JP3270648B2 - 半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機 - Google Patents
半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機Info
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- JP3270648B2 JP3270648B2 JP01554595A JP1554595A JP3270648B2 JP 3270648 B2 JP3270648 B2 JP 3270648B2 JP 01554595 A JP01554595 A JP 01554595A JP 1554595 A JP1554595 A JP 1554595A JP 3270648 B2 JP3270648 B2 JP 3270648B2
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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り
出力光の偏光が２つの成分（例えば、ＴＥとＴＭ）の間
で切り換わる半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信
機に関するものである。
出力光の偏光が２つの成分（例えば、ＴＥとＴＭ）の間
で切り換わる半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信
機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、出力光の偏光状態をＴＥとＴＭの
間で切り換えることができる半導体レーザとしては、例
えば、特開昭６２−４２５９３号及び特開平２−１５９
７８１号に記載されているものがある。半導体レーザの
出力光の偏光がＴＥとＴＭで切り換わる動作について
は、特開平２−１５９７８１号に示されている説明が分
かり易いのでここではそれをもとに説明する。
間で切り換えることができる半導体レーザとしては、例
えば、特開昭６２−４２５９３号及び特開平２−１５９
７８１号に記載されているものがある。半導体レーザの
出力光の偏光がＴＥとＴＭで切り換わる動作について
は、特開平２−１５９７８１号に示されている説明が分
かり易いのでここではそれをもとに説明する。
【０００３】図１１には、出力光の偏光状態をＴＥとＴ
Ｍの間で切り換えることが出来る半導体レーザの構成を
示してある。同図のレーザは３λ／４シフト部を有する
分布帰還型半導体レーザであり、λ／４シフトがある部
分とそれ以外の部分とに別々に電流注入を行なえる電極
構造となっている。図１１において、１１０はｎ−Ｉｎ
Ｐ基板、１１２は１次の回折格子、１１４は光導波路
層、１１６はアンドープＩｎＧａＡｓ活性層（バンドギ
ャップ波長１．５５μｍ、厚さ０．１μｍ）、１１８は
ｐ−ＧａＩｎＡｓＰアンチメルトバック層、１１９はｐ
−ＩｎＰクラッド層、１２０はｐ+−ＩｎＧａＡｓＰキ
ャップ層、１２２はｐ−ＩｎＰ層、１２３はｎ−ＩｎＰ
層、１２４はアンドープＧａＩｎＡｓＰキャップ層、１
２４、１２８は電極、１２７はλ／４シフト部分を含む
領域へ電流を注入するための電極、１２９は反射防止膜
である。
Ｍの間で切り換えることが出来る半導体レーザの構成を
示してある。同図のレーザは３λ／４シフト部を有する
分布帰還型半導体レーザであり、λ／４シフトがある部
分とそれ以外の部分とに別々に電流注入を行なえる電極
構造となっている。図１１において、１１０はｎ−Ｉｎ
Ｐ基板、１１２は１次の回折格子、１１４は光導波路
層、１１６はアンドープＩｎＧａＡｓ活性層（バンドギ
ャップ波長１．５５μｍ、厚さ０．１μｍ）、１１８は
ｐ−ＧａＩｎＡｓＰアンチメルトバック層、１１９はｐ
−ＩｎＰクラッド層、１２０はｐ+−ＩｎＧａＡｓＰキ
ャップ層、１２２はｐ−ＩｎＰ層、１２３はｎ−ＩｎＰ
層、１２４はアンドープＧａＩｎＡｓＰキャップ層、１
２４、１２８は電極、１２７はλ／４シフト部分を含む
領域へ電流を注入するための電極、１２９は反射防止膜
である。
【０００４】図１２を用いて、図１１に示した分布帰還
型半導体レーザの動作を説明する。図１２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、αＬ（モードゲインαと共振器長Ｌ
との積）と波長（ブラッグ波長からのずれ）との関係を
ＴＥモードとＴＭモードについて示す。図１２（ａ）で
は、共振器中央部へ電極１２７を用いて電流を注入し、
ＴＭモードで３λ／４条件であるがＴＥモードでは３λ
／４条件から離れた量となるように調整してある（各モ
ードは○印で示してある）。この状態では、ＴＭに対す
る必要なゲインが小さくなるため、ＴＭ光が発振する。
この状態から電極１２７へ注入する電流量を変化させ、
シフト量を変化させると、ＴＭモードのしきい値は増加
し、ＴＥモードのしきい値は減少する。そして、図１２
（ｂ）の様に両モードでほぼしきい値が一値した状態を
