JP2976958B2 - 光分散補償素子および該素子を用いた半導体レーザ装置ならびに光通信システム - Google Patents

光分散補償素子および該素子を用いた半導体レーザ装置ならびに光通信システム

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JP2976958B2 JP10023067A JP2306798A JP2976958B2 JP 2976958 B2 JP2976958 B2 JP 2976958B2 JP 10023067 A JP10023067 A JP 10023067A JP 2306798 A JP2306798 A JP 2306798A JP 2976958 B2 JP2976958 B2 JP 2976958B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光分散補償素子お
よび該素子を用いた半導体レーザ装置ならびに光通信シ
ステムに関し、特に、時分割多重通信システムあるいは
時分割多重通信と波長分割多重通信システムのハイブリ
ッド通信システムを柱とした長距離大容量光通信システ
ムにおける光パルス波形整形素子、またはそれら通信シ
ステムや超高速光計測用に必要不可欠な超短光パルス発
生装置などに用いられる光分散補償素子および該素子を
用いた半導体レーザ装置ならびにそれらを用いた光通信
システム関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、パルス光源からの光パルス、ま
たは、光ファイバ内を伝搬する光パルスは、材料や構造
分散(光の群速度の波長依存性によって生じる)の影響
を受けるため、時間軸上において、パルス幅の拡がり、
または波形の劣化が生じる。この光パルスの劣化は、光
パルス伝送を用いた時分割多重通信システム、あるいは
時分割多重通信と波長分割多重通信システムのハイブリ
ッド通信システムを柱とした長距離大容量光通信システ
ムにおいて、通信誤りを生じさせる原因になり好ましく
ない。
【0003】この問題の解決手段は、分散の影響を補償
することであり、それを行う素子は「光分散補償素子」
と呼ばれる。「光分散補償素子」として従来から様々な
ものが知られている。その代表的なものとして、光フ
ァイバ分散補償素子、回折格子分散補償素子、誘電
体多層膜分散補償素子、グレーテイング光ファイバ分
散補償素子などがある(参考文献:末田正,神谷武志共
編「超高速光エレクトロニクス」 第2章“レーザパル
ス圧縮−分散およびチャープの効果−”(1991年6
月15日,培風館)、および、カワジャ他著「IEEE
フォトニクステクノロジーレター」、第7巻、158
頁(1995) 参照)。
【0004】図6は、光ファイバ分散補償素子、回
折格子分散補償素子、誘電体多層膜分散補償素子、
グレーテイング光ファイバ分散補償素子の原理を示す図
である。 「光ファイバ分散補償素子」は、同図(A)に示すよ
うに、通常の伝送用に用いられる光ファイバ67に短光
パルス66を入力して伝搬させ、光ファイバの有する
“屈折率分散”を利用して分散補償された光パルス6
6’を得るようにした透過型光分散補償素子である。
「回折格子分散補償素子」は、同図(B)に示すよう
に、向かい合う二枚の回折格子68,68’から構成さ
れており、入射された光パルス66を、回折格子68と
68’による2回の反射させた後出力光パルス66’を
得るようにした透過型分散光補償素子である。この素子
では、2回の反射によって生じる遅延時間(または伝搬
距離)の“波長依存性”を利用して分散補償が行われ
る。
【0005】「誘電体多層膜分散補償素子」は、同図
(C)に示すように、光パルスを誘電体多層膜69によ
って反射させて出力光パルスを得るようにした反射型分
散補償素子である。この素子では、高屈折率誘電体膜と
低屈折率誘電体膜の多層膜が用いられ、各膜の境界から
の多重反射による多光波干渉の波長依存性を利用して分
散が補償される。「グレーティング光ファイバ分散補
償素子」は、同図(D)に示すように、光ファイバを部
分的に屈折率を変え(グレーティング光ファイバ7
0)、異なる屈折率の境界で入力光パルス66を反射さ
せて出力光パルス66’を得るようにしたものである。
これは上記「誘電体多層膜分散補償素子」と同様の原
理に基づくものであり、屈折率の境界からの多重反射に
よる多光波干渉の波長依存性を利用して分散が補償され
る。「誘電体多層膜分散補償素子」と「グレーテイ
ング光ファイバ分散補償素子」は、光の多重反射によっ
て生じる、広いスペクトル幅を有する高反射領域におけ
る大きな分散効果を用いて、分散補償を行う反射型光分
散補償素子である。
【0006】「光ファイバ分散補償素子」では、光フ
