JPH01168086A - 半導体発光装置及びその動作方法 - Google Patents

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】 〔概要〕 高速で光強度変調を行うのに好適な構造をもった半導体
発光装置及びその動作方法に関し、変調周波数に於ける
従来の上限を取り除いて高速化し、また、大きな光出力
を取り出しても高速性に影響を与えないように、更にま
た、光出力に振動が発生するのを抑止できるようにする
ことを目的とし、 対向して対をなしレーザ発振を起こさせる光反射器と、
該光反射器で反射される光を導波してレーザ発振を起こ
させる増幅機能を有する発光層と、前記対をなす光反射
器の間に形成され且つ該光反射器間に在る発光層の光に
対する利得或いは吸収を該光が該光反射器間を一往復す
るに要する時間周期と同程度以下の周期で変化させ得る
第一の制御機構と、前記発光層と連続し前記対をなす光
反射器の外側に延在した発光層を含み、且つ、その部分
に於ける利得或いは吸収を光が該光反射器間を一往復す
るに要する時間周期と同程度以下の周期で変化させ得る
第二の制御機構とを備えるよう構成し、また、光が前記
光反射器間を一往復するに要する時間周期と同じ周期で
前記第一の制御機構に於ける利得或いは吸収を変化させ
ることに依ってモード同期発振を行わせ、その利得或い
は吸収を変化させる周期に同期した信号で前記第二の制
御機構に於ける利得或いは吸収を変化させることに依っ
て送信したい信号パターンに対応する光の制御を行い目
的とする信号で光強度変調されたのと等価な信号パター
ンを出力させるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、高速で光強度変調を行うのに好適な構造をも
った半導体発光装置及びその動作方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、光通信に利用している光強度変調方法としては、
半導体レーザ或いは発光ダイオード（１ｉｇｈｔ　　ｅ
ｍｉｔｔｉｎｇ　　ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）自体で光強度
変調を行う直接変調、或いは、発光装置から連続的に出
力される光を外部の変調装置を利用して光強度変調する
外部変調などが知られている。

第７図は直接変調を行う場合について説明する為の要部
回路図を、また、第８図は外部変調を行う場合について
説明する為の要部回路図をそれぞれ表している。

各図に於いて、６１はｐｎ接合をもった半導体レーザ、
６２は変調用信号発生器、６３は直流バイアス用電源、
６４は外部変調器をそれぞれ示している。

第７図及び第８図に見られるような回路に依って変調を
行う場合、何れの場合に於いても、パルスが印加された
時間に一致して発光或いは消光が行われ、出力される光
パルスの形状、即ち、時間幅は印加されるパルスのそれ
と略同じであるとされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図及び第８図に見られる回路に於いて、入力される
パルスと出力されるパルスの形状が一致している旨の点
は、実際には、浮遊している誘導或いは容量、更にには
素子がもっている寄生容量の影響に依って遅れや波形歪
を生じ、その為、変調周波数の上限が制限される旨の欠
点がある。

第９図並びに第１０図は前記欠点を更に詳細に説明する
為の図であり、何れの図に於いても（Ａ）は入力である
電流或いは電圧の波形を、そして、（Ｂ）は光出力の波
形をそれぞれ表し、横軸に時間を、そして、縦軸に電流
或いは電圧か光出力を採っである。

第９図に依れば、立ち上がり或いは立ち下がりに要する
時間が完全に零であるようなパルス、即ち、理想的なパ
ルスが印加されたと想定した場合のレーザの応答が説明
される。

図に於いて、６５は入力である電流或いは電圧の波形、
６６はレーザの応答である光出力の波形、ｔｌ及びｔ２
は光出力の波形６６に見られる立ち上がり遅れ及び立ち
下がり遅れをそれぞれ示している。

このように、遅れｔｌ及びｔ２が存在する場合には、光
出力のパルス幅はｔ１＋ｔ２より狭くすることはできず
、従って、変調周波数の上限は、ｔ１＋ｔ２の二倍の周
期をもつ周波数に制限される旨の欠点があり、これは直
接変調であると外部変調であるとを問わず共通するもの
である。