経て、図１２（ｃ）の様にＴＥモードのしきい値の方が
小さくなる状態となり、ＴＥ光が発振する。
型半導体レーザの動作を説明する。図１２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、αＬ（モードゲインαと共振器長Ｌ
との積）と波長（ブラッグ波長からのずれ）との関係を
ＴＥモードとＴＭモードについて示す。図１２（ａ）で
は、共振器中央部へ電極１２７を用いて電流を注入し、
ＴＭモードで３λ／４条件であるがＴＥモードでは３λ
／４条件から離れた量となるように調整してある（各モ
ードは○印で示してある）。この状態では、ＴＭに対す
る必要なゲインが小さくなるため、ＴＭ光が発振する。
この状態から電極１２７へ注入する電流量を変化させ、
シフト量を変化させると、ＴＭモードのしきい値は増加
し、ＴＥモードのしきい値は減少する。そして、図１２
（ｂ）の様に両モードでほぼしきい値が一値した状態を
経て、図１２（ｃ）の様にＴＥモードのしきい値の方が
小さくなる状態となり、ＴＥ光が発振する。
【０００５】以上の様に電極１２７へ注入する電流量を
変化させることにより、出力光の偏光方向をＴＥとＴＭ
の間で切り換えることが出来る。
変化させることにより、出力光の偏光方向をＴＥとＴＭ
の間で切り換えることが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、位相シフト量を調整して発振光の偏光をＴＥ
とＴＭの間で選択する為に、各偏光状態に対する波長と
αＬの関係（図１２の破線）が、位相シフト量を調整し
て偏光を切り換えられる範囲内でなければならない。従
って、素子作製上、導波路の幅や厚さと回折格子のブラ
ッグ波長を精度良くあわせなければならなかった。ま
た、動作を安定化させて実際に使う場合、複雑な制御回
路が必要であった。
来例では、位相シフト量を調整して発振光の偏光をＴＥ
とＴＭの間で選択する為に、各偏光状態に対する波長と
αＬの関係（図１２の破線）が、位相シフト量を調整し
て偏光を切り換えられる範囲内でなければならない。従
って、素子作製上、導波路の幅や厚さと回折格子のブラ
ッグ波長を精度良くあわせなければならなかった。ま
た、動作を安定化させて実際に使う場合、複雑な制御回
路が必要であった。
【０００７】本出願に係わる第１の発明の目的は、半導
体レーザに対して簡単に帰還光量が制御可能な構成で出
力光の偏波を切り換えることが可能な半導体レーザ装置
を提供することである。詳細には、半導体レーザと、光
変調器と、ミラーと、該半導体レーザを駆動し、外部か
ら入力された変調信号に対応した信号を該光変調器へ与
える制御回路と、前記半導体レーザと光変調器の間又は
前記光変調器とミラーの間に配された光強度調整手段と
から成ることを特徴とする半導体レーザ装置である。
体レーザに対して簡単に帰還光量が制御可能な構成で出
力光の偏波を切り換えることが可能な半導体レーザ装置
を提供することである。詳細には、半導体レーザと、光
変調器と、ミラーと、該半導体レーザを駆動し、外部か
ら入力された変調信号に対応した信号を該光変調器へ与
える制御回路と、前記半導体レーザと光変調器の間又は
前記光変調器とミラーの間に配された光強度調整手段と
から成ることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【０００８】
【０００９】本出願に係わる第２の発明の目的は、第１
の発明の目的に加えて、分布帰還型などの半導体レーザ
と帰還手段との位置関係を精度良く設定可能にし帰還光
量と帰還光の位相を簡単かつより精度良く調整可能な構
成を提供することである。詳細には、更に位相調整手段
を有することを特徴とする半導体レーザ装置である。
の発明の目的に加えて、分布帰還型などの半導体レーザ
と帰還手段との位置関係を精度良く設定可能にし帰還光
量と帰還光の位相を簡単かつより精度良く調整可能な構
成を提供することである。詳細には、更に位相調整手段
を有することを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００１０】
【００１１】本出願に係わる第３の発明の目的は、第１
から第２の発明の構成を集積化素子にすることにより扱
いを容易にすることである。詳細には、少なくとも制御
回路を除いた部分が一枚の半導体基板上にモノリシック
に形成されて集積化されていることを特徴とする半導体
レーザ装置である。
から第２の発明の構成を集積化素子にすることにより扱
いを容易にすることである。詳細には、少なくとも制御
回路を除いた部分が一枚の半導体基板上にモノリシック
に形成されて集積化されていることを特徴とする半導体
レーザ装置である。
【００１２】本出願に係わる第４の発明の目的は、上記
半導体レーザ装置を用いた光送信装置である。
半導体レーザ装置を用いた光送信装置である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本出願に係わる第１の発明は、分布帰還型などの半
導体レーザとその出力光の一部を帰還するための外部鏡