ァイバの有する微小な分散効果のために、100m〜数
kmの長さの光ファイバを必要とし、従って、装置が大
型になり、不安定動作、高価格化などの欠点が生じる。
「回折格子分散補償素子」では、大型でかつ2枚の回
折格子の位置合わせ等の設定が困難であるため、不安定
動作の原因となる。一方、「誘電体多層膜分散補償素
子」や「グレーテイング光ファイバ分散補償素子」
は、超小型でモノリシックであるため動作が安定である
が、反射型であるため集積化には適していない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】フェムト秒(10-15
秒)領域の短パルスレーザ装置を実現するためには、分
散補償素子を用いることが必要不可欠である。その分散
補償素子としては、短パルスレーザ装置の安定性や小型
化等を考えると、素子そのものが小型であって、かつ透
過型(アライメントまたは集積化が容易であるため)の
分散補償素子が望ましい。
【0008】上記従来の技術の項で述べた分散補償素子
のなかで、以上の条件を満足するものはない。すなわ
ち、光ファイバ分散補償素子と回折格子分散補償素
子は、透過型であるが大型で安定性に欠け、「誘電体
多層膜分散補償素子」や「グレーテイング光ファイバ
分散補償素子」は、小型で安定であるが、反射型である
ため集積化に適しておらず、他の装置との結合性が良く
なく、上記条件を満足するものではない。本発明の目的
は、上記事情に鑑み、集積化に適し、他の装置との結合
性が良い、小型で透過型の光分散補償素子、およびそれ
を用いた短パルス半導体レーザ装置,光通信システムを
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基本構成となる光分散補償素子を、二つの
光導波路グレーティングルータとその間に設けられた長
さの異なる光導波路によって実現するものである。さら
に詳しくは、本発明の光分散補償素子は、一つの入力光
導波路へ入射した光パルスを周波数間隔が等間隔である
周波数成分に分波するとともにそれらを複数の異なる出
力光導波路から出力する光導波路グレーティングルータ
(1)と、該出力された各周波数成分の光パルスのそれ
ぞれを入力し、各周波数成分の光パルス間に位相差を生
じさせて出力する長さの異なる複数の光導波路からなる
分散補償光導波路(7)と、該出力された複数の周波数
成分の光パルスを再度一つの光パルスに合成する光導波
路グレーティングルータ(9)とで構成される(図1参
照)。
【0010】また、本発明の短パルス半導体レーザ装置
は、各種半導体レーザ素子(能動モード同期半導体レー
ザ素子,受動モード同期半導体レーザ素子,ハイブリッ
ドモード同期半導体レーザ素子,利得スイッチ型半導体
レーザ素子など)の出力を請求項1記載の光分散補償素
子に入力し、該光分散補償素子から短パルスレーザを出
力するようにしたものである(図2〜4参照)。さら
に、本発明の光通信システムは、前記短パルス半導体レ
ーザ装置を光源として用いたもの、前記光分散補償素子
(61)を光パルス波形の整形素子として用いた光中継
回路を光伝搬経路中に具備するものである(図5参
照)。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の基本構成である光分散補
償素子は、一つの入力ポートとN個の出力ポートからな
る(1対N)光導波路グレーティングルータへ光パルス
を入射する。入力された光パルスは、周波数間隔が等間
隔であるN個の周波数成分に分波され、各周波数成分は
異なるN個の出力光導波路から出力される。次に、N個
の出力光導波路には、長さの異なる光導波路が結合され
ており、各周波数成分間に位相差が生じ、分散補償がな
される。最後に、(N対1)の光導波路グレーティング
ルータに通し再度光パルスに合成する。以上の過程は、
全て透過型で行われる。また、この光分散補償素子は、
Si基板上にSiO2を形成したりInP基板上にIn
GaAsPを形成したりして半導体材料で集積化素子と
して作製可能で、小型化が可能である。以上の素子を用
いれば、小型でかつ透過型の光分散補償素子が実現でき
る。
【0012】以下、本発明に係わる光分散補償素子の実
施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。 <実施例1>本実施例は、本発明において基本となる光
分散補償素子の実施例である。図1は、本実施例に係わ
る光分散補償素子の構造を説明するための図であり、
(a)はそのトップビュー(平面図)を、(b)はその
断面を示す図である。同図(a)に示すように、本実施
例の光分散補償素子は、大きく分けて、(1対N)光導
波路グレーティングルータ1と、分散補償光導波路7
