JPH03233425A

JPH03233425A - 発光素子

Info

Publication number: JPH03233425A
Application number: JP2028189A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Osono; 大園　康之; Toshio Ito; 敏夫伊藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-17

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、広い範囲で特定の光を選択出力する発光素子
に関するものである。

（従来の技術）近年、光通信放送等の分野では、２波長以上の波長多重
通信が採用されている。そしてこのような波長多重通信
では、異なる波長を持った光が必要となるので、波長の
異なった半導体レーザを複数個用いて実現していた。

その他の光源として、波長可変半導体レーザが考えられ
ているが、これは、中心波長の回りのごく狭い領域でし
か可変させることができない欠点があった。

また半導体レーザは、伝搬モードが電界ベクトルはへテ
ロ界面に平行で、磁界ベクトルは伝搬方向とへテロ界面
とに垂直な方向とに成分を持つＴＥモードと、磁界ベク
トルはへテロ界面に平行で、電界ベクトルは伝搬方向と
へテロ界面に垂直な方向とに成分を持つＴＭモードの二
つのモードが存在し、ＴＥ　−ＴＭ両モードで発振が可
能であるが、実際には、ＴＥモードで発振する傾向があ
り、ＴＭモードを得ることは難しいという欠点があった
。

（発明が解決しようとする＃ＪｉＥ８）本発明は、広い
範囲で特定の光を選択出力することが可能な発光素子を
提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の発光素子は、発光ダイオードを用い、その光の
出射面にフィルタを置く。

従来、例えば特定の波長の発光素子を得るには、−多数
の半導体レーザを製造し、波長を測定して、目的の波長
の素子を得る必要があったので、経済的でないという欠
点があった。

また半導体レーザは、偏波状態が決まっており、特定の
偏波状態を得ることは難しいという欠点があった。

本発明は、特定の波長帯域を持つ波長フィルタや、偏波
フィルタを用いることによって、特定の波長や、偏波状
態を容易に得ることが可能であるので、半導体レーザに
比べて、経済的な発光素子が得られる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

夫施班ユ第１図は本発明の第１実施例を説明する図であって、１
は発光ダイオード、２は波長フィルタ、３は発光ダイオ
ードの駆動回路である。

このような構造になっているから、発光ダイオードの光
は、波長フィルタによって帯域制限されて、特定の帯域
だけが選択出力される。

この結果から明らかなように、従来の半導体レーザを用
いるのに比べて、容易に任意の帯域を得ることが可能に
なるという改善があった。

夫施斑業第２図は本発明の第２の実施例を説明する図であって、
４は発光ダイオード、５はバンドパス波長フィルタ、６
は発光ダイオードの駆動回路である。

第３図は本発明の動作原理の説明図であって、（ａ）は
発光ダイオードのスペクトラム、（ｂ）はバンドパス波
長フィルタの透過率−波長の特性図、（ｃ）は（ａ）と
（ｂ）を組み合わせた第２図の構成より得られる波長の
スペクトラムである。

第４図は第２図の実施例を多数組み合わせた例を説明す
る図であって、（ａ）は波長多重通信用の送信部の構成
図、７は透過波長λ１〜λ５のバンドパス波長フィルタ
、８は光カップラである。

（ｂ）は、第４図（ａ）の構成より得られる波長のスペ
クトラムである。

このような構成になっているから、発光ダイオードの光
は、バンドパス波長フィルタによって帯域制限されて、
特定の波長だけが選択出力される。

これによって、目的とする波長の発光素子が得られる。

また波長を変えたバンドパス波長フィルタを数組用いれ
ば、第４図（ｂ）に示すように多くの波長の異なる光源
を得ることができる。

この結果から明らかなように、従来の半導体レーザを用
いるのに比べて、容易に特定の波長を得ることが可能に
なるという改善があった。

実１０組史第５図は本発明の第３の実施例を説明する図であって、
９は発光ダイオード、１０は可変のショートウェーブパ
スフィルタ、１２は可変のロングウェーブパスフィルタ
１２であって、可変バンドパスフィルタは、可変のショ
ートウェーブパスフィルタ１０と可変のロングウェーブ
パスフィルタ１２とで構成される。１１は発光ダイオー
ドの駆動回路である。

第６図は可変のバンドパスフィルタの動作原理の説明図
であって、（ａ）は可変のショートウェーブパスフィル
タの透過率−波長の特性図、（ｂ−１）および（ｂ−２
）は可変のショートウェーブパスフィルタの構造を示す
それぞれ平面図および側面図、（Ｃ）は可変のロングウ
ェーブパスフィルタの透過率−波長の特性図、（ｄ−１
）および（ｄ−２）は可変のロングウェーブパスフィル
タの構造を示すそれぞれ平面図および側面図、（ｅ）は
（ａ）と（ｃ）で構成された可変バンドパスフィルタの
透過率−波長の特性図である。

