JP3226072B2 - 偏波変調可能な半導体レーザとその使用法 - Google Patents
偏波変調可能な半導体レーザとその使用法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外部からの制御によっ
て出力光の偏光状態を変化させることができる偏波変調
可能な半導体レーザ及びその使用法に関する。
て出力光の偏光状態を変化させることができる偏波変調
可能な半導体レーザ及びその使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、外部制御によって出力光の偏波状
態を変化できる半導体レーザとしては、特開平２−１５
９７８１号に記載されている分布帰還型（ＤＦＢ）レー
ザがある。このＤＦＢレーザは、位相調整や反転分布形
成のためのキャリア注入により、内部光の位相が変化
し、ＴＥあるいはＴＭモードのうちしきい値ゲインの低
い方のモードで発振するものである。
態を変化できる半導体レーザとしては、特開平２−１５
９７８１号に記載されている分布帰還型（ＤＦＢ）レー
ザがある。このＤＦＢレーザは、位相調整や反転分布形
成のためのキャリア注入により、内部光の位相が変化
し、ＴＥあるいはＴＭモードのうちしきい値ゲインの低
い方のモードで発振するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、ＴＥ光あるいはＴＭモード光に対する位
相で発振光の偏波状態を変化させるために、反転分布を
形成するための注入電流は常に一定量必要であった。
記従来例では、ＴＥ光あるいはＴＭモード光に対する位
相で発振光の偏波状態を変化させるために、反転分布を
形成するための注入電流は常に一定量必要であった。
【０００４】また、上記従来例では、活性層がバルク材
料で構成されていて、ＴＥとＴＭモードに対する利得差
は小さいが、量子井戸活性層を用いた場合に、ＴＥとＴ
Ｍモードに対する利得差が大きくなり、同じ動作原理で
出力光の偏波状態を切り換えられる波長範囲が狭くな
り、回折格子（これの周期によりＴＥとＴＭモードの発
振波長となるＴＥとＴＭモードに対するブラッグ波長が
決まる）等の作製精度に対する要求が厳しくなる。
料で構成されていて、ＴＥとＴＭモードに対する利得差
は小さいが、量子井戸活性層を用いた場合に、ＴＥとＴ
Ｍモードに対する利得差が大きくなり、同じ動作原理で
出力光の偏波状態を切り換えられる波長範囲が狭くな
り、回折格子（これの周期によりＴＥとＴＭモードの発
振波長となるＴＥとＴＭモードに対するブラッグ波長が
決まる）等の作製精度に対する要求が厳しくなる。
【０００５】よって、本発明の目的は、上記の問題点を
解決した偏波変調可能な半導体レーザ及びその使用法を
提供することにある。
解決した偏波変調可能な半導体レーザ及びその使用法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の偏波変調可能な
半導体レーザによれば、ＴＭ利得がＴＥ利得より大き
い、例えば、歪量子井戸を活性層の一部に用いて、注入
電流を変化させることにより共振器内のトータルのＴＥ
利得とＴＭ利得を変化させることによって、出力光の偏
波状態を切り換えられるようにしている。
半導体レーザによれば、ＴＭ利得がＴＥ利得より大き
い、例えば、歪量子井戸を活性層の一部に用いて、注入
電流を変化させることにより共振器内のトータルのＴＥ
利得とＴＭ利得を変化させることによって、出力光の偏
波状態を切り換えられるようにしている。
【０００７】詳細には、本発明の偏波変調可能な半導体
レーザは、１つの共振器内に、異なる利得スペクトルを
持つ２つ以上の活性領域で形成される活性層があり、活
性層の少なくとも１つの活性領域は、TM偏波の光に対す
る利得がTE偏波の光に対する利得よりも大きく、また該
活性層の少なくとも他の１つの活性領域は、TE偏波の光
に対する利得がTM偏波の光に対する利得よりも大きく、
そして該TM偏波の光に対する利得がTE偏波の光に対する
利得より大きい活性領域へ注入する電流が変調され、該
他の活性領域へ注入する電流が上記変調と逆位相で変調
される様に構成されていることを特徴とする。
レーザは、１つの共振器内に、異なる利得スペクトルを
持つ２つ以上の活性領域で形成される活性層があり、活
性層の少なくとも１つの活性領域は、TM偏波の光に対す
る利得がTE偏波の光に対する利得よりも大きく、また該
活性層の少なくとも他の１つの活性領域は、TE偏波の光
に対する利得がTM偏波の光に対する利得よりも大きく、
そして該TM偏波の光に対する利得がTE偏波の光に対する
利得より大きい活性領域へ注入する電流が変調され、該