と、(N対1)光導波路グレーティングルータ9とから
構成される。
【0013】まず、(1対N)光導波路グレーティング
ルータ1は、一つの入力光導波路2、自由空間領域3、
N個の結合光導波路4、自由空間領域5、およびN個の
出力光導波路6から構成される。ここで、入力光導波路
2へ入射された光パルス15は、自由空間領域3におい
て周波数間隔が等間隔であるN個の周波数成分に分波さ
れ、分波されたN個の周波数成分はN本の結合光導波路
4、自由空間領域5を介して、異なるN個の出力光導波
路6から出力される。
【0014】次に、分散補償光導波路7は、前記N個の
出力光導波路6のそれぞれに接続された長さの異なるN
個の光導波路8から構成されている。この分散補償光導
波路7において、長さの異なる光導波路8により(1対
N)光導波路グレーティングルータ1で分波された各周
波数成分に位相差が付けられ、分散補償、例えば、高周
波成分の位相が遅延され低周波成分の位相が早められる
などして分散が補償される。
【0015】最後に、(N対1)光導波路グレーティン
グルータ9は、前記N個の光導波路8のそれぞれに接続
されたN個の入力光導波路10、自由空間領域11、結
合光導波路12、自由空間領域13、一つの出力光導波
路14からなる。この(N対1)光導波路グレーティン
グルータ9で、分散補償された各周波数成分を再度光パ
ルス16に合成する。本実施例の光分散補償素子を用い
ることにより、合成された光パルス16のパルス幅を、
入射された光パルス15のパルス幅より小さくすること
ができる。
【0016】本実施例の光分散補償素子は、例えば同図
(b)に示すように、InP基板上にInGaAsPを
成長し、光導波路(2,4,6,8,10,12,1
4)および自由空間領域(3,5,11,13)以外の
部分をホトリソグラフィーと化学エッチング技術でIn
GaAsPを取り除くことによって形成することができ
る。InGaAsPで形成された光導波路や自由空間領
域上にさらにInPを形成してもよい。なお、上記構成
において、InP基板上にInGaAsPを成長させる
代わりに、Si基板上にSiO2の光導波路や自由空間
領域を形成するようにしても同様の機能を有する光分散
補償素子を実現することができる。
【0017】<実施例2>本実施例は、能動モード同期
半導体レーザ素子の出力側に上記実施例1で示した如き
構成を有する光分散補償素子を用いて実現した短パルス
半導体レーザ装置の実施例である。図2は、本実施例に
おける短パルス半導体レーザ装置の構成を説明するため
の図であり、能動モード同期半導体レーザ素子17とそ
の光出力側に設けられた図1の如き光分散補償素子29
から構成される。本実施例の短パルス半導体レーザ装置
においては、能動モード同期半導体レーザ素子17が電
圧パルス電源27によって駆動され、光パルス28を出
力する。出力された光パルス28は光分散補償素子29
に入射される。光分散補償素子29において、入射され
た光パルス28は分散補償され、さらにパルス幅の小さ
い光パルス30を出力する。
【0018】次に、本実施例に用いられる能動モード同
期半導体レーザ素子17の作製方法について、図2を参
照して詳細に説明する。本実施例に用いる能動モード同
期半導体レーザ素子17を作製するためには、まず、結
晶方位(100)面のn−InP(λg=0.92μm, ドナー濃度:
ND=2x1018cm-3)基板18上に、有機金属気相成長(MOVP
E: Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)法によってア
ンドープInGaAsPクラッド層(λg=1.45μm)19
を成長させる。なお、λgは禁制帯幅波長を表している
(禁止帯幅をEg、hをプランク定数、cを光速とする
と、λg=hc/Eg、以下同様)。
【0019】次に、InGaAsP量子井戸層(λg=1.5
5μm, 厚さ3.5nm)とInGaAsP(λg=1.15μm, 厚さ15nm)障
壁層からなる5周期の多重量子井戸層20を成長させ
る。続けて、アンドープInGaAsPクラッド(λg=
1.45μm)層21、p−InP(アクセプター濃度:NA=5x
1018cm-3)キャップ層22を成長させる。最後に、Au
GeNi/AuとAu/AuZnを蒸着することによっ
て、それぞれn側電極23、p側電極24を、へき開に
よってミラー25、26を形成する。
【0020】本能動モード同期半導体レーザ素子17を
動作させる場合には、電圧パルス電源27により、増幅
領域の電極に光分散補償素子29に含まれる光導波路グ
レーティングルータ(図1の参照符号1)の透過ピーク
周波数間隔 △fに等しい周波数の電気信号を印加し
