどうかの検査を実施する必要がある。
【００１０】また、サブキャリア多重光伝送システムで
の使用の仕方によっては、半導体レーザモジュール２１
に対して色々な光出力条件の下で所定の歪・雑音特性を
満足させることが要求される場合もある。これは、送受
信間の伝送距離に基づいて、すなわち伝送損失によって
半導体レーザモジュール２１の光出力が規定されるため
である。
の使用の仕方によっては、半導体レーザモジュール２１
に対して色々な光出力条件の下で所定の歪・雑音特性を
満足させることが要求される場合もある。これは、送受
信間の伝送距離に基づいて、すなわち伝送損失によって
半導体レーザモジュール２１の光出力が規定されるため
である。
【００１１】このような問題を解決する第１の手法とし
て、半導体レーザモジュール２１内の半導体レーザ素子
２２と光ファイバ２４の間の光学的な結合を最適化して
モジュール化を行う方法が存在する。例えば、予め半導
体レーザ素子２２の製造ロットの分布としての歪最適値
のバイアス電流を把握し、このバイアス電流条件での半
導体レーザ素子２２自体の光出力と光ファイバ２４の間
の光学的な結合を最適化してモジュール化を行う手法で
ある。光学的な結合を最適化するためには、各部品の位
置関係を最適位置からずらして過剰損失を付加するのが
一般的である。
て、半導体レーザモジュール２１内の半導体レーザ素子
２２と光ファイバ２４の間の光学的な結合を最適化して
モジュール化を行う方法が存在する。例えば、予め半導
体レーザ素子２２の製造ロットの分布としての歪最適値
のバイアス電流を把握し、このバイアス電流条件での半
導体レーザ素子２２自体の光出力と光ファイバ２４の間
の光学的な結合を最適化してモジュール化を行う手法で
ある。光学的な結合を最適化するためには、各部品の位
置関係を最適位置からずらして過剰損失を付加するのが
一般的である。
【００１２】図７は、問題解決のための第２の手法とし
ての半導体レーザモジュールを示したものである。この
図７に示した半導体レーザモジュール３０は、図６に示
したものと同一構造の半導体レーザモジュールの光ファ
イバ２４に、接続部３１を介して光固定減衰器３２を接
続している。このような構成の半導体レーザモジュール
３０では、光固定減衰器３２により過剰損失が付加され
ている。すなわち、各半導体レーザモジュール３０ごと
に、必要となる減衰量の光固定減衰器３２を選択して固
定を行うことになる。また、接続部３１で光の反射が生
じるので、この反射光によって半導体レーザモジュール
３０の特性が劣化しないように、十分低反射となる接続
方法を選択する必要がある。
ての半導体レーザモジュールを示したものである。この
図７に示した半導体レーザモジュール３０は、図６に示
したものと同一構造の半導体レーザモジュールの光ファ
イバ２４に、接続部３１を介して光固定減衰器３２を接
続している。このような構成の半導体レーザモジュール
３０では、光固定減衰器３２により過剰損失が付加され
ている。すなわち、各半導体レーザモジュール３０ごと
に、必要となる減衰量の光固定減衰器３２を選択して固
定を行うことになる。また、接続部３１で光の反射が生
じるので、この反射光によって半導体レーザモジュール
３０の特性が劣化しないように、十分低反射となる接続
方法を選択する必要がある。
【００１３】図８は、最適な歪特性で動作させるための
他の従来例（特開平４−３５０９８１号公報）を表わし
たものである。この図に示すＣＡＴＶ光伝送システムに
おける光受信器４１内の、フォトダイオード４２の出力
をコンデンサ４３を介して入力する信号増幅器４４の出
力端は、バンドパスフィルタ４６に接続され、信号増幅
器４４の出力信号からバンドパスフィルタ４６で任意の
周波数を選択するようになっている。バンドパスフィル
タ４６に接続されるレベル検出回路４７は、判定回路４
８に接続され、バンドパスフィルタ４６で選択した周波
数の歪レベルを検出し、その検出結果を判定回路４８に
出力するようになっている。判定回路４８に接続される
制御信号発生回路４９は、伝送装置５１に接続され、光
受信器４１側から光送信器５２側に信号線５３を介して
制御信号を伝送する。信号線５３が接続される光送信器
５２内の伝送装置５４は、レーザダイオード駆動回路５
５に接続され、光送信器５２内に任意の伝送手段により
接続されている制御信号発生回路４９からの制御信号に
より、光受信器４１側の歪レベルが最小となるようにレ
ーザダイオード駆動回路５５を制御するようになってい
る。
他の従来例（特開平４−３５０９８１号公報）を表わし
たものである。この図に示すＣＡＴＶ光伝送システムに
おける光受信器４１内の、フォトダイオード４２の出力
をコンデンサ４３を介して入力する信号増幅器４４の出
力端は、バンドパスフィルタ４６に接続され、信号増幅
器４４の出力信号からバンドパスフィルタ４６で任意の
周波数を選択するようになっている。バンドパスフィル
タ４６に接続されるレベル検出回路４７は、判定回路４