他の活性領域へ注入する電流が上記変調と逆位相で変調
される様に構成されていることを特徴とする。
【０００８】具体的には、前記２つ以上の活性領域が１
つの共振器内の軸方向に沿って配列されている。前記２
つ以上の活性領域が１つの共振器内の軸方向に垂直な方
向（導波路の左右方向、及び積層方向）に沿って配列さ
れている。前記活性層の複数の活性領域に対して独立に
電流を注入できる電極構成を持つ。ＴＭ偏波の光に対す
る利得がＴＥ偏波の光に対する利得より大きい活性領域
が、引っ張り歪が導入された歪量子井戸で構成されてい
る。前記歪量子井戸で構成される活性領域以外の活性領
域が圧縮歪が導入された歪量子井戸で構成される。ま
た、分布反射鏡を有したり、分布帰還構造を有したり、
ファブリペロー共振器を有したりする。
つの共振器内の軸方向に沿って配列されている。前記２
つ以上の活性領域が１つの共振器内の軸方向に垂直な方
向（導波路の左右方向、及び積層方向）に沿って配列さ
れている。前記活性層の複数の活性領域に対して独立に
電流を注入できる電極構成を持つ。ＴＭ偏波の光に対す
る利得がＴＥ偏波の光に対する利得より大きい活性領域
が、引っ張り歪が導入された歪量子井戸で構成されてい
る。前記歪量子井戸で構成される活性領域以外の活性領
域が圧縮歪が導入された歪量子井戸で構成される。ま
た、分布反射鏡を有したり、分布帰還構造を有したり、
ファブリペロー共振器を有したりする。
【０００９】また、本発明の偏波変調可能な半導体レー
ザの駆動法によれば、１つの共振器内に、異なる利得ス
ペクトルを持つ２つ以上の活性領域で形成される活性層
があり、該活性層の少なくとも１つの活性領域は、TM偏
波の光に対する利得がTE偏波の光に対する利得よりも大
きく、また該活性層の少なくとも他の１つの活性領域
は、TE偏波の光に対する利得がTM偏波の光に対する利得
よりも大きい半導体レーザにおいて、TM偏波の光に対す
る利得がTE偏波の光に対する利得より大きい活性領域へ
注入する電流を変調し、他の活性領域へ注入する電流を
上記変調と逆位相で変調することを特徴とする。
ザの駆動法によれば、１つの共振器内に、異なる利得ス
ペクトルを持つ２つ以上の活性領域で形成される活性層
があり、該活性層の少なくとも１つの活性領域は、TM偏
波の光に対する利得がTE偏波の光に対する利得よりも大
きく、また該活性層の少なくとも他の１つの活性領域
は、TE偏波の光に対する利得がTM偏波の光に対する利得
よりも大きい半導体レーザにおいて、TM偏波の光に対す
る利得がTE偏波の光に対する利得より大きい活性領域へ
注入する電流を変調し、他の活性領域へ注入する電流を
上記変調と逆位相で変調することを特徴とする。
【００１０】また、本発明の光送信機または光送受信機
は、上記半導体レーザと、該半導体レーザからの出力光
のうち１つの偏波の光を透過させる偏光選択手段と、該
半導体レーザの出力光を入力信号に従って偏波変調する
制御手段から構成されることを特徴とする。
は、上記半導体レーザと、該半導体レーザからの出力光
のうち１つの偏波の光を透過させる偏光選択手段と、該
半導体レーザの出力光を入力信号に従って偏波変調する
制御手段から構成されることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の光通信システムは、上記光
送信機または光送受信機を少なくとも１つ含んでいるこ
とを特徴とする。
送信機または光送受信機を少なくとも１つ含んでいるこ
とを特徴とする。
【００１２】
【第１実施例】図１と図１のＡ−Ａ´断面図である図２
は、ファブリペロー共振器を持つ本実施例の特徴を最も
よく表す図面である。同図において、１は例えばｎ型Ｇ
ａＡｓからなる基板、２は例えばｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓからなる第１クラッド層、３１はＴＥ偏波の光に対し
て利得が大きい第１活性層、３２はＴＭ偏波の光に対し
て利得が大きい第２活性層、４は例えばｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓからなる第２クラッド層、５は例えばｐ型Ｇ
ａＡｓからなるキャップ層、６は絶縁膜、７は基板１に
接して形成してある、例えば、金とゲルマニウムの合金
からなる第１電極、８は、例えば、金とクロムの合金か
らなり第１活性層３１へ電流を注入するために用いられ
る第２電極、９は第２活性層３２へ電流を注入するため
に用いられる第３電極、１０は第２電極８と第３電極９
を電気的に分離するための分離溝である。
は、ファブリペロー共振器を持つ本実施例の特徴を最も
よく表す図面である。同図において、１は例えばｎ型Ｇ