(ここで、△fはモード同期半導体レーザ素子の繰り返
し周波数に等しい)、能動的に各周波数間でモード同期
をかけ、光パルス28を発生させる。本実施例の短パル
ス半導体レーザ装置によれば、本発明の基本構成である
光分散補償素子を用いることにより、発光本体である能
動モード同期半導体レーザ素子が発生するパルス幅より
小さいパルス幅の光パルスを出力することが可能にな
る。
【0021】<実施例3>本実施例は、受動モード同期
半導体レーザ素子の出力側に上記実施例1で示した如き
構成を有する光分散補償素子を用いて実現した短パルス
半導体レーザ装置の実施例である。図3は、本実施例に
おける短パルス半導体レーザ装置の構成を説明するため
の図であり、受動モード同期半導体レーザ素子31とそ
の光出力側に設けられた図1の如き光分散補償素子45
から構成される。
【0022】本実施例の短パルス半導体レーザ装置にお
いては、受動モード同期半導体レーザ素子31が、増幅
領域の電極38に接続された順定電圧電源43と、可飽
和吸収領域の電極39に接続された逆定電圧電源42に
よって駆動され、光パルス44を出力する。この光パル
ス44は光分散補償素子45に入射される。光分散補償
素子45において、入射された光パルス44は分散補償
され、さらにパルス幅の小さい光パルス46を出力す
る。本実施例の短パルス半導体レーザ装置によれば、本
発明の基本構成である光分散補償素子を用いることによ
り、発光本体である受動モード同期半導体レーザ素子が
発生するパルス幅より小さいパルス幅の光パルスを出力
することが可能になる。
【0023】次に、受動モード同期半導体レーザ素子3
1について、図3を参照して詳細に説明する。本実施例
に用いる受動モード同期半導体レーザ素子31を作製す
るためには、まず、結晶方位(100)面のn−InP(λg=
0.92μm, ドナー濃度:ND=2x1018cm-3)基板32上に有機
金属気相成長(MOVPE: Metal Organic Vapor Phase Epi
taxy)法により、アンドープInGaAsPクラッド層
(λg=1.45μm)33を成長させる。次に、InGaAs
P量子井戸層(λg=1.55μm, 厚さ3.5nm)とInGaAs
P(λg=1.15μm, 厚さ15nm)障壁層からなる5周期の多
重量子井戸層34を成長させる。
【0024】続けて、アンドープInGaAsP(λg=
1.45μm)層35、p−InP(アクセプター濃度:NA=5x
1018cm-3)キャップ層36を成長する。そのp−InP
キャップ層36をエッチングによって分離し、各領域に
Au/AuZnを蒸着することによって、利得領域にp
側電極38と可飽和吸収領域にp側電極39を形成す
る。また、AuGeNi/Auを蒸着することによっ
て、n型電極37を形成する。最後に、へき開によって
ミラー40、41を形成する本実施例においては、この
ように作製された半導体レーザ素子を、増幅領域の電極
38に順定電圧電源43を、可飽和吸収領域の電極39
に逆定電圧電源42を接続することによって、受動モー
ド同期レーザ素子として動作させる。
【0025】<実施例4>上記実施例3は、可飽和吸収
領域の電極39に逆定電圧電源42を印加した受動モー
ド同期半導体レーザ素子を用いたものであるが、本実施
例4では、可飽和吸収領域の電極39に、光分散補償素
子に含まれる光導波路グレーティングルータの透過ピー
ク周波数間隔△fに等しい周波数の電気信号を印加する
ようにしたハイブリッドモード同期半導体レーザ素子を
用いたものである(ここで、△fはモード同期半導体レ
ーザ素子の繰り返し周波数に等しい)。その他の構成は
実施例3と同様である。本構成を採用することにより、
ハイブリッドモード同期(能動モード同期+受動モード
同期)がかかり、発光本体であるハイブリッドモード同
期半導体レーザ素子が発生するパルス幅より小さいパル
ス幅の光パルスを出力することが可能になる。
【0026】<実施例5>本実施例は、利得スイッチ半
導体レーザ素子の出力側に上記実施例1で示した如き構
成を有する光分散補償素子を用いて実現した短パルス半
導体レーザ装置の実施例である。図4は、本実施例にお
ける短パルス半導体レーザ装置の構成を説明するための
図であり、利得スイッチ半導体レーザ素子47とその光
出力側に設けられた図1の如き光分散補償素子59から
構成される。本実施例の短パルス半導体レーザ装置にお
いては、利得スイッチ半導体レーザ素子47が電圧パル
ス電源で駆動されて発生した光パルス58が光分散補償
素子59に入射される。入射された光パルス58は、光
分散補償素子59で分散補償され、さらにパルス幅の小
さい光パルス60として出力される。
【0027】次に、利得スイッチ半導体レーザ素子47