８に接続され、バンドパスフィルタ４６で選択した周波
数の歪レベルを検出し、その検出結果を判定回路４８に
出力するようになっている。判定回路４８に接続される
制御信号発生回路４９は、伝送装置５１に接続され、光
受信器４１側から光送信器５２側に信号線５３を介して
制御信号を伝送する。信号線５３が接続される光送信器
５２内の伝送装置５４は、レーザダイオード駆動回路５
５に接続され、光送信器５２内に任意の伝送手段により
接続されている制御信号発生回路４９からの制御信号に
より、光受信器４１側の歪レベルが最小となるようにレ
ーザダイオード駆動回路５５を制御するようになってい
る。
【００１４】この図８に示すＣＡＴＶ光伝送システムで
は、光受信器４１内の信号増幅器４４の出力信号を分岐
し、バンドパスフィルタ４６にて任意の周波数を選択す
る。この周波数の歪のレベルをレベル検出回路４７で検
出し、その検出結果に基づいて判定回路４８で判定を行
い、判定回路４８からの判定出力により制御信号発生回
路４９を制御する。制御信号発生回路４９の制御信号は
伝送装置５１により光受信器４１側から光送信器５２側
に信号線５３を介して伝送される。更に、信号件５３を
介して伝送された制御信号発生回路４９からの制御信号
は、光送信器５２側の伝送装置５４を介してレーザダイ
オード駆動回路５５に入力され、レーザダイオード５７
の駆動電流を任意のＣＡＴＶ光伝送システムに対して歪
が最小となる値になるように自動的に設定する。これに
より、レーザダイオード駆動電流を自動的に最適に設定
することができる。なお、この図で入力信号設定回路６
１の出力側はコンデンサ６２および抵抗６３を介してレ
ーザダイオード５７に接続されており、レーザダイオー
ド駆動回路５５の駆動側もコイル６４を介して同様にレ
ーザダイオード５７に接続されている。
は、光受信器４１内の信号増幅器４４の出力信号を分岐
し、バンドパスフィルタ４６にて任意の周波数を選択す
る。この周波数の歪のレベルをレベル検出回路４７で検
出し、その検出結果に基づいて判定回路４８で判定を行
い、判定回路４８からの判定出力により制御信号発生回
路４９を制御する。制御信号発生回路４９の制御信号は
伝送装置５１により光受信器４１側から光送信器５２側
に信号線５３を介して伝送される。更に、信号件５３を
介して伝送された制御信号発生回路４９からの制御信号
は、光送信器５２側の伝送装置５４を介してレーザダイ
オード駆動回路５５に入力され、レーザダイオード５７
の駆動電流を任意のＣＡＴＶ光伝送システムに対して歪
が最小となる値になるように自動的に設定する。これに
より、レーザダイオード駆動電流を自動的に最適に設定
することができる。なお、この図で入力信号設定回路６
１の出力側はコンデンサ６２および抵抗６３を介してレ
ーザダイオード５７に接続されており、レーザダイオー
ド駆動回路５５の駆動側もコイル６４を介して同様にレ
ーザダイオード５７に接続されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の半導体レーザモジュールでは、各特性の良否を判定
するための検査を、半導体レーザモジュールの完成品に
対して実施していた。このため、不良品の割合によって
はコストへの影響が大きくなるという問題があった。ま
た、規格割れを起こした製品を別の緩い規格の製品に振
り分けることができる場合には、その振り分け作業が必
要となり、製造管理上の煩雑さが生じるといった問題も
あった。
来の半導体レーザモジュールでは、各特性の良否を判定
するための検査を、半導体レーザモジュールの完成品に
対して実施していた。このため、不良品の割合によって
はコストへの影響が大きくなるという問題があった。ま
た、規格割れを起こした製品を別の緩い規格の製品に振
り分けることができる場合には、その振り分け作業が必
要となり、製造管理上の煩雑さが生じるといった問題も
あった。
【００１６】また、その半導体レーザモジュールが種々
の光出力条件の下で所定の歪・雑音特性を満足すること
が要求されるような場合、要求される光出力条件と歪規
格に応じて光学的な結合損失をモジュールの製造時に付
与する必要があった。このため、製造条件の異なる複数
の製造ロットを投入する必要があり、製造管理上の煩雑
さが生じることになった。すなわち、半導体レーザ素子
のそれぞれについて歪特性が最適となるバイアス条件が
異なるので、所望の光出力条件で歪特性が満足されるか
どうかは、半導体レーザモジュールが完成した後の特性
検査によって、良否を判定せざるを得ず、このような煩
雑さが生じることになった。
の光出力条件の下で所定の歪・雑音特性を満足すること
が要求されるような場合、要求される光出力条件と歪規
格に応じて光学的な結合損失をモジュールの製造時に付
与する必要があった。このため、製造条件の異なる複数
の製造ロットを投入する必要があり、製造管理上の煩雑
さが生じることになった。すなわち、半導体レーザ素子
のそれぞれについて歪特性が最適となるバイアス条件が