第７図は本発明の動作原理の説明図であって、（ａ）は
発光ダイオードのスペクトラム、（ｂ）は可変バンドパ
スフィルタの透過率−波長の特性図、（ｃ）は可変のシ
ョートウェーブパスフィルタと可変のロングウェーブパ
スフィルタを組み合わせた第５図の実施例の構成より得
られる波長のスペクトラムを示す図である。

−Ｓのショートウェーブパスフィルタやロングウェーブ
パスフィルタは、光学ガラス（ＢＫ７等）の上に、Ｍｇ
Ｆｚ　（フッ化マグネシウム）　、５ｉｆｔ（二酸化シ
リコン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）を蒸着して製作される
が、第６図（ａ）の可変のショートウェーブパスフィル
タや第６図（ｃ）の可変のロングウェーブパスフィルタ
は、真空蒸着機の蒸発点からの距離を変えて、蒸着膜の
厚さをコントロールして製作する。この２枚のフィルタ
を重ね、それぞれを個別に動かし、短波長と長波長のカ
ント帯域を調整して、任意の波長のバンドパスフィルタ
を得る。

このような構造になっているから、発光ダイオードの光
は、可変のショートウェーブパスフィルタと、可変のロ
ングウェーブパスフィルタによって帯域制限されて、特
定の波長だけが選択出力される。これによって、目的と
する波長の発光素子が、実施例２より容易に得られる。

夫旌班土第８図は本発明の第４の実施例を説明する図であって、
１３は発光ダイオード、１４は偏波フィルタ、１５は音
響光学素子、１６は音響光学素子を制御する発振器、１
７は発光ダイオードの駆動回路である。

第９図は音響光学素子の動作原理の説明図であって、（
ａ）はその原理図、（ｂ）は音響光学素子の透過率−波
長の特性図、（ｃ）は第８図に示す構成から得られる波
長のスペクトラムである。

発光ダイオードの光は、まず偏波フィルタによって、音
響光学素子で回折できるように偏波面が制御された後に
、音響光学素子に入射される。音響光学素子では、第９
図（ａ）に示すように、発振器から発振された音波によ
って回折されて出射する。このとき、波長によって回折
する角度が異なるので、出射光は広がりをもつ。そこで
、ある１点に注目すると、こ覧で得られる波長の帯域幅
は、第９図（ｂ）に示すように、発振する音波の周波数
によって制御可能である。

このような構成になっているから、発光ダイオードの光
は、発振器によって制御される音響光学素子によって帯
域が制限されて、特定の波長が選択出力される。これに
よって、目的とする波長の発光素子が、実施例３より容
易に得られる。

夫豊班工第１０図は本発明の第５の実施例を説明する図であって
、１８は面発光ダイオード、１９は偏波フィルタ、２０
は発光ダイオードの駆動回路である。

第１１図は本発明の動作原理の説明であって、２１は面
発光ダイオードの偏波面、２２は偏波フィルタ、２３は
面発光ダイオード１８と偏波フィルタ１９を組み合わせ
た第１０図に示す実施例の構成より得られる偏波状態で
ある。

このような構成になっているから、無偏波で発振してい
る面発光ダイオードの光は、偏波フィルタ２２によって
偏波面制御されて、特定の偏波面を持つ光だけが選択出
力される。これによって、目的とする偏波状態を持つ発
光素子が得られる。

この結果から明らかなように、従来の半導体レーザを用
いるのに比べて、容易に特定の偏波状態を得ることが可
能になるという改善があった。

夫豊班亙第１２図は本発明の第６の実施例を説明する図であって
、２４は面発光ダイオード、２５は波長フィルタ（実施
例２のバンドパス波長フィルタ、実施例３の波長可変バ
ンドパスフィルタ等）、２６は偏波フィルタ、２７は発
光ダイオードの駆動回路である。

第１３図（ａ）は、本発明の第６の実施例の動作原理の
説明図であって、第１３図（ｂ）は面発光ダイオードの
スペクトラム、２８は面発光ダイオードの偏波面、第１
３図（ｃ）は波長フィルタ（例：ハンドパス波長フィル
タ）の透過率−波長の特性図、２９は偏波フィルタ、第
１３図（ｄ）は面発光ダイオード２４と波長フィルタ２
５と偏波フィルタ２６を組み合わせた第１２図に示す実
施例の構成より得られる波長のスペクトルを示す図、３
０は第１２図に示す実施例の構成より得られる偏波状態
である。３１は波長フィルタである。

このような構成になっているから、面発光ダイオードの
光は、波長フィルタ３１によって特定の波長だけが選択
出力された後、偏波フィルタ２９によって偏波面制御さ
れて、特定の偏波面を持つ光だけが選択出力される。こ
れによって、目的とする波長と偏波状態を持つ発光素子
が得られる。

