JPH01102977A - 半導体レーザの評価方法 - Google Patents

半導体レーザの評価方法

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JPH01102977A
JPH01102977A JP26058287A JP26058287A JPH01102977A JP H01102977 A JPH01102977 A JP H01102977A JP 26058287 A JP26058287 A JP 26058287A JP 26058287 A JP26058287 A JP 26058287A JP H01102977 A JPH01102977 A JP H01102977A
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JP
Japan
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oscillation
laser
mode
pulse
dfb laser
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JP26058287A
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English (en)
Inventor
Kiyotsugu Kamite
上手 清嗣
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/0014Measuring characteristics or properties thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (II要〕 超大容量・高速光通信システムに適した分布帰還型半導
体レーザに関し、 直接変調される分布帰還型半導体レーザの光パルスの過
渡状態における振舞いを測定して分布帰還型半導体を評
価することを目的とし、゛分布帰還型半導体レーザに、
緩和振動の一発目の光パルスのみを生じさせる電流を印
加することにより得た光パルスを観測することにより、
分布帰還型半導体レーザを評価することにある。
(産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザに関し、特に、超大容量・高速光
通信システムに適した分布帰還型半導体レーザに関する
。本発明をより特定すれば、上記半導体レーザの光パル
スを観測して評価する方法に関する。
今日、光通信は急速に普及しつつある。現在、広く実用
化されていt光通信のビットレートは・数百メガピット
台である。この光通信では、埋込み型(BH)レーザが
広く用いられている。また、ビットレートがギガビット
台の超大容覆・高速光通信も広く研究されている。この
ギガビット台のビットレートを達成するためには、半導
体レーザは単一波長(単一モード)で発振することが要
求される。分布帰還型半導体レーザ(以下、DFBレー
ザという)は、この種のレーザの1つである。
DFBレーザは回折格子をヘテロ結合の界面に具備して
いる。
このDFBレーザは直接変調で用いる。この変調は高速
で行なわれるため、定常(CW)発振では予想し得ない
発振スペクトルの発生が予期される。このような発振ス
ペクトルは、伝送特性を劣化させる原因となる。従って
、直接変調時の発振スペクトルの詳しい解析は重要であ
る。
一般に、DFBレーザの定常発振でのスペクトルの振舞
いは広く研究されている。これに対し、直接変調時での
発振スペクトルは、以下に詳述する緩和振動している過
渡状態と定常状態とに分けることができる。従来方法で
は、この2つの状態が混在した光スペクトルを測定して
いる。
(従来の技術〕 第6図は、従来のDFBレーザの評価方法の説明図であ
る。DFBレーザに、第6図(A)に示す矩形パルスを
印加する。DFBレーザからは、第6図(B)に示す光
波形が得られる。図中、10で示す波形部分は緩和振動
を示し、12で示す波形部分は定常状態を示す。緩和振
動は、DFBレーザの活性層のキャリアがゆれているこ
とにより発生する。また定常状態では、しきい値キャリ
ア密度は固定されており、これに対応する波長で発振す
る。緩和振動では、活性層にキャリアがたまると屈折率
が下がり、第6図(C)に示すように短波長から発振を
開始し、波長が次第に長くなって行く。そして、定常状
態になると、一定波長のDFBモードで発振する。
第7図は、DFBレーザの波長と利得の関係(ゲインカ
ーブ)を示す図である。定常状態では、図の曲線(+に