異なるので、所望の光出力条件で歪特性が満足されるか
どうかは、半導体レーザモジュールが完成した後の特性
検査によって、良否を判定せざるを得ず、このような煩
雑さが生じることになった。
【００１７】更に、図７に示した手法では、必要となる
減衰量を見込んで予め幾つかの光固定減衰器３２を準備
しておかなければならない。このため、製造管理上の煩
雑さが生じてしまうという問題があった。これは、先に
述べたものと同様であり、歪特性が最適となるバイアス
条件が半導体レーザ素子のそれぞれによって異なってく
るので、所望の光出力条件で歪特性が満足されるかどう
かは半導体レーザモジュールの完成後の特性検査の良否
の判定に待たなければならないことによる。
減衰量を見込んで予め幾つかの光固定減衰器３２を準備
しておかなければならない。このため、製造管理上の煩
雑さが生じてしまうという問題があった。これは、先に
述べたものと同様であり、歪特性が最適となるバイアス
条件が半導体レーザ素子のそれぞれによって異なってく
るので、所望の光出力条件で歪特性が満足されるかどう
かは半導体レーザモジュールの完成後の特性検査の良否
の判定に待たなければならないことによる。
【００１８】なお、図８に示した特開平４−３５０９８
１号公報に示す技術では、歪特性の改善を行うために半
導体レーザモジュールのバイアス電流値を変化させてい
る。このため、バイアス電流値の変化に伴って光出力レ
ベルが同時に変化することになり、一定の光出力条件で
の動作を行うことができなくなって、前記した問題点を
本質的に改善することはできない。
１号公報に示す技術では、歪特性の改善を行うために半
導体レーザモジュールのバイアス電流値を変化させてい
る。このため、バイアス電流値の変化に伴って光出力レ
ベルが同時に変化することになり、一定の光出力条件で
の動作を行うことができなくなって、前記した問題点を
本質的に改善することはできない。
【００１９】そこで本発明の目的は、歪特性と良品の歩
留りが向上する半導体レーザモジュールを提供すること
にある。
留りが向上する半導体レーザモジュールを提供すること
にある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）半導体レーザと、（ロ）ビグテール用光ファ
イバと、（ハ）半導体レーザとビグテール用光ファイバ
を光学的に結合する光学部品と、（ニ）ビグテール用光
ファイバの半導体レーザと面する側と反対に位置する側
に接続され、所望の歪・雑音特性を実現する減衰量に相
当する長さに設定された遷移金属ドープ光ファイバとを
半導体レーザモジュールに具備させる。
は、（イ）半導体レーザと、（ロ）ビグテール用光ファ
イバと、（ハ）半導体レーザとビグテール用光ファイバ
を光学的に結合する光学部品と、（ニ）ビグテール用光
ファイバの半導体レーザと面する側と反対に位置する側
に接続され、所望の歪・雑音特性を実現する減衰量に相
当する長さに設定された遷移金属ドープ光ファイバとを
半導体レーザモジュールに具備させる。
【００２１】すなわち請求項１記載の発明では、ビグテ
ール用光ファイバの半導体レーザと面する側と反対に位
置する側に、遷移金属をドープした遷移金属ドープ光フ
ァイバを接続するようにしている。この遷移金属ドープ
光ファイバは、所望の歪・雑音特性を実現する減衰量に
相当する長さに設定されているので、歪特性が向上し、
良品としての歩留りが向上する。
ール用光ファイバの半導体レーザと面する側と反対に位
置する側に、遷移金属をドープした遷移金属ドープ光フ
ァイバを接続するようにしている。この遷移金属ドープ
光ファイバは、所望の歪・雑音特性を実現する減衰量に
相当する長さに設定されているので、歪特性が向上し、
良品としての歩留りが向上する。
【００２２】請求項２記載の発明では、（イ）半導体レ
ーザと、（ロ）ビグテール用光ファイバと、（ハ）半導
体レーザとビグテール用光ファイバの間に配置され、半
導体レーザから射出された光が反射によってこれに再入
射することを防止するための光アイソレータと、（ニ）
半導体レーザとビグテール用光ファイバを光学的に結合
する光学部品と、（ホ）ビグテール用光ファイバの半導
体レーザと面する側と反対に位置する側に接続され、所
望の歪・雑音特性を実現する減衰量に相当する長さに設
定された遷移金属ドープ光ファイバとを半導体レーザモ
ジュールに具備させる。
ーザと、（ロ）ビグテール用光ファイバと、（ハ）半導
体レーザとビグテール用光ファイバの間に配置され、半
導体レーザから射出された光が反射によってこれに再入
射することを防止するための光アイソレータと、（ニ）
半導体レーザとビグテール用光ファイバを光学的に結合
する光学部品と、（ホ）ビグテール用光ファイバの半導
体レーザと面する側と反対に位置する側に接続され、所
望の歪・雑音特性を実現する減衰量に相当する長さに設
定された遷移金属ドープ光ファイバとを半導体レーザモ
ジュールに具備させる。
