JPH02137383A - 双安定半導体レーザの駆動方法 - Google Patents
双安定半導体レーザの駆動方法Info
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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
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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】
〔産業上の利用分野〕
光通信、光情報処理用等の光源として最適な双安定半導
体レーザの駆動方法に関するものである。
体レーザの駆動方法に関するものである。
半導体レーザは光の持つ大容量性が注目され、光通信、
及び光情報処理の分野で近年急速に需要が広まっている
。多くの応用では光に情報をのせる手段として、半導体
レーザの発振光を直接変調させる方法を用いている。半
導体レーザは、注入電流に応じて線型的に光出力が変化
するため、光出力を変調するためには、図６に示すよう
に半導体レーザ９に注入する電流工を入力信号に応じて
変調すればよい。従って、従来は入力信号を変調電流に
変換するドライバ回路を用いて半導体レーザを駆動して
変調光出力を得ていた。
及び光情報処理の分野で近年急速に需要が広まっている
。多くの応用では光に情報をのせる手段として、半導体
レーザの発振光を直接変調させる方法を用いている。半
導体レーザは、注入電流に応じて線型的に光出力が変化
するため、光出力を変調するためには、図６に示すよう
に半導体レーザ９に注入する電流工を入力信号に応じて
変調すればよい。従って、従来は入力信号を変調電流に
変換するドライバ回路を用いて半導体レーザを駆動して
変調光出力を得ていた。
しかし従来の技術では、０〜３０ｍＷまで光出力をＲＲ
する必要がある光ディスクの書き込み再生用光源として
用いる場合などには、５０ｍＡ程度の大きな変調電流を
入力しなければならず、図７−こ示すような複雑−なド
・ライバ回路が必要になる。
する必要がある光ディスクの書き込み再生用光源として
用いる場合などには、５０ｍＡ程度の大きな変調電流を
入力しなければならず、図７−こ示すような複雑−なド
・ライバ回路が必要になる。
ま九複数の素子を独立に駆動するプレイ型半導体レーザ
の場合には、各素子に応じて上記のドライバ回路が必要
となるため、装置の小屋化も図る場合問題となる。こう
した半導体レーザから変調光出力を得る場合、信号電圧
を振幅の大きな変調電流に変換するドライバ回路が必要
なことが従来の技暫の間組点であった。
の場合には、各素子に応じて上記のドライバ回路が必要
となるため、装置の小屋化も図る場合問題となる。こう
した半導体レーザから変調光出力を得る場合、信号電圧
を振幅の大きな変調電流に変換するドライバ回路が必要
なことが従来の技暫の間組点であった。
本発明は変調電流を供給するドライバ回路を必要とせず
、装置の小型化が容易な簡単な方法で変調光出力を得る
ことを目的としている。
、装置の小型化が容易な簡単な方法で変調光出力を得る
ことを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の第１の方法は、光学的な結合を保存しつつ電気
的に分離した励起領域と吸収領域の２領域をもち、かつ
＃紀吸収領域の印加電圧Ｖ １ ｅ Ｖ ！（Ｌ’ｑＶ
ｓ）に応じて＃Ｂピ励起領域に注入する発振しきい値電
流が変化する双安定半導体レーザを用い、前記励起領域
のバイアス電流を印加電圧ｖｌ。
的に分離した励起領域と吸収領域の２領域をもち、かつ
＃紀吸収領域の印加電圧Ｖ １ ｅ Ｖ ！（Ｌ’ｑＶ
ｓ）に応じて＃Ｂピ励起領域に注入する発振しきい値電
流が変化する双安定半導体レーザを用い、前記励起領域
のバイアス電流を印加電圧ｖｌ。
Ｖ、に応じた発損しきい値電流の中間に設定し、前記吸
収領域にＶｌとＶ２ に交互に変化する変調信号電圧
を印加することにより、変調光出力を得る構成になって
いる。もう１つの方法は光学的な結合を保存しつつ電気
的に分離した励起領域と吸収領域の２領域をもち、かつ
前記吸収領域を抵抗を介して接地し、その接地抵抗Ｒ１
、Ｒ意（Ｒｘ’ｑＲｚ）に応じて前記励起領域に注入す
る発振しきい値電流が変化する双安定半導体レーザを用
い、前記励起領域のバイアス電流を接地抵抗Ｒ，、Ｒ，
に応じた発振しきい値電流の中間に設定し、前記吸収領
域の接地抵抗をＲ１とＲ１に交互に変化させることによ
り、Ｒ調光出力を得る構成である。
収領域にＶｌとＶ２ に交互に変化する変調信号電圧
を印加することにより、変調光出力を得る構成になって
いる。もう１つの方法は光学的な結合を保存しつつ電気
的に分離した励起領域と吸収領域の２領域をもち、かつ
前記吸収領域を抵抗を介して接地し、その接地抵抗Ｒ１
、Ｒ意（Ｒｘ’ｑＲｚ）に応じて前記励起領域に注入す
る発振しきい値電流が変化する双安定半導体レーザを用
い、前記励起領域のバイアス電流を接地抵抗Ｒ，、Ｒ，
に応じた発振しきい値電流の中間に設定し、前記吸収領
域の接地抵抗をＲ１とＲ１に交互に変化させることによ
り、Ｒ調光出力を得る構成である。