ａＡｓからなる基板、２は例えばｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓからなる第１クラッド層、３１はＴＥ偏波の光に対し
て利得が大きい第１活性層、３２はＴＭ偏波の光に対し
て利得が大きい第２活性層、４は例えばｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓからなる第２クラッド層、５は例えばｐ型Ｇ
ａＡｓからなるキャップ層、６は絶縁膜、７は基板１に
接して形成してある、例えば、金とゲルマニウムの合金
からなる第１電極、８は、例えば、金とクロムの合金か
らなり第１活性層３１へ電流を注入するために用いられ
る第２電極、９は第２活性層３２へ電流を注入するため
に用いられる第３電極、１０は第２電極８と第３電極９
を電気的に分離するための分離溝である。
【００１３】図３は第１活性層３１と第２活性層３２の
構造（バントギャップの大きさ）を示す（伝導帯のエネ
ルギーレベルのみを示す）。同図において、各領域を示
す番号は、図１、図２と共通のものを使っている。すな
わち、２は第１クラッド層を、４は第２クラッド層を示
している。また、３１１、３１２（層３１２１、３１２
２から成る）、３１３の層部分全部で第１活性層３１と
なる。層３１１および層３１３は、屈折率（エネルギー
バンドギャップ）が徐々にＡｌ0.5Ｇａ0.5ＡｓからＡｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ（或はこの逆）へ変化するいわゆるＧＲ
ＩＮ層である。層３１２は量子井戸から構成される活性
領域で、図３では、例えばＧａＡｓからなる井戸層３１
２１と、例えばＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなる障壁層３１
２２から構成されている。一方、第２活性層３２は、第
１活性層３１とほぼ同様の構成となるが、井戸層部分３
１２１が、例えばＧａＡｓ0.8Ｐ0.2から構成されてい
て、いわゆる引っ張り歪量子井戸となっている。こうし
て、ＴＭ偏波に対する利得がＴＥ偏波に対する利得より
大きくなっている。
構造（バントギャップの大きさ）を示す（伝導帯のエネ
ルギーレベルのみを示す）。同図において、各領域を示
す番号は、図１、図２と共通のものを使っている。すな
わち、２は第１クラッド層を、４は第２クラッド層を示
している。また、３１１、３１２（層３１２１、３１２
２から成る）、３１３の層部分全部で第１活性層３１と
なる。層３１１および層３１３は、屈折率（エネルギー
バンドギャップ）が徐々にＡｌ0.5Ｇａ0.5ＡｓからＡｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ（或はこの逆）へ変化するいわゆるＧＲ
ＩＮ層である。層３１２は量子井戸から構成される活性
領域で、図３では、例えばＧａＡｓからなる井戸層３１
２１と、例えばＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなる障壁層３１
２２から構成されている。一方、第２活性層３２は、第
１活性層３１とほぼ同様の構成となるが、井戸層部分３
１２１が、例えばＧａＡｓ0.8Ｐ0.2から構成されてい
て、いわゆる引っ張り歪量子井戸となっている。こうし
て、ＴＭ偏波に対する利得がＴＥ偏波に対する利得より
大きくなっている。
【００１４】本実施例では、導波路の横閉じ込めについ
ては、図１に示したようにリッジ導波構造を用いてい
る。横方向の閉じ込めは、リッジ構造に限らず、半導体
レーザで用いている埋め込み構造などの他の構造でもよ
い。
ては、図１に示したようにリッジ導波構造を用いてい
る。横方向の閉じ込めは、リッジ構造に限らず、半導体
レーザで用いている埋め込み構造などの他の構造でもよ
い。
【００１５】また、本実施例では、２つの電極８、９を
分離するために、単純に電極を２つに分離しただけの構
成を用いたが、これに限定されるものではなく、他の構
成（例えば、深いスリットを形成する）を用いることも
できる。
分離するために、単純に電極を２つに分離しただけの構
成を用いたが、これに限定されるものではなく、他の構
成（例えば、深いスリットを形成する）を用いることも
できる。
【００１６】図４、図５には、本実施例の半導体レーザ
の駆動法を示した。図４において、Ｉ1は第１活性層３
１へ注入する電流、Ｉ2は第２活性層３２へ注入する電
流、１１は光出力である。図５は、本素子への電流注入
法を示している。注入電流Ｉ1と注入電流Ｉ21（電流Ｉ2
の１つの量）は、本実施例の半導体レーザからの発振光
がＴＥ光になるように設定する。電流Ｉ22（電流Ｉ2の
他の量）は、発振光がＴＭ偏波になるように設定する。