また、第９図に見られるように、応答の遅延が直線的で
ある場合には、周波数の上限は駆動に必要な信号の振幅
にも依存するが、特に、半導体し−ザを直接変調する場
合には比較的大振幅の電流を必要とすることから、遅れ
ｔｌ及びｔ２は大きくなり、変調周波数の上限が低下す
る旨の欠点がある。

更にまた、伝送距離を長くする目的で光強度を大にした
場合、大振幅且つ大電力で変調する必要が生じるが、第
９図に見られるように、応答の遅延が直線的である場合
には、振幅が大きくなるほど遅れｔｌ及びｔ２は大にな
り、直接変調の場合、光出力を上昇させるにつれて高速
性が低下する旨の欠点がある。

第１０図に依れば、直接変調を行う場合の他の欠点が説
明される。

図に於いて、６７は入力である電流或いは電圧の波形、
６８はレーザの応答である光出力の波形をそれぞれ示し
ている。尚、入力である電流或いは電圧の波形６７は遅
延を考慮して示しである。

半導体レーザを直接変調すると、立ち上がり時にキャリ
ヤの励起密度の振動に依る光出力の振動が発生する。こ
の振動はナノ秒程度続（ことがあり、この為、波形が歪
み、良好なパターンの光出力は得られない旨の欠点があ
る。

前記したようなことを踏まえ、本発明では、変調周波数
に於ける従来の上限を取り除いて高速化し、また、大き
な光出力を取り出しても高速性に影響を与えないように
、更にまた、光出力に振動が発生するのを抑止できるよ
うにする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明する為の半導体発光装置の
要部説明図を表している。

図に於いて、ｌは半導体基板、２は光導波路層、３は増
幅部を成す半導体層、４はモード同期の為の利得変調部
を成す半導体層、５は増幅部から出力される光を遮断或
いは透過することで変調する利得変調部を成す半導体層
、６及び７は光を帰還する為の反射器或いはそれに相当
するものであって第−鏡面及び第二鏡面、８は増幅部、
９はモード同期用利得変調部、１０は光強度変調用利得
変調部、１）は光出力部をそれぞれ示している。

第２図は第１図に見られる半導体発光装置の主要部分に
於ける信号波形を表す線図である。

図に於いて、１２は利得変調部９に印加される利得変調
信号、１３は利得変調部９の直下に於ける光信号、１４
は利得変調部１０の直下に於ける光信号、１５は利得変
調信号１２を基にして形成された同期信号（クロック・
パルス）、１６は光を変調する為の目的とする信号パタ
ーン、１７は信号パターン１６に於ける“１”の信号並
びに同期信号１５で生成されたトリガ信号、１８は信号
パターン１６に於ける“０”の信号並びに同期信号１５
とで生成されたトリガ信号、１９はトリガ信号１７でセ
ットされ且つトリガ信号１８でリセットされる利得変調
部１０に印加されるゲート信号、２０は利得変調部１０
のシャッタ作用、即ち、ゲート信号１９が“１”の時に
光を透過し、“０”の時に光を遮断する作用で変調され
た光信号、Ｌは第一鏡面６及び第二鏡面７間の距離、Ｔ
は利得変調信号１２の周期をそれぞれ示している。

ここで、信号パターン１６に於いて破線で示した信号は
“０”を、また、出力信号である光信号２０に於いて破
線で示した信号は利得変調部１０で遮断されて外部に取
り出されない光を表すものとし、さらにまた、光導波路
層２に於ける光の屈折率をｎ、真空中に於ける光速を０
１周周期音光が第一鏡面６と第二鏡面７との間を一往復
するのに要する時間と同じ時間（Ｔ＝２ｎＬ／ｃ）であ
るとする。

