JPH071812B2 - Ultrafast optical pulse generator - Google Patents
Ultrafast optical pulse generatorInfo
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- JPH071812B2 JPH071812B2 JP61117647A JP11764786A JPH071812B2 JP H071812 B2 JPH071812 B2 JP H071812B2 JP 61117647 A JP61117647 A JP 61117647A JP 11764786 A JP11764786 A JP 11764786A JP H071812 B2 JPH071812 B2 JP H071812B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、超高速光伝送や光情報処理等において光源
として使用する超高速光パルスを発生する半導体レーザ
を使用した超高速光パルス発生装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention relates to an ultra-high speed optical pulse generation semiconductor laser which is used as a light source in ultra-high-speed optical transmission and optical information processing. The present invention relates to a high-speed optical pulse generator.
（従来の技術） 従来、光パルスを発生する方法としては、能動モード同
期法、受動モード同期法、ゲインスイッチ法、Ｑスイッ
チ法、キャビティダンプ法等がある。この中で、超高速
光伝送や光情報処理への適用を目指した1GHz程度以上の
高い繰返し周波数領域では装置規模、構成、信頼性等の
観点から半導体レーザを用いた光パルス発生法が有効で
ある。半導体レーザを用いた簡便で高速な光パルスを発
生し得る方法としては前記ゲインスイッチ法と能動モー
ド周期法がある。(Prior Art) Conventionally, as a method of generating an optical pulse, there are an active mode locking method, a passive mode locking method, a gain switch method, a Q switch method, a cavity dump method, and the like. Among them, the optical pulse generation method using a semiconductor laser is effective from the viewpoint of device scale, configuration, reliability, etc. in the high repetition frequency region of about 1 GHz or higher aiming at application to ultra-high-speed optical transmission and optical information processing. is there. The gain switch method and the active mode periodic method are known as methods for generating a simple and high-speed optical pulse using a semiconductor laser.
ゲインスイッチ法は、第７図に示すように駆動回路102
から出力される幅数100ピコセコンド以下の大振幅の短
電流パルスを直接分布帰還型半導体レーザ101に印加す
ることにより分布帰還型半導体レーザ101から超短光パ
ルス103を発生する方法である。この方法は構成が比較
的簡単である上、繰返し周波数が数GHz以上の高速光パ
ルス列を発生できるという利点がある。The gain switch method uses a drive circuit 102 as shown in FIG.
This is a method of generating an ultrashort optical pulse 103 from the distributed feedback semiconductor laser 101 by directly applying a large amplitude short current pulse having a width of 100 picoseconds or less output from the distributed feedback semiconductor laser 101. This method has the advantages that the structure is relatively simple and that a high-speed optical pulse train with a repetition frequency of several GHz or higher can be generated.
能動モード周期法は、第８図に示すように駆動回路102
からの出力電流パルスで駆動される半導体レーザ101に
対して反射面203を設け、この反射面203と半導体レーザ
101の一方の端面101′とにより外部共振器を構成し、こ
れにより半導体レーザ101の利得を共振器の光往復時間t
rに対する繰返し周波数で変調することにより（1/tr）H
zの光パルス列204を発生させる方法である。この方法は
１ピコセコンド程度の短パルスを発生させることが可能
である。The active mode periodic method is based on the driving circuit 102 as shown in FIG.
The reflecting surface 203 is provided for the semiconductor laser 101 driven by the output current pulse from the
An external cavity is formed by the one end face 101 ′ of 101, and the gain of the semiconductor laser 101 is thereby changed by the optical round-trip time t of the cavity.
By modulating with a repetition frequency for r, (1 / tr) H
This is a method of generating the optical pulse train 204 of z. This method can generate a short pulse of about 1 picosecond.