このように設定した様子を図５（Ａ）、（Ｂ）に示し
た。この駆動によって、図５（Ｃ）のような光出力１１
が得られ、その光出力の偏波状態は、図５（Ｄ）のよう
にＴＥ、ＴＭモード間で交互に変換される。
の駆動法を示した。図４において、Ｉ1は第１活性層３
１へ注入する電流、Ｉ2は第２活性層３２へ注入する電
流、１１は光出力である。図５は、本素子への電流注入
法を示している。注入電流Ｉ1と注入電流Ｉ21（電流Ｉ2
の１つの量）は、本実施例の半導体レーザからの発振光
がＴＥ光になるように設定する。電流Ｉ22（電流Ｉ2の
他の量）は、発振光がＴＭ偏波になるように設定する。
このように設定した様子を図５（Ａ）、（Ｂ）に示し
た。この駆動によって、図５（Ｃ）のような光出力１１
が得られ、その光出力の偏波状態は、図５（Ｄ）のよう
にＴＥ、ＴＭモード間で交互に変換される。
【００１７】即ち、第１活性層３１へ注入する電流及び
第２活性層３２へ注入する電流が、夫々、Ｉ1とＩ21で
あるときは、ＴＥモードにおいてのみ縦モードの或る波
長が発振条件を満足させてＴＥモード発振が起こる。他
方、第１活性層３１へ注入する電流及び第２活性層３２
へ注入する電流が、夫々、Ｉ1とＩ22であるときは、Ｔ
Ｍモードにおいてのみ縦モードの或る波長が発振条件を
満足させてＴＭモード発振が起こる。
第２活性層３２へ注入する電流が、夫々、Ｉ1とＩ21で
あるときは、ＴＥモードにおいてのみ縦モードの或る波
長が発振条件を満足させてＴＥモード発振が起こる。他
方、第１活性層３１へ注入する電流及び第２活性層３２
へ注入する電流が、夫々、Ｉ1とＩ22であるときは、Ｔ
Ｍモードにおいてのみ縦モードの或る波長が発振条件を
満足させてＴＭモード発振が起こる。
【００１８】図６には、本素子の他の駆動方法を示して
ある。図５の駆動方式では、注入電流としきい値利得の
関係で、光出力（図５（Ｃ））がＴＥとＴＭの切換えに
よって変化してしまう。そこで、図６の駆動方法によれ
ば、電流Ｉ1を電流Ｉ2と逆位相で変調することにより
（図６（Ａ）、（Ｂ））、光出力変動がなく（図６
（Ｃ））、偏波状態だけが変化するようにできる（図６
（Ｄ））。
ある。図５の駆動方式では、注入電流としきい値利得の
関係で、光出力（図５（Ｃ））がＴＥとＴＭの切換えに
よって変化してしまう。そこで、図６の駆動方法によれ
ば、電流Ｉ1を電流Ｉ2と逆位相で変調することにより
（図６（Ａ）、（Ｂ））、光出力変動がなく（図６
（Ｃ））、偏波状態だけが変化するようにできる（図６
（Ｄ））。
【００１９】また、図５（Ａ）、（Ｂ）の関係を逆、即
ち第１活性層３１へ注入する電流Ｉ1を変調し第２活性
層３２へ注入する電流Ｉ2を直流にしてもよい。
ち第１活性層３１へ注入する電流Ｉ1を変調し第２活性
層３２へ注入する電流Ｉ2を直流にしてもよい。
【００２０】
【第２実施例】図７に本発明の第２実施例を示す。第２
実施例は本発明を分布反射型半導体レーザ（ＤＢＲ−Ｌ
Ｄ）へ適用した例である。図１と同一部材には同一番号
をつけてある。本実施例では、図１の実施例の片側に分
布反射鏡をもうけた構造になっている（両側に設けても
よい）。本実施例の分布反射鏡は、電流を注入すること
により、そのブラッグ波長を変化させることが可能であ
る。
実施例は本発明を分布反射型半導体レーザ（ＤＢＲ−Ｌ
Ｄ）へ適用した例である。図１と同一部材には同一番号
をつけてある。本実施例では、図１の実施例の片側に分
布反射鏡をもうけた構造になっている（両側に設けても
よい）。本実施例の分布反射鏡は、電流を注入すること
により、そのブラッグ波長を変化させることが可能であ
る。
【００２１】図７において、２０は例えばＡｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓからなるグレーティング下部領域、２１は例え
ばＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなるグレーティング上部領域
であり、この両者の界面に格子（グレーティング）２２
が形成してある。また、２５は、例えばＡｌ0.4Ｇａ0.6
Ａｓからなる位相調整領域、２３、２４は夫々グレーテ
ィング領域２０、２１、２２、位相調整領域２５の電極
である。
0.7Ａｓからなるグレーティング下部領域、２１は例え
ばＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなるグレーティング上部領域
であり、この両者の界面に格子（グレーティング）２２
が形成してある。また、２５は、例えばＡｌ0.4Ｇａ0.6
Ａｓからなる位相調整領域、２３、２４は夫々グレーテ
ィング領域２０、２１、２２、位相調整領域２５の電極
である。