を設け、帰還光量を光変調器により調整する様に構成す
ると共に、効果的に帰還光により偏光状態の切り換えを
行なう為に帰還光量を調整する手段を設けたものであ
る。上記構成において、光変調器により外部からの帰還
状態を変化させることにより、出力光の偏光状態（方
向)を切り換えることが出来、光変調器で直接強度変調
する時よりも消光比の小さい光変調器を用いることが出
来る。更に、分布帰還型などの半導体レーザの出力光の
偏光状態をより容易に切り換えることが出来る様にな
る。
に、本出願に係わる第１の発明は、分布帰還型などの半
導体レーザとその出力光の一部を帰還するための外部鏡
を設け、帰還光量を光変調器により調整する様に構成す
ると共に、効果的に帰還光により偏光状態の切り換えを
行なう為に帰還光量を調整する手段を設けたものであ
る。上記構成において、光変調器により外部からの帰還
状態を変化させることにより、出力光の偏光状態（方
向)を切り換えることが出来、光変調器で直接強度変調
する時よりも消光比の小さい光変調器を用いることが出
来る。更に、分布帰還型などの半導体レーザの出力光の
偏光状態をより容易に切り換えることが出来る様にな
る。
【００１４】
【００１５】本出願に係わる第２の発明は、帰還光に対
して強度調整手段と位相調整手段を用いて強度及び位相
を調整することにより、それぞれの手段が単独であるよ
りも帰還光の効果を高めることが可能となる。
して強度調整手段と位相調整手段を用いて強度及び位相
を調整することにより、それぞれの手段が単独であるよ
りも帰還光の効果を高めることが可能となる。
【００１６】
【００１７】本出願に係わる第３の発明は、上記で示し
た構成や手段を集積デバイスとすることにより、取扱い
及び各手段の位置関係の調整を簡単にしたものである。
た構成や手段を集積デバイスとすることにより、取扱い
及び各手段の位置関係の調整を簡単にしたものである。
【００１８】本出願に係わる第４の発明は、上記の半導
体レーザ装置と、該半導体レーザ装置を駆動する駆動手
段と、電気信号を光信号へ変換する為に該半導体レーザ
装置および該駆動手段を制御する制御手段と、該半導体
レーザ装置からの出力光の２つの直線偏光のうちのどち
らか一方を透過する偏光制限手段から構成される光送信
装置である。
体レーザ装置と、該半導体レーザ装置を駆動する駆動手
段と、電気信号を光信号へ変換する為に該半導体レーザ
装置および該駆動手段を制御する制御手段と、該半導体
レーザ装置からの出力光の２つの直線偏光のうちのどち
らか一方を透過する偏光制限手段から構成される光送信
装置である。
【００１９】
【第１実施例】図１は本発明の特徴を最もよく表わす図
面であり、同図において、１は分布帰還型半導体レー
ザ、２は光変調器、３は反射鏡、４は分布帰還型半導体
レーザの出力光である。
面であり、同図において、１は分布帰還型半導体レー
ザ、２は光変調器、３は反射鏡、４は分布帰還型半導体
レーザの出力光である。
【００２０】図４は図１を立体的に示した図である。図
１と同一部材は同一番号がつけてある。すなわち分布帰
還型半導体レーザ１、光変調器２、反射鏡３である。同
図において、７はマウント、８は分布帰還型半導体レー
ザ１を駆動する為の注入電流（１）、９は光変調器２を
駆動する為の電圧である。マウント７上には所望の位置
関係で分布帰還型半導体レーザ１、光変調器２、反射鏡
３が固定されている。
１と同一部材は同一番号がつけてある。すなわち分布帰
還型半導体レーザ１、光変調器２、反射鏡３である。同
図において、７はマウント、８は分布帰還型半導体レー
ザ１を駆動する為の注入電流（１）、９は光変調器２を
駆動する為の電圧である。マウント７上には所望の位置
関係で分布帰還型半導体レーザ１、光変調器２、反射鏡
３が固定されている。
【００２１】図５、図６には分布帰還型半導体レーザ１
の構造を示した。図６は図５のＡ−Ａ′の線で切断した
断面構成図である。図５、図６において、２１は例えば
ｎ型ＩｎＰである基板、２２は例えばｎ型ＩｎＰである
第１クラッド層、２３は例えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バ
ンドギャップ波長１．１５μｍ、厚さ０．１μｍ）であ
る光ガイド層、２４は例えばノンドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長１．５５μｍ、厚さ０．１μ
ｍ）である活性層、２５は例えばｐ型ＩｎＰからなる第
２クラッド層、２６は例えばｐ型ＩｎＧａＡｓからなる
キャップ層、２７、２８は第１および第２電極、２９は
例えばｐ型ＩｎＰよりなる第１埋め込み層、３０は例え
ばｎ型ＩｎＰよりなる第２埋め込み層、３１は第１クラ
ッド層２２上に形成された格子（周期は約２４０ｎｍ、
深さは約３０ｎｍ）である。また、活性層２４の幅を約
１μｍとし、共振器長を５００μｍとした。この構成の
分布帰還型半導体レーザで発振波長１．５５μｍの出力
光を得た。
の構造を示した。図６は図５のＡ−Ａ′の線で切断した
断面構成図である。図５、図６において、２１は例えば
ｎ型ＩｎＰである基板、２２は例えばｎ型ＩｎＰである