【００２３】すなわち請求項２記載の発明では、請求項
１記載の発明の半導体レーザモジュールにおける反射戻
り光を光アイソレータによって防止している。
１記載の発明の半導体レーザモジュールにおける反射戻
り光を光アイソレータによって防止している。
【００２４】請求項３記載の発明では、ビグテール用光
ファイバと遷移金属ドープ光ファイバを融着スプライス
からなる接続部で接続し、請求項４記載の発明ではこれ
をメカニカルスプライスからなる接続部で接続してい
る。接続部は請求項５記載の発明のようにその一部また
は全部が光コネクタで構成されてもよい。
ファイバと遷移金属ドープ光ファイバを融着スプライス
からなる接続部で接続し、請求項４記載の発明ではこれ
をメカニカルスプライスからなる接続部で接続してい
る。接続部は請求項５記載の発明のようにその一部また
は全部が光コネクタで構成されてもよい。
【００２５】
【００２６】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明の一実施例におけるサブキャ
リア多重光伝送システムで使用する半導体レーザモジュ
ールの構造を示したものである。この半導体レーザモジ
ュール１００は、半導体レーザ素子１０１と、その出射
光を集光するレンズ１０２と、ピグテール用の光ファイ
バ１０３ならびにこの光ファイバ１０３とレンズ１０２
の間に配置された光アイソレータ１０４とを備えてい
る。光ファイバ１０３には、接続部１０５を介して遷移
金属ドープファイバ１０６が接続されている。
リア多重光伝送システムで使用する半導体レーザモジュ
ールの構造を示したものである。この半導体レーザモジ
ュール１００は、半導体レーザ素子１０１と、その出射
光を集光するレンズ１０２と、ピグテール用の光ファイ
バ１０３ならびにこの光ファイバ１０３とレンズ１０２
の間に配置された光アイソレータ１０４とを備えてい
る。光ファイバ１０３には、接続部１０５を介して遷移
金属ドープファイバ１０６が接続されている。
【００２８】このような構造の本実施例の半導体レーザ
モジュールで、半導体レーザ素子１０１から出射される
出射光は、レンズ１０２によって集光され、光ファイバ
１０３に光学的に結合される。本実施例の半導体レーザ
素子１０１としては分布帰還型レーザダイオード（ＤＦ
Ｂ−ＬＤ）が使用されている。分布帰還型レーザダイオ
ードは、高出力で低歪かつ低雑音の特性を有している。
光アイソレータ１０４は、反射戻り光による特性の劣化
を防止するために半導体レーザモジュール１００に内蔵
されている。本実施例の半導体レーザモジュール１００
は、遷移金属ドープファイバ１０６の長さを調整するこ
とでシステムで要求される各特性を満足させるようにし
ている。
モジュールで、半導体レーザ素子１０１から出射される
出射光は、レンズ１０２によって集光され、光ファイバ
１０３に光学的に結合される。本実施例の半導体レーザ
素子１０１としては分布帰還型レーザダイオード（ＤＦ
Ｂ−ＬＤ）が使用されている。分布帰還型レーザダイオ
ードは、高出力で低歪かつ低雑音の特性を有している。
光アイソレータ１０４は、反射戻り光による特性の劣化
を防止するために半導体レーザモジュール１００に内蔵
されている。本実施例の半導体レーザモジュール１００
は、遷移金属ドープファイバ１０６の長さを調整するこ
とでシステムで要求される各特性を満足させるようにし
ている。
【００２９】図２は、システムで要求される各特性を満
足するための特性検査の実施の様子を説明するためのも
のである。この図２には、半導体レーザのバイアス電流
に対するファイバ光出力を示した第１の出力特性１１１
と第２の出力特性１１２の２つの特性と、半導体レーザ
のバイアス電流に対する歪の関係を示した歪特性（歪・
雑音特性）１１３とが示されている。
足するための特性検査の実施の様子を説明するためのも
のである。この図２には、半導体レーザのバイアス電流
に対するファイバ光出力を示した第１の出力特性１１１
と第２の出力特性１１２の２つの特性と、半導体レーザ
のバイアス電流に対する歪の関係を示した歪特性（歪・
雑音特性）１１３とが示されている。
【００３０】この図で所定の光出力条件Ｐf1での半導体
レーザバイアス電流Ｉ1 に相当する歪特性１１３の値Ｄ
1 は、所定の規格としてのＩＭＤ2 規格の上限値１１４
を越えており、この規格を満足しているものではない。
しかしながら、この例の場合には、規定の光出力以上で
歪特性１１３がＩＭＤ2 規格の上限値１１４を下回って
この規格を満足するような光出力条件Ｐf2が存在してい
る。このようにＩＭＤ 2 規格を満足するような条件が存
在する場合には、２つの光出力条件Ｐf1、Ｐf2の差とし
ての値（Ｐf2−Ｐf1）に相当する損失が得られる長さの
遷移金属ドープファイバ１０６を接続部１０５を介して
接続する。接続部１０５の接続方法としては融着スプラ
イス接続が一般的である。この他にも、低反射となるタ
イプの光コネクタやメカニカルスプライスを用いた接続