さて、利得変調部９に周期Ｔが２　ｎ　Ｌ　／　ｃであ
るような利得変調信号１２を印加して利得変調を行うと
、いくつかの飛び飛びの周波数をもった光の全ての位相
が一致するようになり、非常に短い時間幅をもったパル
ス状の発振が起きるようになる。これはモード同期発振
状態と呼ばれ、そして、前記したような方法のモード同
期をアクティブ・モード同期と呼んでいる。モード同期
時に於けるパルス幅は、光スペクトルの半値全幅がｄｆ
であるとき、ｌ／ｄｆ程度となる。例えば１．３〔μｍ
〕の光で、スペクトルの幅が１（ｎｍ）のときには、 ｄｆ＝　（３＊１０’８／１．．３＊１０＜−６＞）＊
　（１＊１０　“＜−９＞／１．　３＊１０＝〈−６〉 ＝１．　７’ｌｌＯ°　１） ここで、〈−６〉等は巾乗を示すものとする（以下同じ
） 従って、モード同期時のパルス幅Ｗは、ｗ＝ｌ／ｄｆ ＝１／（１，７７１）０”１）） ＝５．６＊１０’＜−１２＞ ＝５．６　（ｐｓｅｃ） 程度となる。

次に、周期Ｔは２　ｎ　Ｌ　／　ｃで与えられるから、
Ｌ＝２　（ｍ）　、ｎ＝３．６、Ｃ＝３＊１０”８を用
いると、Ｔ＝４８　　（ｐｓｅｃ）となり、これは周波
数換算で、約２０（ＧＨｚ）である。尚、この周期Ｔは
距離りに依って変化する。

前記したところから理解できるように、モード同期に依
って非常に高速の光パルスをを得ることができ、また、
それを実施すると連続発振時の周期Ｔの間のエネルギに
相当する全エネルギが幅Ｗの光パルス中に集約されるの
で、パルス・ピーク・パワーはＴ　／　ｗ倍となり、非
常に高い出力の光パルスが得られると共に従来の直接変
調或いは外部変調に比較して高効率でエネルギを採り出
すことができる。

このようにして発生させた光のパルス列が記号１３及び
１４で指示されている光信号であって、光信号１３は正
弦波である利得変調信号１２の振幅が最も高くなった瞬
間に発生するものであり、また、光信号１４は、光が光
導波路層２中を利得変調部９から１０まで走行するのに
要する時間だけ遅延している。

前記のような利得変調信号１２に依る変調は、例えば電
流で利得変化させたり、或いは、ｐｎ接合に逆バイアス
電圧信号を印加して吸収率を変化させるなど電気的に行
うことができるので、この電気信号を基にして同期信号
１５を生成し、そして、同期信号１５と伝送したい信号
パターン１６とを用い論理回路などに依る操作で、トリ
ガ信号１７及び１８を採り出すようにする。更に、論理
回路に依り、トリガ信号１７に依るセット及びトリガ信
号１８に依るリセットを行って、ゲート信号１９を生成
させ、これを利得変調部１０に印加して光パルス列であ
る光信号１４との論理積を採ることで、変調された目的
とする光パルス列である光信号２０を得るのである。

前記した動作に於いて、利得変調部１０は一種のシャッ
タの如き作用をするので、切り取られた光パルスの波形
は、光信号１３及び１４と相似の形状をしていて、従来
の直接変調で見られるような光パルスの立ち上がり時の
振動は全く発生しない。また、従来技術に依って、光信
号２０のような光パルス列を得る為には、光信号２０に
相当する利得変調信号の立ち上がりと立ち下がりの遅延
時間の和、即ち、第９図に見られるｔ１＋ｔ２がＴ／２
以下でなくてはならないが、第１図及び第２図について
説明した手段を採れば、光信号２０の立ち上がり時間及
び立ち下がり時間の和は周期Ｔ以下で充分であり、従来
と同じ変調器駆動装置を用いた場合に二倍の高速化が達
成される。更にまた、前記したように利得変調信号１２
は正弦波であること、そして、光強度変調を行う場合に
比較して低いエネルギに依る変調で充分であることなど
から面単に高周波化が可能であり、これに加えて、同期
信号１５、信号パターン１６、トリガ信号１７及び１８
は全て論理回路で用いるのであるから、光強度変調に用
いる電力に比較して低いもので済み、この面からも、高
速化が容易になっている。尚、ここで最も高速化するの
が困難であるのは、利得変調部１０に印加されるゲート
信号１９であるが、前記したように、本発明に依ると従
来の二倍の高速化が可能である。

