JPH0661564A

JPH0661564A - 短パルス光源及び短パルス光発生方法

Info

Publication number: JPH0661564A
Application number: JP21302092A
Authority: JP
Inventors: Takeo Miyazawa; 丈夫宮澤; Atsushi Wakatsuki; 温若月; Hidetoshi Iwamura; 英俊岩村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】より高い周波数で短光パルスを発生すること
のできる短パルス光源及び短パルス光発生方法を提供す
る。【構成】半導体ダブルヘテロ接合と該接合面に垂直で
互いに平行な二つの光反射面より形成される光共振器２
１，２２を二つ有し、該光共振器２１，２２がそれぞれ
の持つ光反射面の内一つが向かい合って接するように並
んで複合共振器を形成し、主共振器である一方の光共振
器２１の光学長が補助共振器であるもう一方の光共振器
２２の光学長の１／２であり、短い方の光共振器２１は
該ダブルヘテロ接合に直流電流を注入することにより光
学利得を持つことができ、長い方の共振器２２は、該ダ
ブルヘテロ接合の一部に高周波電流または直流電流を重
畳した高周波電流を注入すること、または高周波電圧ま
たは直流電圧を重畳した高周波電圧を印加することによ
り、該主共振器２１で発生増幅された光の波長で時間に
対し屈折率を周期的に変化させられる屈折率変調領域及
び受動または活性導波路領域を持つようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超高速光通信（〜100G
Hz) に必要な、電気信号に同期した短光パルス列による
高繰り返しクロック信号を、モード同期法によって発生
するための短パルス光源及びその短パルス光発生方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モードロックにより短光パルスを発生す
るための光素子としては、図７のような光増幅領域１と
光導波路２が集積されたものが、最も基本的であり最初
に実現された。光増幅領域１および光導波路２は、結晶
端面３によって構成されるファブリペロー共振器内に直
列に配置されている。光増幅領域１の活性層４は、波長
1.5 μｍのInGaAsP であり、光導波路２のコア５は波長
1.3 μｍのInGaAsP である。光パルスを発生するには、
光増幅領域１で発生した光の光共振器内の往復時間に等
しい周期ないしはその整数分の一の周期の高周波電流
で、光増幅領域１の利得を変調する。これによって、レ
ーザ光の各縦モードが結合し位相がそろうこと（モード
ロック）によって、短光パルスが形成される。このよう
なモードロックレーザで幅4.4ps 、繰り返し周波数40GH
z の短パルス列が得られたことを、S.TuckerがElectron
ics Letters V.25 p.621(1989)に発表している。

【０００３】図８は、最近発表されたモードロックレー
ザの断面図である。図７に示されたと同様構造の光導波
路７の端に、可飽和吸収領域８が付け加えられている。
可飽和吸収領域８は、電流注入を行なわないレーザ構造
であり、光導波路７は閾値以上の直流電流を印加した活
性導波路である。この素子では、図７に述べたのと同じ
光増幅領域６のパルス形成機構に加えて、可飽和吸収領
域８がパルスを急峻化する作用をもっている。これは、
可飽和吸収領域８にパルスが入射した時、パルスの前半
部が可飽和吸収領域８の吸収によって削り取られるのに
対し、ピーク近傍及びパルスの後半部では、ピーク近傍
の強い光によって、吸収が飽和しパルスはそのまま通過
することによる。この構造によって、図７に示された構
造より、短い1.4ps のパルス幅（繰り返し周波数15GHz
）が得られることを、P.A.Mortonらが、Applied Physi
cs Letters V.56 p.111(1990)に発表している。

