JPH01316983A

JPH01316983A - 半導体レーザの利得測定方法

Info

Publication number: JPH01316983A
Application number: JP14869888A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sato; 恵二佐藤; Kiyotsugu Kamite; 上手　清嗣; Haruhisa Soda; 晴久雙田; Akihiro Kasuga; 春日　明弘
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-12-21

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】［ｉ！１要］半導体レーザの利得測定に関し、緩和振動時の瞬時的な利得の測定方法の提供を目的とし
、波長入の光が注入されている被測定を導体レーザに電流
パルスを加え、該電流パルスによって生成される緩和振
動時の光強度Ｐ。ｖｅｒおよび定常状態時の光強度Ｐｔ
ｈを次式（１）：（ここに、ξは光閉じ込め係数、Ｌは共振器長である。）に代入して、波長入の光に対する定常状態時と緩和振動
時との利得差Δｇ（入）を算出し、該利得差Δｇ（入）
を定常状態時の波長入における利得値に加算して、波長
入に対する緩和振動時の利得を求めることを含み特徴と
する。

［産業上の利用分野］本発明は、半導体レーザの大振幅高速変調に伴なって生
じる緩和振動時における瞬時的な利得分布の測定方法に
関する。

［従来の技術１近年の光通信の高速化に伴ない、高速変調時でも単一縦
モードの発振を維持できる半導体レーザが要求されてい
る。この要求に応える半導体レーザとして、波長選択性
の高い回折格子を設けた分布帰還形レーザ（ＤＦＢレー
ザ）がある。

しかし、この分布帰還形レーザでも大振幅高速変調時の
おいては、光パルスの立ち上がりで緩和振動が生じるた
め、瞬時的なモードジャンプが起きる。

これは、第３図に注入電流波形（ａ）、注入キャリア密
度変化（ｂ）および光子密度変化（ｃ）を示すように、
電流パルスの入力により活性層内の注入キャリア密度が
変化し、さらに注入キャリア密度変化に伴なって光子密
度が変化するが、注入キャリア密度変化および光子密度
変化は同図（ｂ）、（ｅ）に示すように、定常状態を大
きく超えて過度的に変化する緩和振動が生じる。

この結果、利得に変動が生じる。第４図は利得変動の−
・例を示す図であり、電流パルスの入力により半導体レ
ーザの放射光強度は同図右下に示すように変化するため
、これに伴って利得も変化し、緩和振動時におけるその
利得分布は、定常状態時の利得分布■から利得分布■に
瞬時的に変化する。このとき、利得分布のピークは増加
しながら短波長側にシフトするので、これに伴なって発
振されるレーザ光の波長も短波長側にずれ、モードジャ
ンプとなる。

［発明が解決しようとする課題］従来、この緩和振動時の利得分布は理論的に評価されて
いるにすぎず、実験的な測定はなされていない。

しかし、この瞬時的な利得分布を明確にすることは、レ
ーザの設計および誤動作の対処等において重要である。

そこで本発明は、半導体レーザの緩和振動時における瞬
時的な利得の測定方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］前記目的は、波長入の光が注入されている被測定半導体
レーザに電流パルスを加え、該電流パルスによって生成
される緩和振動時の光強度Ｐ。ｖｅｒおよび定常状態時
の光強度１’ｔｈを次式（１）；（ここに、ξは光閉じ
込め係数。

Ｌは共振器長である。）に代入して、波長入の光に対する定常状態時と緩和振動
時との利得差Δｇ（入）を算出し、該利得差Δｇ（λ）
を定常状態時の波長入における利得値に加算して、波長
入に対する緩和振動時の利得を求めることを特徴とする
利得測定方法により達成される。

［作用］本発明は、被測定半導体レーザに単一波長の基準光を注
入し、被測定半導体レーザに電流パルスを加えることに
より増幅されて出力される基準光の強度を測定する。こ
のとき、基準光強度にも緩和振動が生じ、緩和振動時の
光強度Ｐ。Ｖｅｒおよび定常状態時の光強度ｐｔｈを（
１）式に代入して利得差Δｇ（入）が求まる。

被測定半導体レーザの透過前後で基準光の波長変化はな
いので、求まる利得差Δｇ（入）は波長入における緩和
振動による利得の増加分である。

従って公知の技術により求まる定常状態時の利得分布の
波長入における利得値に、先に求めた利得差Δｇ（λ）
を加算すれば緩和振動時の瞬時的な利得が求まる。

なお、複数の異なる波長の基準光に対して本発明を繰り
返し用いて、それぞれの波長に対する緩和振動時の利得
を求め、グラフ五にプロットすれば緩和振動時の瞬時的
な利得分布曲線が得られ［実施例］第１図は、本発明の実施例に係る測定装置の構成図であ
る０図において、１は基準半導体レーザであり、単一縦
モードのプローブ光を発振する。