前記したようなことから、本発明に依る半導体発光装置
及びその動作方法に於いては、対向して対をなしレーザ
発振を起こさせる光反射器（例えば第一鏡面６及び第二
鏡面７）と、該光反射器で反射される光を導波してレー
ザ発振を起こさせる増幅機能を有する発光層（例えば光
導波路層２）と、前記対をなす光反射器の間に形成され
且つ該光反射器間に在る発光層の光に対する利得或いは
吸収を政党が該光反射器間を一往復するに要する時間周
期と同程度以下の周期で変化させ得る第一の制御機構（
例えばモード同期用利得変調部９）と、前記発光層と連
続し前記対をなす光反射器の外側に延在した発光層を含
み、且つ、その部分に於ける利得或いは吸収を光が該光
反射器間を一往復するに要する時間周期と同程度以下の
周期で変化させ得る第二の制御機構（光強度変調用利得
変調部１０）とを備えるよう構成し、また、光が前記光
反射器間を一往復するに要する時間周期と同じ周期で前
記第一の制御機構に於ける利得或いは吸収を変化させる
ことに依ってモード同期発振を行わせ、その利得或いは
吸収を変化させる周期に同期した信号で前記第二の制御
機構に於ける利得或いは吸収を変化させることに依って
送信したい信号パターンに対応する光の制御を行い目的
とする信号で光強度変調されたのと等価な信号パターン
を出力させるよう構成する。

〔作用〕

前記手段を採ることに依り、半導体発光装置はモード同
期発振して、発光時間幅が極めて短く、且つ、繰り返し
周波数が高い光パルスが得られ、また、モード同期発振
した半導体発光装置の発光周期に同期させ、送信したい
信号バタニンで第二制御機構で変調を行い、このシャッ
タ作用で光の透過を制御し、所要の光パルス列からなる
信号パターンを出力させているので、高速の光変調が可
能である。

〔実施例〕

第３図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明一実施例の要部斜面図
及び要部切断側面図をそれぞれ表し、第１図及び第２図
に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同
じ意味を持つものとする。

図に於いて、２１はｎ型１ｎＰ基板、２２はｎ型１ｎＧ
ａＡｓＰ光ガイド層、２３はＩ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓＰ
発光層（活性層）、２４はｐ型ＩｎＰクラッド層、２５
．２６．２７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、２８
は増幅部の電極、２９はモード同期用利得変調部の電極
、３０は光強度変調用利得変調部の電極、３１は共通電
極、３３並びに３４は高光反射膜を構成する為の膜（図
示されていない）、３５は光反射防止膜（図示されてい
ない）、４６並びに４７は増幅部８と利得変調部９を、
そして、増幅部８と利得変調部１０をそれぞれ電気的に
分離する為の分離溝、５１はｐ型１ｎＰ電流ブロック層
、５２はｎ型１ｎＰ電流ブロック層、５３は二酸化シリ
コン膜或いは窒化シリコン膜からなる誘電体膜、５４．
５５．５６．５７は利得変調部９及び１０に於ける導波
路領域の静電容量を低減する為の分離溝、５８は光導波
路を含む部分、５９及び６０は光導波路を含まない部分
をそれぞれ示している。

本実施例に於いて、基板２１、光ガイド層２２）発光層
２３、クラッド層２４は光導波路を構成し、この光導波
路は利得変調部９、増幅部８、利得変調部１０まで連続
している。また、溝４６並びに４７は光導波路を含まな
い部分５９及び６０に於いては基板２１にまで達してい
るが、光導波路を含む部分５８に於いては電流ブロック
層５２で留まっている。更にまた、電極２９及び３０は
り−ドのボンディングに必要な最小限の面積にするべき
であり、図（Ａ）に明らかであるように、向かって左側
の部分が切除されている。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に於ける他の実施例の
要部斜面図及び要部切断側面図をそれぞれ表し、第１図
乃至第３図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示す
か或いは同じ意味を持つものとする。

本実施例が第３図について説明した実施例と相違する点
は、利得変調部９及び１０に於ける光導波路を含まない
部分５９並びに６０を除去したところが相違しているの
みであり、その他は全（変わりない。

第５図は第３図及び第４図について説明された半導体発
光装置及び必要な装置を含む要部説明図を表し、第１図
乃至第４図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表す
か或いは同じ意味を持つものとする。尚、図示の半導体
発光装置は第３図及び第４図に見られる実施例の動作を
説明する為のものである。

