JPH01175277A - 半導体発光装置及び光変調方法 - Google Patents

半導体発光装置及び光変調方法

Info

Publication number
JPH01175277A
JPH01175277A JP33221987A JP33221987A JPH01175277A JP H01175277 A JPH01175277 A JP H01175277A JP 33221987 A JP33221987 A JP 33221987A JP 33221987 A JP33221987 A JP 33221987A JP H01175277 A JPH01175277 A JP H01175277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
wavelength
guide layer
light
lights
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33221987A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kotaki
小滝 裕二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP33221987A priority Critical patent/JPH01175277A/ja
Publication of JPH01175277A publication Critical patent/JPH01175277A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06256Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
    • 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • H01S3/1055Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating
    • 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
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/125Distributed Bragg reflector [DBR] lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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】 〔概 要〕 本発明は発光波長可変型半導体レーザの構造および該半
導体レーザを用いた光変調方法に関し、強度変調された
光信号に従って発光波長を変化させる半導体レーザを提
供することおよび該半導体レーザを用いて、前記強度変
調された光信号を周波数変調光信号に変換する簡易な方
法を提供することを目的とし、 回折格子の反射鏡を有する半導体レーザの位相調整領域
に強度変調された光信号を入射させ、それにより該領域
のガイド層の屈折率を変化させてレーザの発光波長を変
化させるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は波長可変半導体レーザに関わり、特に1、該素
子に入射する光の強度変化に応じて発光波長が変化する
半導体レーザに関わる。
゛  半導体レーザの発光波長を制御する技術の一つに
分布型回折格子を利用するものがある。DFB(Dis
tributed Feedback)レーザあるいは
DBR(Distributed Bragg Ref
lection>レーザがこれに該当するが、後者では
回折格子による波長制御領域と誘導放出による増幅領域
の間の領域にガイド層の屈折率を変化させる手段を設け
ることによって、単に発振モードを限定するだけでなく
、連続的に発光波長を変化させることも出来る。
屈折率を変化させる手段として主に利用されるのは電流
注入による電子/正孔対の蓄積であり、かかる機能を備
えた波長可変レーザの典型的な断面構造が第3図に示さ
れている。該図面の1はn型基板、2はn型りラッド眉
、3はn型ガイド層、4は活性層、5はp型りラッド層
、6はコンタクト層、7は注入電極、8及び10は制御
電極である。
上記半導体レーザの発振波長は、臂開面と回折格子とで
構成される共振器によって生ずる複数の発振モードのう
ち、回折格子のブラッグ条件を満足する波長に最も近い
発振モートが優先するという形で定まる。
回折格子の幾何学的形状が同一であっても、ガイド層の
屈折率が変化すれば放出光の波長も変化する。第3図の
レーザでは位相調整領域に電極10を設け、該領域に電
流を流して蓄積させた電子/正孔対によるプラズマ効果
によって、屈折率を変化させている。光の照射によって
も電子/、正孔対を発生させることができ、電子/正孔
対が多いほど屈折率は低下する。
このような発振波長の制御は、ブラッグの条件に従う発
振波長を共振モードに正確に合わせることを目的とする
のが通常であるが、3端子型の発光波長可変レーザとし
ての利用も知られている。
第3図の構造では回折格子領域にも制御電極8が設けら
れ、該領域の屈折率を独立して制御し得る構成となって
いる。
以上のような波長可変半導体レーザ技術とは独立に、強
度変調光信号を周波数変調光信号に変換したいという要
求がある。従来の画像伝送では、画像情報を一旦電気信
号に変換して送信することが行われているが、これを光
通信によって行えば、高速且つ大容量の送信が可能とな