が行われても構わない。
レーザバイアス電流Ｉ1 に相当する歪特性１１３の値Ｄ
1 は、所定の規格としてのＩＭＤ2 規格の上限値１１４
を越えており、この規格を満足しているものではない。
しかしながら、この例の場合には、規定の光出力以上で
歪特性１１３がＩＭＤ2 規格の上限値１１４を下回って
この規格を満足するような光出力条件Ｐf2が存在してい
る。このようにＩＭＤ 2 規格を満足するような条件が存
在する場合には、２つの光出力条件Ｐf1、Ｐf2の差とし
ての値（Ｐf2−Ｐf1）に相当する損失が得られる長さの
遷移金属ドープファイバ１０６を接続部１０５を介して
接続する。接続部１０５の接続方法としては融着スプラ
イス接続が一般的である。この他にも、低反射となるタ
イプの光コネクタやメカニカルスプライスを用いた接続
が行われても構わない。
【００３１】変形例
【００３２】図３は本発明の変形例における半導体レー
ザモジュールの構造を表わしたものである。この変形例
の半導体レーザモジュール２００では、光ファイバ１０
３に第１の接続部２０１1 を介して第１の遷移金属ドー
プファイバ２０２1 の一端を接続し、この第１の遷移金
属ドープファイバ２０２1 の他端には第２の接続部２０
１2 を介して第２の遷移金属ドープファイバ２０２2 を
接続した構成となっている。その他の部分は図１に示し
た半導体レーザモジュール１００と同一なので、これら
の部分の説明は適宜省略する。
ザモジュールの構造を表わしたものである。この変形例
の半導体レーザモジュール２００では、光ファイバ１０
３に第１の接続部２０１1 を介して第１の遷移金属ドー
プファイバ２０２1 の一端を接続し、この第１の遷移金
属ドープファイバ２０２1 の他端には第２の接続部２０
１2 を介して第２の遷移金属ドープファイバ２０２2 を
接続した構成となっている。その他の部分は図１に示し
た半導体レーザモジュール１００と同一なので、これら
の部分の説明は適宜省略する。
【００３３】この変形例の半導体レーザモジュール２０
０では、２つの遷移金属ドープファイバ、２０２1 、２
０２2 の合計の長さによって減衰量の調整を行う。第１
および第２の接続部２０１1 、２０１2 は、低反射とな
るものであれば、例えば融着スプライス、光コネクタ、
メカニカルスプライスのいずれであっても構わない。ま
た、これらの接続部２０１1 、２０１2 の使い分けも有
効である。例えば、半導体レーザモジュール２００が使
用される用途に応じて損失量を容易に変えるようにした
い場合には、取り替えが容易にできるように第１の接続
部２０１1 を光コネクタで構成することが適当である。
この接続のためには、第１の遷移金属ドープファイバ２
０２1 の片方の端部が光コネクタ付きとなっている必要
がある。この場合には、第２の接続部２０１2 には融着
スプライスによる接続が適当である。これは、遷移金属
ドープファイバの長さ調整を第２の接続部２０１2 で行
うことになるため、安定した反射量を確保する必要があ
るからである。
０では、２つの遷移金属ドープファイバ、２０２1 、２
０２2 の合計の長さによって減衰量の調整を行う。第１
および第２の接続部２０１1 、２０１2 は、低反射とな
るものであれば、例えば融着スプライス、光コネクタ、
メカニカルスプライスのいずれであっても構わない。ま
た、これらの接続部２０１1 、２０１2 の使い分けも有
効である。例えば、半導体レーザモジュール２００が使
用される用途に応じて損失量を容易に変えるようにした
い場合には、取り替えが容易にできるように第１の接続
部２０１1 を光コネクタで構成することが適当である。
この接続のためには、第１の遷移金属ドープファイバ２
０２1 の片方の端部が光コネクタ付きとなっている必要
がある。この場合には、第２の接続部２０１2 には融着
スプライスによる接続が適当である。これは、遷移金属
ドープファイバの長さ調整を第２の接続部２０１2 で行
うことになるため、安定した反射量を確保する必要があ
るからである。
【００３４】以上のような工夫を行うことで、所定の光
出力条件で、歪および雑音特性が規格を満足した半導体
レーザモジュールを製造することができる。もちろん、
本発明の半導体レーザモジュールは、所定の光出力条件
で歪および雑音特性が規格を満足しないもののすべてを
有効に活用できるようにするものではない。このように
所定の光出力条件で歪および雑音特性が規格を満足しな
いものであって、かつ規定の光出力以上で歪・雑音特性
が規格を満足する条件が無いような場合には、本発明に
よる対応が不可能となることは特に言うまでもない。
出力条件で、歪および雑音特性が規格を満足した半導体
レーザモジュールを製造することができる。もちろん、
本発明の半導体レーザモジュールは、所定の光出力条件
で歪および雑音特性が規格を満足しないもののすべてを
有効に活用できるようにするものではない。このように
所定の光出力条件で歪および雑音特性が規格を満足しな