（発明が解決しようとする問題点） 前記ゲインスイッチ法においては、活性層のキャリア密
度の変動で生ずる波長チャーピングにより光パルスのス
ペクトル幅が広がり、長距離の光ファイバの伝播時に分
散の影響を受けてファイバ伝播中の光パルスのパルス幅
が変動し、これにより光ファイバ伝送等において受信部
での消光比、S/N比等を劣化させるという問題がある
上、半導体レーザの共振器の光往復時間（−７ピコセコ
ンド程度）の制限により10ピコセコンド以下の光パルス
の発生が困難であるという問題もある。(Problems to be Solved by the Invention) In the gain switching method, the spectral width of the optical pulse is widened by the wavelength chirping caused by the fluctuation of the carrier density of the active layer, and the influence of the dispersion during the propagation of the long-distance optical fiber is affected. In addition, there is a problem that the pulse width of the optical pulse that is received and propagates in the fiber fluctuates, which deteriorates the extinction ratio, S / N ratio, etc. at the receiving part in optical fiber transmission, etc. There is also a problem that it is difficult to generate an optical pulse of 10 picoseconds or less due to the limitation of the round-trip time (about -7 picoseconds).
また、前記能動モード同期法は、上述したように１ピコ
セコンド程度の短パルスを発生させることが可能でる
が、これを実際に安定して波形の整った光パルスとして
発生させるには、半導体レーザ101の他方の端面に完全
な無反射（AR）コーティングを施し、半導体レーザの両
端面で形成されるような余分なファブリペロモードを取
り除くこと、および外部共振器と半導体レーザの結合度
をできるだけ高くし、安定な外部共振器モードを形成す
ること等が必要であり、実際の装置でこれらの条件を満
すことは容易でなく、装置として構成する場合の問題と
なっている。Further, the active mode locking method can generate a short pulse of about 1 picosecond as described above, but in order to actually generate it as an optical pulse with a stable waveform, the semiconductor laser 101 The other end face of the laser is completely anti-reflection (AR) coated to eliminate extra Fabry-Perot modes such as those formed on both end faces of the laser diode, and to maximize the coupling between the external cavity and the laser diode. However, it is necessary to form a stable external resonator mode, etc., and it is not easy to satisfy these conditions in an actual device, which is a problem when the device is configured.
従って、上述したように、高速光伝送や光情報処理への
適用可能なチャーピング制御が可能で、パルス幅が10ピ
コセコンド以下で繰返し周波数が数GHzのピコセコンド
の光パルスを発生する半導体レーザを使用した新たな技
術の開発が必要となっている。Therefore, as described above, a semiconductor laser that can perform chirping control applicable to high-speed optical transmission and optical information processing and that generates a picosecond optical pulse with a pulse width of 10 picoseconds or less and a repetition frequency of several GHz is used. It is necessary to develop new technologies that
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、チャーピング制御およびパルス幅可変制
御が可能な超高速光パルス発生装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an ultrafast optical pulse generator capable of performing chirping control and pulse width variable control.
（問題点を解決するための手段） この発明の超高速光パルス発生装置は、所定周波数の駆
動信号を発生する駆動回路と、該駆動回路の駆動信号に
よって駆動されて光パルスを発生する分散帰還型半導体
レーザと、該半導体レーザの裏面から出射された光パル
スを前記駆動信号の所定周波数の逆数にほぼ対応する時
間遅延させて前記半導体レーザに戻す遅延手段と、該遅
延手段により遅延されて前記半導体レーザに戻される前
記光パルスの戻り効率を可変して前記半導体レーザの前
面出力光パルスの単位時間当りの発振波長の偏移量を調
整する戻り効率可変手段とを有することを要旨とする。(Means for Solving the Problems) An ultrahigh-speed optical pulse generator of the present invention is a drive circuit that generates a drive signal of a predetermined frequency, and a distributed feedback that is driven by the drive signal of the drive circuit to generate an optical pulse. Type semiconductor laser, delay means for delaying the light pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser to the semiconductor laser by delaying the time substantially corresponding to the reciprocal of the predetermined frequency of the drive signal, and being delayed by the delay means. And a return efficiency changing means for changing the return efficiency of the optical pulse returned to the semiconductor laser to adjust the deviation amount of the oscillation wavelength of the front output light pulse of the semiconductor laser per unit time.