【００２２】本実施例において、偏波状態を変化させる
方法は第１実施例と実質的に同じである。即ち、第１の
制御状態では、第１活性層３１へ注入する電流、第２活
性層３２へ注入する電流、グレーティング領域２０、２
１、２２へ注入する電流及び位相調整領域２５へ注入す
る電流を適当に設定して、ＴＥモードのゲインスペクト
ルを支配的にし、そのゲインピークであるＴＥモードの
ブラッグ波長でＴＥモード発振を起こす。他方、第２の
制御状態では、第１活性層３１へ注入する電流、第２活
性層３２へ注入する電流、グレーティング領域２０、２
１、２２へ注入する電流及び位相調整領域２５へ注入す
る電流を適当に設定して、ＴＭモードのゲインスペクト
ルを支配的にし、そのゲインピークであるＴＭモードの
ブラッグ波長でＴＭモード発振を起こす。この際、発振
光の線幅を狭くし、発振波長を変化させるために、ＤＢ
Ｒが形成してある。
方法は第１実施例と実質的に同じである。即ち、第１の
制御状態では、第１活性層３１へ注入する電流、第２活
性層３２へ注入する電流、グレーティング領域２０、２
１、２２へ注入する電流及び位相調整領域２５へ注入す
る電流を適当に設定して、ＴＥモードのゲインスペクト
ルを支配的にし、そのゲインピークであるＴＥモードの
ブラッグ波長でＴＥモード発振を起こす。他方、第２の
制御状態では、第１活性層３１へ注入する電流、第２活
性層３２へ注入する電流、グレーティング領域２０、２
１、２２へ注入する電流及び位相調整領域２５へ注入す
る電流を適当に設定して、ＴＭモードのゲインスペクト
ルを支配的にし、そのゲインピークであるＴＭモードの
ブラッグ波長でＴＭモード発振を起こす。この際、発振
光の線幅を狭くし、発振波長を変化させるために、ＤＢ
Ｒが形成してある。
【００２３】
【第３実施例】図８に本発明の第３実施例を示す。第３
実施例は本発明を分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ）に適用したものである。図１の部材と同一部材には
同一番号をつけてある。新たに、格子２２を形成するた
めの層２０、２１を第２実施例と同じように形成してあ
る。即ち、２０、２１、２２は第２実施例と同一部材で
ある。
実施例は本発明を分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ）に適用したものである。図１の部材と同一部材には
同一番号をつけてある。新たに、格子２２を形成するた
めの層２０、２１を第２実施例と同じように形成してあ
る。即ち、２０、２１、２２は第２実施例と同一部材で
ある。
【００２４】本実施例の動作は第１及び第２実施例と実
質的に同様であるので、ここでは説明を省略する。
質的に同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２５】ところで、前記実施例では、２つ以上の活
性領域が１つの共振器内の軸方向に沿って直列的に配列
されていたが、共振器内の軸方向に垂直な方向に沿って
配列されていてもよい。即ち、例えば、導波路の軸方向
中心軸の左右に対称に２つの活性領域を設けそれに応じ
て２つの電極を形成したり、積層方向に上下に２つの活
性領域を設けそれに応じて上下に電極を形成し２つの活
性領域の間の層を接地するなどして、それらの電極から
独立に電流を２つの活性領域に注入可能としてもよい。
性領域が１つの共振器内の軸方向に沿って直列的に配列
されていたが、共振器内の軸方向に垂直な方向に沿って
配列されていてもよい。即ち、例えば、導波路の軸方向
中心軸の左右に対称に２つの活性領域を設けそれに応じ
て２つの電極を形成したり、積層方向に上下に２つの活
性領域を設けそれに応じて上下に電極を形成し２つの活
性領域の間の層を接地するなどして、それらの電極から
独立に電流を２つの活性領域に注入可能としてもよい。
【００２６】
【第４実施例】図９に本発明の半導体レーザを光通信の
光送信機に適用した実施例を示した。図９において、１
０１は制御回路、１０２は前記実施例で示した本発明の
半導体レーザ、１０３は偏光子、１０４は空間を伝搬し
ている光を光ファイバへ結合する光結合手段、１０５は
光ファイバ、１０６は端末から送られてきた電気信号、
１０７は、制御回路１０１から、半導体レーザ１０２を
駆動するために送られる駆動信号、１０８は駆動信号１
０７に従って半導体レーザ１０２が駆動されることで出
力された光信号、１０９は、光信号１０８の直交する２
つの偏波状態のうち１つだけを取り出すように調整され
た偏光子１０３を通過した光信号、１１０は光ファイバ
１０５中を伝送される光信号、１１１は本発明の半導体
レーザ１０２を用いた光送信機である。、この実施例で
は、光送信機１１１は、制御回路１０１、半導体レーザ
