JPH0325987A - 半導体レーザ光源装置 - Google Patents
半導体レーザ光源装置Info
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- JPH0325987A JPH0325987A JP1159434A JP15943489A JPH0325987A JP H0325987 A JPH0325987 A JP H0325987A JP 1159434 A JP1159434 A JP 1159434A JP 15943489 A JP15943489 A JP 15943489A JP H0325987 A JPH0325987 A JP H0325987A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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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］
本発明は、半専休レーザと外部共振器とを組み合わせて
スペクトル線幅を狭窄化する半導体レーザ光ｍ装置に関
するものである。
スペクトル線幅を狭窄化する半導体レーザ光ｍ装置に関
するものである。
［従来の技術］
コヒーレント光通信方式において用いられる光の変調方
式には、ＡＳＫ （振幅シフトギーイング〉ＦＳＫ （
周波数シフトキーイング）、ＰＳＫ（伶相シフトキーイ
ング）等の方式があるが、このうちＦＳＫ方式は、半導
体レーザ光源１の駆動電流を直接変調づることにより、
比較的簡単に達或され、また高い受信感度が得られるた
め、将来広く用いられる可能竹がある。
式には、ＡＳＫ （振幅シフトギーイング〉ＦＳＫ （
周波数シフトキーイング）、ＰＳＫ（伶相シフトキーイ
ング）等の方式があるが、このうちＦＳＫ方式は、半導
体レーザ光源１の駆動電流を直接変調づることにより、
比較的簡単に達或され、また高い受信感度が得られるた
め、将来広く用いられる可能竹がある。
しかしながら、ＦＳＫ方式実現に際してこれまで主に２
つの問題点があり、実用化の大きな妨げとなっていた。
つの問題点があり、実用化の大きな妨げとなっていた。
第１の問題点は、半導体レーザのスペクトル純度の問題
である。ＦＳＫ方式で高受信感度を実現するには、半導
体レーザのスペクトル線幅が数百ｋＨＺ〜数ＭＨＺ稈度
である必要があるが、通常製造されているＤＦＢレーザ
では、その値が＋〜数十ＭＨ ｚＰｉ！度であり、高受
信感度実現を阻んでいた。
である。ＦＳＫ方式で高受信感度を実現するには、半導
体レーザのスペクトル線幅が数百ｋＨＺ〜数ＭＨＺ稈度
である必要があるが、通常製造されているＤＦＢレーザ
では、その値が＋〜数十ＭＨ ｚＰｉ！度であり、高受
信感度実現を阻んでいた。
第２の問題点は、半導体レーザの直接周波数変調特性の
周波数に対する不均一性である。これは半導体レーザの
直接周波数変調が低周波領域では温度による効果により
、一方８周波領域ではギャリア密度変化により起こるこ
とに起因しており、両者の影響の下がり始める付近の周
波数に、一例として第２図のような窪みαを生じる。デ
ータ信号であるＮＲＺ信号は、低減の周波数或分を多く
有するため、変調の結果得られるＦＳＫ信号に歪みを生
じ、伝送特性を劣化させるという問題点があった。
周波数に対する不均一性である。これは半導体レーザの
直接周波数変調が低周波領域では温度による効果により
、一方８周波領域ではギャリア密度変化により起こるこ
とに起因しており、両者の影響の下がり始める付近の周
波数に、一例として第２図のような窪みαを生じる。デ
ータ信号であるＮＲＺ信号は、低減の周波数或分を多く
有するため、変調の結果得られるＦＳＫ信号に歪みを生
じ、伝送特性を劣化させるという問題点があった。
第１の問題点に対して従来は、第３図のように前方出力
光Ｌ１と後方出剣光Ｌ２を双方向出射する半導体レーザ
１の後方の側に戻り光Ｌ３を集光するためのレンズ２を
介して、特定の波長のみを反躬するフィルタ等の外部共
振器３を付加して、外部共振器３の位置を変化させて発
振スペクトル線幅を狭窄化する方法が広く行われていた
。しかし、外部共振器３を機械的に変化させるため事実
上外部共振器３の長さを変化させることによる周波数変
調は不可能であることと、周波数変調特性の平坦性（第
２の問題点）が悪いという問題点があった。
光Ｌ１と後方出剣光Ｌ２を双方向出射する半導体レーザ
１の後方の側に戻り光Ｌ３を集光するためのレンズ２を
介して、特定の波長のみを反躬するフィルタ等の外部共
振器３を付加して、外部共振器３の位置を変化させて発
振スペクトル線幅を狭窄化する方法が広く行われていた
。しかし、外部共振器３を機械的に変化させるため事実
上外部共振器３の長さを変化させることによる周波数変
調は不可能であることと、周波数変調特性の平坦性（第
２の問題点）が悪いという問題点があった。
そこで、第４図に示すように、従来は変調用データ信号
Ｅ１を半導体レーザ１の周波数変調特性と逆特性を有す
る等化器４で等化し、当該等化データ信号Ｅ２で変調を
行う方式が提案されている。
Ｅ１を半導体レーザ１の周波数変調特性と逆特性を有す
る等化器４で等化し、当該等化データ信号Ｅ２で変調を
行う方式が提案されている。
また、前記等化器４の必要性をなくすため、第５図に示
すように従来は、ＤＦＢレーザ装Ｍ１′を同一基板５上
に活性層６を有するＤＦＢ領ｔｊ！Ａ１と光導波路層７
を有する位相制御領域Ａ２とを集積化し、電極８〜１０
のうち片側の電極をそれぞれの領域ＡＩ ，Ａ２ごとに
分割し、電極１０を介して注入する電流ｌｍで位相制御
領域Ａ２の位相を変化させることにより平坦な周波数変
調特性を実現するような位相制卯領域付ＤＦＢレーザが
提案されている（Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｔ．
， ＥｌｅｃｔｒｏｎＬｅｔｔ． Ｖｏｌ． ２１
Ｎｏ．７ Ｍａｒ． １９８５） 。図中Ｉｄはデ
ータ電流信号である。
すように従来は、ＤＦＢレーザ装Ｍ１′を同一基板５上
に活性層６を有するＤＦＢ領ｔｊ！Ａ１と光導波路層７
を有する位相制御領域Ａ２とを集積化し、電極８〜１０
のうち片側の電極をそれぞれの領域ＡＩ ，Ａ２ごとに
分割し、電極１０を介して注入する電流ｌｍで位相制御
領域Ａ２の位相を変化させることにより平坦な周波数変
調特性を実現するような位相制卯領域付ＤＦＢレーザが
提案されている（Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉ ｅｔ ａｔ．
， ＥｌｅｃｔｒｏｎＬｅｔｔ． Ｖｏｌ． ２１
Ｎｏ．７ Ｍａｒ． １９８５） 。図中Ｉｄはデ
ータ電流信号である。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、前記した第４図の外部共振器３及び等化器４
を有する半導体レーザ光源装置においては、等化器４を
実現する電気回路の設計は極めて難しいという問題点が
ある。また、半導体レーザ１の直接周波数変調特竹は、
個々の半導体レーザ１によって微妙に異なるため、等化
器４を個々の半導体レー’Ｊ’１に合わせて設目しなけ
ればならないという欠点があった。
を有する半導体レーザ光源装置においては、等化器４を
実現する電気回路の設計は極めて難しいという問題点が
ある。また、半導体レーザ１の直接周波数変調特竹は、
個々の半導体レーザ１によって微妙に異なるため、等化
器４を個々の半導体レー’Ｊ’１に合わせて設目しなけ
ればならないという欠点があった。
さらに、第５図に示した従来の僚相制御領域付ＤＦＢレ
ーザ装置１′においては、構造的には外部共振器を有し
ないためスペクトル線幅が十〜数十Ｍｔｌｚ程度と広く
、また周波数変調がキャリア密度の変化により行われて
いるため、周波数変調帯域がキャリアの生存時間により
制限されて２００〜３００ＭＩ−１ｚ稈度しか得られな
いという欠点があった。
ーザ装置１′においては、構造的には外部共振器を有し
ないためスペクトル線幅が十〜数十Ｍｔｌｚ程度と広く
、また周波数変調がキャリア密度の変化により行われて
いるため、周波数変調帯域がキャリアの生存時間により
制限されて２００〜３００ＭＩ−１ｚ稈度しか得られな
いという欠点があった。
このように、従来の半導体レーザ装置は、狭スペクトル
線幅を達成し、同時に平坦かつ広帯ｉ８！な直接周波数
変調特性を実現することができなかった。
線幅を達成し、同時に平坦かつ広帯ｉ８！な直接周波数
変調特性を実現することができなかった。
本発明は、前記した従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、狭スベクトル線幅を実現し同時に平坦かつ
広帯域な直接周波数変調特性を有する半導体レーザ光Ｆ
Ａ装置を提供せんとするものである。
れたもので、狭スベクトル線幅を実現し同時に平坦かつ
広帯域な直接周波数変調特性を有する半導体レーザ光Ｆ
Ａ装置を提供せんとするものである。
［課題を解決するための手段］
前記課題を達成するために、本発明の半導体レーザ光源
が、半導体レーザから出射される光の一部を外部共振器
により帰還せしめて該半導体レーザのスペクトル線幅を
狭窄化する半導体レーザ光源装置において、印加電圧に
より屈折率を変化させる電気光学効果を用いた光位相変
調器の前記半導体レーザとは反対側に位置する月端面に
高反用率」一テイングした外部共振器占、該外部共振器
の該印加電圧を変調するための変調丁段とを有し、前記
外部共振器の位相変調を行うことにより、前記半導体レ
ーザの前記外部共振器とは反対側から出射する出力光の
スペクトル線幅を狭窄化すると同時に周波数変調を行う
、以士の構成手段を採用することにより解決される。
が、半導体レーザから出射される光の一部を外部共振器
により帰還せしめて該半導体レーザのスペクトル線幅を
狭窄化する半導体レーザ光源装置において、印加電圧に
より屈折率を変化させる電気光学効果を用いた光位相変
調器の前記半導体レーザとは反対側に位置する月端面に
高反用率」一テイングした外部共振器占、該外部共振器
の該印加電圧を変調するための変調丁段とを有し、前記
外部共振器の位相変調を行うことにより、前記半導体レ
ーザの前記外部共振器とは反対側から出射する出力光の
スペクトル線幅を狭窄化すると同時に周波数変調を行う
、以士の構成手段を採用することにより解決される。
１作 用］
本発明は前記手段を講ずるので、本発明において、半導
体レーザから後方に出岨された後方出射光は、光位相変
調器に入射し、該光位相変ｖＡ器の片蝙而に施された高
反躬率］一ティング股により反躬され、戻り光となって
前記半導体レーゾに戻り、ここで外部共振器が構戒され
狭スベクトル線幅が実現される。
体レーザから後方に出岨された後方出射光は、光位相変
調器に入射し、該光位相変ｖＡ器の片蝙而に施された高
反躬率］一ティング股により反躬され、戻り光となって
前記半導体レーゾに戻り、ここで外部共振器が構戒され
狭スベクトル線幅が実現される。
該外部共振器中の光の位相は、前記光位相変調器の電極
に加えられたデータ信号によって変化ざせられ、これに
よって前記半導体レーザから出射される前方出力光の周
波数が変化する。
に加えられたデータ信号によって変化ざせられ、これに
よって前記半導体レーザから出射される前方出力光の周
波数が変化する。
また、本発明を用いた半導体レープ光源は、半導体レー
ザど外部共振器とを一体化することが可能であり、これ
により信頼性向上、小型化の点で改善が明持できる。
ザど外部共振器とを一体化することが可能であり、これ
により信頼性向上、小型化の点で改善が明持できる。
［実施例１
本発明の実施例を第１図につき説明する。
なお、同図中従来例と同一構成については同一番号を付
し説明の重複を省いた。
し説明の重複を省いた。
図において、１１はＬ． ｉ Ｎ ｂ Ｏ ３’−＜板
、１２はチタン（Ｔ１）を拡改した光導波路層、１３．
１４は電極、１５は電１ｆｌ１３による光の吸収を軽減
するためのバツファ層であり、これらから本発明で用い
る光位相変調器１６を構成している。また、電極１７．
１８により上下ザンドイッヂざれた半導体レーザ１の遠
端側にある光位相変調器１６の端面１６ａには光導波路
層１２を＋ｒＮＷ１シてきた後方出射光Ｌ２を再び戻し
光Ｌ３として半導体レーザ１に戻すために高反田の高反
用コーティング膜１９を施してある。即ち、本発明の外
部＃振器２０は、一端に高反射コーティング膜１９が施
されている光位相変調器１６で構成されている。
、１２はチタン（Ｔ１）を拡改した光導波路層、１３．
１４は電極、１５は電１ｆｌ１３による光の吸収を軽減
するためのバツファ層であり、これらから本発明で用い
る光位相変調器１６を構成している。また、電極１７．
１８により上下ザンドイッヂざれた半導体レーザ１の遠
端側にある光位相変調器１６の端面１６ａには光導波路
層１２を＋ｒＮＷ１シてきた後方出射光Ｌ２を再び戻し
光Ｌ３として半導体レーザ１に戻すために高反田の高反
用コーティング膜１９を施してある。即ち、本発明の外
部＃振器２０は、一端に高反射コーティング膜１９が施
されている光位相変調器１６で構成されている。
要するに本実施例は半導体レーザ１であるＤ「Ｂレーザ
とレンズ２の集光系と外部共振器２０とからなる。
とレンズ２の集光系と外部共振器２０とからなる。
光位相変調器１６としては、電気光学結晶などが用いら
れ、その代表的なものとしては、ニオブ酸リヂウム（Ｌ
ｉＮｂＯ３）がある。二オブ酸リヂウム等の強誘電体を
用いた位相変ＵＡ器１６は、電気光学効果による広い変
調帯域を有しているため、本実施例により数Ｇ Ｈ ｚ
の周波数変調が可能となる。
れ、その代表的なものとしては、ニオブ酸リヂウム（Ｌ
ｉＮｂＯ３）がある。二オブ酸リヂウム等の強誘電体を
用いた位相変ＵＡ器１６は、電気光学効果による広い変
調帯域を有しているため、本実施例により数Ｇ Ｈ ｚ
の周波数変調が可能となる。
本発明は前記のように構成されるから、出力光Ｌ１を前
方出射する半導体レー｛ア１から後方に出射された後方
出射光Ｌ２は、レンズ２を介して外部共振器２０へ、即
ち強講電休の光位相変調器１６に入射し、光位相変調器
１６の片端而に施された高反射コーティング膜１９によ
り反則され、外部共振器２０からの戻り光Ｌ２となって
半導体レーザ１に戻り、狭スベクトル線幅が実現される
。
方出射する半導体レー｛ア１から後方に出射された後方
出射光Ｌ２は、レンズ２を介して外部共振器２０へ、即
ち強講電休の光位相変調器１６に入射し、光位相変調器
１６の片端而に施された高反射コーティング膜１９によ
り反則され、外部共振器２０からの戻り光Ｌ２となって
半導体レーザ１に戻り、狭スベクトル線幅が実現される
。
外部共振器２０中の光の位相は、光位相変調器１６の電
極１３に加えられたデータ信弓Ｅ１によって変化させら
れ、これによって半導体レーｆ １から出射される前ブ
ノ出力光１−１の周波数が変化づる。
極１３に加えられたデータ信弓Ｅ１によって変化させら
れ、これによって半導体レーｆ １から出射される前ブ
ノ出力光１−１の周波数が変化づる。
［発明の効果］
かくして本発明は、印加電圧により屈折率を変化させる
電気光学効果を用いた光伶相変調帯１６の片端面に高反
射率］一ティングした外部共振器２０と、外部共振器２
０の印加電圧を変調づるための変調手段どを用いて周波
数変調することにより、狭スベクトル線幅をｈし平坦か
つ広帯域な周波数変調特性を有する半導体レーザ光源を
実現することができる。
電気光学効果を用いた光伶相変調帯１６の片端面に高反
射率］一ティングした外部共振器２０と、外部共振器２
０の印加電圧を変調づるための変調手段どを用いて周波
数変調することにより、狭スベクトル線幅をｈし平坦か
つ広帯域な周波数変調特性を有する半導体レーザ光源を
実現することができる。
外部共振器２０をＬｉＮｂＯ３で構成することにより、
簡単に構成することができる。
簡単に構成することができる。
従って本発明はコじーレント光ファイバ通信におけるＦ
ＳＫ方式用半導休レーザ光源装冑として広く適用するこ
とが可能であり、その効果は極めて人である。
ＳＫ方式用半導休レーザ光源装冑として広く適用するこ
とが可能であり、その効果は極めて人である。
第１図は本発明による実施例であり、半導体レ一ザ光源
のブロック図、第２図は従来の゛ド導体レーザの直接周
波数変調特竹の特竹線図、第３図は従来の外部共振部を
有する半導体レーザ光源装置のブロック図、第４図は従
来の外部共振藁及び等化器を有する半導体レーザ光源装
置のブロック図、第５図は従来の槓相制御領域｛ＪＤＦ
Ｂレーザの構造を示す図である。 １・・・半導体レー１ｆｌ−・・・ＤＦＢレーヂ装置２
・・・レンズ ３．２０・・・外部共振器４・
・・等化Ｐ！ｉ ５・・・基板６・・・活性
層 ７，１２・・・光導波路層８．９．１０．
１３．１４．１７．１８・・・電極１１・・・ＬｉＮ
ｂＯ３基板 １５・・・バッファ層 １６・・・光佇相変調器１
６ａ・・・端面 １９・・・高反田コーティング膜 ２０・・・外部共振器 Ａ１・・・ＤＦＢ領域Ａ２
・・・位相制御領域 １１・・・前方出力光Ｌ２・・
・後方出射光 Ｌ３・・・戻り光Ｆ１・・・データ
信月 Ｅ２・・・等化データ信号第１図 第２図
のブロック図、第２図は従来の゛ド導体レーザの直接周
波数変調特竹の特竹線図、第３図は従来の外部共振部を
有する半導体レーザ光源装置のブロック図、第４図は従
来の外部共振藁及び等化器を有する半導体レーザ光源装
置のブロック図、第５図は従来の槓相制御領域｛ＪＤＦ
Ｂレーザの構造を示す図である。 １・・・半導体レー１ｆｌ−・・・ＤＦＢレーヂ装置２
・・・レンズ ３．２０・・・外部共振器４・
・・等化Ｐ！ｉ ５・・・基板６・・・活性
層 ７，１２・・・光導波路層８．９．１０．
１３．１４．１７．１８・・・電極１１・・・ＬｉＮ
ｂＯ３基板 １５・・・バッファ層 １６・・・光佇相変調器１
６ａ・・・端面 １９・・・高反田コーティング膜 ２０・・・外部共振器 Ａ１・・・ＤＦＢ領域Ａ２
・・・位相制御領域 １１・・・前方出力光Ｌ２・・
・後方出射光 Ｌ３・・・戻り光Ｆ１・・・データ
信月 Ｅ２・・・等化データ信号第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザから出射される光の一部を外部共振器
により帰還せしめて該半導体レーザのスペクトル線幅を
狭窄化する半導体レーザ光源装置において、 印加電圧により屈折率を変化させる電気光学効果を用い
た光位相変調器の前記半導体レーザとは反対側に位置す
る片端面に高反射率コーティングした外部共振器と、 該外部共振器の該印加電圧を変調するための変調手段と
、 を有し、前記外部共振器の位相変調を行うことにより、
前記半導体レーザの前記外部共振器とは反対側から出射
する出力光のスペクトル線幅を狭窄化すると同時に周波
数変調を行うことを特徴とする半導体レーザ光源装置 ２、前記外部変調器が、ＬｉＮｂＯ＿３で構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ光源装
置
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159434A JPH0325987A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体レーザ光源装置 |
| EP19900304423 EP0404308A3 (en) | 1989-06-23 | 1990-04-25 | Semiconductor laser light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159434A JPH0325987A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体レーザ光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0325987A true JPH0325987A (ja) | 1991-02-04 |
Family
ID=15693668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159434A Pending JPH0325987A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体レーザ光源装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0404308A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0325987A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8004472A (nl) * | 1980-08-06 | 1982-03-01 | Philips Nv | Inrichting voorzien van een halfgeleiderlaserdiode. |
| JPS57124490A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | Coupler for semiconductor laser and optical fiber |
| US4485474A (en) * | 1981-12-10 | 1984-11-27 | General Dynamics/Electronics | Injection laser modulator with external resonator |
| JPS62254478A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Yokogawa Electric Corp | 可変波長光源 |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP1159434A patent/JPH0325987A/ja active Pending
-
1990
- 1990-04-25 EP EP19900304423 patent/EP0404308A3/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0404308A3 (en) | 1991-09-18 |
| EP0404308A2 (en) | 1990-12-27 |
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