（作用） この発明の超高速光パルス発生装置においては半導体レ
ーザの裏面から出射された光パルスを駆動信号の周波数
の逆数にほぼ対応する時間遅延させて半導体レーザに戻
す光パルスの戻り効率を可変することにより半導体レー
ザの前面出力光パルスの単位時間当りの発振波長の偏移
量、すなわちチャープ速度を調整できるようにしてい
る。(Operation) In the ultrafast optical pulse generator of the present invention, the return efficiency of the optical pulse returned to the semiconductor laser is delayed by delaying the optical pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser by a time substantially corresponding to the reciprocal of the frequency of the drive signal. By doing so, the shift amount of the oscillation wavelength of the front output light pulse of the semiconductor laser per unit time, that is, the chirp speed can be adjusted.
（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例に係る超高速光パルス発生
装置の基本構成を示す図である。同図に示す超高速光パ
ルス発生装置は分布帰還型半導体レーザ１を使用してい
る。該半導体レーザ１は駆動回路４から出力される繰返
し周波数ｆの短電流パルスまたは周波数ｆの正弦波電流
等の駆動信号によって、かつ該駆動信号を適当なバイア
ス電流に重畳して駆動され、前記ゲインスイッチ法の原
理により繰返し周波数ｆ、パルス幅数10ピコセコンド
（ps）の単一縦モードの光パルスを発生する。半導体レ
ーザ１の裏面から出射された光パルスは戻り効率可変回
路３を介して反射面２で反射され、再度戻り効率可変回
路３を介して半導体レーザ１に戻るように構成されてい
る。戻り効率可変回路３は半導体レーザ１から出射した
光パルスが半導体レーザ１に再び戻る戻り効率を可変で
きる光回路、例えば光の透過率を可変できる回路であ
る。半導体レーザ１の裏面から光パルスが出射し、再注
入するまでの時間Ｔを駆動回路４の駆動周波数ｆの逆数
に等しくすると、すなわち半導体レーザ１から出射され
る光パルスを駆動周波数ｆに同期して戻すと、光パルス
のチャープ速度が光の戻り効率に応じて変化することが
判明した。なお、チャープ速度とは、パルス状の光出力
においてパルス幅内で光の波長が連続的に変化するとき
の変化量のことである。すなわち、パルスの前縁のとこ
ろの波長と後縁の所との差とパルス幅の比のことであ
る。第２図は戻り効率ηとチャープ速度との関係の一例
を示すグラフである。このグラフから戻り効率ηを−∞
（再注入しないこと）から−10dB程度まで可変させる
と、チャープ速度は５×10-4nm/psから10-3nm/psの範囲
まで可変できることがわかる。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an ultrafast optical pulse generator according to an embodiment of the present invention. The ultrahigh-speed optical pulse generator shown in the figure uses a distributed feedback semiconductor laser 1. The semiconductor laser 1 is driven by a drive signal such as a short current pulse having a repetition frequency f or a sine wave current having a frequency f output from a drive circuit 4 and by superimposing the drive signal on an appropriate bias current. According to the principle of the switch method, a single longitudinal mode optical pulse having a repetition frequency f and a pulse width of 10 picoseconds (ps) is generated. The optical pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser 1 is configured to be reflected by the reflecting surface 2 via the return efficiency variable circuit 3 and return to the semiconductor laser 1 via the return efficiency variable circuit 3 again. The return efficiency variable circuit 3 is an optical circuit capable of varying the return efficiency of the optical pulse emitted from the semiconductor laser 1 back to the semiconductor laser 1, for example, a circuit capable of varying the light transmittance. When the time T until the light pulse is emitted from the back surface of the semiconductor laser 1 and re-injected is made equal to the reciprocal of the drive frequency f of the drive circuit 4, that is, the light pulse emitted from the semiconductor laser 1 is synchronized with the drive frequency f. It was found that the chirp speed of the light pulse changes depending on the light return efficiency when the light is returned. The chirp rate is the amount of change when the wavelength of light continuously changes within the pulse width in pulsed light output. That is, it is the ratio of the pulse width to the difference between the wavelength at the leading edge and the trailing edge of the pulse. FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the return efficiency η and the chirp speed. From this graph, return efficiency η is −∞
It can be seen that the chirp rate can be varied from 5 × 10 −4 nm / ps to 10 −3 nm / ps by varying from (no re-injection) to −10 dB.