示すDFBモードで発振する。この状態でDFBレーザ
にキャリアが注入される(直接変調)と、曲II G 
+はC2の、ように変化する。そして、ファブリペロモ
ード(FP:E−ド)のしきいWITHを越えると、D
FBモードとは波長の異なるFPモードでも発振するよ
うになる(マルチモード)。この様子を第6図(D)に
示す。このFPモード発振は伝送特性を劣化させる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来のDFBレーザの評価方法では
、緩和振動10の過渡状態と定常状態12が混った状態
の光出力を観測するため、過渡状態の発振スペクトルの
振舞いをはっきり把握することができないという問題点
があった。
第8図(A)は伝送特性で不良だったDFBレーザの発
振スペクトルを示し、第8図(B)は伝送特性で良かっ
たDFBレーザの発振スペクトルを示す。図中、14及
び18はDF8モードの発振スペクトル、16及び20
はFPモードの発振スペクトルを示す。両図を比較して
も、FPモードの発振スペクトルにほとんど差がない。
従って、第8図(A)の発振スペクトルを示すDFBレ
ーザは伝送特性を劣化させるものであるにもかかわらず
良品と評価されてしまう。
従って、本発明は上記問題点を解決し、直接変調される
DFBレーザの光パルスの過渡状態における振舞いを測
定して、DFBレーザを評価することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、DFBレーザに緩和振動の一発目の光パルス
のみを生じさせる電流を印加することにより得た光パル
スを観測するよう槙成される。この光パルスは、例えば
DFBレーザのバイアスを第6図の時より下げることに
より得られる。
〔作用〕
DFBレーザからは緩和振動のみに対応した光パルスが
得られるので、過渡状態での発振スペクトルの振舞いを
明確に知ることができ、DFBレーザの伝送特性の評価
を精度良く行なうことができる。
〔実施例〕 第11i!Iは本発明の一実施例のブロック構成図であ
る。
同図において、伝送特性測定用のパルスパターン発生器
22は、端子T1を介して、DF8レーザ24に緩和振
動の一発目の光パルスのみを生じさせる直流バイアス電
流とこれに重畳された電気パルスを印加する。この直流
バイアス電流は、第6図のバイアスに対し、バイアスを
下げることにより得られる。また、電気パルスはサイン
波や矩形波を用いる。抵抗RはDFBレーザとマツチン
グ(例えば50Ω)をとるための抵抗(例えば45Ω)
である。パルスパターン発生器22はまた、端子T2を
介してストリークカメラ38にトリガ用のクロック−(
例えば80MHz )を出力する。
コリメータレンズ26aはDFBレーザ24からの光を
平行光線とし、アイソレータ28及び集光レンズ26b
を介して単一モード光ファイバ408に与える。チャネ
ルセレクタ30は光ファイバ40aと、単一モード光フ
ァイバ40b。
40C及び40Gとを切換えて接続する。
光パワーメータ32は、光ファイバ40Gからの光パル
スの強度を測゛定する。光スペクトルアナライザ34は
、光ファイバ40Gからの光パルスのスペクトルを測定
する。分光器36は、光ファイバ40dからの光パルス
を分光する。ストリークカメラ38は分光された光パル
スを撮影する。
次に、動作を説明する。
まず、パルスパターン発生器22から抵抗Rを介して、
DFBレーザ24に通常のバイアス状態で電気パルスを
印加する。この電気パルスを第311(A)に示す。図
示する電気パルスは矩形波である。これにより発振した
DFBレーザ24の光パルスはコリメータレンズ26a
、アイソレータ28、集光し・ンズ26b1光ファイバ
40a、チャネルセレクタ30及び光ファイバ40cを
介して光パワーメータ32に送られる。そして、光パワ
ーメータ32で光パルスの強度が最大となるように、光
フフイバ40aの輪合わせを行なう。
次に、チャネルセレクタ30bを光フアイバ40d側に
切替える。この状態で、パルスパターン発生器22は、
オフセットにより直流バイアス電流を下げた状態で、電
気パルスをOFBレーザ24に印加する。これにより、
DF8レーザ24は第3図(B)(示すように、緩和振
動10が第6図(B)にくうべ実時間で連れ、かつ定常
状態のない、すなわち、緩和振動のみの光パルスを出力
する。このときの波長の変動を第3図(C)に示す二図
示するように、緩和振動10に対応して、波長は短波長
から長波長側へ変化している。定常状態での発s猛励起
されないので、第6m!1(C)に示すような被〜長一
定の領域は見られない。以上の状!Jl$:OFBレー
ザ24がなりたこ−とを、ストリークカメラ38で撮影
して確認する。第3図(D)は撮影結果を示す。すなわ
ち、図示するように、FPモードが発生していることを
確i!する。
次に、チャネルセレクタ30を光ファイバ40b側に切
替え、DFBレーザ24の発振スペクトルをml測する
第4図(A)及び(8)は、2つのDFBレーザの発振
スペクトルを示す図である。同図(A)は伝送特性を劣
化させる不良品のDFBレーザであり、同図(B)は良
品のDFBレーザである。
図中、42及び46はDFBモードの発振スペクトル、
44及び48はFPモードの発振スペクトルである。両
図を比較すると、不良品と良品とでは、FPモードの発
振スペクトルの様子が異なる。
すなわち、不良品のFPモードの発振スペクトルはその
深さdが大であるのに対し、良品では極めて小さい。従
りて、このFPモードの深さdに基づき、良品か不良品
かを判定することができる。
第5WJはFPモードの深さdとピットエラー率との剖
検を示す図である。IW4示するように、FPモードの
深さdが4dB以下ではピットエラー率は1o11以下
におさまる。従って、上述した発振スペクトルを解析し
て、F、Pモードの深さdが4dB以下のときはDFB
レーザは良品であり、4dBを越えるときは伝送特性を
劣化させる不良品であると評価することができる。
第2図はDFBレーザ駆動回路の一例を示す。
上記実施例ではオフセットによりバイアスを調整してい
たが、これに代えて図示する回路によりDFBレーザ2
4を駆動することができる。52からパルス信号を印加
して、54から直流バイアスを加える。コイルしは54
にパルス電流が流れないためで、コンデンサCは直流電
流が52方向に流れないためである。更に、別の構成例
として、コムジェネレータから出力されるくし状の電気
パルスを印加しても、第3図(B)に示す光パルスが得
られる。(市販のバイアスインサージョンユニット(ヒ
ユーレットバラカード社)である)。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、DFBレーザに
緩和振動の一発目の光パルスのみを生じさせる電流を印
加することにより、DFBレーデの過渡状態における発
振スベクi・ルを観測して伝送特性を精度良く評価する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図はDF
Bレーザの駆動回路の一構成例を示す図、 第3図は本実施例の説明図、 第4図は本実施例で得られた発掘スペクトルを示す図、 第5図はFPモードの深さとビットエラー率との関係を
示ず図、 第6図は従来方法の説明図、 第7図はDFBレーザの波長と利得の関係を示す図、及
び 第8図は従来方法で得られた発振スペクトルを示す図で
ある。 図において、 10は緩和振動、 12は定常状態、 22はパルスパターン発生器、 24はDFBレーザ、 26aはコリメータレンズ、 26bは集光レンズ、 28はアイソレータ、 30はチャネルセレクタ、 32は光パワーメータ、 34は光スペクトルアナライザ、 36は分光器、 38はストリークカメラ、 408〜40dは光ファイバー、 42.46はDFBモードの発振スペクトル、44.4
8はFPモードの発振スペクトルを示す。 本発明の一実施例のブロック構成図  。 第1図 OFBレーザ駆動回路 第2図 OFBレーザの波長と利得の関係図 第7図 (C)             (C)従来方法の説
明図    本発明の詳細な説明図第6図   第3図 波長 5nm/1iv (A) 波長 5nrn/dlv 本実施例で得られた発振スペクトルを示す図第4図 FPモードの深さ (dB) 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分布帰還型半導体レーザに、緩和振動の一発目の
    光パルスのみを生じさせる電流を印加することにより得
    た光パルスを観測することにより、前記分布帰還型半導
    体レーザを評価することを特徴とする半導体レーザの評
    価方法。
  2. (2)前記緩和振動の一発目のみを生じさせる電流は、
    前記分布帰還型半導体レーザのバイアス電流を下げるこ
    とにより得られることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の半導体レーザの評価方法。
JP26058287A 1987-10-15 1987-10-15 半導体レーザの評価方法 Pending JPH01102977A (ja)

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