いものであって、かつ規定の光出力以上で歪・雑音特性
が規格を満足する条件が無いような場合には、本発明に
よる対応が不可能となることは特に言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項２記載の発明では、ビグテール用光ファイバの半導体
レーザと面する側と反対に位置する側に、遷移金属をド
ープした遷移金属ドープ光ファイバを接続するようにし
たので、所定の光出力で歪特性が規格を満足しないよう
な場合であっても、個々の半導体レーザモジュールの特
性に合わせて光学的損失を付加することができ、バイア
ス電流を歪最適条件に合わせることによって歪特性を向
上させ、良品としての歩留りを向上させることができ
る。また、光出力条件の異なる半導体レーザモジュール
を要求される場合でも、すべて同一の条件でこれらの半
導体レーザモジュールを製造することができる。同一の
条件で一括して半導体レーザモジュールを製造して特性
の検査を行い、個々の半導体レーザモジュールの歪特性
と要求される光出力規格に合わせて光学的損失を付加す
ることにより、各光出力で歪特性を最適条件に設定する
ことができることによるものである。更に請求項１およ
び請求項２記載の発明では、遷移金属ドープ光ファイバ
を接続する構成としているので、光減衰量を任意の値で
選択することができる。すなわち、遷移金属ドープ光フ
ァイバの長さによって光減衰量を調整することができる
ので、必要とする減衰量に合わせて適当な長さのものを
選択し接続すればよいからである。
項２記載の発明では、ビグテール用光ファイバの半導体
レーザと面する側と反対に位置する側に、遷移金属をド
ープした遷移金属ドープ光ファイバを接続するようにし
たので、所定の光出力で歪特性が規格を満足しないよう
な場合であっても、個々の半導体レーザモジュールの特
性に合わせて光学的損失を付加することができ、バイア
ス電流を歪最適条件に合わせることによって歪特性を向
上させ、良品としての歩留りを向上させることができ
る。また、光出力条件の異なる半導体レーザモジュール
を要求される場合でも、すべて同一の条件でこれらの半
導体レーザモジュールを製造することができる。同一の
条件で一括して半導体レーザモジュールを製造して特性
の検査を行い、個々の半導体レーザモジュールの歪特性
と要求される光出力規格に合わせて光学的損失を付加す
ることにより、各光出力で歪特性を最適条件に設定する
ことができることによるものである。更に請求項１およ
び請求項２記載の発明では、遷移金属ドープ光ファイバ
を接続する構成としているので、光減衰量を任意の値で
選択することができる。すなわち、遷移金属ドープ光フ
ァイバの長さによって光減衰量を調整することができる
ので、必要とする減衰量に合わせて適当な長さのものを
選択し接続すればよいからである。
【００３６】このように請求項１および請求項２記載の
発明によれば、個々の半導体レーザモジュールで光結合
方法を変化させたり、予め多くの半導体レーザモジュー
ルを製造しておいてその特性分布の中から所望のものを
選別する必要がなく、製造の効率化を図ることができ
る。また、予め光固定減衰器を準備して、できあがった
半導体レーザモジュールと組み合わせて使用する構成で
はないため、製造管理の効率化を図ることができる。
発明によれば、個々の半導体レーザモジュールで光結合
方法を変化させたり、予め多くの半導体レーザモジュー
ルを製造しておいてその特性分布の中から所望のものを
選別する必要がなく、製造の効率化を図ることができ
る。また、予め光固定減衰器を準備して、できあがった
半導体レーザモジュールと組み合わせて使用する構成で
はないため、製造管理の効率化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるサブキャリア多重光
伝送システムで使用する半導体レーザモジュールの構造
を示した概略構成図である。
伝送システムで使用する半導体レーザモジュールの構造
を示した概略構成図である。
【図２】システムで要求される各特性を満足するための
特性検査の実施の原理を説明するための特性図である。
特性検査の実施の原理を説明するための特性図である。
【図３】本発明の変形例における半導体レーザモジュー
ルの構造を表わした概略構成図である。
ルの構造を表わした概略構成図である。
【図４】半導体レーザのバイアス電流と歪特性およびフ
ァイバ光出力との関係を表わした特性図である。
ァイバ光出力との関係を表わした特性図である。
【図５】半導体レーザのバイアス電流と雑音特性ならび
にファイバ光出力との関係を表わした特性図である。
にファイバ光出力との関係を表わした特性図である。
【図６】従来提案されたサブキャリア多重光伝送システ
ム用の半導体レーザモジュールの構成を示した概略構成
図である。
ム用の半導体レーザモジュールの構成を示した概略構成
図である。
【図７】 過剰損失が付加する半導体レーザモジュール