【０００４】

【発明を解決しようとする課題】ところで、現在の光通
信は、半導体レーザの直接変調ないしは変調器によって
半導体レーザ光を変調し信号光を形成し、光ファイバに
入力している。この方法では、20Gbit/sec程度までの光
信号を得ることができるが、それ以上の高速伝送はレー
ザ及び変調器の変調帯域を越え、変調不可能になる。こ
の限界を越える方法として、図９(a) の様に半導体レー
ザ９のゲインスイッチ等によって短光パルスによる光信
号１０を形成し、これを光ファイバを用いた遅延線路１
１によって少しずつ時間遅れさせた後、合波するして信
号光１２を得る方法がある。この方法によると、半導体
レーザ９の数を増やすことによって、光パルスが重なる
まで、信号の周波数を上げることができる。しかし、合
波によりパルス間隔が狭くなってくると、各パルスの遅
延時間の誤差によるパルス間隔のバラツキが問題になっ
てくる。

【０００５】そこで図９(b) のように、光信号１２を合
波したのちモードロックレーザ１３のクロックパルス光
１４と信号光１２とをＡＮＤ素子（非線形材料のカー効
果等を利用する）１５によってＡＮＤをとると、パルス
間隔が一定になり更にパルス幅も狭くなった信号光１６
を得ることができる。

【０００６】このクロックパルス光に要求される条件
は、パルス幅が狭いことと信号光と同期していることで
ある。同期をとるためには、自励発振している短パルス
光源を用いることも可能であるが、外部の回路からの高
周波電気信号によって駆動される短パルス光源を用いた
方がシステムの構成が容易になる。

【０００７】現在あるもっとも周波数の高い外部駆動型
の短パルス光源は、モノリシック半導体能動モード同期
レーザであり、現在までの最高周波数は40GHz である。

【０００８】本発明の目的は、より高い周波数で短光パ
ルスを発生することのできる短パルス光源及び短パルス
光発生方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体ダブルヘテロ接合と該接合面に
垂直で互いに平行な二つの光反射面より形成される光共
振器を二つ有し、該光共振器がそれぞれの持つ光反射面
の内一つが向かい合って接するように並んで複合共振器
を形成し、主共振器である一方の光共振器の光学長が補
助共振器であるもう一方の光共振器の光学長の１／２で
あり、短い方の光共振器は該ダブルヘテロ接合に直流電
流を注入することにより光学利得を持つことができ、長
い方の共振器は、該ダブルヘテロ接合の一部に高周波電
流ないしは直流電流を重畳した高周波電流を注入するこ
と、または高周波電圧または直流電圧を重畳したものを
高周波電圧印加することにより、該主共振器で発生増幅
された光の波長で時間に対し屈折率を周期的に変化させ
られる屈折率変調領域及び受動ないしは活性導波路領域
を持つ。また請求項２では、請求項１に記載の短パルス
光源の補助共振器において、ダブルヘテロ接合に直流電
流を注入ないしは直流電圧を印加することによって、主
共振器で発生増幅された光に対する屈折率を変化調節さ
せられる領域を持つ。また請求項３では、請求項１から
２に記載の短パルス光源において、補助共振器のダブル
ヘテロ接合に直流電流を注入することによって、光学利
得を持つ領域がある。また請求項４では、請求項１から
３までの短パルス光源において、主共振器の光学長が補
助共振器の光学長の偶数分の一あるいはその奇数倍であ
る。また請求項５では、請求項１から３までの短パルス
光源において、主共振器の光学長が補助共振器の光学長
のある整数分の一ある整数倍である。また請求項６で
は、請求項１から５までの短パルス光源において、主共
振器と補助共振器を構成する反射面の内、互いに向いあ
った反射面を一つの回折格子で置き換えた。また請求項
７では、請求項１から５までの短パルス光源において、
補助共振器内にある屈折率変調領域に注入する高周波電
流または印加する高周波電圧の周期を、光が補助共振器
内を往復する時間またはその整数分の一に一致させる。

【００１０】

【作用】まず強度変調（ＡＭ）タイプについて説明す
る。

【００１１】上で説明したモノリシック半導体モード同
期レーザでは、光共振器内に利得領域を設け、この利得
領域を光の共振器内の往復時間に同期するように変調す
ることによってモード同期を達成している。これ以外に
も色素モード同期レーザの様に、光共振器内に利得媒質
と光変調器を置き、この変調器の損失を変調することに
よって、光共振器全体の利得（＝利得−損失）を変調し
ても、モード同期が起こる。

【００１２】図１に本発明による短光パルス光源のもっ
とも基本的な構造を示す。図に示すように、本発明によ
る短光パルス光源の基本構造は、ファブリペロー半導体
レーザによって構成される主共振器２１および、光導波
路２３と屈折率変調領域２４によって構成される補助共
振器２２によるモノリシック複合共振器半導体レーザで
あり、主共振器２１の光学長が補助共振器２２の光学長
の１／２である。

【００１３】この基本構造を用いて、本発明による短パ
ルス光源の動作原理を説明する。屈折率変調領域２４の
屈折率を変えると、光が補助共振器２２内を一往復する
間に受ける位相シフト量φが変化する（φ＝４πＩ₁・
ｎ₁／λ＋４πＩ₂・ｎ₂／λ，Ｉ₁，Ｉ₂はそれぞれ
導波路２３及び屈折率変調領域２４の長さ、ｎ₁，ｎ₂
はそれぞれ導波路２３および屈折率変調領域２４の屈折
率、λは補助共振器２２内を走行する光の波長）。補助
共振器２２はファブリペロー共振器であるので位相シフ
ト量φが変わると図２のように、反射率が変化する。主
共振器２１で発生したレーザ光が補助共振器２２に入射
すると、補助共振器２２内で多重反射を繰り返し一部は
再度主共振器２１に入射し戻り光となる。この時の戻り
光が補助共振器２２からの反射光であるから、屈折率変
調領域２４の屈折率が変化し反射率が変わると、主共振
器２１への戻り光が変化する。従って、主共振器２１を
構成しているレーザの端面２５の反射率が等価的に変化
し、結果として主共振器２１のミラーロスが変わり、主
共振器全体での利得（＝利得−損失）が変わる。

【００１４】以上は屈折率変化が静的な場合の説明であ
る。光は補助共振器２２内で多重反射するが、屈折率変
化が速い場合には、光が共振器内を一往復し再び屈折率
変調領域２４に達したときには、屈折率が変わっており
往復前に受けた位相変化量（＝４πΔｎ₂(t) ／λ，t
は時間）と異なった位相シフトを受ける。従って、静的
な場合のような大きな反射率変化は起きない。この現象
をさけるためには、屈折率を光の補助共振器２２内の走
行時間（往復に要する時間）に等しい周期ないしはその
整数分の一の周期で変調すればよい。この様な場合に
は、屈折率変化と光の往復時間が同期しているので、光
は毎回同じ位相シフトを屈折率変化と光の往復時間が同
期しているので光は毎回同じ位相シフトを屈折率変調領
域で受け、静的な場合と同じ大きな反射率変化が起こ
る。

【００１５】ここで、屈折率変調領域２４の屈折率をｎ
₂(t) ＝ｎ₂₀＋Δｎ₂ｓｉｎ（２πｆ_mt)とおく（ｆ_m
は変調周波数、１／ｆ_m＝光の補助共振器２２内の走行
時間）。今、ｔ＝０の時に位相変調領域を通過する光の
一往復当りの位相変化量（４πＩ₁・ｎ₁／λ＋４πＩ
₂・ｎ₂₀／λ）が、πの整数倍であると図３の様に反射
率は２ｆ_mの周波数で変調される。従って、主共振器２
１の光学長を補助共振器２２の光学長の１／２にして、
主共振器２１内の光の走行時間を反射率の変調周期に一
致させると、モード同期が起き短光パルスが発生する。
なお、補助共振器２２の屈折率変調領域２４の変調周期
をｆ_mの整数倍（Ｍ倍）で変調してもモード同期のおこ
ることは明らかであり、その時の光パルスの周期は２Ｍ
ｆ_mである。既に述べたように、補助共振器２２はフ
ァブリペローエタロンであるから、反射光強度は共振器
内部の僅かの屈折変化に対しても大きく変化する。従っ
て、十分に大きな変調信号が得にくい様な高周波領域
（〜40GHz 以上）においても、モード同期を起こすこと
ができる。更に、上に述べたように補助共振器２２から
の戻り光の周波数は、屈折率を変調する電気信号の周波
数の２倍であるから、100GHz以上の高繰り返し光パルス
列を、外部電気信号に同期させながら発生することが可
能である。