第１クラッド層、２３は例えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バ
ンドギャップ波長１．１５μｍ、厚さ０．１μｍ）であ
る光ガイド層、２４は例えばノンドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長１．５５μｍ、厚さ０．１μ
ｍ）である活性層、２５は例えばｐ型ＩｎＰからなる第
２クラッド層、２６は例えばｐ型ＩｎＧａＡｓからなる
キャップ層、２７、２８は第１および第２電極、２９は
例えばｐ型ＩｎＰよりなる第１埋め込み層、３０は例え
ばｎ型ＩｎＰよりなる第２埋め込み層、３１は第１クラ
ッド層２２上に形成された格子（周期は約２４０ｎｍ、
深さは約３０ｎｍ）である。また、活性層２４の幅を約
１μｍとし、共振器長を５００μｍとした。この構成の
分布帰還型半導体レーザで発振波長１．５５μｍの出力
光を得た。
【００２２】図７に光変調器２の構成例を示した。図７
において、４０は例えばｎ型ＩｎＰからなる基板、４１
は例えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．
４５μｍ、厚さ０．３μｍ）からなる変調層、４２は例
えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．２μ
ｍ、厚さ０．１μｍ）からなるバッファ層、４３は例え
ばノンドープのＩｎＰ（厚さ０．４μｍ）からなるクラ
ッド層（１）、４４は例えばｐ型ＩｎＰからなるクラッ
ド層（２）、４５は、例えばｐ型ＩｎＧａＡｓＰからな
るコンタクト層、４６は例えばＦｅドープのＩｎＰから
なる高抵抗の埋め込み層、４７、４８は電極である。変
調層４１の幅は約５μｍである。本構成の光変調器はＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏ１．２
５， Ｎｏ．２， ｐｐ．８８−８９（１９８９）等に
詳しく述べられている。上述の構成で−５Ｖの電圧印加
することにより約２０ｄＢ光を吸収することが出来る。
において、４０は例えばｎ型ＩｎＰからなる基板、４１
は例えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．
４５μｍ、厚さ０．３μｍ）からなる変調層、４２は例
えばｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．２μ
ｍ、厚さ０．１μｍ）からなるバッファ層、４３は例え
ばノンドープのＩｎＰ（厚さ０．４μｍ）からなるクラ
ッド層（１）、４４は例えばｐ型ＩｎＰからなるクラッ
ド層（２）、４５は、例えばｐ型ＩｎＧａＡｓＰからな
るコンタクト層、４６は例えばＦｅドープのＩｎＰから
なる高抵抗の埋め込み層、４７、４８は電極である。変
調層４１の幅は約５μｍである。本構成の光変調器はＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏ１．２
５， Ｎｏ．２， ｐｐ．８８−８９（１９８９）等に
詳しく述べられている。上述の構成で−５Ｖの電圧印加
することにより約２０ｄＢ光を吸収することが出来る。
【００２３】次に、反射器３について述べる。反射器３
は或る程度入射された光を反射できるものならどの様な
ものでもよいが、ここでは、半導体結晶（基板）をへき
開した時に得られるへき開面を用いた。図４には示して
いないが、マウント７へ固定しやすい様に、反射器３の
マウント７へ固定する面へ分布帰還型半導体レーザ１や
光変調器２の電極と同様に金属膜を形成している。
は或る程度入射された光を反射できるものならどの様な
ものでもよいが、ここでは、半導体結晶（基板）をへき
開した時に得られるへき開面を用いた。図４には示して
いないが、マウント７へ固定しやすい様に、反射器３の
マウント７へ固定する面へ分布帰還型半導体レーザ１や
光変調器２の電極と同様に金属膜を形成している。
【００２４】次に本実施例における分布帰還型半導体レ
ーザ１、光変調器２、反射器３の位置関係について述べ
る。分布帰還型半導体レーザ１の出力光が光変調器２へ
入力され、光変調器２からの出力光が反射器３で一部ま
たは全部が反射され、再び光変調器２へ入力し、さらに
分布帰還型半導体レーザ１へ光が戻る構成にしておく。
図４に示した配置は最も簡単な構成例である。光学的な
結合効率を強める為に各素子間（分布帰還型半導体レー
ザ１と光変調器２との間とか、光変調器２と反射器３と
の間）にレンズ等の光学部品を用いてもよい。
ーザ１、光変調器２、反射器３の位置関係について述べ
る。分布帰還型半導体レーザ１の出力光が光変調器２へ
入力され、光変調器２からの出力光が反射器３で一部ま
たは全部が反射され、再び光変調器２へ入力し、さらに
分布帰還型半導体レーザ１へ光が戻る構成にしておく。
図４に示した配置は最も簡単な構成例である。光学的な
結合効率を強める為に各素子間（分布帰還型半導体レー
ザ１と光変調器２との間とか、光変調器２と反射器３と
の間）にレンズ等の光学部品を用いてもよい。
【００２５】次に本実施例の動作について述べる。分布
