JPH03150890A - コヒーレント通信用半導体レーザ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スペクトル線幅の細い（コヒーレント通信用
）半導体レーザに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、スペクトル線幅の細い半導体レーザを得るために
分布帰還型半導体レーザの共振器を長くするという試み
がなされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、共振器を長くすると、光と回折格子の結合が
強くなり、縦単一モードの安定性が劣化するという問題
があった。これは、結合が強くなることにより、共振器
方向の光強度分布に大きな片寄りが生じ、その結果とし
て共振器方向に屈折率分布が生じるためである。

本発明の目的は、共振器方向の光強度分布を平坦化する
ことにより、安定な縦単一モードを得て。

その結果として狭スペクトル線幅を有する半導体レーザ
を実現することにある。

〔課題を解決するための手−段〕

上記目的は、レーザ内部に組込む回折格子の周期を変調
することにより達成される。すなわち。

共振器方向の光強度分布が平坦になるように１回折格子
の周期を部分的に変化させることによって達成される。

（作用〕 分布帰還型半導体レーザにおいて、内部に組み込む回折
格子の周期を部分的に変化させることにより、光と回折
格子の結合の強さをコントロールし共振器方向での光の
強度分布を平坦化することができる。その結果、高光出
力時まで安定な縦単一モード発振を維持することができ
る。スペクトル線幅は、光出力に反比例して細くなるの
で、このように縦モードを高光出力時まで安定化するこ
とにより、スペクトル線幅の細い半導体レーザを得るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図を用いて説明する
。

ｎ型１ｎＰ基板ｌの表面に回折格子２を作製する。回折
格子は領域１〜７に分かれており、それぞれの領域内で
は、回折格子の周期は均一である。

また、領域１・、３，５．７の回折格子の周期は等しく
、（ｉｌ域２，４．６の回折格子の周期も等しい。

そして、領域２，４．６が位相調整領域として働き、そ
れぞれπラジアンの位相シフト量を与える。

位相調整領域の長さは、それぞれ１５０ｐｍであり、共
振器の全長は１２０μｍである。この回折格子を形成し
たｎ型ＩｎＰ基板の表面に、有機金属成長法によりｎ型
Ｉ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐクララド層３゜ノンドープ
Ｉ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐ活性層４ｙＰ型Ｉ　ｎＧａ
Ａｓ　Ｐクラッド層５を順次エピタキシャルに多層成長
する０次にＰ側電極６．ｎ型電極７を蒸着することによ
り、レーザ構造を得た。このレーザは光出力４０ｍＷま
で安定な縦単一モードを有し、光出力３０ｍＷにおいて
、最小スペクトル線幅０　、８　Ｍ　Ｈｚを得た。

次に９本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する
。

第２の実施例においても領域２，４．６が位相調整領域
として働くが、領域２による位相シフト量がπラジアン
、領域４および６による位相シフト量が３πラジアンで
あることが第１の実施例と異なる。このレーザにおいて
は、光出力５０ｍＷまで安定な縦単一モードを得ること
ができ、光出力４０ｍＷにおいて最小スペクトル線幅０
　、６　ＭＨｚを得た。

次に、本発明の第３の実施例を第３図を用いて説明する 本実施例では、回折格子が領域１〜５に分れ、領域２お
よび４が位相調整領域として働く点、および活性領域に
多重量子井戸構造４１を有する点が、第１の実施例と異
なる。多重量子井戸構造を導入するごとにより、さらに
狭スペクトル化され、光出力４０ｍＷにおいて最小スペ
クトル線幅０．２ＭＨｚを得た。

次に本発明の第４の実施例を第４図を用いて説明する。

本実施例では、ｐ　ａｌ電極が６１．６２．６３の３つ
の電気的に分離されていることが、第３の実施例と異な
る。このように電極を分離し、それぞれの電極に流す電
流を独立に変化させることにより、発振波長を変化させ
ることができる。このし−ザでは、スペクトル線幅を０
　、６　Ｍ　Ｈｚ　　以下に保ったまま１発振波長を２
ｎｍの範囲にわたって。