この結果から明らかなように、従来の半導体レーザを用
いるのに比べて、容易に特定の波長と偏波状態を得るこ
とが可能になるという改善があった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の発光素子は、容易に波長
の異なる光源を簡単に得ることが可能であるから、多く
の波長を必要とする波長多重通信方式の構成を簡単、容
易に実現できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は本発
明の第２の実施例の構成図、第３図（ａ）　、　（ｂ）
　、　（ｃ）は本発明の第２の実施例の動作原理を説明
するスペクトラム、第４図は本発明の第２の実施例を多数組み合わせた例の
説明図であって、（ａ）は波長多重通信用の送信部の構
成図、（ｂ）は波長のスペクトラム、第５図は本発明の
第３の実施例の構成図、第６図は可変バンドパスフィル
タの動作原理を説明する構成およびスペクトルを示し、
（ａ）は可変のショートウェーブパスフィルタの透ｓ率
−波長の特性図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は可変の
ショートウェーブパスフィルタの構造を示すそれぞれ平
面図および側面図（ｃ）は可変のロングウェーブパスフ
ィルタの透過率−波長の特性図、（ｄ−１）および（ｄ
−２）は可変のロングウェーブパスフィルタの構造を示
すそれぞれ平面図および側面図、（ｅ）は（ａ）と（ｃ
）で構成された可変バンドパスフィルタの透過率−波長
の特性図、第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は本発明の第３
の実施例の動作原理を説明するスペクトラム、第８図は本発明の第４の実施例の構成図、第９図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）は音響光学素子および本発明
の第４の実施例の動作原理を説明する構成およびスペク
トルを示す図、第１０図は本発明の第５の実施例の構成図、第１１図は
本発明の第５の実施例の動作原理を説明する図、第１２図は本発明の第６の実施例の構成図、第１３図（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は本発明の
第６の実施例の動作原理の説明図である。１・・・発光ダイオード　　　２・・・波長フィルタ３
・・・駆動回路　　　　　　４・・・発光ダイオード５
・・・バンドパス波長フィルタ６・・・駆動回路７・・・λ１〜λ５のバンドパス波長フィルタ８・・・
光カップラ　　　　　９・・・発光ダイオード１０・・
・可変のショートウェーブパスフィルタ１１・・・駆動
回路１２・・・可変のロングウェーブパスフィルタ１３・・
・発光ダイオード　　　１４・・・偏波フィルタ１５・
・・音響光学素子　　　　１６・・・発振器１７・・・
駆動回路　　　　　　１８・・・面発光ダイオ−１９・
・・偏波フィルタ　　　　２０・・・駆動回路２１・・
・面発光ダイオードの偏波面２２・・・偏波フィルタ２３・・・第１０図に示す実施例の構成により得られる
偏波状態２４・・・面発光ダイオード　　２５・・・波長フィル
タ２６・・・偏波フィルタ　　　　２７・・・駆動回路
２８・・・面発光ダイオードの偏波面２９・・・偏波フィルタ３０・・・第１２図に示す実施例の構成により得られる
偏波状態３１・・・波長フィルタド第１図３便動回路第２図第３図涯第４図（ａ）光力ｌフ゛う（ｂ）第５図ｑ　−−一一茫尤ゲイオーＦＩＯ−一・可変の７３−１ウエーフバスフィルタｎ−一
一一駈動回路／２−−ｉ７変のロングウェー７′ハ゛スフイルゲ第６
図ａ −１波６ ′ｅ（ｂ）（ｃ）第７図第８図ｆ８−−−一面発児タンオ−Ｆｔｑ−−・倫ぼフイｌレダ２０−：駆Ｗ１回路見９ざ第１１図イ耳り徂ｓｇＡｇ皮状航第１２図２７　・−一　鳥Ｑ普六回１各塑１引魁

Claims

【特許請求の範囲】１、発光ダイオードとフィルタにより構成し、該発光ダ
イオードの出力光を該フィルタにより、特定の光を選択
出力する発光素子において、該フィルタとして、可変の
短波長透過フィルタ（ショートウェーブパスフィルタ）
と、可変の長波長透過フィルタ（ロングウェーブパスフ
ィルタ）で構成された波長可変バンドパスフィルタとを
用いることにより、特定の波長を選択出力することを特
徴とする発光素子。２、発光ダイオードとフィルタにより構成し、該発光ダ
イオードの出力光を該フィルタにより、特定の光を選択
出力する発光素子において、該フィルタとして、偏波（
偏光）フィルタと音響光学素子（ＡＯＤ）とを用いるこ
とにより、特定の波長を選択出力することを特徴とする
発光素子。