帰還型半導体レーザ１は、それ単体では、例えばＴＥ偏
波の光とＴＭ偏波の光が競合していてＴＥ偏波の光が発
振している状態にしておく。また、分布帰還型半導体レ
ーザ１は光変調器２、反射器３からの反射光の影響を受
けて（光変調器２は電圧をかけていないので透過状態で
ある）、ＴＭ偏波が発振光であるようにする。この状態
で、光変調器２に電圧を印加して反射器３からの反射光
の量を減じる。すると、それまで、この反射光の効果で
ＴＭ偏波の発振光を出力していたが、反射光量が減少し
たことでＴＥ偏波の発振光を出力する様になる。このよ
うに、光変調器２の透過率を変化させることにより、分
布帰還型半導体レーザ１の出力光の偏波状態をＴＥ偏波
とＴＭ偏波の間で切り換えることができる。
帰還型半導体レーザ１は、それ単体では、例えばＴＥ偏
波の光とＴＭ偏波の光が競合していてＴＥ偏波の光が発
振している状態にしておく。また、分布帰還型半導体レ
ーザ１は光変調器２、反射器３からの反射光の影響を受
けて（光変調器２は電圧をかけていないので透過状態で
ある）、ＴＭ偏波が発振光であるようにする。この状態
で、光変調器２に電圧を印加して反射器３からの反射光
の量を減じる。すると、それまで、この反射光の効果で
ＴＭ偏波の発振光を出力していたが、反射光量が減少し
たことでＴＥ偏波の発振光を出力する様になる。このよ
うに、光変調器２の透過率を変化させることにより、分
布帰還型半導体レーザ１の出力光の偏波状態をＴＥ偏波
とＴＭ偏波の間で切り換えることができる。
【００２６】また、上記の動作とは偏光状態が反対の動
作も可能である。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１
が、それ単独では、ＴＭ偏波の発振光を出力していて、
光変調器２、反射器３からの反射光がある状態（ただ
し、光変調器２は透過状態）でＴＥ偏波の発振光を出力
する様にする。そして、光変調器２に電圧を印加して透
過率を減じるとＴＭ偏波で発振する動作状態である様に
する。。
作も可能である。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１
が、それ単独では、ＴＭ偏波の発振光を出力していて、
光変調器２、反射器３からの反射光がある状態（ただ
し、光変調器２は透過状態）でＴＥ偏波の発振光を出力
する様にする。そして、光変調器２に電圧を印加して透
過率を減じるとＴＭ偏波で発振する動作状態である様に
する。。
【００２７】
【第２実施例】図２は本発明の第２の実施例を示す図で
ある。同図において、図１と同一部材は同一番号をつけ
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、光変調
器２、反射器３、出力光４である。新たに付加されたも
のは５で示される光強度調整手段である。光強度調整手
段５としては、例えば光増幅器や光減衰器が挙げられ
る。本実施例では、光強度調整手段５として半導体光増
幅器を用いた。半導体光増幅器は、ファブリペロー型半
導体レーザの両端面に反射防止膜を形成して高電流注入
状態でもレーザ発振しないように工夫し、電流注入によ
り活性層内部に形成される反転分布による誘導放出を用
いて入射光を増幅するものである。
ある。同図において、図１と同一部材は同一番号をつけ
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、光変調
器２、反射器３、出力光４である。新たに付加されたも
のは５で示される光強度調整手段である。光強度調整手
段５としては、例えば光増幅器や光減衰器が挙げられ
る。本実施例では、光強度調整手段５として半導体光増
幅器を用いた。半導体光増幅器は、ファブリペロー型半
導体レーザの両端面に反射防止膜を形成して高電流注入
状態でもレーザ発振しないように工夫し、電流注入によ
り活性層内部に形成される反転分布による誘導放出を用
いて入射光を増幅するものである。
【００２８】本実施例の構成、動作は第１の実施例に準
ずるものであるのでここでは省略し、光強度調整手段５
の効果について述べる。
ずるものであるのでここでは省略し、光強度調整手段５
の効果について述べる。
【００２９】分布帰還型半導体レーザ１は、戻り光量に
より発振光の偏光がＴＥであったりＴＭであるものであ
る。光変調器２はかなりの挿入損失があり、かつ第１の
実施例に示したような各光デバイスの結合がおおまかな
場合、戻り光量が分布帰還型半導体レーザ１の出力光４
の偏光状態を切り換える程、強くならない場合がある。
そこで本構成のように光強度調整手段５を導入すること
により（この場合、光増幅器）、偏波が切り換わる程度
に光量を増やすことで、第１の実施例より、安定して動
作する構成となる。第１の実施例の所で述べた様に、各
素子間の光学結合効率を上げるために、レンズ等の部品
を用いている場合、本実施例（第２の実施例）で示した
光増幅器を用いることにより、レンズを用いない場合よ
り安定した動作を得ることができる。光強度調整手段５
と光変調器２は、図２に示した位置関係だけでなく逆に
なっていてもよい。