図に於いて、３２は一方の光反射器を成す凹凸（コルゲ
ーション）、３３及び３４は他方の光反射器である高光
反射膜を成す誘電体膜及び金属膜、３５は光反射防止膜
、３６は増幅部８に直流電流を流し増幅作用をさせる為
の直流電源、３７は信号発生器、３８は同期信号である
クロック・パルスを形成する装置、３９は遅延装置、４
０は伝送したい信号である信号パターン、４１は直列−
並列変換装置、４２はセット信号、４３はリセット信号
、４４はセット・リセット・フリップ・フロップ回路、
４５は光強度変調用利得変調部１０を駆動するのに充分
な電力となる電流或いは電圧を発生する駆動回路、４８
は直流バイアス用電源をそれぞれ示している。

この構成に於いて、誘電体膜３３としては二酸化シリコ
ン膜或いは窒化シリコン膜などを、そして、金属膜３４
としては金薄膜などを用いることができる。

本実施例に於いては、直流電源３６並びに直流バイアス
用電源４８から電流を供給することに依り、通常の半導
体レーザと同様なレーザ発振を行う。この場合、金属膜
３４と凹凸３２が一対の光反射器となって共振器を構成
し、その共振器長しは金属膜３４と誘電体膜３３の界面
と凹凸３２の中央との間の長さとなる。光学的には、こ
の長さと光導波路の屈折率ｎとの積、即ち、ｎＬが共振
器長になる。また、利得変調部９は、順方向バイアス電
圧を印加し、これに高周波を重畳して正の利得を高周波
的に変化させる利得変調器として動作させるか、或いは
、逆方向バイアス電圧を印加し、これに高周波を重畳し
てフランツ・ケルディッシ３−　（ＦｒａＨｚ−Ｋｅｌ
ｄｉｓｈ）効果を利用し、負の利得（吸収）を高周波的
に変化させる利得変調器として動作させても良い。更に
また、利得変調部１０については、光に対して高い消光
比が得られること、そして、高速応答性を有することな
どが要求されるので、逆方向バイアス電圧を印加し、フ
ランツ・ケルデイツシュ効果を利用した吸収に依る利得
変調器として動作させる方が良い。尚、前記説明に於い
ては、共振器長しは金属膜３４と誘電体膜３３の界面と
凹凸３２の中央との間の長さ、としてあり、ここで、「
凹凸３２の中央」、を採ったのは、凹凸３２が全領域に
亙ってミラーの役目を果たすことから、その平均的な長
さを代表させる意味があることに由来している。

第６図は第５図に見られる半導体発光装置の主要部分に
於ける信号波形を表す線図であり、第２図に於いて用い
た記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つ
ものとする。

図に於いて、１２は信号発生器３７の出力であって、利
得変調部９の電極２９に印加される電気信号である利得
変調信号を示している。１３は利得変調部９に於ける光
信号であって、発光層２３中の光強度の時間変化を示し
ている。１４は利得変調部１０に於ける光信号であって
、発光層２３中の光強度を示している。１５は信号発生
器３７の出力である利得変調信号１２を基にしてクロッ
ク・パルス形成装置３８に於いて形成された同期信号を
示している。１５Ｂは同期信号１５を遅延装置３９に依
って遅延させた信号を示している。

１６は光を変調する為の目的とする信号パターンの一例
を示している。１７は直列−並列変換装置４１に於ける
論理操作で信号パターン１６に於ける“１”の信号及び
遅延された同期信号１５Ｂで生成されセット・リセット
・フリップ・フロップ回路４４のセット信号となるトリ
ガ信号を示している。１８は同じく直列−並列変換装置
４１に於ける論理操作で信号パターン１６に於ける“Ｏ
”の信号及び遅延された同期信号１５Ｂとで生成され同
じくセット・リセット・フリップ・フロップ回路４４の
リセット信号となるトリガ信号を示している。１９はト
リガ信号１７の立ち上がりのエツジでセットされ、且つ
、トリガ信号１８の立ち上がりのエツジでリセットされ
るセット・リセット・フリップ・フロップ回路４４から
得られ利得変調部１０に印加されるゲート信号を示して
いる。

２０はゲート信号１９を印加することで駆動回路４５を
介して駆動される利得変調部１０のシャッタ作用、即ち
、ゲート信号１９が“ｌ”の時に光信号１４を透過し、
“０”の時に光信号１４を遮断する作用で変調され、信
号パターン１６に対応した出力である光信号を示してい
る。

前記した利得変調部１０に於ける変調作用、即ち、吸収
作用は、ゲート信号１９が高いレベルにある場合に小さ
く、反対に低いレベルにある場合に大きくなるようにし
である。従って、第５図に記号４９で指示しである出力
、即ち、第６図に見られる光信号２０は５、光信号１４
及びゲート信号１９の論理積に等しくなり、それに依っ
て得られるものである。尚、図に於いて１、破線で示し
た波形は、それぞれ０”であるか、或いは、吸収されて
外部に出力されないことを表している。

第５図に見られる主要各部分の寸法を例示すると、第一
鏡面である金属膜３４と第二鏡面である凹凸３２の中央
との間の距離りは２（藁ｍ）、利得変調部９の長さは５
０〔μｍ〕、利得変調部１０の長さは２００〔μｍ〕、
分離ａ４６．４７，５４．５５，５６．５７の幅は１０
（、ｕｍ）、分離溝５４と５５の間、及び、分離溝５６
と５７の間それぞれの幅は５〔μｍ〕、凹凸３２のピッ
チは４００（ｎｍ）、深さは１０１００（ｎ、光ガイド
層２２及び発光層２３を構成するＩｎＧａＡｓＰのエネ
ルギ・バンド・ギャップの大きさは光波長換算でそれぞ
れ１．１５Ｃμｍ〕及び１．３〔μｍ〕、また、それら
の厚さは０．１　〔μｍ〕及び０．２〔μｍ〕、その幅
は両者とも１　〔μｍ〕である。また、各信号の時間周
期及び周波数は、利得変調信号１２）光信号１３、光信
号１４、変調された光信号２０等の繰り返し周期が５６
〔ｐｓｅｃ）、即ち、周波数換算で約１８　（Ｇｔｌｚ
）、ゲート信号１９の最小幅が５６（ｐｓｅｃ）である
。既述したように、前記のような構成及び駆動条件のも
とでは、金属膜３４と凹凸３２の間の発光層２３内を往
復する光は、第６図に記号１３で指示したあるようなパ
ルス状の時間的光強度分布をもっている。また、第６図
に記号１２で指示した変調信号が１８（ＧＨｚ）のとき
、発光層２３内の光のスペクトル拡がりは最低でも５　
〔人〕より大きくなるので、このときの発光層２３内の
ペルス状の光のパルス時間幅は１２（ｐｓｅｅ）よりも
小さくなる。

〔発明の効果〕

本発明に依る半導体発光装置及びその動作方法に於いて
は、半導体発光装置がモード同期発振して、発光時間幅
が極めて短く、且つ、繰り返し周波数が高い光パルスを
発生し、そして、モード同期発振している半導体発光装
置の発光周期に同期させて送信したい信号パターンで利
得変調器の変調動作を行い、そのシャッタ作用で光の透
過を制御し、所要の光パルス列からなる信号パターンを
出力させるよ・うにしている。