双安定半導体レーザは励起領域と吸収領域を備えており
、発光領域内に可飽和吸収体が導入されている構造にな
っているため、励起領域のみに電流を注入していくと、
ある電流値で非線型的に光出力が増大する。この発摂し
きい値は吸収領域の光損失に応じて変化し、光損失が大
きいほど発振しきい個は増加する。吸収領域の光損失は
、利得が生じるｔ圧風下の微弱な電圧によって容易に制
御でき、印加電圧が小さいほど、活性層内のキャリヤが
減少する念め、光損失が増加する。従って励起領域に適
切な一定のバイアス電流を印加した状態で、吸収領域に
微弱な信号電圧を印加するだけで、大きな変調光出力を
得ることができる。この印加電圧はＰＮ接合の拡散電圧
以下で十分であるため、この状態での吸収領域の内部イ
ンピーダンスは十分高く、信号電圧をそのまま入力して
も問題ない。また吸収領域の光損失は、この領域に接続
した接地抵抗を変化することｌとよっても制御すること
ができる。接地抵抗を低くするにつれて、光吸収によっ
て生じた蓄積キャリアが減少する九め光損失が増加する
。従りて励起領域に適切な一定のバイアス電流を印加し
た状態で、吸収領域の接地抵抗を信号電圧に応じて変化
させるだけで、大きな変調光出力る得ることができる。
、発光領域内に可飽和吸収体が導入されている構造にな
っているため、励起領域のみに電流を注入していくと、
ある電流値で非線型的に光出力が増大する。この発摂し
きい値は吸収領域の光損失に応じて変化し、光損失が大
きいほど発振しきい個は増加する。吸収領域の光損失は
、利得が生じるｔ圧風下の微弱な電圧によって容易に制
御でき、印加電圧が小さいほど、活性層内のキャリヤが
減少する念め、光損失が増加する。従って励起領域に適
切な一定のバイアス電流を印加した状態で、吸収領域に
微弱な信号電圧を印加するだけで、大きな変調光出力を
得ることができる。この印加電圧はＰＮ接合の拡散電圧
以下で十分であるため、この状態での吸収領域の内部イ
ンピーダンスは十分高く、信号電圧をそのまま入力して
も問題ない。また吸収領域の光損失は、この領域に接続
した接地抵抗を変化することｌとよっても制御すること
ができる。接地抵抗を低くするにつれて、光吸収によっ
て生じた蓄積キャリアが減少する九め光損失が増加する
。従りて励起領域に適切な一定のバイアス電流を印加し
た状態で、吸収領域の接地抵抗を信号電圧に応じて変化
させるだけで、大きな変調光出力る得ることができる。
以上より本発明によれば、吸収領域の印加電圧、及び接
地抵抗を変化するだけで、大きな変調光出力をドライバ
回路なしで得ることが可能となる。
地抵抗を変化するだけで、大きな変調光出力をドライバ
回路なしで得ることが可能となる。
以下図面を用いて本発明に係わる一実施ｆｔｌを詳しく
説明する。図１．２．３．４．５において、ｌは双安定
半導体レーザ、２は励起領域、３は吸収領域、４は信号
電圧、５はバイアス電流、６は変調光出力、７は接地抵
抗、８はトランジスタをそれぞれ示す。
説明する。図１．２．３．４．５において、ｌは双安定
半導体レーザ、２は励起領域、３は吸収領域、４は信号
電圧、５はバイアス電流、６は変調光出力、７は接地抵
抗、８はトランジスタをそれぞれ示す。
双安定半導体レーザ１は、ＧａＡｓ基板上に形成したＡ
ｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ 枳モード制御型半導体レーザの
片側を極を分割して励起領域２と吸収領域３を設けるこ
とｌこよって得ることができる。双安定半導体レーザ１
は共振器内に発掘光に対して損失となる吸収領域３が導
入きれているため、図２１こ示すように、励起領域２の
みに電流を注入してし１〈と、ある電流値で非線型的に
光出力が増大する。
ｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ 枳モード制御型半導体レーザの
片側を極を分割して励起領域２と吸収領域３を設けるこ
とｌこよって得ることができる。双安定半導体レーザ１
は共振器内に発掘光に対して損失となる吸収領域３が導
入きれているため、図２１こ示すように、励起領域２の
みに電流を注入してし１〈と、ある電流値で非線型的に
光出力が増大する。
この発振しきい値電流１１又は１．は吸収領域３の光損
失に応じて変化し、光損失が大きいほど増加する。吸収
領域３の光損失は利得が生じる電圧以下の微弱な電圧に
よって容易に制御でき、印加電圧が小さいほど、活性層
内のキャリアが減少するため、光損失は増大する。従っ
て吸収領域に印加する電圧がｖｌからＶｌに変化した時
（Ｖｌ＜ｖ２）１発振しきい値電流は工１から工２に低
下する。したがって図１１図２に示すように、励起領域
２（こ一定のバイアス電流Ｉｎ（Ｉｓ＜Ｉｎ＜Ｉｔ）５
を注入した状態で、吸収領域３にｖｌからｖ２に変化す
る微弱な信号電圧４を印加するだけで、大きな変調光出
力６を得ることができる。双安定ＡｌＧａＡｓ 半導体
レーザでは、活性層内の光閉じ込め率を〜２０％以下に
設定し、前面低反射、裏面高反射とすることによ＃）３
０ｍＷ以上の立ち上がり光出力を得ることができる。従
って本発明の駆動方法によって光ディスクの書き込みも
可能な大きな変調光出力を得ることができる。
失に応じて変化し、光損失が大きいほど増加する。吸収