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図８】従来提案されたＣＡＴＶ光伝送システムのブロ
ック図である。
ック図である。
１００、２００ 半導体レーザモジュール １０１ 半導体レーザ素子 １０２ レンズ １０３ 光ファイバ １０４ 光アイソレータ １０５、２０１ 接続部 １０６、２０２ 遷移金属ドープファイバ
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体レーザと、 ビグテール用光ファイバと、 前記半導体レーザとビグテール用光ファイバを光学的に
結合する光学部品と、 前記ビグテール用光ファイバの前記半導体レーザと面す
る側と反対に位置する側に接続され、所望の歪・雑音特
性を実現する減衰量に相当する長さに設定された遷移金
属ドープ光ファイバとを具備することを特徴とする半導
体レーザモジュール。 - 【請求項２】 半導体レーザと、 ビグテール用光ファイバと、 前記半導体レーザとビグテール用光ファイバの間に配置
され、半導体レーザから射出された光が反射によってこ
れに再入射することを防止するための光アイソレータ
と、 前記半導体レーザとビグテール用光ファイバを光学的に
結合する光学部品と、 前記ビグテール用光ファイバの前記半導体レーザと面す
る側と反対に位置する側に接続され、所望の歪・雑音特
性を実現する減衰量に相当する長さに設定された遷移金
属ドープ光ファイバとを具備することを特徴とする半導
体レーザモジュール。 - 【請求項３】 前記ビグテール用光ファイバと遷移金属
ドープ光ファイバを融着スプライスからなる接続部で接
続したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
半導体レーザモジュール。 - 【請求項４】 前記ビグテール用光ファイバと遷移金属
ドープ光ファイバをメカニカルスプライスからなる接続
部で接続したことを特徴とする請求項１または請求項２
記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項５】 前記ビグテール用光ファイバと遷移金属
ドープ光ファイバの接続に光コネクタが使用されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体
レーザモジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152445A JP2943766B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 半導体レーザモジュール |
| US09/093,340 US6068411A (en) | 1997-06-10 | 1998-06-09 | Distortion characteristic and yield of semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152445A JP2943766B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112745A JPH112745A (ja) | 1999-01-06 |
| JP2943766B2 true JP2943766B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15540687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9152445A Expired - Lifetime JP2943766B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6068411A (ja) |
| JP (1) | JP2943766B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6529305B1 (en) * | 1998-11-04 | 2003-03-04 | Corvis Corporation | Optical transmission apparatuses, methods, and systems |
| JP3813496B2 (ja) | 2000-12-20 | 2006-08-23 | 古河電気工業株式会社 | 光コネクタ |
| US6950452B2 (en) * | 2001-09-28 | 2005-09-27 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module and method for simultaneously reducing relative intensity noise (RIN) and stimulated brillouin scattering (SBS) |