について、図4を参照して詳細に説明する。本実施例に
用いる利得スイッチ半導体レーザ素子47を作製するた
めには、まず、結晶方位(100)面のn−InP(λg=0.92
μm, ドナー濃度:ND=2x1018cm-3)基板48上に有機金属
気相成長(MOVPE: Metal Organic Vapor Phase Epitax
y)法により、アンドープInGaAsPクラッド層(λ
g=1.45μm)49を成長させる。次に、InGaAsP量
子井戸層(λg=1.55μm, 厚さ3.5nm)とInGaAsP
(λg=1.15μm, 厚さ15nm)障壁層からなる5周期の多重
量子井戸層50を成長させる。
【0028】続けて、アンドープInGaAsP(λg=
1.45μm)クラッド層51、p−InP(アクセプター濃
度:NA=5x1018cm-3)キャップ層52を成長させる。最後
に、AuGeNi/AuとAu/AuZnを蒸着するこ
とによって、それぞれn側電極53、p側電極54を、へ
き開によってミラー55、56を形成する。電圧パルス
電源57によって、電極53と54間に電圧パルスを印
加し、利得スイッチ動作させる。本実施例の短パルス半
導体レーザ装置によれば、本発明の基本構成である光分
散補償素子を用いることにより、発光本体である利得ス
イッチ半導体レーザ素子が発生するパルス幅より小さい
パルス幅の光パルスを出力することが可能になる。
【0029】<実施例6>本実施例は光通信システムに
関するもので、実施例1の光分散補償素子と能動モード
同期半導体レーザ素子,受動モード同期半導体レーザ素
子,ハイブリッドモード同期半導体レーザ素子,または
利得スイッチ型半導体レーザ素子を組み合わせて構成し
た短パルス半導体レーザ装置(実施例2〜5参照)を光
源として用いたものである。本実施例によると、パルス
幅の小さい光パルスを利用することができるので、良好
な性能を有する光通信システムを実現することができ
る。
【0030】<実施例7>本実施例は、上記実施例1で
示した如き光分散補償素子を光パルス波形整形素子とし
て用いた光中継回路を具備する光通信システムの実施例
である。上記実施例1の説明から明らかなように、図1
に示された光分散補償素子を構成する分散補償光導波路
7のN個の光導波路8の長さを調整することにより、出
力波形を整形することができる。従って、実施例1の光
分散補償素子を光パルス波形整形素子として用いた光中
継回路を光伝搬経路中に組み込むことによって、所望の
形状に近い波形の光パルス(例えば、短パルス)を用い
た光通信システムを実現することができる。
【0031】図5は、本実施例を説明するための図であ
る。同図に示すように、光通信システムの構成中、光パ
ルスを伝搬させる経路(光ファイバ62)の途中に光分
散補償素子61を光パルス波形整形素子として挿入して
おく。光パルス63が光ファイバ62内を伝搬する際
に、光ファイバの有する分散によって、光パルス64は
拡がる。本実施例の構成によると、挿入された光分散補
償素子61により分散の補償が行われ光パルス波形が整
形される(例えば、短パルス化)。整形された光パルス
65は次の光ファイバ62’に伝送される。このよう
に、光分散補償素子を光パルス伝搬経路中の所々に挿入
しておくことにより、伝搬する光パルスをほぼ所望の形
状に保つことができる。これにより、光パルスのパルス
幅が拡がって波形が劣化してしまうことを防止でき、結
果的に通信誤り確率を低下させることができる。
【0032】以上の説明から明らかなように、本発明の
光分散補償素子は、時分割多重通信システムあるいは時
分割多重通信と波長分割多重通信システムのハイブリッ
ド通信システムを柱とした長距離大容量光通信システム
用の光パルス波形整形素子として、または、これら通信
システムや超高速光計測用に必要不可欠な超短光パルス
半導体レーザ装置用の分散補償素子として、広い範囲で
使用することができる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、集積化に適し、他の装
置との結合性が良い、小型で透過型の光分散補償素子、
およびそれを用いた短パルス半導体レーザ装置,光通信
システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係わる光分散補償素子の構
造を説明するための図である。
【図2】本発明の実施例2における短パルス半導体レー
ザ装置の構成を説明するための図である。
【図3】本発明の実施例3における短パルス半導体レー
ザ装置の構成を説明するための図である。
【図4】本発明の実施例5における短パルス半導体レー
ザ装置の構成を説明するための図である。
【図5】本発明の実施例7を説明するための図である。
【図6】従来型の光分散補償素子の構成図である。
【符号の説明】
1:(1対N)光導波路グレーティングルータ、 2:入力光導波路、 3,5,11,13:自由空間領域、 4,12:結合光導波路、 6:出力光導波路、 7:分散補償光導波路、 8:光導波路、 9:(N対1)光導波路グレーティングルータ、 10:入力光導波路、 14:出力光導波路、 15:入力光パルス、 16:出力光パルス、 17:能動モード同期半導体レーザ素子、 18,32,48:n型InP基板、 19,21,33,35,49,51:InGaAsP
クラッド層、 20,34,50:InGaAsP多重量子井戸層、 22,36,52:p型InPキャップ層、 23,37,53:n側電極、 24,38,39,54:p側電極、 25,26,40,41,55,56:ミラー、 27:電圧パルス電源、 28,30,44,46,58,60,63,64,6
5,66,66’:光パルス、 29,45,59,61:光分散補償素子、 31:受動モード同期半導体レーザ素子、 42:逆定電圧源、 43:順定電圧源、 47:利得スイッチ半導体レーザ素子、 57:電圧パルス電源、 62,62’:光ファイバ、 67:光ファイバ、 68,68’:回折格子、 69:誘電体多層膜、 70:グレーテイング光ファイバ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの入力光導波路、第1自由空間領
    域、N個の結合光導波路、第2自由空間領域、およびN
    個の出力光導波路から構成され、上記入力光導波路へ入
    射された光パルスを、上記第1自由空間領域において周
    波数間隔が等間隔であるN個の周波数成分に分波し、分
    波されたN個の周波数成分を上記N個の結合光導波路お
    よび上記第2自由空間領域を介して異なるN個の出力光
    導波路から出力する第1光導波路グレーティングルータ
    と、上記第1 光導波路グレーティングルータのN個の異なる
    出力光導波路から出力された各周波数成分の光パルスの
    それぞれを入力し、入力された光パルスの高周波成分の
    位相を遅延させると共に低周波成分の位相を早めること
    により各周波数成分の光パルス間に位相差を生じさせ
    分散補償がなされた光パルスを出力する長さの異なる
    個の光導波路から構成される分散補償光導波路と、上記分散補償光導波路を構成する上記N個の光導波路の
    それぞれに接続されたN個の入力光導波路、第3自由空
    間領域、N個の結合光導波路、第4自由空間領域、およ
    び一つの出力光導波路から構成され、上記 分散補償光導
    波路の上記N個の光導波路から出力された複数の周波数
    成分の光パルスを再度一つの光パルスに合成し、合成さ
    れた光パルスのパルス幅が入力された光パルスのパルス
    幅より小さくなるようにして上記合成された光パルスを
    出力する第2光導波路グレーティングルータとから構
    成される光分散補償素子であって、 上記第1および第2光導波路グレーティングルータ並び
    に上記分散補償光導波路はInP基板上に形成され、上
    記光導波路および第1ないし第4自由空間領域はInG
    aAsPにより形成されていることを特徴とする光分散
    補償素子
  2. 【請求項2】 半導体レーザ素子と請求項1記載の光分
    散補償素子からなる短パルス半導体レーザ装置であっ
    て、前記半導体レーザ素子の出力を前記光分散補償素子
    の入力とし、該光分散補償素子から短パルスレーザを出
    力するようにしたことを特徴とする短パルス半導体レー
    ザ装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体レーザ素子は、能動モード同
    期半導体レーザ素子,受動モード同期半導体レーザ素
    子,ハイブリッドモード同期半導体レーザ素子,利得ス
    イッチ型半導体レーザ素子のいずれかであることを特徴
    とする請求項2記載の短パルス半導体レーザ装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または3に記載された短パルス
    半導体レーザ装置を光源として用いたことを特徴とする
    光通信システム。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の光分散補償素子を光パル
    ス波形の整形素子として用いた光中継回路を光伝搬経路
    中に具備することを特徴とする光通信システム。
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