以上のように半導体レーザ１と反射面２との間に戻り効
率可変回路３を配設するとともに、駆動回路４で駆動さ
れて半導体レーザ１から出射する光パルスが半導体レー
ザ１に戻るまでの時間Ｔを駆動回路４の駆動周波数ｆの
逆数に等しく設定すると、戻り効率可変回路３の戻り効
率を可変することにより半導体レーザ１から出射される
光パルスのチャープ速度を変化させることができるので
ある。As described above, the return efficiency variable circuit 3 is arranged between the semiconductor laser 1 and the reflecting surface 2, and the time until the optical pulse driven by the drive circuit 4 and emitted from the semiconductor laser 1 returns to the semiconductor laser 1. When T is set equal to the reciprocal of the drive frequency f of the drive circuit 4, the chirp speed of the optical pulse emitted from the semiconductor laser 1 can be changed by changing the return efficiency of the return efficiency variable circuit 3.
第３図はこの発明の他の実施例に係る超高速光パルス発
生装置の他の基本的構成を示す図である。この実施例に
おいては、半導体レーザ１、反射面２、戻り効率可変回
路３および駆動回路４の構成は第１図のものと同じであ
るが、半導体レーザ１も前面側に正常分散性媒質手段で
ある正常分散性光ファイバ６、すなわちシングルモード
ファイバ（SMF）が新たに設けられ、半導体レーザ１の
前面から出射した光パルスはこの光ファイバ６を通過し
て出力されるようになっている。この光ファイバ６は半
導体レーザ１の発振波長に対して正常分散を有するもの
で、前記戻り効率可変回路３により戻り効率を可変する
ことにより光ファイバ６を介して出力される出射光パル
ス５のパルス幅を可変することができるものである。更
に詳細に説明すると、正常性分散媒質では、長波長側の
光ほど、光の媒質走行時間、すなわち遅延時間が短い。
また、半導体レーザ１からの出射光パルス５は時間とと
もに波長が長波長へ偏移するレッドシフトチャーピング
を有する光パルスであるので、正常分散媒質である光フ
ァイバ６を通過した時、遅れて発振した長波長の光が早
く発振した短波長側の光に追いついてパルスが圧縮さ
れ、この結果より短い光パルスとなるのである。第４図
は光ファイバの分散量に対するパルス幅の変化の一例を
示すグラフであり、この図において曲線ａは光ファイバ
への入射前のチャープ速度が約0.026nm/psの光パルスに
対するものであり、曲線ｂはチャープ速度が約0.015nm/
psの光パルスに対するものである。第４図からわかるよ
うに光ファイバの分散量を80ps/nm程度に選び、チャー
プ速度を0.026nm/psから0.015nm/psに変化させると、出
力される光パルスのパルス幅は40psから8ps程度まで変
化させることができるのである。なお、光ファイバへの
入射前において２つの異なったチャープ速度を有する光
パルスはそれぞれチャープ速度の逆数程度の分散量で最
もパルス幅が狭くなり、この時のパルス幅は数ps程度に
なる。従って、半導体レーザ１の前面出射光パルス５の
チャープ速度を可変することにより、すなわち前記戻り
効率可変回路３の戻り効率を可変することにより一定の
分散量を有する光ファイバ６からの出射光パルスのパル
ス幅を変化させることができるのである。なお、上記実
施例では、正常分散性物質として光ファイバ６をあげて
説明したが、これに限定されるものでない。FIG. 3 is a diagram showing another basic configuration of an ultrafast optical pulse generator according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the semiconductor laser 1, the reflecting surface 2, the return efficiency variable circuit 3 and the drive circuit 4 have the same configurations as those in FIG. 1, but the semiconductor laser 1 also has a normal dispersion medium means on the front side. A certain normal dispersion optical fiber 6, that is, a single mode fiber (SMF) is newly provided, and an optical pulse emitted from the front surface of the semiconductor laser 1 passes through this optical fiber 6 and is output. This optical fiber 6 has a normal dispersion with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and the pulse of the emitted light pulse 5 output via the optical fiber 6 by varying the return efficiency by the return efficiency variable circuit 3 The width can be changed. More specifically, in the normal dispersion medium, the longer the wavelength of light, the shorter the medium transit time of light, that is, the delay time.