| US20030193706A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Ng Willie W. | System and method for minimizing interferometric distortion in directly modulated analog fiber optic links |
| US7725043B2 (en) * | 2004-10-07 | 2010-05-25 | Raytheon Company | System and method for reducing interferometric distortion and relative intensity noise in directly modulated fiber optic links |
| US7734189B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-06-08 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Parallel channel optical communication using modulator array and shared laser |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0237790A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ選別方法 |
| JPH07109927B2 (ja) * | 1989-06-27 | 1995-11-22 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザモジュール及びその動作方法 |
| US5034334A (en) * | 1989-10-13 | 1991-07-23 | At&T Bell Laboratories | Method of producing a semiconductor laser adapted for use in an analog optical communications system |
| US5012475A (en) * | 1990-04-17 | 1991-04-30 | Wavelength Lasers, Inc. | Analog compensation system for linear lasers |
| JPH04253386A (ja) * | 1991-01-29 | 1992-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光出力波形自動調整回路 |
| JPH04350981A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザダイオード駆動電流設定装置 |
| JP3166564B2 (ja) * | 1995-06-27 | 2001-05-14 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザ実装体およびその製造方法 |
| JPH09251120A (ja) * | 1996-03-15 | 1997-09-22 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| JP2828025B2 (ja) * | 1996-03-29 | 1998-11-25 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジュール |
| KR100280783B1 (ko) * | 1996-08-20 | 2001-02-01 | 윤종용 | 컴퓨터 시스템의 원격 제어 장치 및 원격 제어 방법 |
| US5930430A (en) * | 1997-04-02 | 1999-07-27 | E-Tek Dynamics, Inc. | Integrated laser diode and fiber grating assembly |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP9152445A patent/JP2943766B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-09 US US09/093,340 patent/US6068411A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH112745A (ja) | 1999-01-06 |
| US6068411A (en) | 2000-05-30 |
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