変化させることができた。

上記の各実施例は、どのような横モード制御構造を有す
る半導体レーザにも適用可能である。さらに、ＩｎＰ系
以外のあらゆる材料系によって作製された半導体レーザ
にも適用可能である。

次に、本発明の第５の実施例を、第５図を用いて説明す
る。第５図は、波長多重コヒーレント光通信システムを
示すブロック図である１図において、第２レーザ１２の
発振波長はλ！、第２レーザ１２の発振波長はλ２であ
り、さらに第５０レーザ（図示略）の発振波長をλｓｏ
とする。それぞれのレーザの発振波長間隔は０．０５　
　ｎｍである。

このように一定の波長間隔を得るために、本発明のコヒ
ーレント通信用半導体レーザを使用する。

上記５０個のレーザは、それぞれ独立に２Ｇｂ／Ｓで周
波数変調を行う。各レーザ光を１本の光ファイバ１３に
導き、５０ｋｍの伝達を行う、受信側では、ローカル光
源として本発明の第４の実施例の波長可変レーザ１４を
用いて、λｌ〜λ３ｏのうちの１つの波長を選択し、復
調回路１５を経て信号を得る。このように、本発明の波
長可変レーザを送信側の光源および受信側のローカル光
源として用いることにより、５０チヤネルのコヒーレン
ト通信を行うことが可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コヒーレント光通信システムの光源と
して最適な、狭スペクトル線幅レーザを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例のレーザ装置の断面
図、第５図は１本発明の一実施例の光通信システムのブ
ロック図である。 １−　ｎ型ＩｎＰ基板、２′・−・回折格子、３−　ｎ
型ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、４・・・ノンドープＩ　
ｎＧａＡｓ　Ｐ活性層、５・　ｐ型Ｉ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ　Ｐクラッド層、６・・・ｐ側電極、７・・・ｎ側
電極、４１・・・多重量子井戸構造、６１，６２．６３
・・・ｐ側電極、１１，１２・・・送信用レーザ、１３
・・・光ファイノ（− １４・・・ローカル光源。 ］ｋ て 図 纂 目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、共振器方向に沿つて、周期的な摂動を含む帰還路を
   有する半導体レーザにおいて、摂動の周期の異なる領域
   が２つ以上あり、なおかつ同じ周期を有する領域がそれ
   ぞれ２つ以上あることを特徴とするコヒーレント通信用
   半導体レーザ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント通信用半
   導体レーザにおいて、基本となる摂動の周期に対して、
   異なる周期を有する領域が摂動の位相を調整する領域と
   して働くことを特徴とするコヒーレント通信用半導体レ
   ーザ。 ３、特許請求の範囲第２項記載のコヒーレント通信用半
   導体レーザにおいて、位相調整領域での位相調整量が、
   π＋２ｎπ（ｎ＝０，１，２，・・・）であることを特
   徴とするコヒーレント通信用半導体レーザ。 ４、特許請求の範囲第２項および第３項記載のコヒーレ
   ント通信用半導体レーザにおいて、複数の位相調整領域
   の位相調整費が異なることを特徴とするコヒーレント通
   信用半導体レーザ。 ５、特許請求の範囲第１項、第２項および第３項記載の
   コヒーレント通信用半導体レーザにおいて、活性領域に
   多重量子井戸構造を有することを特徴とするコヒーレン
   ト通信用半導体レーザ。 ６、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項および第４
   項記載のコヒーレント通信用半導体レーザにおいて、活
   性領域に近い側の電極を電気的に複数に分割し、それぞ
   れの電極に独立に電流を流すことにより発振波長をコン
   トロールできることを特徴とするコヒーレント通信用半
   導体レーザ。 ７、特許請求の範囲第１項〜第６項記載のコヒーレント
   通信用半導体レーザを使用したコヒーレント光通信シス
   テム。