Further, since the light pulse 5 emitted from the semiconductor laser 1 is a light pulse having a red shift chirping whose wavelength shifts to a long wavelength with time, it oscillates with a delay when passing through the optical fiber 6 which is a normal dispersion medium. The long-wavelength light catches up with the short-wavelength side light that oscillates earlier, and the pulse is compressed, resulting in a shorter optical pulse. FIG. 4 is a graph showing an example of the change of the pulse width with respect to the dispersion amount of the optical fiber. In this figure, the curve a is for an optical pulse having a chirp speed of about 0.026 nm / ps before being incident on the optical fiber. , Curve b has a chirp rate of about 0.015 nm /
for a light pulse of ps. As can be seen from Fig. 4, when the dispersion amount of the optical fiber is selected to be about 80ps / nm and the chirp speed is changed from 0.026nm / ps to 0.015nm / ps, the pulse width of the output optical pulse is about 40ps to 8ps. Can be changed. Before entering the optical fiber, the optical pulse having two different chirp velocities has the narrowest pulse width with the dispersion amount of about the reciprocal of the chirp velocity, and the pulse width at this time is about several ps. Therefore, by changing the chirp speed of the front emission light pulse 5 of the semiconductor laser 1, that is, by changing the return efficiency of the return efficiency changing circuit 3, the emission light pulse from the optical fiber 6 having a constant dispersion amount is obtained. The pulse width can be changed. Although the optical fiber 6 is described as the normal dispersible substance in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
第５図はこの発明の更に他の実施例に係る超高速光パル
ス発生装置の構成図である。この超高速光パルス発生装
置は、前記第１図および第３図の基本構成の超高速光パ
ルス発生装置を更に詳細に構成したものである。この超
高速光パルス発生装置においては、分布帰還型半導体レ
ーザ12は駆動回路11からの数GHz以上の周波数ｆを有す
る高周波電流により深い変調をかけられ、繰返し周波数
ｆでパルス幅が約数10ピコセコンドの光パルスを発生す
る。この光パルスは時間とともに長波長側へ発振波長が
数Ａシフトするレッドシフトチャーピングを生ずる。こ
の単位時間当りのシフト量が前記チャープ速度である。FIG. 5 is a block diagram of an ultrafast optical pulse generator according to still another embodiment of the present invention. This ultrafast optical pulse generator is a more detailed configuration of the ultrafast optical pulse generator having the basic configuration shown in FIGS. 1 and 3. In this ultrahigh-speed optical pulse generator, the distributed feedback semiconductor laser 12 is deeply modulated by a high frequency current having a frequency f of several GHz or more from a drive circuit 11 and a pulse width of about several tens of picoseconds at a repetition frequency f. Generate a light pulse of. This light pulse causes red shift chirping in which the oscillation wavelength is shifted by several A toward the long wavelength side with time. The shift amount per unit time is the chirp speed.
半導体レーザ12の裏面側から出射された光パルスは集束
レンズ15、戻り効率可変手段である絞り19を介して光フ
ァイバ14へ結合する。光ファイバ14は遠端部14aに高反
射率の反射コーティングを施した光帰還用光ファイバで
ある。従って、光ファイバ14に入射した光パルスは前記
遠端面14aで反射され、絞り19、集束レンズ15を介して
半導体レーザ12に再入射する。このとき、第１図の実施
例と同様に、半導体レーザ12を駆動する駆動回路11の正
弦波電流の周波数と光パルスが半導体レーザ12を出射し
て再入射するまでの時間とを等しくなるように前記帰還
用光ファイバ14の長さｌを設定しておけば、前記絞り19
を調整して半導体レーザ12に再入射する戻り効率を可変
することにより出射用光ファイバ18への出力光パルスの
チャープ速度を変化することができるのである。すなわ
ち、光ファイバ14による遅延時間を計算するに、光ファ
イバ14の長さｌによる遅延時間ｔは光速をｃとすると、
ｔ＝1.5lであり、半導体レーザ12からの光パルスは光フ
ァイバ14を往復するので、光ファイバ14による遅延時間
は3l/cとなる。集束レンズ15による遅延を無視し、駆動
信号の周波数をｆとすると、必要とする光ファイバ14の
長さｌはｌ（mm）＝100/f（GHz）となる。今、一例とし
て5GHzで駆動する場合には光ファイバ14の長さｌは20mm
にすればよいことになる。The light pulse emitted from the back surface side of the semiconductor laser 12 is coupled to the optical fiber 14 via the focusing lens 15 and the diaphragm 19 which is a return efficiency varying means. The optical fiber 14 is an optical feedback optical fiber in which the far end 14a is coated with a reflective coating having a high reflectance. Therefore, the optical pulse incident on the optical fiber 14 is reflected by the far end face 14 a and re-enters the semiconductor laser 12 via the diaphragm 19 and the focusing lens 15. At this time, as in the embodiment of FIG. 1, the frequency of the sine wave current of the drive circuit 11 for driving the semiconductor laser 12 and the time until the light pulse is emitted from the semiconductor laser 12 and re-incident are made equal. If the length l of the optical fiber 14 for return is set to
Is adjusted to change the return efficiency of re-incident light on the semiconductor laser 12, whereby the chirp speed of the output optical pulse to the emission optical fiber 18 can be changed. That is, when calculating the delay time due to the optical fiber 14, the delay time t due to the length 1 of the optical fiber 14 is given as follows:
Since t = 1.5 l and the optical pulse from the semiconductor laser 12 reciprocates in the optical fiber 14, the delay time by the optical fiber 14 is 3 l / c. When the delay due to the focusing lens 15 is ignored and the frequency of the drive signal is f, the required length l of the optical fiber 14 is l (mm) = 100 / f (GHz). Now, as an example, when driving at 5 GHz, the length l of the optical fiber 14 is 20 mm.
It will be good to do.
半導体レーザ12の前面から出射する光パルスは、結合用
レンズ13、光アイソレータ16、収束用レンズ17を介して
高効率で出力用光ファイバ18に供給される。この光ファ
イバ18として前述した高い正常分散値を有する高分散光
ファイバを使用すれば、前述したように出力光パルスの
パルス幅を前記絞り19による戻り効率に応じて調整する
ことができるのである。パルス幅が数10ピコセコンドの
光パルスのチャープ速度は10-2nm/ps程度であるので、
数ピコセコンドから数10ピコセコンドの範囲でパルス幅
を可変するには、分数量が数10ピコセコンド/nm程度の
光ファイバ18を使用すればよいことになる。例えば、正
常分散値が20ps/nmの光ファイバ18を使用した場合に
は、その長さとして１−5km程度のものを選べばよい。
このように第５図の実施例においては、絞り19の開口径
を調整して戻り効率を可変することにより出力光パルス
のパルス幅を調整することができるのである。The optical pulse emitted from the front surface of the semiconductor laser 12 is supplied to the output optical fiber 18 with high efficiency via the coupling lens 13, the optical isolator 16, and the converging lens 17. If the high-dispersion optical fiber having the high normal dispersion value described above is used as the optical fiber 18, the pulse width of the output optical pulse can be adjusted according to the return efficiency of the diaphragm 19 as described above. Since the chirp rate of an optical pulse with a pulse width of several tens of picoseconds is about 10 -2 nm / ps,
In order to vary the pulse width within the range of several picoseconds to several tens of picoseconds, it is sufficient to use the optical fiber 18 having a fraction of several tens of picoseconds / nm. For example, when the optical fiber 18 having a normal dispersion value of 20 ps / nm is used, a length of about 1-5 km may be selected.
As described above, in the embodiment of FIG. 5, the pulse width of the output light pulse can be adjusted by adjusting the aperture diameter of the diaphragm 19 and varying the return efficiency.