２は基準半導体レーザｌのプローブ光を取り出すセルフ
ォックレンズ、３は反射戻り光を抑える光アイソレータ
、４は被測定半導体レーザであり。

波長１．３ｐｍ帯の分布帰還型半導体レーザである。

５は被測定半導体レーザ４に加える電流パルスを生成す
るパルスジェネレータ、６は時間分解スペクトルを測定
できるストリークカメラであり、パルスジェネレータ５
の発生パルスの周波数はストリークカメラ６のトリガー
パルス８０ＭＨｚ　に同期されている。なお、７ａ〜７
ｃは伝搬効率向上のために設ける対物レンズである。

次に図を参照しながら本発明の利得測定方法を説明する
。基準半導体レーザｌより単一縦モードで発振される波
長入のプローブ光を、閾値電流に近い直流バイアス電流
を流している状態の被測定半導体レーザ４の端面より注
入し、パルスジェネレータ５により被測定半導体レーザ
４に電流パルスを加えると、他の端面より増幅（利得シ
フト）されたプローブ光が出力され、これをストリーク
カメラ６で常時観測し光強度を測定する。ＩＭ定結果の
一例を第２図に示す、なお同図において、縦軸が光強度
を示し、横軸が時間を示している。

このように被測定半導体レーザ４にパルスを入力すると
、パルス入力時に生じる緩和振動による利得変動のため
被測定半導体レーザ４で増幅されて出力されるプローブ
光も第２図に示すように過渡的に変化する。

次に、第２図の測定結果より緩和振動時の光強度１例え
ば最大利得時の光強度Ｐ。ｖｅｒおよび定常状態時の光
強度Ｐｔｈを読み取り、（１）式に代入して緩和振動時
と定常状態時との利得差Δｇ（入）を算出する。

被測定半導体レーザ４で増幅されて出力されるプローブ
光には波長の変動はないのでこれにより求まる利得差Δ
ｇ（入）は、結局、振動時にお、ける波長入に対する利
得の増加分であり、この利得差Δｇ（λ）を、公知の技
術により求まる連続動作による定常状態での利得分布の
波長入における利得値に加算すると、緩和振動時の波長
入における利得が求まる。

続いて、基準半導体レーザ１を換え、すなわちプローブ
光の波長を変えて、前述の方法を繰り返し用いて、複数
の異なる波長に対する緩和振動時の利得をそれぞれ求め
、グラフ−ヒにプロットすると、緩和振動時の利得分布
曲線が得られる。

このように本発明によれば、緩和振動時の瞬時的な利得
分布が実験的に測定できるようになるので、半導体レー
ザの設計が正確に行なえるようになるとともに歩留まり
の向上にも効果がある。

［発明の効果］以上、説明したように本発明によれば、従来、理論的に
評価されるに過ぎなかった緩和振動時における半導体レ
ーザの利得が実験的に測定できるようになるので、緩和
振動時に変動する利得分布を明確にすることが可能にな
る。従って、試行錯誤的であったレーザの設計が正確に
行なえるようになれるとともに、歩留まりの向上にも効
果がある。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例に係る測定装置の構成図、第２図は、被測定半導体レーザ透過後におけるプローブ
光強度の測定結果。第３図は、注入電流波形、注入キャリア密度変化、光子
密度変化の説明図。第４図は、緩和振動時の利得変動の説明図である。（符号の説明）ｌ・・・基準半導体レーザ。２・・・セルフォックレンズ、３・・・光アイソレータ、４・・・被測定半導体レーザ、５・・・パルスジェネレータ、６・・・ストリークカメラ、７ａ〜７Ｃ・・・対物レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】　波長λの光が注入されている被測定半導体レーザに電
流パルスを加え、該電流パルスによって生成される緩和
振動時の光強度Ｐ＿ｏ＿ｖ＿ｅ＿ｒおよび定常状態時の
光強度Ｐ＿ｔ＿ｈを測定し、次式（１）；ξΔｇ（λ）
＝（１／Ｌ）ｌｎＰ＿ｏ＿ｖ＿ｅ＿ｒ／Ｐ＿ｔ＿ｈ・・
・（１）（ここに、ξは光閉じ込め係数、Ｌは共振器長である、）に代入して、波長λの光に対する定常状態時と緩和振動
時との利得差Δｇ（λ）を算出し、該利得差Δｇ（λ）
を定常状態時の波長λにおける利得値に加算して、波長
λに対する緩和振動時の利得を求めることを特徴とする
半導体レーザの利得測定方法。