より発振光の偏光がＴＥであったりＴＭであるものであ
る。光変調器２はかなりの挿入損失があり、かつ第１の
実施例に示したような各光デバイスの結合がおおまかな
場合、戻り光量が分布帰還型半導体レーザ１の出力光４
の偏光状態を切り換える程、強くならない場合がある。
そこで本構成のように光強度調整手段５を導入すること
により（この場合、光増幅器）、偏波が切り換わる程度
に光量を増やすことで、第１の実施例より、安定して動
作する構成となる。第１の実施例の所で述べた様に、各
素子間の光学結合効率を上げるために、レンズ等の部品
を用いている場合、本実施例（第２の実施例）で示した
光増幅器を用いることにより、レンズを用いない場合よ
り安定した動作を得ることができる。光強度調整手段５
と光変調器２は、図２に示した位置関係だけでなく逆に
なっていてもよい。
【００３０】
【第３実施例】図３に本発明の第３の実施例を示す図で
ある。同図において、図１と同一部材は同一番号を付け
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、光変調
器２、反射鏡３、出力光４である。新たに付加した部材
は６で示される位相調整手段である。位相調整手段６
は、反射器３により反射された光が分布帰還型半導体レ
ーザ１へ戻る時の光の位相を調整するもので、外部から
の何らかの手段によりその屈折率が変化するものであ
る。ここでは、半導体を基調としたものとして、分布反
射型半導体レーザ等で用いられる構造を用いた。
ある。同図において、図１と同一部材は同一番号を付け
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、光変調
器２、反射鏡３、出力光４である。新たに付加した部材
は６で示される位相調整手段である。位相調整手段６
は、反射器３により反射された光が分布帰還型半導体レ
ーザ１へ戻る時の光の位相を調整するもので、外部から
の何らかの手段によりその屈折率が変化するものであ
る。ここでは、半導体を基調としたものとして、分布反
射型半導体レーザ等で用いられる構造を用いた。
【００３１】本実施例の動作は第１の実施例に準ずるも
のであるのでここでは省略し、位相調整手段６の効果に
ついて述べる。分布帰還型半導体レーザ１の戻り光から
受ける影響は、光量と共に、戻り光の光の位相によって
変化する。この実施例で示した位相調整手段６は、この
光の位相を調整する効果を有している。第１、第２実施
例では戻り光の位相調整を各素子の位置関係を調整する
ことにより行ったり、光変調器２や光強度調整手段５の
動作点を工夫して調整を行う必要があった。本実施例の
構成の場合、位相調整手段６で位相に関する調整を行う
ので、他の素子に対してそれぞれの素子の動作として最
良の動作点を使うことが出来る。
のであるのでここでは省略し、位相調整手段６の効果に
ついて述べる。分布帰還型半導体レーザ１の戻り光から
受ける影響は、光量と共に、戻り光の光の位相によって
変化する。この実施例で示した位相調整手段６は、この
光の位相を調整する効果を有している。第１、第２実施
例では戻り光の位相調整を各素子の位置関係を調整する
ことにより行ったり、光変調器２や光強度調整手段５の
動作点を工夫して調整を行う必要があった。本実施例の
構成の場合、位相調整手段６で位相に関する調整を行う
ので、他の素子に対してそれぞれの素子の動作として最
良の動作点を使うことが出来る。
【００３２】
【第４実施例】図８は本発明の第４の実施例を示す図で
ある。同図において、図２、図３と同一部材は同一番号
をつけてある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、
光変調器２、反射鏡３、出力光４、光強度調整手段５、
位相調整手段６である。
ある。同図において、図２、図３と同一部材は同一番号
をつけてある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ１、
光変調器２、反射鏡３、出力光４、光強度調整手段５、
位相調整手段６である。
【００３３】本実施例の動作は、第２、第３の実施例が
複合されたものであるのでここでは説明を省略する。本
実施例のように構成することにより、反射鏡３により生
ずる戻り光の強度と位相の両方を調整することが可能と
なり、第１〜３の実施例よりも更に安定して動作する範
囲が広がる効果がある。
複合されたものであるのでここでは説明を省略する。本
実施例のように構成することにより、反射鏡３により生
ずる戻り光の強度と位相の両方を調整することが可能と
なり、第１〜３の実施例よりも更に安定して動作する範
囲が広がる効果がある。
【００３４】
【第５実施例】図９は第１の実施例で示した構成を集積
型半導体デバイスにしたものである。同図において、１
０は半導体レーザ部分で図１の分布帰還型半導体レーザ
１に相当し、１１は変調器部分で光変調器２に相当す
る。また、１２は反射膜で、例えば、ＳｉＯ2と金の膜
からなる。半導体レーザ部分１０と変調器部分１１は導
波路が接続されているが、電気的に分離するために上部
のクラッド層に溝１５が形成されている。また、図９に
は示していないが、半導体レーザ部分１０の端面には反
射防止膜が形成してある方が、取り出せる出力が増加
し、端面反射の影響が低減され安定した動作となる。こ
こで示したデバイスの動作は第１実施例と同じなのでこ
こでは省略する。
型半導体デバイスにしたものである。同図において、１
０は半導体レーザ部分で図１の分布帰還型半導体レーザ
１に相当し、１１は変調器部分で光変調器２に相当す
る。また、１２は反射膜で、例えば、ＳｉＯ2と金の膜
からなる。半導体レーザ部分１０と変調器部分１１は導
波路が接続されているが、電気的に分離するために上部
のクラッド層に溝１５が形成されている。また、図９に
は示していないが、半導体レーザ部分１０の端面には反
射防止膜が形成してある方が、取り出せる出力が増加
し、端面反射の影響が低減され安定した動作となる。こ
こで示したデバイスの動作は第１実施例と同じなのでこ
こでは省略する。
【００３５】
【第６実施例】図１０に本発明の第６の実施例を示す。
図１０において、５０は光送信機、５１は本発明の素子
（第１〜第５の実施例に示したもの）、５２は制御およ
び駆動回路、５３は偏波制限手段および光結合手段、５
４は光ファイバ、５５は電気信号、５６は光信号、５７
は光出力、５８は制御信号である。
図１０において、５０は光送信機、５１は本発明の素子
（第１〜第５の実施例に示したもの）、５２は制御およ
び駆動回路、５３は偏波制限手段および光結合手段、５
４は光ファイバ、５５は電気信号、５６は光信号、５７
は光出力、５８は制御信号である。
【００３６】本実施例の動作について説明する。
“０”、“１”のディジタル信号をあらわす電気信号５
５が光送信機５０へ入力されると、制御及び駆動回路５
２は本発明の素子５１を駆動する。すなわち信号に応じ
た制御信号を光変調器２、１１へ入力し、信号に応じて
偏光状態がＴＥとＴＭの間で切り換わる光信号５７が出
力される。偏光制限手段（例えば偏光板、偏光ビームス
プリッタ）および光結合手段５３で、ＴＥ（またはＴ
Ｍ）の光だけが光ファイバ５４へ結合される。以上の様
にして電気信号に対応した光ＡＳＫ信号を送出すること
ができる。
“０”、“１”のディジタル信号をあらわす電気信号５
５が光送信機５０へ入力されると、制御及び駆動回路５
２は本発明の素子５１を駆動する。すなわち信号に応じ
た制御信号を光変調器２、１１へ入力し、信号に応じて
偏光状態がＴＥとＴＭの間で切り換わる光信号５７が出
力される。偏光制限手段（例えば偏光板、偏光ビームス
プリッタ）および光結合手段５３で、ＴＥ（またはＴ
Ｍ）の光だけが光ファイバ５４へ結合される。以上の様
にして電気信号に対応した光ＡＳＫ信号を送出すること
ができる。
【００３７】上述の様に本実施例の光送信機５０からは
光ＡＳＫ信号が出力されるので、本実施例は光ＡＳＫ信
号を用いる光通信系（光ＬＡＮなどを含む）の光送信機
あるいは光送受信機の中の光送信部分として使用可能で
ある。
光ＡＳＫ信号が出力されるので、本実施例は光ＡＳＫ信
号を用いる光通信系（光ＬＡＮなどを含む）の光送信機
あるいは光送受信機の中の光送信部分として使用可能で
ある。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係わる第
１の発明によれば、外部から分布帰還型などの半導体レ
ーザへの帰還光量を調整可能に制御することで、出力光
の偏光状態を切り換えることが可能で、各素子にあった
動作点を簡単に選択できる従来より扱い易い半導体レー
ザ装置を提供出来る。
１の発明によれば、外部から分布帰還型などの半導体レ
ーザへの帰還光量を調整可能に制御することで、出力光
の偏光状態を切り換えることが可能で、各素子にあった
動作点を簡単に選択できる従来より扱い易い半導体レー
ザ装置を提供出来る。
【００３９】
【００４０】本出願に係わる第２の発明によれば、帰還
光の位相をも簡単に調整可能にし、より安定した動作点
を簡単に選択できるようにしたものである。
光の位相をも簡単に調整可能にし、より安定した動作点
を簡単に選択できるようにしたものである。
【００４１】
【００４２】本出願に係わる第３の発明によれば、集積
化により各手段の位置関係の設定が楽になり、取り扱い
を簡単にしたものである。
化により各手段の位置関係の設定が楽になり、取り扱い
を簡単にしたものである。
【図１】本発明の第１の実施例に係る構成を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例に係る構成を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施例に係る構成を示す図であ
る。
る。
【図４】図１の構成の斜視図である。
【図５】本発明の実施例で用いた分布帰還型半導体レー
ザの構成を示す図である。
ザの構成を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ′における断面構成図である。
【図７】本発明の実施例で用いた光変調器の構成を示す
図である。
図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係る構成を示す図であ
る。
る。
【図９】本発明の第１の実施例を集積型素子にしたデバ
イスの斜視図である。
イスの斜視図である。
【図１０】本発明の半導体レーザ装置を光送信機で用い
た場合の構成図である。
た場合の構成図である。
【図１１】従来の出力光の偏光状態を切り換えられる分
布帰還型半導体レーザの構成を示す図である。
布帰還型半導体レーザの構成を示す図である。
【図１２】図１１に示された素子の動作を説明する為の
図である。
図である。
１ 半導体レーザ ２ 光変調器 ３ 反射鏡 ４ 出力光 ５ 光強度調整手段 ６ 位相調整手段 ７ マウント ８ 注入電流 ９ 電圧 １０ 半導体レーザ部分 １１ 光変調器部分 １２ 反射膜 ２１、４０ 基板 ２２、２５、４３、４４ クラッド層 ２３ ガイド層 ２４ 活性層 ２６ キャップ層 ２７、２８、４７、４８ 電極 ２９、３０、４６ 埋め込み層 ３１ グレーティング ４１ 変調層 ４２ バッファ層 ４５ コンタクト層 ５０ 光送信機 ５１ 半導体レーザ装置 ５２ 制御及び駆動回路 ５３ 偏光制限手段及び光結合系 ５４ 光ファイバ ５５ 電気信号 ５６ 光信号 ５８ 制御信号
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01S 3/00 - 3/30 H04B 10/02 H04B 10/28 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体レーザと、光変調器と、ミラー
と、前記半導体レーザを駆動し、外部から入力された変
調信号に対応した信号を前記光変調器へ与える制御回路
と、前記半導体レーザと光変調器の間又は前記光変調器
とミラーの間に配された光強度調整手段とから成ること
を特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記半導体レーザが分布帰還型半導体レ
ーザまたは分布反射型半導体レーザである請求項１記載
の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 更に位相調整手段を有する請求項１又は
２に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 少なくとも前記制御回路を除いた部分が
一枚の半導体基板上にモノリシックに形成されて集積化
されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を駆動する
駆動手段と、電気信号を光信号へ変換する為に前記半導
体レーザ装置および前記駆動手段を制御する制御手段
と、前記半導体レーザ装置からの出力光の２つの直線偏
光のうちのどちらか一方を透過する偏光制限手段とから
構成されることを特徴とする光送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01554595A JP3270648B2 (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01554595A JP3270648B2 (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186334A JPH08186334A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3270648B2 true JP3270648B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=11891767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01554595A Expired - Fee Related JP3270648B2 (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270648B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005053124A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2010-02-04 | 日本電気株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ、分布帰還型半導体レーザアレイ及び光モジュール |
| JP2006019516A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ及びその制御方法 |
-
1995
- 1995-01-04 JP JP01554595A patent/JP3270648B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08186334A (ja) | 1996-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |