JPH02103982A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH02103982A JPH02103982A JP15187988A JP15187988A JPH02103982A JP H02103982 A JPH02103982 A JP H02103982A JP 15187988 A JP15187988 A JP 15187988A JP 15187988 A JP15187988 A JP 15187988A JP H02103982 A JPH02103982 A JP H02103982A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 22
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
作用
実施例
本発明の一実施例
発明の効果
（第１図）
（第２〜６図）
〔概要〕
半導体発光装置に関し、
消光比の劣化なしにチャーピングを抑制して光通信の伝
送特性を向上させることのできる半導体発光装置を提供
することを目的とし、 所定の第１の波長で発振する分布帰還型の第１の単一モ
ードレーザと、第２の波長で発振する分布帰還型の第２
の単一モードレーザと、第１の単一モードレーザの出射
側に設けられ、第１の波長の光と第２の波長の光とを分
離する分離手段と、を備え、前記第１の単一モードレー
ザの活性層内に第２の単一モードレーザの光出力を注入
し、第１の単一モードレーザを電流パルスで変調するこ
とにより注入した前記光出力を変調するとともに、第１
の単一モードレーザの変調出力から注入した第２の単一
モードレーザの変調光を分離し、該第２の単一モードレ
ーザの変調光を信号光として取り出すように構成する。
送特性を向上させることのできる半導体発光装置を提供
することを目的とし、 所定の第１の波長で発振する分布帰還型の第１の単一モ
ードレーザと、第２の波長で発振する分布帰還型の第２
の単一モードレーザと、第１の単一モードレーザの出射
側に設けられ、第１の波長の光と第２の波長の光とを分
離する分離手段と、を備え、前記第１の単一モードレー
ザの活性層内に第２の単一モードレーザの光出力を注入
し、第１の単一モードレーザを電流パルスで変調するこ
とにより注入した前記光出力を変調するとともに、第１
の単一モードレーザの変調出力から注入した第２の単一
モードレーザの変調光を分離し、該第２の単一モードレ
ーザの変調光を信号光として取り出すように構成する。
本発明は、半導体発光装置に係り、詳しくは半導体レー
ザを電流パルスで変調した場合の緩和振動を抑えた半導
体発光装置に関する。
ザを電流パルスで変調した場合の緩和振動を抑えた半導
体発光装置に関する。
光通信システムにおいてはその光源として直接変調した
半導体レーザが用いられており、このような半導体レー
ザでは特に高速化と長距離伝送の性能の向上が要求され
る。また、半導体レーザを電流パルスで直接変調した場
合、通常、光パルスの立上がりにおいて緩和振動が観測
されるが、この緩和振動は半導体の活性層内のキャリア
密度の変動に起因する。かかる緩和振動はメインモード
のチャーピングを引き起こし伝送距離を制限するので、
抑制するのが望ましい。
半導体レーザが用いられており、このような半導体レー
ザでは特に高速化と長距離伝送の性能の向上が要求され
る。また、半導体レーザを電流パルスで直接変調した場
合、通常、光パルスの立上がりにおいて緩和振動が観測
されるが、この緩和振動は半導体の活性層内のキャリア
密度の変動に起因する。かかる緩和振動はメインモード
のチャーピングを引き起こし伝送距離を制限するので、
抑制するのが望ましい。
半導体レーザの利得は比較的広いスペクトル幅を持って
おり、横モード制御されていても、軸モードは完全に単
一になることはほとんどない。直流動作下で一見単一軸
モードにみえても、温度変化や、交流又は変調電流印加
下では多軸モード発振状態になる。そこで、共振器に波
長選択性をもたせたＤＦＢレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋレーザ：分布帰還型レーザ）が
開発されている。このレーザでは、結晶内に作り付けた
回折格子により、利得スペクトル幅の範囲内で１つの波
長の光が選択的に反射されて単一軸モード（Ｓ Ｌ Ｍ
： ＳｉｎｇｌｅＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｍｏｄ
ｅ）発振をする。
おり、横モード制御されていても、軸モードは完全に単
一になることはほとんどない。直流動作下で一見単一軸
モードにみえても、温度変化や、交流又は変調電流印加
下では多軸モード発振状態になる。そこで、共振器に波
長選択性をもたせたＤＦＢレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋレーザ：分布帰還型レーザ）が
開発されている。このレーザでは、結晶内に作り付けた
回折格子により、利得スペクトル幅の範囲内で１つの波
長の光が選択的に反射されて単一軸モード（Ｓ Ｌ Ｍ
： ＳｉｎｇｌｅＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｍｏｄ
ｅ）発振をする。
このようなりＦＢ型レーザは高速変調時にも縦単一モー
ド発振であり、特に石英系光ファンバの低損失領域であ
る１、５５μｍ帯光源として有望視されている。ここで
、ＤＦＢ型レーザにおいても前述したような緩和振動を
抑える必要があり、緩和振動を抑える従来の技術として
は、例えばレーザに印加するバイアス電流を増加する方
法や、発振波長の同じ他のレーザの光を活性層内に注入
する方法がある。
ド発振であり、特に石英系光ファンバの低損失領域であ
る１、５５μｍ帯光源として有望視されている。ここで
、ＤＦＢ型レーザにおいても前述したような緩和振動を
抑える必要があり、緩和振動を抑える従来の技術として
は、例えばレーザに印加するバイアス電流を増加する方
法や、発振波長の同じ他のレーザの光を活性層内に注入
する方法がある。
しかしながら、このような従来の半導体発光装置にあっ
ては、緩和振動はある程度抑制できるものの、消光比が
悪くなるという問題点があった。
ては、緩和振動はある程度抑制できるものの、消光比が
悪くなるという問題点があった。
消光比とは、光出力がＯＦＦのときのレベルとＯＮのと
きのレベルの比であり、この消光比が悪いと伝送距離が
増加しない欠点がある。
きのレベルの比であり、この消光比が悪いと伝送距離が
増加しない欠点がある。
そこで本発明は、消光比の劣化なしにチャーピングを抑
制して光通信の伝送特性を向上させることのできる半導
体発光装置を提供することを目的としている。
制して光通信の伝送特性を向上させることのできる半導
体発光装置を提供することを目的としている。
第１図は本発明の原理説明図である。本発明による半導
体発光装置はλ□□（第１の波長）で発振する第１の単
一モードレーザ１と、λＤＦＩ！ （第２の波長）で発
振する第２の単一モードレーザ２と、第１の単一モード
レーザ１の出射側に設けられ、λＤＦＩＩとλＤＦＩ！
とを分離する分離手段３と、からなり、λ。□１で発振
する第１の単一モードレーザ１の活性層内にλＤＦ□の
第２の単一モードレーザ２の光を注入し、第１の単一モ
ードレーザ１を電流パルスで変調する。このとき、第２
の単一モードレーザ２の光は変調された後、分離手段３
により分離され、信号光として取り出される。
体発光装置はλ□□（第１の波長）で発振する第１の単
一モードレーザ１と、λＤＦＩ！ （第２の波長）で発
振する第２の単一モードレーザ２と、第１の単一モード
レーザ１の出射側に設けられ、λＤＦＩＩとλＤＦＩ！
とを分離する分離手段３と、からなり、λ。□１で発振
する第１の単一モードレーザ１の活性層内にλＤＦ□の
第２の単一モードレーザ２の光を注入し、第１の単一モ
ードレーザ１を電流パルスで変調する。このとき、第２
の単一モードレーザ２の光は変調された後、分離手段３
により分離され、信号光として取り出される。
本発明では、第１の単一モードレーザ１は第３図に示す
ようにパルスの立上がりで緩和振動のある光パルスを生
じ、波長は第６図に示すようにチャーピングし、このと
き同時に利得分布も変化する。そのため、注入した第２
の単一モードレーザ２の光は利得で増幅され、第５図の
ようになる。