１０２、偏光子１０３、光結合手段１０４、光ファイバ
１０５などから構成されている。
光送信機に適用した実施例を示した。図９において、１
０１は制御回路、１０２は前記実施例で示した本発明の
半導体レーザ、１０３は偏光子、１０４は空間を伝搬し
ている光を光ファイバへ結合する光結合手段、１０５は
光ファイバ、１０６は端末から送られてきた電気信号、
１０７は、制御回路１０１から、半導体レーザ１０２を
駆動するために送られる駆動信号、１０８は駆動信号１
０７に従って半導体レーザ１０２が駆動されることで出
力された光信号、１０９は、光信号１０８の直交する２
つの偏波状態のうち１つだけを取り出すように調整され
た偏光子１０３を通過した光信号、１１０は光ファイバ
１０５中を伝送される光信号、１１１は本発明の半導体
レーザ１０２を用いた光送信機である。、この実施例で
は、光送信機１１１は、制御回路１０１、半導体レーザ
１０２、偏光子１０３、光結合手段１０４、光ファイバ
１０５などから構成されている。
【００２７】次に、本実施例の光送信機１１１の送信動
作について説明する。端末からの電気信号１０６が制御
回路１０１に入力されると、図５または図６のような変
調方法に従って本発明の半導体レーザ１０２へ駆動信号
１０７が送られる。駆動信号１０７を入力された半導体
レーザ１０２は、駆動信号１０７に従って偏波状態が変
化する光信号１０８を出力する。その光信号１０８は、
偏光子１０３で片方の偏光の光信号１０９にされ、更に
光結合手段１０４で光ファイバ１０５へ結合される。こ
うして強度変調された光信号１１０を伝送し通信が行わ
れる。
作について説明する。端末からの電気信号１０６が制御
回路１０１に入力されると、図５または図６のような変
調方法に従って本発明の半導体レーザ１０２へ駆動信号
１０７が送られる。駆動信号１０７を入力された半導体
レーザ１０２は、駆動信号１０７に従って偏波状態が変
化する光信号１０８を出力する。その光信号１０８は、
偏光子１０３で片方の偏光の光信号１０９にされ、更に
光結合手段１０４で光ファイバ１０５へ結合される。こ
うして強度変調された光信号１１０を伝送し通信が行わ
れる。
【００２８】この場合、光信号１１０は強度変調された
状態であるので、従来用いられている強度変調用の光受
信機で光を受信することができる。また、第２、第３実
施例に示したような構成の波長可変の半導体レーザを用
いることにより、波長多重通信の送信機として使うこと
ができる。本実施例では、光送信機として構成した場合
を示したが、もちろん光送受信機中の送信部分に用いる
こともできる。
状態であるので、従来用いられている強度変調用の光受
信機で光を受信することができる。また、第２、第３実
施例に示したような構成の波長可変の半導体レーザを用
いることにより、波長多重通信の送信機として使うこと
ができる。本実施例では、光送信機として構成した場合
を示したが、もちろん光送受信機中の送信部分に用いる
こともできる。
【００２９】更に、適用可能な光通信システムについて
も、強度変調信号を扱う系であれば、単純な２点間の光
通信に限らず、光ＣＡＴＶ、光ＬＡＮなどにも適用でき
る。
も、強度変調信号を扱う系であれば、単純な２点間の光
通信に限らず、光ＣＡＴＶ、光ＬＡＮなどにも適用でき
る。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの共振器内に、異なる利得スペクトルを持つ２つ以
上の活性領域で形成される活性層があり、活性層の少な
くとも１つの活性領域は、ＴＭ偏波の光に対する利得が
ＴＥ偏波の光に対する利得よりも大きく（歪量子井戸な
どで構成される）、また活性層の少なくとも他の１つの
活性領域は、ＴＥ偏波の光に対する利得がＴＭ偏波の光
に対する利得よりも大きくなっており、各活性領域に独
立に電流を注入できる構造となっている。これにより、
各々の偏波モードでの発振時に無効な注入電流を減少さ
せることができ、活性層に量子井戸などを用いる場合で
も、従来より広範な波長範囲で偏波変調できる半導体レ
ーザを形成できる効果がある。
１つの共振器内に、異なる利得スペクトルを持つ２つ以
上の活性領域で形成される活性層があり、活性層の少な
くとも１つの活性領域は、ＴＭ偏波の光に対する利得が
ＴＥ偏波の光に対する利得よりも大きく（歪量子井戸な
どで構成される）、また活性層の少なくとも他の１つの
活性領域は、ＴＥ偏波の光に対する利得がＴＭ偏波の光
に対する利得よりも大きくなっており、各活性領域に独
立に電流を注入できる構造となっている。これにより、
各々の偏波モードでの発振時に無効な注入電流を減少さ
せることができ、活性層に量子井戸などを用いる場合で
も、従来より広範な波長範囲で偏波変調できる半導体レ
ーザを形成できる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ′での断面図。
【図３】図１の実施例の活性層の構成を説明する図。
【図４】図１の実施例の駆動方法を説明するための断面
図。
図。
【図５】図１の実施例の駆動方法を説明するためのグラ
フ図。
フ図。
【図６】図１の実施例の他の駆動方法を説明するための
グラフ図。
グラフ図。
【図７】本発明の第２実施例の断面図。
【図８】本発明の第３実施例の断面図。
【図９】本発明の半導体レーザを光通信の光送信機に適
用した実施例を示すブロック図。
用した実施例を示すブロック図。
１ 基板 ２，４ クラッド層 ３１ 第１活性層 ３２ 第２活性層 ３１１，３１３ ＧＲＩＮ（ｇｒａｄｅｄ ｉｎｄｅ
ｘ）層 ３１２ 量子井戸活性領域 ３１２１ 井戸層 ３１２２ 障壁層 ５ キャップ層 ６ 絶縁層 ７，８，９，２３，２４ 電極 ９ 分離溝 ２０，２１ グレーティング領域 ２２ グレーティング（格子） ２５ 位相調整領域 １０１ 制御回路 １０２ 半導体レーザ １０３ 偏光子 １０４ 光結合手段 １０５ 光ファイバ １１１ 光送信機
ｘ）層 ３１２ 量子井戸活性領域 ３１２１ 井戸層 ３１２２ 障壁層 ５ キャップ層 ６ 絶縁層 ７，８，９，２３，２４ 電極 ９ 分離溝 ２０，２１ グレーティング領域 ２２ グレーティング（格子） ２５ 位相調整領域 １０１ 制御回路 １０２ 半導体レーザ １０３ 偏光子 １０４ 光結合手段 １０５ 光ファイバ １１１ 光送信機
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−202337（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202342（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120614（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117190（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−346485（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−159781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−290789（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−505363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (11)
- 【請求項１】１つの共振器内に、異なる利得スペクトル
を持つ２つ以上の活性領域で形成される活性層があり、
該活性層の少なくとも１つの活性領域は、TM偏波の光に
対する利得がTE偏波の光に対する利得よりも大きく、ま
た該活性層の少なくとも他の１つの活性領域は、TE偏波
の光に対する利得がTM偏波の光に対する利得よりも大き
い半導体レーザの駆動方法であって、該TM偏波の光に対
する利得がTE偏波の光に対する利得より大きい活性領域
へ注入する電流を変調し、該他の活性領域へ注入する電
流を上記変調と逆位相で変調することを特徴とする半導
体レーザの駆動法。 - 【請求項２】前記２つ以上の活性領域が１つの共振器内
の軸方向に沿って配列されてい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法。 - 【請求項３】前記２つ以上の活性領域が１つの共振器内
の軸方向に垂直な方向に沿って配列されていることを特
徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動法。 - 【請求項４】前記半導体レーザが、前記活性層の複数の
活性領域に対して独立に電流を注入できる電極構成を持
つことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動
法。 - 【請求項５】TM偏波の光に対する利得がTE偏波の光に対
する利得より大きい活性領域が、引っ張り歪が導入され
た歪量子井戸で構成されてい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法。 - 【請求項６】前記引っ張り歪量子井戸で構成される活性
領域以外の活性領域が、圧縮歪が導入された歪量子井戸
で構成されることを特徴とする請求項５記載の半導体レ