【００１６】主共振器２１の光学長を補助共振器２２の
光学長と同じにしても、主共振器２１内の光パルスの走
行時間は補助共振器２２の変調周期の整数倍（この場合
は２倍）になるので、光は主共振器２１の反射面２５に
来るたびに同じ量の強度変調を受け、２ｆ_mの周期でモ
ード同期が起こる様に考えられる。しかし、補助共振器
２２からの戻り光は強度が変調されているだけでなく、
位相シフトφの時間変化（ｄφ／ｄｔ）よる周波数もシ
フト受けているため、変調を繰り返すたびに、主共振器
２１内のパルス光の波長は増加し（ないし減少し）、つ
いにはレーザの利得帯域の外に出てしまいパルスは消滅
してしまう。従って、安定に短光パルスを発生すること
は難しい。これに対して、主共振器２１の光学長が補助
共振器２２の光学長の１／２であるような、本発明の場
合はプラスとマイナスの周波数シフトを交互に受けるの
で、光パルスは消滅する事なく継続的に、パルスが発生
しつづける。以上の考えに従えば、主共振器２１の光学
長としては、補助共振器２２の光学長の１／２の奇数倍
であれば良いことがわかる。

【００１７】また、変調領域をｆ_mの整数倍（Ｍ倍）の
周期で変調した場合には、主共振器２１の光学長を補助
共振器２２の光学長の１／（２Ｍ）あるいはその奇数倍
であればよい。

【００１８】次に、周波数変調（ＦＭ）タイプについて
説明する。

【００１９】ＡＭタイプのモード同期では、主共振器２
１の光学長が補助共振器２２の光学長の偶数分の一の奇
数倍である必要があり、主共振器２１と補助共振器２２
の光学長が同じ場合には安定なモード同期はおこりにく
い。しかし、図４の様に補助共振器２２の反射率が屈折
変化が、極大（ないしは極小）の時に大きくなる様にし
ておけば、ｄφ／ｄｔ＝０であるので周波数シフトは起
らずモード同期が可能になる。この時は、周波数変調に
よるパルス形成機構と強度変調によるパルス形成機構が
同時に起っているが、ここでは前述したＡＭタイプのモ
ードと区別するため、周波数変調（ＦＭ）タイプと呼ぶ
ことにする。

【００２０】ＦＭタイプでは、図４から明らかなように
発生するパルスの周期は変調周期と同じであるが、特別
な条件（屈折率の極大及び極小点の両方で反射率が最大
になる場合＝図４の破線）では周期は２倍になる。

【００２１】この様なＦＭタイプのモード同期の起こる
のは、光の補助共振器２２内の走行時間を１／ｆ_mと置
き、屈折率変調領域２４の変調周波数をｆ_mのＭ倍（Ｍ
は整数）とすると、主共振器２１の光学長が補助共振器
２２の光学長のＮ／Ｍ（Ｎは整数）であるときである。

【００２２】本発明による短パルス光源の基本形は図１
に示したが、これに対して図５に示す様な色々な機能を
持つ領域を加えることによって素子の機能は向上する。
図５に示した素子は、補助共振器２１及び主共振器２２
のいずれも同一の半導体レーザ構造で構成された場合で
あり、各領域は電気的に分割された電極によって構成さ
れている（活性層は、単一の半導体層でも量子井戸でも
可能）。この素子には、補助共振器２２内には屈折率
調整領域２７及び利得領域２８が、主共振器２１には可
飽和吸収領域２６が基本形に追加されている。なお、図
中の２５は主共振器の利得領域である。

【００２３】変調信号を印加しない時の一往復当りの位
相シフト量φは、ＡＭタイプ、ＦＭタイプいずれの場合
でも、適切に調節されていなければならない。この調節
は、屈折率変調領域２４のバイアス電流を調節すること
によっても得られるが、図５のように、更に屈折率調整
領域２７を設けこの電流値を変えるようにすると容易に
なる。この領域は補助共振器２２の光学長を微調整する
ことにも使える。

【００２４】補助共振器２２には、活性層２９に注入さ
れたキャリヤによる光吸収や反射端面からの光の放射等
種々の光損失がある。この損失は、補助共振器２２の主
共振器２１への反射率を低下させる。これを補うため
に、補助共振器２２内に利得領域２８を設けると損失を
補うことができる。なお、この利得領域２８は利得を持
った導波路と考えることができ、請求項１中で言ってい
る導波路の特殊な場合に当たる。

【００２５】主共振器２１内に図５の様に可飽和吸収領
域２６を設けると、可飽和吸収体による波形整形機能が
加わりパルス幅は狭くなる。

【００２６】図５には、種々の領域があるが補助共振器
２２の屈折率変調領域２４と主共振器２１の利得領域２
５が本発明に必須のものであり、他の領域は必要に応じ
て組み合わせ図１の基本形に組み込むことができる。

【００２７】図５で説明した素子は、一種類のレーザ構
造からできている。この素子では、屈折率を変調したり
調節するためには、活性層のキャリヤ密度の違いによっ
て屈折率が変化する現象を用いている。従って、注入電
流を変調ないしは調整することによって、屈折率の変調
と調整は行なわれる。また、可飽和吸収領域２６は、ビ
ルトイン電圧以下の電圧印加ないしはしきい値電流密度
以下の電流を注入することによって、可飽和体として働
かせることができる。

【００２８】図５は一種類の半導体レーザ構造よりでき
ているが、屈折率調整領域２７及び屈折率変調領域２４
は活性層２９を主共振器２１で発生した光にして透明な
半導体層（量子井戸を含む）にすると、電流注入による
屈折率の変化以外にも、電界印加による屈折率変化を利
用する事もできる。

【００２９】図５に示した素子では、主共振器２１及び
補助共振器２２とも光反射面３２，３３，３４，３５に
よって構成されるファブリペロー共振器である。この光
反射面の一部ないしは全部を回折格子に置き換えても、
本発明による機能を備えたモードロックレーザとして働
かせられる。更に回折格子を設けることによって、発振
波長を選択することも可能になる。また、図６の様に反
射面３３，３４を一つの回折格子３６に置き換えると素
子の製作は容易になる。

【００３０】以上の説明で明らかな様に、本発明は補助
共振器を用いて、半導体モノリシックモード同期レーザ
を実現している点が従来技術と異なる。この構造によ
り、従来の素子ではモード同期できなかった高周波でも
モード同期が可能になる上、発生パルスの周波数を変調
信号の周波数の２倍にすることもできる。

【００３１】

【実施例】図５は本発明による短光パルス光源の実施例
１の概略図である。主共振器２１及び補助共振器２２い
ずれも同一の半導体レーザ構造であり、異なった機能を
持つ領域が、電気的に分割された電極によって形成され
ている。主共振器２１の長さは0.4 ｍｍであり、補助共
振器２２の長さは0.8 ｍｍである。主共振器２１と補助
共振器２２は、同一のレーザ構造を劈開によって分離し
て形成する。素子の裏面には厚い金の膜３１をメッキし
ておき、劈開後も両共振器が接していられるように保持
する。補助共振器２２内には、長さ150 μｍの屈折率変
調領域２４と長さ315 μｍの屈折率調整領域２７及び長
さ315 μｍの利得領域（利得導波路）２８が、主共振器
２１には長さ340 μｍの利得領域２５と長さ50μｍの可
飽和領域２６がある。なお、各領域の間隔は10μｍであ
る。

【００３２】この素子を作っているレーザ構造は、グレ
ーデッドインデックスInGaAs/InGaAsP量子井戸レーザ構
造であり、活性層２９は量子井戸構造でありInGaAs井戸
層の厚さは１０ｎｍ、InGaAsP(吸収端波長1.2 μｍ）障
壁層の厚さは４ｎｍであり、層数はそれぞれ６層と５層
である。クラッド層３０はInP であり、エピ層最上部
は、InGaAsキャップ層となっている。電極間のキャップ
層は、電気分離のため除去されている。

【００３３】主共振器２１の利得領域２５には、主共振
器単体での閾値電流以上の直流電流を注入する。補助共
振器２２の利得領域２８には、この領域が利得を持つの
に十分な直流電流を注入し、屈折率調整領域２７には利
得をもつより小さい電流を注入し、これを調整すること
によって屈折率を調整した。屈折率変調領域２４には、
直流電流に重畳して高周波電流を印加する。主共振器２
１の可飽和領域２６には、ビルトイン電圧以下の定電圧
を印加し可飽和吸収体として動作させた。

【００３４】補助共振器２２の利得領域２８への注入電
流を、補助共振器２２全体で利得が-0.5dBとなるように
調整し、屈折率調整領域２７への注入電流の調節により
光が往復する間に受ける位相シフトφをπの整数倍に合
わせ、屈折率変調領域２４へ50GHz2.43dBmの高周波電力
を印加したところ、ＡＭタイプのモード同期が起こり繰
り返し周波数100GHzパルス幅0.53psの短光パルス列が発
生した。

【００３５】図５の例では、主共振器２１の長さは補助
共振器２２の長さの１／２であるが、補助共振器２２の
長さの偶数分（２ｍ）の一の奇数倍（２ｎ＋１）であっ
てもよい。この場合には、補助共振器２２を屈折率変調
領域２４の変調周波数は補助共振器２２内の光のラウン
ドトリップ周波数ｆ_mのｍ倍として、２ｍｆ_mを繰り返
し周波数とする光パルス列を発生することができる。

【００３６】図５の素子の主共振器２１の長さを補助共
振器２２の長さに等しい0.8 ｍｍとすると、ＦＭタイプ
のモード同期が起こり、変調周波数50GHz で繰り返し周
波数50GHz パルス幅1ps の光パルス列が発生した。ま
た、補助共振器２２の屈折率変調領域２４に印加する高
周波電力を増し、更にバイアス電流を調整することによ
って、100GHz光パルスを発生することもできた。主共振
器２１の長さを補助共振器２２の長さのある整数(a) 分
のある整数倍(b) であってもよい。この場合には、補助
共振器２２の屈折率変調領域２４の変調周波数は補助共
振器２２内の光のラウンドトリップ周波数ｆ_mのａ倍と
し、ａｆ_mないしは２ａｆ_mを繰り返し周波数とする光
パルス列を発生することができる。

【００３７】図６に、主共振器２１及び補助共振器２２
の向い合った２つの光反射面３３，３４（図５に示す）
を、一つの回折格子３６に置き換えた素子の概略図を示
す。回折格子３６の周期は、1.55μｍの光で発振するよ
うにピッチを0.219 μｍにしてある。

【００３８】図５及び図６には、種々の領域があるが補
助共振器２２の屈折率変調領域２４と主共振器２１の利
得領域２５が本発明に必須のものであり、他の領域は必
要に応じて組合わせ図１の基本形に組み込むことができ
る。

【００３９】図５において、補助共振器２２の屈折率調
整領域２７と屈折率変調領域２４の活性層２９を、InGa
As井戸層の厚さは８ｎｍ、InGaAsP(吸収端波長1.2 μ
ｍ）障壁層の厚さは４ｎｍ、層数はそれぞれ６層と５層
の量子井戸に変えて、主共振器２１で発生したレーザ光
に対して透明にした構造でもモード同期によって短光パ
ルスが発生した、この場合には、両領域は実施例１の様
に電流注入によって動作させることもできるが、ビルト
イン電圧以下の電圧を印加することによっても動作させ
ることができた。この場合には、屈折率調整領域２７と
屈折率変調領域２４には、それぞれ定電圧と定電圧を重
畳した高周波電圧を印加する。

【００４０】なお、以上の実施例で補助共振器２２の屈
折率変調領域２４の変調周波数を、整数倍にてしてもよ
い、このときは発生する光パルスの周波も各実施例で示
した周波数のその整数倍（ｃ）に変わる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、十分
に大きな変調信号が得にくい様な高周波領域（〜400GHz
以上）においても、能動モード同期を起こすことができ
る。また、本発明によれば変調信号の周波数の２倍の周
波数を持つ短光パルス列を発生することができる。従っ
て、100GHz以上の高繰り返し光パルス列を、外部電気信
号に同期させながら発生することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による短パルス光源（モード同期レー
ザ）の基本形の概略図

【図２】補助共振器の位相シフトに対する反射率の変化
の説明図

【図３】ＡＭタイプのモード同期の説明図

【図４】ＦＭタイプのモード同期の説明図

【図５】本発明によるモード同期レーザの概略図

【図６】回折格子を用いた本発明によるモード同期レー
ザの概略図

【図７】従来のモード同期レーザの例１

【図８】従来のモード同期レーザの例２

【図９】短光パルスを用いた光通信方式の説明図

【符号の説明】

２１…主共振器、２２…補助共振器、２４…屈折率変調
領域、２５…主共振器の利得領域、２６…可飽和吸収領
域、２７…屈折率調整領域、２８…補助共振器の利得領
域、２９…活性層、３０…クラッド層、３１…厚い金メ
ッキ層、３２，３３…主共振器の光反射面、３４，３５
…補助共振器の光反斜面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ダブルヘテロ接合と該接合面に垂
直で互いに平行な二つの光反射面より形成される光共振
器を二つ有し、該光共振器がそれぞれの持つ光反射面の内一つが向かい
合って接するように並んで複合共振器を形成し、主共振器である一方の光共振器の光学長が補助共振器で
あるもう一方の光共振器の光学長の１／２であり、短い方の光共振器は該ダブルヘテロ接合に直流電流を注
入することにより光学利得を持つことができ、長い方の
共振器は、該ダブルヘテロ接合の一部に高周波電流また
は直流電流を重畳した高周波電流を注入すること、また
は高周波電圧または直流電圧を重畳した高周波電圧を印
加することにより、該主共振器で発生増幅された光の波
長で時間に対し屈折率を周期的に変化させられる屈折率
変調領域及び受動または活性導波路領域を持つことを特
徴とする半導体短パルス光源。
【請求項２】補助共振器のダブルヘテロ接合に直流電
流を注入または直流電圧を印加することによって、主共
振器で発生増幅された光に対する屈折率を変化調節させ
られる領域を持つことを特徴とする請求項１記載の短パ
ルス光源。
【請求項３】補助共振器のダブルヘテロ接合に直流電
流を注入することによって、光学利得を持つ領域を持つ
ことを特徴とする請求項１または２記載の短パルス光
源。
【請求項４】主共振器の光学長が、補助共振器の光学
長の偶数分の一あるいはその奇数倍であることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１項記載の短パルス光
源。
【請求項５】主共振器の光学長が補助共振器の光学長
のある整数分の一のある整数倍であることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項記載の短パルス光源。
【請求項６】主共振器と補助共振器を構成する反射面
の内、互いに向いあった反射面を一つの回折格子で置き
換えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
記載の短パルス光源。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項記載の短
パルス光源を用い、補助共振器内にある屈折率変調領域
に注入する高周波電流または印加する高周波電圧の周期
を、光が補助共振器内を往復する時間またはその整数分
の一に一致させることを特徴とする短パルス光発生方
法。