ようにパルスの立上がりで緩和振動のある光パルスを生
じ、波長は第６図に示すようにチャーピングし、このと
き同時に利得分布も変化する。そのため、注入した第２
の単一モードレーザ２の光は利得で増幅され、第５図の
ようになる。
ここで、注入された第２の単一モードレーザ２の光は第
１の単一モードレーザ１の中で利得は受けるものの、屈
折率の変化による波長変化の影響は原理的に殆ど受けな
い。
１の単一モードレーザ１の中で利得は受けるものの、屈
折率の変化による波長変化の影響は原理的に殆ど受けな
い。
したがって、第６図に示すように第２の単一モードレー
ザ２の変調光はチャーピングしておらず、かつ消光比の
良好な光パルスとなる。
ザ２の変調光はチャーピングしておらず、かつ消光比の
良好な光パルスとなる。
以下、発明を図面に基づいて説明する。
第２〜６図は本発明に係る半導体発光装置の一実施例を
示す図である。まず、構成を説明する。
示す図である。まず、構成を説明する。
第２図は半導体発光装置のブロック図であり、この図に
おいて、１０はλ／４シフトのＤＦＢレーザ（第２の単
一モードレーザに相当）である。ＤＦＢレーザ１０は、
その直流バイアス電流Ｔｂがしきい値１ｔｈ（スレショ
ールド値）に設定され、波長１．３０８μｌ１１（第２
の波長：λＩｌｌ□２）の光を発振する。
おいて、１０はλ／４シフトのＤＦＢレーザ（第２の単
一モードレーザに相当）である。ＤＦＢレーザ１０は、
その直流バイアス電流Ｔｂがしきい値１ｔｈ（スレショ
ールド値）に設定され、波長１．３０８μｌ１１（第２
の波長：λＩｌｌ□２）の光を発振する。
レーザダイオードの場合、順方向に電流を流していくと
、しきい値電流以上になるとレーザ発振が起こり、コヒ
ーレントな光出力が急激に増加し始めるが、この点がし
きい値である。
、しきい値電流以上になるとレーザ発振が起こり、コヒ
ーレントな光出力が急激に増加し始めるが、この点がし
きい値である。
ＤＦＢレーザ１０の光はセルフォックスレンズ１１を介
してλ／４シフトのＤＦＢレーザ（第１の単一モードレ
ーザに相当）１２の活性層内に入力されている。セルフ
ォックスレンズ１１はＤＦＢレーザ１０の光を、例えば
数μｍ程度に絞ってＤＦＢレーザ１２の狭い活性層内に
注入するもので、例えば単一の光学レンズでもよく、あ
るいは複数の光学レンズを組合わせたものでもよい。Ｄ
ＦＢレーザ１２は、その直流バイアス電流Ｉ、がしきい
値Ｉいの０．８倍にバイアスされＨｂ ＝０．８１０）
、波長１．３１μｍ（第１の波長：λＤＦＩ１１）の光
を発振する。
してλ／４シフトのＤＦＢレーザ（第１の単一モードレ
ーザに相当）１２の活性層内に入力されている。セルフ
ォックスレンズ１１はＤＦＢレーザ１０の光を、例えば
数μｍ程度に絞ってＤＦＢレーザ１２の狭い活性層内に
注入するもので、例えば単一の光学レンズでもよく、あ
るいは複数の光学レンズを組合わせたものでもよい。Ｄ
ＦＢレーザ１２は、その直流バイアス電流Ｉ、がしきい
値Ｉいの０．８倍にバイアスされＨｂ ＝０．８１０）
、波長１．３１μｍ（第１の波長：λＤＦＩ１１）の光
を発振する。
このとき、外部から１．２８Ｇｂ／ｓの伝送速度の伝送
情報で変調され、かつ振幅４０ｍＡ（ビークルピーク値
： Ｉ Ｐ−Ｐ ＝４０ｍＡ）の変調電流（電流パルス
）が供給される。ＤＦＢレーザ１２とＤＦＢレーザ１０
の光出力は高屈折率のレンズ（分離手段に相当）１３に
出力される。レンズ１３にはλＯＦ□（１，３１μｍ）
と、λ□。（１，３０８μｍ）の２つの変調光が入射さ
れており、レンズ１３はこれらのうちλ□■の変調光の
みを分離し、信号光として光通信用の光ファイバ１４に
出力する。
情報で変調され、かつ振幅４０ｍＡ（ビークルピーク値
： Ｉ Ｐ−Ｐ ＝４０ｍＡ）の変調電流（電流パルス
）が供給される。ＤＦＢレーザ１２とＤＦＢレーザ１０
の光出力は高屈折率のレンズ（分離手段に相当）１３に
出力される。レンズ１３にはλＯＦ□（１，３１μｍ）
と、λ□。（１，３０８μｍ）の２つの変調光が入射さ
れており、レンズ１３はこれらのうちλ□■の変調光の
みを分離し、信号光として光通信用の光ファイバ１４に
出力する。
以上の構成において、ＤＦＢレーザ１２の発振出力は従
来と同様に第３図に示すような波形となり、パルスの立