る。その場合、光信号は強度変調されたもの即ちAM波
よりは周波数変調されたもの即ちFM波の方が、低雑音
検波が可能という点で有利である。
更に、本来光信号である画像情報を一旦電気信号に変換
し、再度光信号に変換するのでは装置が複雑化するばか
りでなく、動作速度の点からも不利である。光信号によ
って直接レーザなどの出力光を周波数変調し、画像情報
FM波を得ることができれば、この問題が解決されるこ
とになる。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来強
度変調された光信号によって半導体レーザの発光波長を
変化させることは知られておらず、このような処理に適
した構造の半導体レーザも知られていない。
本発明の目的は、強度変調された光信号によって発光波
長を変化さ一仕ることの可能な半導体レーザを提供する
ことであり、併せて、かかる機能の半導体レーザを使用
して光搬送波を周波数変調する方法を提供することであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザは、 電流注入により誘導放出を生ずる領域と2、分布型回折
格子による発振波長限定領域と、これ等2領域の間に配
置され且つガイド層の屈折率を変化させる手段を備える
位相調整領域とから成る半導体発光装置であって、 前記位相調整領域は、該領域に入射する所定波長の光が
主としてMI;iff域のガイド層に吸収される構造を
有しており、 また、本発明の光信号周波数変調方法では上記構造の半
導体レーザを使用し、 前記位相調整領域に信号光を入射させて該領域のガイド
層の屈折率を変化させることにより、前記半導体発光装
置の発光、波長を変化させている。
〔作 用〕
本発明の素子及び変調方法はいづれも、半導体レーザの
位相調整領域に入射する光によって電子/正孔対が発生
し、ガイド層の屈折率が変化することを利用している。
入射光の強弱に応じて屈折率が変化し、それによって共
振周波数が変化するので、レーザの発光波長も変化する
第2図は本発明の素子の動作を説明する図で、(alは
臂開面と回折格子により構成される共振器のモードの分
布を表し、(b)は回折格子によるブラッグ反射の強度
分布を表す。横軸は両者共通に波長であり、(blの縦
軸は夫々任意目盛りの強度である。
レーザの発振モードは回折格子の反射率が最大となる波
長に最も近いモードが選択され、そのモードの発振が起
こる。第2図中では*印で示したモードが選択され発振
する。他のモードはブラッグの条件から外れるので発振
しない。
位相調整領域に光が入射すると屈折率が変化し、第2図
tal中の各モードの位置が光強度に応じてずれる。そ
の結果、発振波長が入射光強度に応じて変化する。
〔実施例〕
第1図は本発明実施例の素子の構造を示す断面模式図で
ある。第3図の素子と形態上具なる点は位相調整領域の
電極が透明電極9となっている点である。他の部分は第
3図の素子と同じで5、t±lはn型基板、2はn型ク
ラッド層、3はn型ガイド層、4は活性層、5はp型り
ラフト層、6はコンタクト層、7は注入電極、8は制御
電極である。
本実施例の素子の本体部分の構造は公知の半導体レーザ
に類似しており、公知の製造方法によって形成すること
ができる。
本実施例の素子では、例えば1.3μmの信号光入射に
よって1.55μmの発光波長を周波数変調する場合で
あると、素子を構成する各半導体領域の禁制帯幅は、波
長で表示して次の値に選定すればよい。
n型ガイド層3は入力光を吸収させるので禁制帯幅λ、
は例えば1.4μm、p型りラッド層5は光閉じ込め層
であり且つ入力光が透過しなければならないことから例
えばλ、=0.9μmのInPとする。その他の層は通
常の半導体レーザと同様に設計すればよく、真性のIn
GaAsPである活性層は発光波長に合わせてλ、=1
.55μm、n型クラッド層はλe = 0.9 p 
mのInP、n型基板もλ、=0.9μmのInPとす
る。
これ等の禁制帯幅選択の基準は、入力光を吸収すべきガ
イド層の波長は入力光の波長より長、ガイド層より上に
あり入力光を透過すべきクラッド層の波長は入力光の波
長より短、ということであり、レーザ発振部および回折
格子部を構成する各半導体領域は、上記の条件から外れ
ない範囲で選択、設計されることになる。
該実施例の半導体レーザの位相調整領域および回折格子
領域に印加する電圧によって基本発光波長を調整し、位
相調整領域に透明電極を通して1゜3μmのAM光を入
射させると、ガイド層はこの光を吸収し、その強弱変化
に合わせて屈折率が変化する。それに伴ってレーザの共
振周波数が変化するので、レーザ出力光は入力光と同じ
信号の周。
波数変調を受けることになる。
上記実施例では位相調整領域のバイアス電圧印加電極を
透明電極としたが、これを金属などの不透明材料で形成
し、入力光を通過させるための窓、を開けた構造として
もよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のレーザ素子は光によって
発振周波数の制御を行うことが可能であり、該素子を使
用することによって、強度変調の信号光を容易に周波数
変調の信号光に変換することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のレーザ素子の構造を示す断面模式図、 第2図は本発明の素子の動作を説明する図、・  第3
図は公知の波長可変レーザの構造を示す断面模式図 であって、 図に於いて 1はn型基板、 2はn型クラッド層、 3はn型ガイド層、 4は活性層、 5はp型クラッド層、 6はコンタクト層、 7は注入電極、 8は制御電極、 9は透明電極、 10は制御電極 諭 nQ− 〜         己