第６図はこの発明の別の実施例を示すものである。この
実施例は、前記第５図の実施例において帰還用光ファイ
バ14に代りに帰還用集束形ロッドレンズ22を使用してい
る点が大きく異なるものである。すなわち、本実施例に
おいて分布帰還型半導体レーザ21は第５図の実施例と同
様に駆動回路26からの駆動信号により駆動され、半導体
レーザ21の裏面から出射される光パルスは集束形ロッド
レンズ22を介して集束形ロッドレンズ22の遠端面近く設
けられている光反射面23で反射され、再度半導体レーザ
21に注入される。また、半導体レーザ21の前面から出射
される光パルスは結合用集束形ロッドレンズ24を介して
出力用または圧縮用光ファイバ25に供給されるようにな
っている。FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. This embodiment is largely different from the embodiment shown in FIG. 5 in that the feedback optical fiber 14 is replaced by a feedback focusing rod lens 22. That is, in this embodiment, the distributed feedback semiconductor laser 21 is driven by the drive signal from the drive circuit 26 as in the embodiment of FIG. 5, and the light pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser 21 is focused by the focusing rod lens 22. Is reflected by the light reflecting surface 23 provided near the far end surface of the focusing rod lens 22 through the
Injected into 21. Further, the light pulse emitted from the front surface of the semiconductor laser 21 is supplied to the output or compression optical fiber 25 via the coupling-focusing rod lens 24 for coupling.
前記帰還用集束形ロッドレンズ22の光軸方向の長さは通
常数mmであるので、半導体レーザ21から出射された光パ
ルスが前記光反射面23で反射され、再び半導体レーザ21
に戻る遅延時間は約100psとなる。従って、本実施例に
おいては駆動回路26の駆動周波数が約10GHz以上である
ことが有用である。なお、前記帰還用集束形ロッドレン
ズ22はねじ31によりその光軸方法に微動し得るようにな
っているが、この微動動作により帰還用集束形ロッドレ
ンズ22を通過する光パルスの戻り効率を可変することが
でき、これにより前述の場合と同様に出力光パルスのチ
ャープ速度またはパルス幅を調整することができるよう
になっている。Since the length of the return-focusing rod lens 22 in the optical axis direction is usually several mm, the light pulse emitted from the semiconductor laser 21 is reflected by the light reflecting surface 23, and the semiconductor laser 21 again.
The delay time to return to is about 100ps. Therefore, in this embodiment, it is useful that the drive frequency of the drive circuit 26 is about 10 GHz or higher. The return focusing rod lens 22 can be finely moved in the optical axis method by a screw 31. By this fine movement operation, the return efficiency of the light pulse passing through the return focusing rod lens 22 can be changed. As a result, the chirp rate or pulse width of the output light pulse can be adjusted as in the case described above.
以上説明したように、この発明によれば、半導体レーザ
より出射した光パルスを駆動信号の周波数の逆数にほぼ
対応する時間遅延させて戻す光パルスの戻り効率を可変
しているので、パルス幅が数10ピコセコンド、繰返し周
波数が数GHz以上の光パルスを出力し、該光パルスのチ
ャープ速度を連続的に調整できる。また、半導体レーザ
の前面出力からの光パルスを圧縮することでチャープ補
償を使用したパルス圧縮技術を適用した超短パルスを発
生させることにより前記戻り効率に応じて光パルスのパ
ルス幅を数ピコセコンドから数10ピコセコンドの範囲で
連続的に調整でき、超高速光伝送、光情報処理、光サン
プリング、光ゲート素子等への応用が期待できる。As described above, according to the present invention, since the return efficiency of the optical pulse emitted from the semiconductor laser and returned with a time delay substantially corresponding to the reciprocal of the frequency of the drive signal is varied, the pulse width is It is possible to output an optical pulse of several tens of picoseconds and a repetition frequency of several GHz or more, and continuously adjust the chirp speed of the optical pulse. Further, by compressing the light pulse from the front output of the semiconductor laser to generate an ultra-short pulse applying a pulse compression technique using chirp compensation, the pulse width of the light pulse is changed from several picoseconds according to the return efficiency. It can be continuously adjusted in the range of several tens of picoseconds, and it can be expected to be applied to ultra-high-speed optical transmission, optical information processing, optical sampling, optical gate devices, etc.