上がりで緩和振動のある光パルスとなる。また、波長も
キャリアの変動のため、第６図に示すようにチャーピン
グする。一方、このときＤＦＢレーザ１２の利得分布は
第４図に示すように変化しており、波長λｎｖｍｔに対
する利得分布（ａ）〜（Ｃ）の利得の値はそれぞれｇａ
、ｇｂ、ｇｅとなる。したがって、ＤＦＢレーザ１２に
注入されたＤＦＢレーザ１０の光は上述の利得分布の影
響を受けて増幅され、第５図に示すような波形に変調さ
れる。この場合、ＤＦＢレーザ１０の変調光はその強度
は第５図のように緩和振動が現れているものの、波長に
着目すると、第６図に示すように波長にはチャーピング
が殆ど生じていない。これは、ＤＦＢレーザ１２の活性
層内に注入されたＤＦＢレーザ１０の光は活性層の中で
利得は受けるが、屈折率の変化による波長変化の影響は
殆ど受けないからである。したがって、チャーピングの
発生が有効に抑制されることになる。
来と同様に第３図に示すような波形となり、パルスの立
上がりで緩和振動のある光パルスとなる。また、波長も
キャリアの変動のため、第６図に示すようにチャーピン
グする。一方、このときＤＦＢレーザ１２の利得分布は
第４図に示すように変化しており、波長λｎｖｍｔに対
する利得分布（ａ）〜（Ｃ）の利得の値はそれぞれｇａ
、ｇｂ、ｇｅとなる。したがって、ＤＦＢレーザ１２に
注入されたＤＦＢレーザ１０の光は上述の利得分布の影
響を受けて増幅され、第５図に示すような波形に変調さ
れる。この場合、ＤＦＢレーザ１０の変調光はその強度
は第５図のように緩和振動が現れているものの、波長に
着目すると、第６図に示すように波長にはチャーピング
が殆ど生じていない。これは、ＤＦＢレーザ１２の活性
層内に注入されたＤＦＢレーザ１０の光は活性層の中で
利得は受けるが、屈折率の変化による波長変化の影響は
殆ど受けないからである。したがって、チャーピングの
発生が有効に抑制されることになる。
また、本実施例ではＤＦＢレーザ１２のバイアスがしき
い値よりも低く設定されているので、ＯＦＦのときの光
レベルが低く、消光比が良好なものとなる。そして、こ
のようにチャーピングが生ぜず、かつ消光比の良好なり
ＦＢレーザ１０の変調光はレンズ１３により分離されて
信号光として光ファイバ１４に送られ、光通信が行われ
る。
い値よりも低く設定されているので、ＯＦＦのときの光
レベルが低く、消光比が良好なものとなる。そして、こ
のようにチャーピングが生ぜず、かつ消光比の良好なり
ＦＢレーザ１０の変調光はレンズ１３により分離されて
信号光として光ファイバ１４に送られ、光通信が行われ
る。
本発明によれば、チャーピングがなく、かつ消光圧の良
好な光パルスを得ることができ、光通信システムの伝送
特性の向上、特に長距離大容量化に大きく寄与すること
ができる。
好な光パルスを得ることができ、光通信システムの伝送
特性の向上、特に長距離大容量化に大きく寄与すること
ができる。
第１図は本発明の原理説明図、
第２〜６図は本発明に係る半導体発光装置の一実施例を
示す図であり、 第２図はそのブロック図、 第３図はそのＤＦＢレーザ１２の光強度を示す図、第４
図はそのＤＦＢレーザ１２の利得分布を示す図、 第５図はそのＤＦＢレーザ１０の光出力の増幅の様子を
示す図、 第６図はその波長の変化を示す図である。 １０・・・・・・ＤＦＢレーザ（第２の単一モードレー
ザ）１１・・・・・・セルフォックスレンズ、１２・・
・・・・ＤＦＢレーザ（第１の単一モードレーザ）１３
・・・・・・レンズ（分離手段）、１４・・・・・・光
ファイバ。 入ρＦＢｚ 入Ｒ７ 第 図 Ｉｂ＝０．８１泊 １３ ： し２人′（りむ厨【手Ｊ更）−！７ヒｒケム
つ９ＦＢレーｖ７ｚのＬ洲シ耐Ｚ示７図第３図 辰炙
示す図であり、 第２図はそのブロック図、 第３図はそのＤＦＢレーザ１２の光強度を示す図、第４
図はそのＤＦＢレーザ１２の利得分布を示す図、 第５図はそのＤＦＢレーザ１０の光出力の増幅の様子を
示す図、 第６図はその波長の変化を示す図である。 １０・・・・・・ＤＦＢレーザ（第２の単一モードレー
ザ）１１・・・・・・セルフォックスレンズ、１２・・
・・・・ＤＦＢレーザ（第１の単一モードレーザ）１３
・・・・・・レンズ（分離手段）、１４・・・・・・光
ファイバ。 入ρＦＢｚ 入Ｒ７ 第 図 Ｉｂ＝０．８１泊 １３ ： し２人′（りむ厨【手Ｊ更）−！７ヒｒケム
つ９ＦＢレーｖ７ｚのＬ洲シ耐Ｚ示７図第３図 辰炙
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１の波長で発振する分布帰還型の第１の単一モードレ
ーザと、 第２の波長で発振する分布帰還型の第２の単一モードレ
ーザと、 第１の単一モードレーザの出射側に設けられ、第１の波
長の光と第２の波長の光とを分離する分離手段とを備え
、 前記第１の単一モードレーザの活性層内に第２の単一モ
ードレーザの光出力を注入し、 第１の単一モードレーザを電流パルスで変調することに
より注入した前記光出力を変調するとともに、 第１の単一モードレーザの変調出力から注入した第２の
単一モードレーザの変調光を分離し、該第２の単一モー
ドレーザの変調光を信号光として取り出すことを特徴と
する半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15187988A JPH02103982A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15187988A JPH02103982A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103982A true JPH02103982A (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=15528203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15187988A Pending JPH02103982A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02103982A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220572A (en) * | 1991-05-27 | 1993-06-15 | Pioneer Electronic Corporation | Light pulse generator |
| WO2009154085A1 (ja) * | 2008-06-18 | 2009-12-23 | 株式会社ニコン | 種光発生装置、光源装置及びその調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15187988A patent/JPH02103982A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220572A (en) * | 1991-05-27 | 1993-06-15 | Pioneer Electronic Corporation | Light pulse generator |
| WO2009154085A1 (ja) * | 2008-06-18 | 2009-12-23 | 株式会社ニコン | 種光発生装置、光源装置及びその調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 |
| JP2010003771A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Nikon Corp | 種光発生装置、光源装置及びその調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 |
| US8792083B2 (en) | 2008-06-18 | 2014-07-29 | Nikon Corporation | Seed light generation device, light source device, adjustment method thereof, light irradiation device, exposure device, and device manufacturing method |
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