前記構成を採ることに依り、本発明に依ると、従来技術
に比較し、常に二倍の高速で光変調を行うことが可能で
あり、例えば、５６（ｐｓｅｃ）のパルスを用いた場合
、従来技術では、Ｒｚ　（ｒｅｔｕｒｎ　　ｔｏ　　ｚ
’ｅｒｏ）信号で約９（ＧＨｚ）程度が変調の限弄であ
ったが、本発明に依れば、約１８（ＧＨｚ）まで変調が
可能である。また、従来技術では、例えば１０（ｍＷ）
相当の光出力が得られるレベルまで変調し、５　（ＧＨ
ｚ）　、デユーティ比５０〔％〕のＲＺ倍信号パルス変
調した場合、一つの“１″の信号で出力されるエネルギ
は、パルス幅（１００（ｐ　ｓ　ｅ　ｃ）　）と出力（
１０（ｍＷ））の積で１（ｐＪ）となるが、本発明に依
れば、モード同期させるようにしていることから、１周
期（２００’（ｐｓｅｃ））間のエネルギが一つのパル
スに集中するので、二倍のエネルギ（２〔ピコジュール
〕）を伝送することが可能である。更にまた、従来技術
では、直接変調を行った場合、出力である光信号の振動
が問題になったが、本発明に依れば、そのような振動は
発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する為の半導体発光装置の
要部切断側面図１、第２図は第１図に見られる半導体発
光装置の主要部分に於ける信号波形を示す線図、第３図
（Ａ）及び（Ｂ）は本発明−実施例の要部斜面図及び要
部切断側面図、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に於け
る他の実施例の要部斜面図及び要部切断側面図、第５図
は第３図及び第４図に見られる実施例の動作を説明する
為の半導体発光装置及び必要な装置の要部説明図、第６
図は第５図に見られる半導体発光装置の主要部分に於け
る信号波形を示す線図、第７図及び第８図は従来技術を
説明する為の要部回路図、第９図（Ａ）及び（Ｂ）と第
１０図（Ａ）及び（Ｂ）は入出力の波形を示す線図をそ
れぞれ表している。 図に於いて、■は半導体基板、２は光導波路層、為の利
得変調部を成す半導体層、５は増幅部から出力される光
を遮断或いは透過することで変調する利得変調部を成す
半導体層、６及び７は光を帰還する為の反射器或いはそ
れに相当するものであって第−鏡面及び第二鏡面、８は
増幅部、９はモード同期用利得変調部、１０は光強度変
調用利得変調部、１）は光出力部、１２は利得変調部９
に印加される利得変調信号、１３は利得変調部９の直下
に於ける光信号、１４は利得変調部１０の直下に於ける
光信号、１５は利得変調信号１２を基にして形成された
同期信号（クロック・パルス）、１６は光を変調する為
の目的とする信号パターン、１７は信号パターン１６に
於ける“１”の信号並びに同期信号１５で生成されたト
リガ信号、１８は信号パターン１６に於ける“０”の信
号並びに同期信号１５とで生成されたトリガ信号、１９
はトリガ信号１７でセットされ且つトリガ信号１８でリ
セットされる利得変調部１０に印加されるゲート信号、
２０は利得変調部１０のシャッタ作用、即ち、ゲート信
号１９が“１″の時に光を透過し、“０”の時に光を遮
断する作用で変調された光信号、Ｌは第一鏡面６及び第
二鏡面７間の距離、Ｔは利得変調信号１２の周期をそれ
ぞれ示している。 特許出願人　　　富士通株式会社 代理人弁理士　　相　谷　昭　司 代理人弁理士　　渡　邊　弘　− 第１図 第２図 実施例の要部斜面図並びに要部切断側面図ｋｋ！　　ｆ
ｆｉ　　　ＣＴｎ 第７図 （Ａ） 第９図 （Ａ） 土まだは電圧 入力及び出力の波形を示す線図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向して対をなしレーザ発振を起こさせる光反射
   器と、 該光反射器で反射される光を導波してレーザ発振を起こ
   させる増幅機能を有する発光層と、前記対をなす光反射
   器の間に形成され且つ該光反射器間に在る発光層の光に
   対する利得或いは吸収を該光が該光反射器間を一往復す
   るに要する時間周期と同程度以下の周期で変化させ得る
   第一の制御機構と、 前記発光層と連続し前記対をなす光反射器の外側に延在
   した発光層を含み、且つ、その部分に於ける利得或いは
   吸収を光が該光反射器間を一往復するに要する時間周期
   と同程度以下の周期で変化させ得る第二の制御機構と、 を備えてなることを特徴とする半導体発光装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の半導体発光装置に於
   いて、 光が前記光反射器間を一往復するに要する時間周期と同
   じ周期で前記第一の制御機構に於ける利得或いは吸収を
   変化させることに依ってモード同期発振を行わせ、 その利得或いは吸収を変化させる周期に同期した信号で
   前記第二の制御機構に於ける利得或いは吸収を変化させ
   ることに依って送信したい信号パターンに対応する光の
   制御を行い目的とする信号で光強度変調されたのと等価
   な信号パターンを出力させること を特徴とする半導体発光装置の動作方法。