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電流注入により誘導放出を生ずる領域と、分布型
    回折格子による発振波長限定領域と、これ等2領域の間
    に配置され且つガイド層の屈折率を変化させる手段を備
    える位相調整領域とから成る半導体発光装置に於いて、 前記位相調整領域は、該領域に入射する所定波長の光が
    主として該領域のガイド層に吸収されるように該領域を
    構成する各半導体層の禁制帯幅が選定されて成ることを
    特徴とする半導体発光装置。
  2. (2)電流注入により誘導放出を生ずる領域と、分布型
    回折格子による発振波長限定領域と、これ等2領域の間
    に設けられ且つガイド層の屈折率を変化させる手段を備
    える位相調整領域とから成る半導体発光装置であって、
    前記位相調整領域は該領域に入射する所定波長の光が主
    として該領域のガイド層に吸収されるように構成された
    半導体発光装置を用い、 前記位相調整領域に信号光を入射させて該領域のガイド
    層の屈折率を変化させることにより、前記半導体発光装
    置の発光波長を変化させることを特徴とする光変調方法
JP33221987A 1987-12-29 1987-12-29 半導体発光装置及び光変調方法 Pending JPH01175277A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33221987A JPH01175277A (ja) 1987-12-29 1987-12-29 半導体発光装置及び光変調方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33221987A JPH01175277A (ja) 1987-12-29 1987-12-29 半導体発光装置及び光変調方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01175277A true JPH01175277A (ja) 1989-07-11

Family

ID=18252505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33221987A Pending JPH01175277A (ja) 1987-12-29 1987-12-29 半導体発光装置及び光変調方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01175277A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04211220A (ja) * 1989-12-12 1992-08-03 American Teleph & Telegr Co <Att> 光フィルタ
JP2012507155A (ja) * 2008-10-31 2012-03-22 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス半導体チップおよびオプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04211220A (ja) * 1989-12-12 1992-08-03 American Teleph & Telegr Co <Att> 光フィルタ
JP2012507155A (ja) * 2008-10-31 2012-03-22 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス半導体チップおよびオプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2692913B2 (ja) グレーティング結合型表面発光レーザ素子およびその変調方法
US5602863A (en) Surface-emitting laser diode array and driving method thereof, photodetector, photodetector array, optical interconnection system, and multiwavelength optical communication system
CA1253946A (en) Semiconductor laser device
US4829535A (en) Variable wavelength semiconductor laser
US4852108A (en) Wavelength tunable semiconductor laser with narrow band-pass active filter region
JPS63244783A (ja) 波長変換素子
EP0444607B1 (en) Waveguide optical element and its driving method
JPH01175277A (ja) 半導体発光装置及び光変調方法
JPH05167197A (ja) 光半導体装置
US5943349A (en) Variable wavelength laser device
KR100429531B1 (ko) 분포귀환형 반도체 레이저
JPH03195076A (ja) 外部共振器型波長可変半導体レーザ
KR102096596B1 (ko) 파장 가변 레이저 모듈
GB2313234A (en) Laser diode array
JP2739596B2 (ja) 分布反射型半導体レーザ
JPH01212487A (ja) 波長可変半導体レーザ
JPH0218981A (ja) 半導体レーザ
JPH0122753B2 (ja)
JPS6178190A (ja) 光ヘテロダイン受信装置
CA1118085A (en) Methods for simultaneous suppression of laser pulsations and continuous monitoring of output power
JPS63272088A (ja) 半導体発光装置
JPH03274784A (ja) 半導体レーザ装置
JPH10209576A (ja) 半導体レーザ装置及びその駆動方法
JPS6164182A (ja) 光帰還型半導体レ−ザ装置
JPH07122723A (ja) 波長変換レーザ