領域３の光損失は利得が生じる電圧以下の微弱な電圧に
よって容易に制御でき、印加電圧が小さいほど、活性層
内のキャリアが減少するため、光損失は増大する。従っ
て吸収領域に印加する電圧がｖｌからＶｌに変化した時
（Ｖｌ＜ｖ２）１発振しきい値電流は工１から工２に低
下する。したがって図１１図２に示すように、励起領域
２（こ一定のバイアス電流Ｉｎ（Ｉｓ＜Ｉｎ＜Ｉｔ）５
を注入した状態で、吸収領域３にｖｌからｖ２に変化す
る微弱な信号電圧４を印加するだけで、大きな変調光出
力６を得ることができる。双安定ＡｌＧａＡｓ 半導体
レーザでは、活性層内の光閉じ込め率を〜２０％以下に
設定し、前面低反射、裏面高反射とすることによ＃）３
０ｍＷ以上の立ち上がり光出力を得ることができる。従
って本発明の駆動方法によって光ディスクの書き込みも
可能な大きな変調光出力を得ることができる。
一般に双安定半導体レーザ１は光出力が低レベルに変化
するしきい値電流（立ち上がり電流）と、高レベルから
低レベルへと変化するしきい値電流（立ち下がり電流）
とが異なるヒステリシス特性を示すが、この差が発振し
きい値１１．Ｉ茸の差より小さ灯れば実用上問題ない。
するしきい値電流（立ち上がり電流）と、高レベルから
低レベルへと変化するしきい値電流（立ち下がり電流）
とが異なるヒステリシス特性を示すが、この差が発振し
きい値１１．Ｉ茸の差より小さ灯れば実用上問題ない。
吸収領域３の光損失は、図３、図４に示すように、この
領域に接続した接地抵抗７の値乞変化させることによっ
ても制御することができる。接地抵抗７の抵抗値を低く
するにつれて、光吸収によって生じ九蓄積キャリアが減
少するため光損失が増加する。図４の如く、吸収領域３
に接続した接地抵抗７をＲ１からＲ３に変化させると（
Ｒ１＜Ｒ２）、発振しきい値電流は工１からＩ−に低下
する。従って励起領域２に一定のバイアス電ａ Ｉ ｅ
（Ｉ ＊ ＜Ｉｓ＜ｌ５）５ を注入した状態で、
吸収領域３の接地抵抗７を信号電圧４に応じてＲ，から
Ｒ３に変化させるだけで、大きな変調光出力を得ること
ができる。信号電圧４に応じて吸収領域３の接地抵抗７
を変化させるには、例えば図５に示す構成が考えられる
。トランジスタ８０ベースに入力した信号電圧４に応じ
てエミッターコレクタ間のインピーダンスが変化し、吸
収領域３の光損失が変化する。
領域に接続した接地抵抗７の値乞変化させることによっ
ても制御することができる。接地抵抗７の抵抗値を低く
するにつれて、光吸収によって生じ九蓄積キャリアが減
少するため光損失が増加する。図４の如く、吸収領域３
に接続した接地抵抗７をＲ１からＲ３に変化させると（
Ｒ１＜Ｒ２）、発振しきい値電流は工１からＩ−に低下
する。従って励起領域２に一定のバイアス電ａ Ｉ ｅ
（Ｉ ＊ ＜Ｉｓ＜ｌ５）５ を注入した状態で、
吸収領域３の接地抵抗７を信号電圧４に応じてＲ，から
Ｒ３に変化させるだけで、大きな変調光出力を得ること
ができる。信号電圧４に応じて吸収領域３の接地抵抗７
を変化させるには、例えば図５に示す構成が考えられる
。トランジスタ８０ベースに入力した信号電圧４に応じ
てエミッターコレクタ間のインピーダンスが変化し、吸
収領域３の光損失が変化する。
以上説明したように、本発明によれば、双安定半導体レ
ーザの吸収領域の印加電圧、または接地抵抗を変化させ
るだけで、大きな変調光出力をドライバ回路なしで得る
ことが可能となる。
ーザの吸収領域の印加電圧、または接地抵抗を変化させ
るだけで、大きな変調光出力をドライバ回路なしで得る
ことが可能となる。
以上の実施例では、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系双安定半
導木レーザを用いた光デイスク用光源として半導用８こ
関して述べたが、ＩｎＧａＡｓＰ／Ｉｎｋ。
導木レーザを用いた光デイスク用光源として半導用８こ
関して述べたが、ＩｎＧａＡｓＰ／Ｉｎｋ。
Ａ ＩＧａ Ｉ ｎＰ／Ｇａ Ｉ ｎＰ等の材料系を用
いた光通信、光情報処理等の応用Ｉこ関しても全く同様
に適用することができる。
いた光通信、光情報処理等の応用Ｉこ関しても全く同様
に適用することができる。
は従来の技術をそれぞれ示す０図において１・・・・・
・双安定半導体レーザ、２・・・・・・励起領域、３・
・・・・・吸収領域、４・・・・・・信号電圧、５・・
・・・・バイアス電流、６・・・・・・変調光出力、７
・・・・・・接地抵抗、８・・・・・・トランジスタ、
９・・・・・・半導体レーザをそれぞれ示す。
・双安定半導体レーザ、２・・・・・・励起領域、３・
・・・・・吸収領域、４・・・・・・信号電圧、５・・
・・・・バイアス電流、６・・・・・・変調光出力、７
・・・・・・接地抵抗、８・・・・・・トランジスタ、
９・・・・・・半導体レーザをそれぞれ示す。
代理人 弁理士 内 原 晋
図１．２は本発明の一実施例を示す図、図３゜４．５は
本発明の別の実施例を示す図、図６．７図１ 旧？ 図 図７
本発明の別の実施例を示す図、図６．７図１ 旧？ 図 図７
Claims (2)
- （１）光学的な結合を保存しつつ電気的に分離した励起
領域と吸収領域の２領域をもち、かつ前記吸収領域の印
加電圧Ｖ＿１、Ｖ＿２に応じて前記励起領域に注入する
発振しきい値電流が変化する双安定半導体レーザにおい
て、前記励起領域に印加するバイアス電流を前記印加電
圧Ｖ＿１、Ｖ＿２に応じた発振しきい値電流の中間に設
定し、前記吸収領域にＶ＿１とＶ＿２に交互に変化する
変調信号電圧を印加することを特徴とする双安定半導体
レーザの駆動方法。 - （２）光学的な結合を保存しつつ電気的に分離した励起
領域と吸収領域の２領域をもち、かつ前記吸収領域を抵
抗を介して接地し、その接地抵抗Ｒ＿１、Ｒ＿２に応じ
て前記励起領域に注入する発振しきい値電流が変化する
双安定半導体レーザにおいて、前記励起領域に印加する
バイアス電流を接地抵抗Ｒ＿１、Ｒ＿２に応じた発振し
きい値電流の中間に設定し、前記吸収領域の接地抵抗Ｒ
＿１からＲ＿２へと変化させることを特徴とする双安定
半導体レーザの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29129088A JPH02137383A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29129088A JPH02137383A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137383A true JPH02137383A (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=17766969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29129088A Pending JPH02137383A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137383A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007048905A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Sharp Corp | 非線形半導体光素子駆動装置 |
| JP2007134490A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sharp Corp | 非線形半導体モジュールおよび非線形半導体光素子駆動装置 |
| US7515624B2 (en) | 2002-11-11 | 2009-04-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser, semiconductor laser driver and method of driving semiconductor laser reducing feedback-induced noise by modulated optical output |
| US7864412B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor optical amplifier device amplifying external light signal and driving apparatus therefor |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP29129088A patent/JPH02137383A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7515624B2 (en) | 2002-11-11 | 2009-04-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser, semiconductor laser driver and method of driving semiconductor laser reducing feedback-induced noise by modulated optical output |
| JP2007048905A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Sharp Corp | 非線形半導体光素子駆動装置 |
| JP4703312B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-06-15 | シャープ株式会社 | 非線形半導体光素子駆動装置 |
| JP2007134490A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sharp Corp | 非線形半導体モジュールおよび非線形半導体光素子駆動装置 |
| US7864412B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor optical amplifier device amplifying external light signal and driving apparatus therefor |
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