ーザの駆動法。 - 【請求項７】前記半導体レーザが分布反射鏡を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動法。 - 【請求項８】前記半導体レーザが分布帰還構造を有する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動
法。 - 【請求項９】前記半導体レーザがファブリペロー共振器
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ
の駆動法。 - 【請求項１０】請求項１記載の駆動法で駆動される半導
体レーザと、該半導体レーザからの出力光のうち1つの
偏波の光を透過させる偏光選択手段と、該半導体レーザ
の出力光を入力信号に従って偏波変調する制御手段から
構成されることを特徴とする光送信機。 - 【請求項１１】請求項１０記載の光送信機或は該光送信
機を含む光送受信機を少なくとも１つ含んでいることを
特徴とする光通信システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04519694A JP3226072B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 偏波変調可能な半導体レーザとその使用法 |
| DE69521157T DE69521157T2 (de) | 1994-02-18 | 1995-02-16 | Polarisationsselektiver Halbleiterlaser, Lichtsender und optisches Kommunikationssystem unter Verwendung dieses Lasers |
| EP95102173A EP0668641B1 (en) | 1994-02-18 | 1995-02-16 | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser |
| US08/972,728 US5901166A (en) | 1994-02-18 | 1997-11-18 | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04519694A JP3226072B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 偏波変調可能な半導体レーザとその使用法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231133A JPH07231133A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3226072B2 true JP3226072B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=12712525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04519694A Expired - Fee Related JP3226072B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 偏波変調可能な半導体レーザとその使用法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3226072B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0969671A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Canon Inc | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レーザ |
| DE102006005860A1 (de) | 2006-02-09 | 2007-08-30 | Bayer Innovation Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polarisationshologrammen |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP04519694A patent/JP3226072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07231133A (ja) | 1995-08-29 |
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