第１図はこの発明の一実施例に係る超高速光パルス発生
装置の基本構成を示す図、第２図は戻り効率に対するチ
ャープ速度の関係を示すグラフ、第３図はこの発明の他
の実施例に係る超高速光パルス発生装置の他の基本構成
を示す図、第４図は光ファイバの分散量に対するパルス
幅の関係を示すグラフ、第５図はこの発明の更に他の実
施例に係る超高速光パルス発生装置の構成図、第６図は
この発明の別の実施例に係る超高速光パルス発生装置の
構成図である。第７図及び第８図はそれぞれ従来の高速
光パルス発生装置の構成図である。 1,12,21……半導体レーザ ２……反射面 ３……戻り効率可変回路 6,18,25……光ファイバ 14……光ファイバ 19……絞り 22……帰還用集束形ロッドレンズFIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an ultrafast optical pulse generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the chirp speed and the return efficiency, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing another basic configuration of the ultrafast optical pulse generator according to the example, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pulse width and the dispersion amount of the optical fiber, and FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of an ultrafast optical pulse generator, and FIG. 6 is a block diagram of an ultrafast optical pulse generator according to another embodiment of the present invention. 7 and 8 are block diagrams of a conventional high-speed optical pulse generator. 1,12,21 …… Semiconductor laser 2 …… Reflecting surface 3 …… Return efficiency variable circuit 6,18,25 …… Optical fiber 14 …… Optical fiber 19 …… Aperture 22 …… Focusing rod lens for feedback
Claims (3)
と、該駆動回路の駆動信号によって駆動されて光パルス
を発生する分散帰還型半導体レーザと、該半導体レーザ
の裏面から出射された光パルスを前記駆動信号の所定周
波数の逆数にほぼ対応する時間遅延させて前記半導体レ
ーザに戻す遅延手段と、該遅延手段により遅延されて前
記半導体レーザに戻される前記光パルスの戻り効率を可
変して前記半導体レーザの前面出力光パルスの単位時間
当りの発振波長の偏移量を調整する戻り効率可変手段と
を有することを特徴とする超高速光パルス発生装置。1. A drive circuit that generates a drive signal of a predetermined frequency, a distributed feedback semiconductor laser that is driven by the drive signal of the drive circuit to generate an optical pulse, and an optical pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser. Is delayed by a time substantially corresponding to the reciprocal of the predetermined frequency of the drive signal and returned to the semiconductor laser, and the return efficiency of the optical pulse delayed by the delay means and returned to the semiconductor laser is varied to An ultrahigh-speed optical pulse generator, comprising: return efficiency varying means for adjusting a deviation amount of an oscillation wavelength of a front-side output optical pulse of a semiconductor laser per unit time.
ルスのパルス幅を前記戻り効率可変手段により可変され
た戻り効率に応じて調整し得るように前面出力からの光
パルスを圧縮するための正常分散性媒質手段をレーザ前
面側に有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の超高速光パルス発生装置。2. The semiconductor laser for compressing a light pulse from the front output so that the pulse width of the light pulse from the front output can be adjusted according to the return efficiency varied by the return efficiency varying means. The ultrafast optical pulse generator according to claim 1, further comprising a normal dispersion medium means on the front side of the laser.
されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超
高速光パルス発生装置。3. The ultrahigh-speed optical pulse generator according to claim 2, wherein the normal dispersion medium means is composed of an optical fiber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61117647A JPH071812B2 (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ultrafast optical pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61117647A JPH071812B2 (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ultrafast optical pulse generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274787A JPS62274787A (en) | 1987-11-28 |
| JPH071812B2 true JPH071812B2 (en) | 1995-01-11 |
Family
ID=14716856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61117647A Expired - Lifetime JPH071812B2 (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ultrafast optical pulse generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071812B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2914586B2 (en) * | 1990-12-12 | 1999-07-05 | 株式会社アドバンテスト | Oscillator and optical frequency measuring device using this oscillator |
| GB201521214D0 (en) * | 2015-12-01 | 2016-01-13 | Spi Lasers Uk Ltd | Apparatus for providing optical radiation |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP61117647A patent/JPH071812B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274787A (en) | 1987-11-28 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |