JPH07321416A - 直接偏波変調光源制御方式ないし装置、集積半導体装置、その駆動法及びそれを用いた光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動的波長変動が小さく変調状態を良好に保てる
直接偏波変調光源制御方式ないし装置、集積半導体装
置、その駆動法及びそれを用いた光通信システムであ
る。 【構成】半導体レーザ１−１を光通信用光源として使
う。半導体レーザ１−１は、光導波路の一部に流す電流
を変調して偏波面の異なる２つの発振偏波モードがスイ
ッチする構造である。半導体レーザ１−１の出力光の直
交する２つの偏波を分離する手段１−２、分離した直交
する２つの偏波を各々受光する手段１−３−１、２を備
える。各々受光する手段１−３−１、２からの信号を用
いて半導体レーザ１−１への注入電流を帰還制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接偏波変調に用いら
れる光源の制御方式、制御装置、集積光半導体装置、そ
れらを用いた光通信システム等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報のマルチメディア化に伴い、
加入者系、ＬＡＮを問わず、大容量の通信方式に対する
要望が益々高まっている。波長多重通信では、伝送路で
ある光ファイバ１本の中に複数の独立な回線を取れるう
え、光通信本来の高速性と相俟って、柔軟且つ大容量の
通信システムを提供できる。

【０００３】波長多重通信は、多重される波長の間隔に
よりＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と光ＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎ
ｇ）に分けられる。ＷＤＭの波長間隔が１ｎｍ以上であ
るのに対し、光ＦＤＭは波長間隔が０．１ｎｍ程度
（１．５５μｍ帯の光周波数では約１０ＧＨｚ）と狭
く、そのため数１０以上の多重数のシステムを実現する
ことが可能である。尚、光ＦＤＭでは波長間隔等の波長
差の量を光周波数で表現できるので、以下の説明では波
長差の量を光周波数で表すことにする。

【０００４】光ＦＤＭでは、光周波数間隔が狭いため各
チャンネルの光源の占有光周波数帯域を狭くする必要が
ある。現在、光通信の光源としては半導体レーザが一般
的に用いられている。半導体レーザの占有光周波数帯域
は、低周波のドリフトと高周波のチャーピングより決ま
る。ドリフトを抑えるためには、波長基準を用いた帰還
制御を半導体レーザに施すが有効である。ドリフトを数
１０ＭＨｚ以下に抑える技術が実用レベルになってい
る。

【０００５】チャーピングを抑えるためには変調方式に
工夫が必要である。代表的な方式として、直接ＦＳＫ
（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変
調方式、外部強度変調方式、直接偏波変調方式（特開平
２−１５９７８１）などが考案されている。

【０００６】外部強度変調方式には、光源の半導体レー
ザと全く独立した外部変調器を用いる方式と、半導体レ
ーザと集積した外部変調器を用いる方式がある。前者は
チャープ無しの変調が可能であるが、構成が複雑にな
る。一方、後者は数１０ＧＨｚのチャープが残る。直接
ＦＳＫ変調方式は、ＤＦＢ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦ
ｅｅｄｂａｃｋ）−ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を
そのしきい値以上にバイアスし、変調信号のマーク、ス
ペースに対応させ、数ｍＡ程度の電流でＤＦＢ−ＬＤを
変調することで実現できる。マークとスペースの光周波
数の差は数ＧＨｚに設定されるため、占有光周波数幅は
この光周波数差より小さくはならない。直接偏波変調方
式は、偏光板と、注入する電流量に応じて出力光の偏波
の方向がＴＥまたはＴＭに切り替わる特性を持つＬＤを
用いる。変調のマーク、スペースに対応してＬＤ出力の
偏波の方向を切り替え、一方の偏波のみを偏光板で取り
出すことにより強度変調された信号を外部へ出力する。

【０００７】上記３方式の中で、直接偏波変調方式は構
成の簡易性、占有光周波数幅の狭さ等の点で総合的に他
の２方式に対して利点を有している。以下、これについ
て説明する。直接偏波変調方式の構成を図１９に示す。
図示するように、２電極ＤＦＢ−ＬＤ１１−１、加算器
１５−１、駆動回路１１−１０−１、１１−１０−２、
偏光子１１−１１で構成されている。２電極ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ１１−１は２電極の注入電流を変えることにより、発
振光の偏波をスイッチングすることができる。このよう
な特性は回折格子のＢｒａｇｇ波長、活性層のゲインス
ペクトル等のデバイスパラメータを調整することにより
実現可能である。駆動回路１１−１０−１、１１−１０
−２は入力信号に対応した電流を出力する。その電流は
各々２電極ＤＦＢ−ＬＤ１１−１の２つの電極に注入さ
れる。加算器１５−１は２つの入力信号（バイアス信
号、変調信号）を加算する。駆動回路１１−１０−１に
は加算器１５−１の出力が接続され、駆動回路１１−１
０−２にはバイアス信号が直接入力される。変調信号
と、２つのバイアス信号はこの光源が組み込まれた送信
部から入力される。偏光子１１−１１は２電極ＤＦＢ−
ＬＤ１１−１の出力光のＴＥ偏波のみを透過させ、その
変調出力を伝送路に送る。

【０００８】図２０は直接偏波変調用２電極ＤＦＢ−Ｌ
Ｄの断面斜視図である。図中、１６−１はｎ−ＩｎＰ基
板、１６−２は回折格子が形成されたｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層、１６−３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ下部光ガイド層、
１６−４はｉ−ＩｎＧａＡｓＰの歪超格子構造の活性
層、１６−５はｐ−ＩｎＰクラッド層、１６−６はｐ−
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１６−７は高抵抗ＩｎＰ
埋め込み層、１６−８はコンタクト層１６−６が除去さ
れた電極分離領域、１６−９は前側（射出側）電極であ
るＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、１６−１０は後側電極
であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、１６−１１は基板
側電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、１６−１２は反射
防止膜となるＳｉＯ膜である。尚、この素子は活性層が
引っ張り歪みをもつ多重量子井戸構造になっており、通
常のＤＦＢ−ＬＤに比べるとＴＭ偏波の発振しきい値が
低く、効率よく偏波変調できる。

【０００９】図２１はＴＥ偏波、ＴＭ偏波スイッチング
特性をもつ２電極ＤＦＢ−ＬＤの発振特性の模式図であ
る。前側電極の注入電流Ｉ₁を横軸に、後側電極の注入
電流Ｉ₂を縦軸にとり、ＴＥ偏波で発振する領域（太い
点線より右下）とＴＭ偏波で発振する領域（太い点線よ
り左上）を示している。各領域内の曲線は各偏波の出力
の等高線を示しており、内側に行くほど出力は大きくな
っている。

【００１０】図２２はＴＥ偏波とＴＭ偏波のスイッチン
グの様子を示す模式図である。前側電極の注入電流をＩ
_1bに固定し、後側電極の注入電流Ｉ₂を変化させた場合
の各々の偏波の光強度の変化を示している。スイッチン
グ領域（下に説明）付近を拡大して示している。Ｉ₂＜
Ｉ_2sminではＴＥ偏波のみで発振、Ｉ_2smin＜Ｉ₂＜Ｉ
_2smaxではＴＥ偏波とＴＭ偏波が混在、Ｉ₂＞Ｉ_2smaxで
はＴＭ偏波のみで発振する。Ｉ_2smin＜Ｉ₂＜Ｉ_2smaxで
はＴＥ偏波、ＴＭ偏波の両偏波とも発振状態が不安定に
なり、光強度の時間平均ではＩ₂が増加するにつれ、Ｔ
Ｅ偏波は減少、ＴＭ偏波は増加する。Ｉ_2scはＴＥ偏波
とＴＭ偏波の光強度が等しくなる点である。また、以下
の説明ではＩ_2sminからＩ_2smaxの領域をスイッチング領
域と呼ぶ。

【００１１】直接偏波変調は、スイッチング領域にバイ
アス点を設定し、変調することにより実現できる。ここ
ではＩ₁を固定し、Ｉ₂を変調する場合について説明する
（尚、以下の説明では図２１及び図２２を参照された
い）。Ｉ₁をＩ_1bに固定する。この時のＴＥ偏波とＴＭ
偏波のスイッチングは、Ｉ₂をＩ_2smin以下の値からＩ
_2smax以上の値に変化させた時に起こる。Ｉ₂のバイアス
成分Ｉ_2b、変調成分Ｉ_2mを、Ｉ_2b＜Ｉ_2smin、Ｉ_2b＋Ｉ
_2m＞Ｉ_2smaxとなるように設定する。これにより、Ｉ₂＝
Ｉ_2bの時にはＴＥ偏波で、Ｉ₂＝Ｉ_2b＋Ｉ_2mの時にはＴ
Ｍ偏波で発振する。この光信号の内のＴＥ偏波のみを偏
光子１１−１１で取り出すことにより、強度変調された
光信号をつくることができる。尚、この例においては、
Ｉ₂＝Ｉ_2bの時に光出力がＯＮ、Ｉ₂＝Ｉ_2b＋Ｉ_2mの時に
は光出力がＯＦＦされるので、変調信号はこの光源で反
転される。

【００１２】この変調方式の構成はＤＦＢ−ＬＤを直接
変調しているため、直接ＦＳＫ変調方式と同程度に構成
が簡単であり、また、変調電流の振幅が数ｍＡと小さ
く、変調信号のマーク、スペースどちらに対応する状態
でも発光しているため、変調により得られる光信号の光
周波数のチャーピングは、半導体レーザと独立した外部
変調器を用いた外部変調方式と同程度に小さい。

【００１３】尚、直接偏波変調は、注入電流のバイアス
点をスイッチング領域に設定し、適当な振幅の変調をか
けることで実現できるという様にも表現できる。図２
１、２４、２５を用いて、その例を説明する。Ｉ₁はＩ
_1bに固定し、Ｉ₂はバイアス成分がＩ_2b、変調成分は振
幅Ｉ_modの矩形波とする。この矩形波は上端がＩ_mod/2、
下端が−Ｉ_mod/2であり、それぞれ変調のマーク、スペ
ースに対応している。このとき、Ｉ_2E＝Ｉ_2b−Ｉ_mod/2
ではＴＥ偏波のみが、Ｉ_2M＝Ｉ_2b＋Ｉ_mod/2ではＴＥ偏
波のみがそれぞれ発振するように、Ｉ_2bおよびＩ_modを
設定する（図２５（Ａ）、（Ｂ））。この光信号のうち
のＴＥ（もしくはＴＭ）偏波のみを偏光子１１−１１で
取り出すことにより、強度変調された光信号を作り出す
ことができる（図２５（Ｃ））。以下の説明では、バイ
アス成分ないしバイアス点という場合、上記２つの意味
（変調成分をＤＣ成分的に考える場合とＡＣ成分的に考
える場合）を使い分ける。

【００１４】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、この直接
偏波変調方式は以下のような問題がある。多電極（前述
の２電極を含む）ＤＦＢ−ＬＤのＴＥ偏波とＴＭ偏波発
振領域の分布は、素子により異なる。このため直接偏波
変調のバイアス点は、素子ごとに精密な測定をもとに設
定しなければならない。また、ＴＥ偏波とＴＭ偏波発振
領域の分布は同一の素子でも温度等により変化する。こ
のため偏波変調の状態（変調信号に対応したＴＥ偏波と
ＴＭ偏波の強度比）を最良に維持することは難しい。

【００１５】以下、素子の状態の変化による変調状態の
劣化について、図２２、２３を用いて詳細に説明する。
ここで、図２３は注入電流のバイアス成分がスイッチン
グ点からずれた場合の光出力について示している。

【００１６】図２２において、Ｉ₂のバイアス成分
Ｉ_2b、変調成分Ｉ_2mの初期設定を、Ｉ_2b＜Ｉ_2smin−
δ、Ｉ_2b＋Ｉ_2m＞Ｉ_2smax＋δ（δは微少量）とする。
２電極ＤＦＢ−ＬＤ１１−１は、この状態ではＩ₂＝Ｉ
_2bではＴＥ偏波、Ｉ₂＝Ｉ_2b＋Ｉ_2mではＴＭ偏波で発振
する。この時、偏光子１１−１１を経て出力される光信
号の光強度は、図２３（ａ）に示すように変化する。こ
の光源は変調信号を反転させるので、光信号の強度はＩ
₂＝Ｉ_2bの時大きく、Ｉ₂＝Ｉ_2b＋Ｉ_2mのとき小さくな
る。

【００１７】スイッチング領域の電流値（Ｉ_2smin、Ｉ
_2smax、Ｉ_2sc）が変化し、Ｉ_2bがＩ_2sminより大きくな
ると、Ｉ₂＝Ｉ_2bの時のＴＥ偏波の光強度が減少し、Ｔ
Ｍ偏波の光強度が増加する。さらにＩ_2bがＩ_2smaxより
大きくなるとＴＭ偏波のみが出力されるようになる。こ
の時の様子を図２３（ｂ）に示す。一方、Ｉ_2bがＩ
_2smax−Ｉ_2mより小さくなると、Ｉ₂＝Ｉ_2b＋Ｉ_2mの時の
ＴＭ偏波の光強度が減少し、ＴＥ偏波の光強度が増加す
る。そしてＩ_2b＝Ｉ_2smin−Ｉ_2mより小さくなるとＴＥ
偏波のみが出力されるようになる。この時の様子を図２
３（ｃ）に示す。

【００１８】以上の説明からわかるように、スイッチン
グ領域の電流値がずれた場合、偏波変調の変調効率が劣
化したり（図２３（ｃ））、場合によっては、正しく変
調できなくなる（図２３（ｂ））。

【００１９】更に、上記帰還制御方法において、半導体
レーザ装置以外に、偏光ビームスプリッタ、ホトダイオ
ードなどの光学装置を使用して光通信用光源などとして
用いる場合に、小型にモジュール化することが困難であ
り、しかもモジュール化する時に光学調整が必要で、生
産性が悪くなるという問題点も出てくる。

【００２０】従って、本発明の目的は、以上の課題を解
決すべく、直接偏波変調に用いられる光源の制御方式、
制御装置、集積光半導体装置、それらを用いた光通信シ
ステム等を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の直接偏波変調光源制御方式ないし装置
では、直接偏波変調光源の出力光の直交する２つの偏波
（例えば、ＴＥ偏波とＴＭ偏波）を分離する手段、それ
ら２つの偏波を受光する手段、それら２つの信号を差動
増幅する手段を備え、直接偏波偏波光源の出力光の一方
の偏波、他方の偏波の強度差（夫々の偏波は通常変調さ
れているので、強度差という場合、平均的強度の差、ピ
ーク強度の差など多義的に解釈されるが、構成により何
れの意味に取ってもよい）がゼロないし所定値になるよ
うに直接偏波変調光源の駆動量を帰還制御することを特
徴とする。

【００２２】また、上記課題を解決するための本発明の
第２の直接偏波変調光源制御方式ないし装置では、直接
偏波変調光源の出力光の直交する２つの偏波（例えば、
ＴＥ偏波とＴＭ偏波）を分離する手段、分離した２つの
偏波を各々受光する手段を備え、それら２つの信号を用
いて得られた信号を所定の値と等しくなるように注入電
流を帰還制御することにより、前記直交する２つの偏波
の出力強度を同時に安定化することを特徴とする。

【００２３】これにより、少なくとも、変調のバイアス
点を一方の（ＴＥ）偏波発振領域と他方の（ＴＭ）偏波
発振領域のスイッチング領域に常に維持することができ
る。後者の構成では、出力光強度も確実に安定化でき
る。

【００２４】より具体的には、以下の如き構成も可能で
ある。前記直交する２つの偏波を各々受光する手段から
得られた２つの信号を差動増幅する手段、基準電圧源、
前記偏波を受光する手段のうち一方から得られた信号と
前記基準電圧源からの信号とを差動増幅する手段を備
え、前記直交する２つの偏波の強度差が所定値になるよ
うに帰還制御をかけ、同時に前記２つの偏波のうち片方
の出力強度が一定になるように帰還制御をかける。前記
直交する２つの偏波のそれぞれについて、基準電圧源
と、前記偏波を各々受光する手段から得られた信号と前
記基準電圧源からの信号とを夫々差動増幅する手段を備
え、前記偏波の出力強度が各々一定になるように帰還制
御をかける。直接偏波変調光源として多電極ＤＦＢ−Ｌ
Ｄを用いる。前記直交する２つの偏波を分離する手段
が、偏光ビームスプリッタ、または直交する２つの偏波
を波長により分離する手段で構成されている。

【００２５】上記目的を達成するための本発明の第３の
構成の集積光半導体装置は、発光層を含む光導波路の一
部に流す電流を変調することで直交する２つの偏波モー
ドがスイッチする構造の半導体レーザと、該半導体レー
ザの変調された出力光の該直交する２つの偏波モードの
出力光強度をそれぞれ電気的に検出する手段とを同一基
板上に集積されていることを特徴とする。

【００２６】より詳細には以下の様にもできる。全て同
一半導体結晶基板上にモノリシックに集積、あるいは全
て同一基板上にハイブリッドに集積される。前記直交す
る２つの偏波モードの出力光強度をそれぞれ電気的に検
出する手段が、同一基板上に構成された前記半導体レー
ザの直交する２つの偏波モードそれぞれと同じ偏波モー
ドで且つ波長が同じである光を出力する２つの局発用半
導体レーザと、２つの光検出器と、該２つの局発用半導
体レーザの出力光１つずつと該半導体レーザの光出力を
合流させ、それぞれ別の該光検出器に導波する分岐合流
導波路とで構成されている。前記直交する２つの偏波モ
ードの出力光強度をそれぞれ電気的に検出する手段にお
いて、該半導体レーザと該局発用半導体レーザの出力光
の波長及び線幅が、該光検出器に入力された時に電気回
路が処理できる程度の周波数のビート信号になるように
設定されている。前記直交する２つの偏波モードの出力
光強度をそれぞれ電気的に検出する手段が、同一基板上
に構成された前記半導体レーザの変調された出力光の該
２つの偏波モードを異なる伝搬方向に分岐する導波型の
偏波モードスプリッタと、該２つに分けられた偏波モー
ドの双方の光波を電気信号に変換する少なくとも２つの
光検出器とで構成されている。前記偏波モードスプリッ
タが、前記半導体レーザの共振器の両側に２つ備えてあ
る。前記偏波モードスプリッタが、同一平面上にＹ分岐
導波路で形成され、導波層に半導体超格子を含み、該Ｙ
分岐導波路の一方の分枝の該半導体超格子を混晶化して
いる。前記偏波モードスプリッタが、同一平面上にＹ分
岐導波路で構成され、該Ｙ分岐導波路の一方の導波層の
み金属を装荷してある。前記偏波モードスプリッタが、
縦方向に少なくとも２つの導波層で形成され、該導波層
のいずれかの近傍に回折格子を備えている。前記偏波モ
ードスプリッタが方向性結合器、あるいはエッチングミ
ラーで構成されている。前記直交する２つの偏波モード
の出力光強度をそれぞれ電気的に検出する手段が、同一
基板上に構成された前記半導体レーザの変調された出力
光の該２つの偏波モードを波長により分離する手段と、
該２つに分けられた偏波モードの双方の光波を電気信号
に変換する少なくとも２つの光検出器とで構成されてい
る。

【００２７】また、以下の如き構成も本発明の対象とな
る。上記半導体装置から外部に出射される光波の変調状
態を安定化させるために、２つの偏波モードの出力光強
度を変換した電気信号を差動増幅する手段を具備し、前
記偏波面の異なる２つの偏波の強度差が所定値になるよ
うに半導体レーザに帰還制御する集積光半導体装置の駆
動方法。

【００２８】上記半導体装置から外部に出射される光波
の変調状態を安定化させるために、２つの偏波モードの
出力光強度を変換した電気信号の差をとる手段、基準電
圧源、前記差をとる手段の出力と前記基準電圧源の出力
とを差動増幅する手段を具備し、前記偏波面の異なる２
つの偏波の強度差が一定になるように半導体レーザに帰
還制御する集積光半導体装置の駆動方法。

【００２９】上記半導体装置から外部に出射される光波
の変調状態を安定化させるために、２つの偏波モードの
出力光強度を変換した電気信号を用いて前記半導体レー
ザへの注入電流を帰還制御し、前記直交する２つの偏波
の出力強度を同時に安定化する集積光半導体装置の駆動
方法。

【００３０】上記半導体装置から外部に出射される光波
の変調状態を安定化させるために、前記直交する２つの
偏波モードの出力光強度をそれぞれ電気的に検出する手
段からの信号を用いて半導体レーザへの注入電流を帰還
制御する（帰還制御される電流は、変調信号を流す光導
波路の部分と同じ部分あるいは異なる部分に流す電流で
ある）集積光半導体装置の駆動方法。

【００３１】上記直接偏波変調光源制御方式ないし装
置、または集積光半導体装置を用いる送信装置を有する
光通信システム。

【００３２】上記の構成及び具体的手段は可能な範囲で
如何様にも組み合わされるものである。

【００３３】

【実施例１】以下、本発明の第１実施例について図面と
共に詳細に説明する。図１は、本発明が適用された直接
偏波変調光源の第１実施例のブロック図である。図示す
るように、第１実施例は、２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１、
偏波ビームスプリッタ１−２、受光素子１−３−１、１
−３−２、増幅器１−４−１、１−４−２、ローパスフ
ィルタ（以下、ＬＰＦと称す）１−５−１、１−５−
２、差動増幅器１−６、帰還制御回路１−７、スイッチ
１−８、加算器１−９、駆動回路１−１０−１、１−１
０−２、偏光子１−１１を主要部として構成されてい
る。

【００３４】２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１は既提案例と同
じものであり、図２０に示す構造、図２１に示す特性を
もっている。２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１は前後２つの端
面から光を射出する。前側端面の射出光は偏光子１−１
１によりＴＥ偏波のみを取り出される。後側端面の射出
光はバイアス点制御に用いられる。まず、後側端面の射
出光は偏光ビームスプリッタ１−２によりＴＥ偏波とＴ
Ｍ偏波が分離される。分離された偏波のうちＴＥ偏波は
受光素子１−３−１で電気信号に変換され、電気信号は
増幅器１−４−１で増幅され、ＬＰＦ１−５−１で低周
波成分を抽出された後、差動増幅器１−６のプラス入力
端子に入力される。ＴＭ偏波は受光素子１−３−２、増
幅器１−４−２、ＬＰＦ１−５−１で同様に処理され、
差動増幅器１−６のマイナス入力端子に入力される。差
動増幅器１−６は前記２つの入力信号の差を増幅する。
その出力は、ＬＰＦ１−５−１の出力がＬＰＦ１−５−
２の出力より大きい時には正に、ＬＰＦ１−５−１の出
力がＬＰＦ１−５−２の出力より小さい時には負にな
る。差動増幅器１−６の出力は本制御系での誤差信号に
なる。

【００３５】帰還制御回路１−７は、差動増幅器１−６
からの信号を誤差信号として制御信号を生成する。帰還
制御方式としては、周知のＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏ
ｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ
ｌ）制御が好適に用いられる。この帰還制御回路１−７
の出力は本制御系での制御信号になる。この制御信号は
スイッチ１−８を経て加算器１−９に入力される。スイ
ッチ１−８は、送信部からの制御ＯＮ／ＯＦＦ信号によ
りＯＮ／ＯＦＦを制御される。加算器１−９には、送信
部からのバイアス信号、変調信号及び前述の制御信号が
入力される。加算器１−９はこれら３つの信号を加算
し、その出力は駆動回路１−１０−１に入力される。駆
動回路１−１０−１は、これへの入力信号に対応した電
流を出力し、この電流は２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１の後
側電極に注入される。

【００３６】駆動回路１−１０−２は、送信部から入力
されるバイアス信号に対応した電流を出力し、その電流
は２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１の前側電極に注入される。
尚、上記説明において、送信部とは本実施例の制御方式
を適用した制御系が組み込まれた装置をさすものとす
る。

【００３７】図２は、２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１の後側
電極への注入電流のバイアス成分Ｉ_2bと誤差信号の関係
を示している。スイッチング領域付近（図２２参照）を
拡大して示している。

【００３８】続いて、本実施例の動作について説明す
る。尚、スイッチング領域へのバイアス、偏波変調につ
いては既提案例と同じなのでここでは説明しない。

【００３９】ＬＰＦ１−５−１、１−５−２の遮断周波
数は変調信号より充分に低く設定されている。このた
め、変調状態が良好な場合（ＴＥ偏波とＴＭ偏波が変調
信号に合わせてスイッチングしている場合であり、光源
の光出力は図２３（ａ）のようになる）は、ＬＰＦ１−
５−１、ＬＰＦ１−５−２の両方から信号が得られる。
Ｉ_2b＋Ｉ_2m／２がスイッチング領域の中心Ｉ_2sc（図２
２参照）と一致している場合には、これら２つの信号の
大きさはほぼ等しくなる（但し、この場合、変調信号の
デューティ比は５０％とする）。

【００４０】２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−１の温度等の変化
により発振特性が変化しスイッチング領域の電流値（Ｉ
_2sc、Ｉ_2smin、Ｉ_2smax）がずれると、変調状態は劣化
する。Ｉ_2b＜Ｉ_2smin、Ｉ_2b＞Ｉ_2smax−Ｉ_2mの両方の関
係がみたされている場合には変調状態の劣化は差程大き
くはないが、そうでない場合には図２３（ｂ）、（ｃ）
に示すように変調状態は大きく劣化する。この時、ＬＰ
Ｆ１−５−１とＬＰＦ１−５−２の出力信号の差（差動
増幅器１−６の出力）は大きくなる。

【００４１】差動増幅器１−６の出力信号（誤差信号）
は、図２に示すようにＩ_2sc−Ｉ_2m／２でゼロをとるゼ
ロクロス信号になっている。したがって、この信号を誤
差信号として帰還制御することにより、Ｉ_2b＋Ｉ_2m／２
をＩ_2scにあわせることができる。これにより、変調状
態を図２３（ａ）のように良好な状態に維持することが
できる。尚、この帰還制御は、Ｉ_1b、Ｉ_2bをスイッチン
グ点に設定した後、スイッチ１−８をＯＮすることによ
り開始される。また、設定時のＩ_1b、Ｉ_2bのスイッチン
グ点に対するずれをこの帰還制御により自動的に補正す
ることができ、この設定に対する許容度が大きくなる。

【００４２】

【実施例２】本発明の第２実施例について図面と共に説
明する。図３は本発明が適用された直接偏波変調光源の
第２実施例のブロック図である。図１の第１実施例との
相違点は、ＬＰＦ１−５−１、ＬＰＦ１−５−２の出力
を減算器３−１に入力し、減算器３−１の出力と基準電
圧源３−２の出力を差動増幅器１−６に入力することで
ある。

【００４３】減算器３−１は、ＬＰＦ１−５−１の出力
信号からＬＰＦ１−５−２の出力信号を引いた値を出力
する。減算器３−１の出力信号は差動増幅器１−６のプ
ラス入力端子に入力され、基準電圧源３−２の出力信号
は差動増幅器１−６のマイナス入力端子に入力される。

【００４４】変調信号のデューティ比が５０％からずれ
た場合、良好な変調状態においてＬＰＦ１−５−１の出
力信号とＬＰＦ１−５−２の出力信号の大きさは等しく
ならない。したがって、この場合、第１実施例の構成で
は、帰還制御により良好な変調状態からずれた状態で安
定してしまう。本実施例はこれを改善したものである。
良好な変調状態でのＬＰＦ１−５−１の出力信号とＬＰ
Ｆ１−５−２の出力信号の大きさの差に、基準電圧源３
−２の出力を設定することで、デューティ比が５０％か
らずれている変調信号を用いている場合でも、良好な変
調状態を維持することができる。その他の動作等は第１
実施例と実質的に同じである。

【００４５】

【実施例３】上記実施例では、２電極ＤＦＢ−ＬＤ１−
１の後側電極の注入電流に対して帰還制御を行ったが、
前側電極の注入電流に適用することも可能である。ま
た、増幅器、ＬＰＦ、差動増幅器等の誤差信号を生成す
るための手段は、変調の中心値（実施例ではＩ_2b＋Ｉ_2m
／２）がスイッチング領域の中心Ｉ_2scに来るときにゼ
ロになるゼロクロス信号を生成する別の手段でもよい。
また、直接偏波変調光源として２電極ＤＦＢ−ＬＤを用
いたが、３電極ＤＦＢ−ＬＤに適用することも可能であ
る。また、同様な機能を有する他の光源に適用すること
も可能である。

【００４６】

【実施例４】両偏波の発振特性の形状が変わる場合は更
に以下の如き問題も出てくる。例えば、両偏波の発振特
性が図２６に示すように変化したとすると（両偏波の発
振特性の形状が対称的ではなくなっている）、Ｉ₂＝Ｉ
_2E（図のＢ点）でＴＥ偏波の強度はＰ_TE、Ｉ₂＝Ｉ
_2M（図のＡ点）でＴＭ偏波の強度はＰ_TMとなり、両偏波
の強度は異なって（Ｐ_TE≠Ｐ_TM）しまう。このとき両偏
波の出力信号は図２７に示すようになる。こうした環境
の変化に伴う発振特性の変化は、以下のような悪影響を
及ぼす恐れがある。１）出力光強度の変動により変調効
率が変動する。２）Ａ点とＢ点でのキャリア密度が異な
ると光周波数にチャープが生ずる。３）偏波のスイッチ
ングが起こらず、正しく変調できなくなる。

【００４７】そこで、Ｉ₂のバイアス成分に制御をか
け、変調のバイアス点をスイッチング領域内に維持した
うえ、ＴＥ偏波とＴＭ偏波の強度を等しくする構成が考
えられる。

【００４８】図２６では、Ｉ₂のバイアス成分がＩ_2b’
の時にＴＥ偏波とＴＭ偏波の出力光強度が等しい。Ｉ₂
のバイアス成分のＩ_2b’（ＴＥ偏波とＴＭ偏波の出力光
強度が等しい電流値）からの微小なずれをδＩ_2bとおけ
ば、δＩ_2bと誤差信号の関係は図２に示すようになる
（ただし図２では変調成分をＤＣ成分的に考えた場合の
バイアス成分と誤差信号の関係を示す）。この誤差信号
を帰還制御回路に入力し、例えばＰＩＤ制御をかけるこ
とによって、δＩ_2bを常にゼロ、言い換えればＴＥ偏波
とＴＭ偏波の出力光強度を常に等しく保つことができ
る。この制御方式も条件によっては有効な方法である
が、次のような限界もある。バイアス点を制御すること
によって常に両偏波の出力光強度を等しくするだけで
は、発振特性そのものが変化した場合、出力光強度その
ものを時間的に安定化できる保証はない。出力光強度の
時間的変動は送信信号の劣化を引き起こすこともある。
本発明の第４実施例はこの点を改良するものである。

【００４９】本発明の第４実施例について図面と共に詳
細に説明する。図４は、本発明が適用された直接偏波変
調光源の第４実施例のブロック図である。図示するよう
に、２電極ＤＦＢ−ＬＤ１０１、偏波ビームスプリッタ
１０２、受光素子１０３−１、２、増幅器１０４−１、
２、ＬＰＦ１０５−１、２、３、差動増幅器１０６−
１、２、基準電圧源１０７、帰還制御回路１０８−１、
２、振幅制御回路１０９、加算器１１０、駆動回路１１
１−１、２、偏光子１１２を主要部として構成されてい
る。

【００５０】２電極ＤＦＢ−ＬＤ１０１は従来例の所で
説明したものと同じものであり、図２０に示す構造、図
２１に示す特性を持っている。図１に示す直接偏波変調
光源制御方式との相違点は、出力を時間的に安定化する
ため新たにＬＰＦ１０５−３、差動増幅器１０６−２、
基準電圧源１０７、帰還制御回路１０８−２、振幅制御
回路１０９が付け加えられたことである。また、増幅器
１０４−２には２つの独立した出力端子を設けた。偏波
変調の原理、スイッチング領域内へのバイアス点の維持
（または図２２におけるＩ_2b＋Ｉ_2m／２のＩ_2sc付近へ
の維持）については第１実施例と同じなのでここでは説
明しない。また、本実施例では変調信号のデューティー
比は５０パーセントに固定されているものとする。

【００５１】２電極ＤＦＢ−ＬＤ１０１の後側端面から
の射出光は、偏波ビームスプリッタ１０２によってＴＥ
偏波とＴＭ偏波に分離される。このうち、ＴＭ偏波は受
光素子１０３−２で電気信号に変換され、増幅器１０４
−２で増幅される。増幅された信号は、バイアス点の維
持用にＬＰＦ１０５−２へと出力される一方で、出力の
安定化用にＬＰＦ１０５−３にも出力される。ＬＰＦ１
０５−３は低周波成分を抽出し、差動増幅器１０６−２
のマイナス入力端子へと低周波成分を出力する。ＬＰＦ
１０５−３の遮断周波数は変調信号より十分に低く設定
されているものとする。基準電圧源１０７は、所定の電
圧信号を差動増幅器１０６−２のプラス入力端子へと出
力する。差動増幅器１０６−２は、両者の信号を比較し
て、ＬＰＦ１０５−３の出力が基準電圧源１０７の出力
よりも大きい場合は負、逆の場合は正の電圧を発生させ
る。帰還制御回路１０８−２は、この信号を誤差信号と
して制御信号を生成し、振幅制御回路１０９へと出力す
る。帰還制御方式としては、周知のＰＩＤ制御が好適に
用いられる。また、帰還制御回路１０８−２は、送信部
からの制御ＯＮ／ＯＦＦ信号を受けて出力をＯＮ／ＯＦ
Ｆする。振幅制御回路１０９は送信部から変調信号を受
け、帰還制御回路１０８−２からの制御信号を元にその
振幅を調整したうえで、加算器１１０へと出力する。加
算器１１０は帰還制御回路１０８−１からの制御信号、
振幅制御回路１０９からの変調信号、送信部からのバイ
アス信号の３つの信号を加算し、駆動回路１１１−１へ
と出力する。駆動回路１１１−１は加算器１１０からの
入力をもとに２電極ＤＦＢ−ＬＤ１０１の後側電極へ、
駆動回路１１１−２は送信部からのバイアス信号をもと
に２電極ＤＦＢ−ＬＤ１０１の前側電極へ、それぞれ電
流を注入する。

【００５２】図５は本実施例における出力安定化の様子
を示している。仮に両偏波の発振特性が点線の曲線で表
されるようなものであったとする。注入電流Ｉ₂のバイ
アス成分がＩ_2b、変調成分の振幅がＩ_modであれば、図
５の点Ａ₀と点Ｂ₀の間で偏波変調が行われる。この時、
点Ｂ₀ではＴＥ偏波、点Ａ₀ではＴＭ偏波がそれぞれ強度
Ｐ₀で出力される。次に、なんらかの原因で両偏波の発
振特性が実線の曲線で表されるようなものに変化したと
する。第１実施例では、バイアス点維持の機構のみが働
いて両偏波の出力強度の差がゼロに保たれる。即ち、両
偏波の出力強度が等しくなるようにＩ₂のバイアス電流
成分が制御される。その結果、ＴＥ偏波は点Ｂ、ＴＭ偏
波は点Ａで動作する。ただし、出力の安定は保証されな
いため出力強度がＰ₀からＰに減少している。本実施例
では、バイアス点維持に加えて変調振幅を制御すること
により出力強度を一定に保つ。即ち、ＴＭ偏波の出力強
度がある一定の大きさに等しくなるように、変調信号の
振幅Ｉ_modを制御する。

【００５３】より詳細には、ＴＭ偏波出力と基準電圧源
３０７−２からの出力を差動増幅器３０６−２で比較
し、得られた信号を帰還制御回路３０８−２で処理した
後、振幅制御回路３０９に入力する。ここで、基準電圧
源３０７−２の電圧は、所望の出力Ｐ₀に対応した大き
さに設定されている。振幅制御回路３０９は、帰還制御
回路３０８−２からの制御信号と送信部からの変調信号
をもとに、適当な振幅を持つ変調信号を生成する。この
変調信号は、加算器３１０でバイアス信号及びバイアス
点維持用の制御信号と加え合わされ、駆動回路３１１−
１で電流に変換された後、ＬＤ３０１に注入される。そ
の結果、変調振幅はＩ_modからＩ_mod’へと増加し、出力
はＰ₀に保たれる。こうして、ＴＥ偏波は点Ｂ’、ＴＭ
偏波は点Ａ’で動作し、この２点間で偏波変調が行われ
出力の安定化が達成される。

【００５４】

【実施例５】以下、本発明の第５実施例について図面と
共に説明する。図６は本発明が適用された直接偏波変調
光源の第５実施例のブロック図である。図示するよう
に、２電極ＤＦＢ−ＬＤ３０１、偏波ビームスプリッタ
３０２、受光素子３０３−１、２、増幅器３０４−１、
２、ＬＰＦ３０５−１、２、差動増幅器３０６−１、
２、基準電圧源３０７−１、２、帰還制御回路３０８−
１、２、振幅制御回路３０９、加算器３１０、駆動回路
３１１−１、２、偏光子３１２を主要部として構成され
ている。

【００５５】２電極ＤＦＢ−ＬＤ３０１は従来例と同じ
ものであり、図２０に示す構造、図２１に示す特性を持
っている。構成における第４実施例との相違点は、各偏
波ごとに出力を安定化していることである。これに伴
い、出力の基準となる基準電圧源３０７−１、２が各偏
波ごとに用意されている。

【００５６】２電極ＤＦＢ−ＬＤ３０１の後側端面から
の射出光は偏波ビームスプリッタ３０２によってＴＥ偏
波とＴＭ偏波に分離される。このうちＴＥ偏波は受光素
子３０３−１で電気信号に変換され、増幅器３０４−１
で増幅される。増幅された信号は、ＬＰＦ３０５−１で
低周波成分を抽出された後、差動増幅器３０６−１のプ
ラス入力端子へと出力される。基準電圧源３０７−１
は、所定の電圧信号を差動増幅器３０６−１のマイナス
入力端子へと出力する。差動増幅器３０６−１は両者の
信号の差を増幅し、誤差信号を生成する。帰還制御回路
３０８−１は、この誤差信号をもとにＴＥ制御信号を生
成し、加算器３１０へと出力する。

【００５７】偏波ビームスプリッタ３０２によって分離
されたＴＭ偏波は、ＴＥ偏波同様に処理される。受光素
子３０３−２、増幅器３０４−２、ＬＰＦ３０５−２に
よって生成されたＴＭ偏波出力の低周波成分は、差動増
幅器３０６−２のマイナス入力端子へと出力する。基準
電圧源３０７−２は、所定の電圧信号を差動増幅器３０
６−２のプラス入力端子へと出力する。差動増幅器３０
６−２は両者の信号の差を増幅し、誤差信号を生成す
る。帰還制御回路３０８−２は、この信号をもとにＴＭ
制御信号を生成し、振幅制御回路３０９へと出力する。
なお、帰還制御回路３０８−１、２は、送信部からの制
御ＯＮ／ＯＦＦ信号により、それぞれ出力をＯＮ／ＯＦ
Ｆする。振幅制御回路３０９は送信部から変調信号を得
て、ＴＭ制御信号に基づいて振幅を調整したのち加算器
３１０へと出力する。調整後の変調信号は矩形波であ
り、マークに対して任意の負の電圧、スペースに対して
はＯＶが対応している（図７参照）。 加算器３１０は
帰還制御回路３０８−１からの制御信号、振幅制御回路
３０９からの変調信号、送信部からのバイアス信号の３
つの信号を加算し、駆動回路３１１−１へと出力する。
駆動回路３１１−１は加算器３１０からの入力をもとに
２電極ＤＦＢ−ＬＤ３０１の後側電極へ電流を注入し、
駆動回路３１１−２は送信部からのバイアス信号をもと
に２電極ＤＦＢ−ＬＤ３０１の前側電極へ電流を注入す
る。

【００５８】図７は本実施例における出力安定化の様子
を示している。仮に、両偏波の発振特性が点線の曲線で
表されるようなものであったとする。注入電流Ｉ₂のバ
イアス成分がＩ_2b、変調成分の振幅がＩ_modであれば、
変調のマークに対してＩ_2b、スペースに対してＩ_2b−Ｉ
_modの電流が後側電極へ注入される。この時、図７の点
Ａ₀と点Ｂ₀の間で偏波変調が行われ、点Ａ₀ではＴＭ偏
波、点Ｂ₀ではＴＥ偏波がそれぞれ強度Ｐ₀で出力され
る。次に、なんらかの原因で両偏波の発振特性が実線の
曲線で表されるようなものに変化したとする。注入電流
に帰還がかかっていなければ、ＴＥ偏波は点Ｂ、ＴＭ偏
波は点Ａで動作する。この時、ＴＥ偏波は出力強度がＰ
に減少し、ＴＭ偏波と強度差を生じる。本実施例では、
注入電流のバイアス成分を制御してＴＥ偏波の出力をＰ
₀に保ち、さらに変調成分の振幅を制御してＴＭ偏波の
出力強度をＰ₀に保つ。より詳細には、ＴＥ偏波出力と
基準電圧源３０７−１からの出力を差動増幅器３０６−
１で比較後、帰還制御回路３０８−１で処理し、注入電
流Ｉ₂のバイアス成分をＴＭ偏波の出力強度がＰ₀となる
ように制御する。また、ＴＭ偏波出力と基準電圧源３０
７−２からの出力を差動増幅器３０６−２で比較後、帰
還制御回路３０８−２で処理し、得られた信号をもとに
注入電流Ｉ₂の変調成分の振幅をＴＥ偏波の出力強度が
Ｐ₀となるように制御する。この時、注入電流のバイア
ス成分はＩ_2b’、変調成分の振幅はＩ_mod’となる。そ
の結果、ＴＥ偏波は点Ｂ’、ＴＭ偏波は点Ａ’で動作
し、この２点間で偏波変調が行われる。

【００５９】

【実施例６】上記第４、５実施例では、２電極ＤＦＢ−
ＬＤの後側電極の注入電流に帰還制御を行ったが、前側
電極の注入電流に適用することも可能である。また、第
４実施例においては出力の安定化を行うためにＴＭ偏波
を用いていたが、ＴＥ偏波を用いてもよい。また、同じ
く第４実施例において変調信号のデューティー比が５０
パーセントでない場合は、新たに基準電圧源と差動増幅
器を用意し、差動増幅器１０６−１の出力とこの基準電
圧源の出力を差動増幅器で比較した後、帰還制御回路１
０８−１へと出力する構成により対応できる。また、第
４および第５実施例において、ＴＥおよびＴＭ偏波の出
力強度を検出する手段としてＬＰＦないし積分器を用い
たが、別の手段としてピークホールド回路を用いてもよ
い。

【００６０】

【実施例７】本発明による第７の実施例を、図８、９、
そして図１に沿って説明する。図８は集積光半導体装置
の斜視図、図９はその導波路に沿った断面図である。本
実施例における集積光半導体装置には、図８に示すよう
に、３電極構造の分布帰還（ＤＦＢ）レーザ１１０１
と、Ｙ分岐構造の偏光モードスプリッタ１１０２と、偏
光モードスプリッタ１１０２で分離された異なる２つの
偏波モードの光波を検出する光検出器１１０３（ａ）、
１１０３（ｂ）が集積されている。これらの導波路は、
高抵抗のＩｎＰによる埋め込み構造１１０６で形成して
いる。この実施例では、偏光モードスプリッタ１１０２
は１１０４（ａ）の領域のみＳｉＮ膜を装荷してアニー
ルすることによって、導波路を形成している超格子構造
の混晶化を行って、ＴＭモードの光波のみを導波するよ
うになっている。したがって、ＤＦＢレーザ１１０１か
ら出射された光波は、偏光モードスプリッタ１１０２に
よってＴＥモードの光波は導波路１１０４（ａ）へ、Ｔ
Ｍモードの光波は導波路１１０４（ｂ）へと分割され、
それぞれ光検出器１１０３（ａ）、１１０３（ｂ）で検
出され、電気信号へと変換される。

【００６１】次に、図９に沿って本実施例の素子構造及
び作製方法について述べる。図９において、１２０１は
基板となるｎ−ＩｎＰ層、１２０２は深さ０．０５μｍ
の回折格子が形成されたｎ−ＩｎＰ下部クラッド層、１
２０３は０．２μｍのｎ−Ｉｎ_0.71Ｇａ_0.29Ａｓ_0.62Ｐ
_0.38下部ガイド層、１２０４は井戸層ｉ−Ｉｎ_0.53Ｇａ
_0.47Ａｓ（厚さ５ｎｍ）、バリア層ｉ−Ｉｎ_0.59Ｇａ
_0.41Ａｓ（厚さ５ｎｍ）１０層からなるひずみ超格子構
造の活性層、１２０５はｐ−ＩｎＰクラッド層、１２０
６はｐ−Ｉｎ_0.59Ｇａ_0.41Ａｓ_0.9Ｐ_0.1コンタクト層、
１２０８、１２０８’はコンタクト層１２０６が除去さ
れた電極分離領域、１２０９、１２０９’はｐ型の電極
であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、１２１０は信号を
重畳した電流を流す電極であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａ
ｕ層、１２１１は基板側電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ
層、１２２０は光検出器の電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａ
ｕ層、１２１２及び１２１２’は反射防止膜となるＳｉ
Ｏ₂膜を示している。

【００６２】ＤＦＢレーザ１１０１の一部及びＹ分岐導
波路部１１０２においては、コンタクト層、クラッド
層、活性層をエッチングした後、ｉ−Ｉｎ_0.53Ｇａ_0.47
Ａｓ井戸層（厚さ３ｎｍ）、ｉ−ＩｎＰバリヤ層（厚さ
５ｎｍ）２０層からなる超格子構造の光ガイド層１２１
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２１４、ｐ−Ｉｎ_0.59Ｇａ
_0.41Ａｓ_0.9Ｐ_0.1コンタクト層１２１５が選択再成長に
より形成されている。再成長した光ガイド層１２１３
は、エネルギーバンドギャップに相当する波長が約１．
３μｍであり、レーザ発振波長１．５５μｍの光に対し
ては損失の小さい構造になっている。

【００６３】このＤＦＢレーザにおいては、活性層１２
０４が引っ張り歪をもつ多重量子井戸層になっているの
で、Ｅ_lh0−Ｅ_e0とＥ_hh0−Ｅ_e0の遷移エネルギーがほぼ
等しくなっており、通常のＤＦＢレーザに比べるとＴＭ
偏波での発振しきい値が低く効率良く偏波スイッチング
できる構成になっている。この様に、偏波スイッチング
によって変調された光波は、素子の前側端面１１０５か
ら出射され、偏光子１１１２によってＴＥモードのみを
取り出すことによってＡＳＫ変調された信号となり、光
ファイバ１１１３に入射し、伝送される。

【００６４】ここで、ＤＦＢレーザ部の回折格子による
分布帰還波長はＥ_lh0−Ｅ_e0に対応する波長の近傍とな
るよう回折格子のピッチを２４０ｎｍに設定し、ＴＥモ
ードで１．５６２μｍ、ＴＭモードで１．５５８μｍで
ブラッグ波長をもつ構成にしている。

【００６５】このＤＦＢレーザ部１１０１は、その他の
構造、例えば、活性層のない領域に回折格子をもたない
構造、回折格子に位相シフトが設けられた構造、全ての
領域に活性層がある構造などでもよい。また、簡単のた
め、前述した２電極構成のＤＦＢレーザでもよい。

【００６６】次に、本素子の駆動方法を図８、図１に沿
って説明する。本実施例は第１実施例の光源制御方式を
採用しており、図１において、ＤＦＢレーザ１−１、受
光素子１−３−１、１−３−２等を３電極ＤＦＢ−ＬＤ
１１０１、検出器１１０３（ａ）、１１０３（ｂ）等に
置き換えた構成を有する。

【００６７】ＤＦＢレーザ１１０１を駆動すると、ＤＦ
Ｂレーザ１１０１からは前後２つの端面から光波が出射
される。後側端面からの出射光は偏光子１１１２により
ＴＥ偏波のみ取り出される。

【００６８】前側端面から出射され、ＤＦＢレーザ１１
０１と集積化された偏光ビームスプリッタ１１０２でＴ
ＥモードとＴＭモードに分離された光波は、それぞれ集
積化された光検出器１１０３（ａ）、１１０３（ｂ）で
電気信号に変換され、増幅器１−４−１、１−４−２で
増幅され、ＬＰＦ１−５−１、２によって低周波部分の
み抽出される。これら及びこれ以下は第１実施例での説
明と実質的に同じである。最終的に、駆動回路１−１０
−１は入力信号の対応した電流を出力し、この電流はＤ
ＦＢレーザ１１０１の電極１２１０に入力される。駆動
回路１−１０−２は送信部から入力されるバイアス信号
に対応した電流を出力し、その電流はＤＦＢレーザ１１
０１の電極１２０９、１２０９’に注入される。駆動方
法の動作も第１実施例と実質的に同じであるので説明を
省略する。

【００６９】本実施例では偏波ビームスプリッタ１１０
２の作製法としてＳｉＮ膜を装荷してアニールする方法
について述べたが、ＺｎＯを装荷してアニールし、Ｚｎ
の拡散によって混晶化しても同様なものがえられる。ま
た、Ｙ分岐を非対称Ｙ分岐とし、片方の導波路に金属薄
膜を装荷することによっても偏波モードスプリッタとす
ることができる。この様に構成した場合、金属薄膜を装
荷した導波路にはＴＥモードが、他方の導波路にはＴＭ
モードが伝搬する。

【００７０】また、本実施例では変調信号を流す電極と
同じ電極（電極１２１０）への注入電流に帰還制御を行
ったが、バイアス電流を流す電極（電極１２０９、１２
０９’）への注入電流に適用することも可能である。

【００７１】

【実施例８】本発明による第８の実施例を図１０に沿っ
て説明する。図１０は、ＬｉＮｂＯ₃基板１４０１にＹ
分岐型の偏波モードスプリッタ１４０４を構成し、３電
極型のＤＦＢレーザ１４０２及びホトダイオード１４０
３（ａ）、１４０３（ｂ）を基板１４０４に紫外線硬化
樹脂等で貼り付けハイブリッドに実装した装置である。
偏波モードスプリッタ１４０４は、Ｙ分岐の片方の導波
路に金属薄膜４０５を装荷し、こちら側にＴＥモードが
伝搬する様になっている。もう一方の導波路にはＴＭモ
ードが伝搬し、それぞれの出力はホトダイオード１４０
３（ａ）、１４０３（ｂ）によって検出される。ＤＦＢ
レーザ１４０２は第７実施例と同じ構造で、後側端面か
ら出射される光波は偏波モードスプリッタ１４０４に、
前側端面から出射される光波は光信号として用いられ
る。ハイブリッド実装の光結合部及びＤＦＢレーザ１４
０２の前側出射端には反射を押さえるために無反射コー
トを施してある。駆動方法は第７実施例と同じである。

【００７２】

【実施例９】本発明による第９の実施例を図１１に示
す。本発明は、縦型の順方向結合器を偏波モードスプリ
ッタとして利用し、半導体基板上にモノリシックに集積
化したものである。

【００７３】図１１において、１５０１はｎ−ＩｎＰ基
板、１５０２はｎ−ＩｎＰバッファ層、１５０３はバン
ドギャップ波長１．１μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ下部導
波層、１５０４はｎ−ＩｎＰクラッド層、１５０５はバ
ンドギャップ波長１．１μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガ
イド層、１５０６はＤＦＢレーザ部となるピッチ２４０
ｎｍの回折格子、１５０７は順方向結合器となるピッチ
１４．５μｍの回折格子、１５０８はバンドギャップ波
長１．３μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ上部導波層、１５０
９は井戸層ｉ−Ｉｎ_0.53Ｇａ_0.47Ａｓ（厚さ５ｎｍ）、
バリヤ層ｉ−Ｉｎ_0.28Ｇａ_0.72Ａｓ（厚さ５ｎｍ）１０
層からなる歪超格子構造の活性層、１５１０はｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層、１５１１はバンドギャップ波長１．５μ
ｍのｐ−ＩｎＰコンタクト層、１５１２はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、１５１３はバンドギャップ波長１．５μｍの
ｐ−ＩｎＰコンタクト層、１５１４はｐ型電極、１５１
５はｎ型電極、１５１６、１５１７は無反射コーティン
グ、１５１８はホトディテクタである。ホトディテクタ
１５１８は無反射コーティング１５１７上に貼り付ける
面型ホトディテクタでもよい。

【００７４】次に、本装置の動作について説明する。Ｄ
ＦＢレーザ部は第７実施例と同様に偏波変調される。順
方向結合器部では、上部導波層１５０８を伝搬する光Ａ
の一部が下部導波層１５０３に結合（Ｂ）して伝搬す
る。この順方向結合器の上部導波層１５０８から下部導
波層１５０３への結合特性を図１２を示す。この図の様
に、ＴＥモードの光に対してはレーザの発振波長１．５
５μｍを中心波長とするフィルタ特性を示す。その半値
幅は５ｎｍである。一方、ＴＭモードの光波に対して
は、これより約３０ｎｍ短波長側に中心波長をもつ特性
になっている。したがって、レーザの発振波長１．５５
μｍの光は、ＴＥモードのみ下部導波層１５０３を伝搬
し、外部に備えたホトディテクタ１５１８で受光され
る。一方、ＴＭ光は上部導波層１５０８をそのまま伝搬
し、基板１５０１内の光検出部によって検出される。こ
の際、光検出部の後部から漏れるＴＭ光をカットするた
めに、光検出器後部の端面をエッチングにより傷付けた
りしてもよい。

【００７５】装置の駆動方法は第７実施例と同じであ
る。ＤＦＢレーザの前側端面から出射される光波を信号
として用い、後側端面から出射される光波のＴＥモード
成分を光検出部で、ＴＭモード成分をホトディテクタ１
５１８で検出し、電気信号に変換した後、帰還制御に用
いる。

【００７６】この順方向結合器は、電界をかけることで
フィルタリングの中心波長を変化させることができるの
で、レーザの発振波長の変化に合わせて中心波長をシフ
トすれば結合効率を一定にできる。

【００７７】

【実施例１０】本発明の第１０の実施例を図１３に示
す。本実施例は、方向性結合器を偏波モードスプリッタ
として用いた例である。

【００７８】図１３において、１６０１は本発明の第７
実施例と同じ構造をもつＤＦＢレーザ、１６０２は結合
長１（エル）の方向性結合器、１６０３（ａ）、１６０
３（ｂ）は光検出器である。方向性結合器１６０２は、
エッチングによって図示の如き形状の導波路１６０４
（ａ）、１６０４（ｂ）を形成した後に、高抵抗ＩｎＰ
層１６０５を埋め込むことで形成される。

【００７９】ＤＦＢレーザ１６０１から出射される偏波
変調された光波は方向性結合器１６０２に入射される。
方向性結合器１６０２を構成する導波路１６０４
（ａ）、１６０４（ｂ）での等価屈折率がＤＦＢレーザ
１６０１から出射されるＴＥモードの光波とＴＭモード
の光波とで異なるため、方向性結合器での結合効率はＴ
Ｅモード、ＴＭモード間で異なる。そこで、ＴＥモード
の光波が導波路１６０４（ａ）に、ＴＭモードの光波が
導波路１６０４（ｂ）に結合するように方向性結合器の
結合長１（エル）を設定することにより、偏波モードス
プリッタ１６０２として用いることができる。このよう
にして分離された光波を、それぞれ光検出器１６０３
（ａ）、１６０３（ｂ）で電気信号に変換する。駆動方
法は第７実施例と同じ方法で行える。

【００８０】

【実施例１１】本発明の第１１の実施例を図１４に示
す。本実施例は集積光デバイス内に設けたエッチングミ
ラーを偏波モードスプリッタとして用いた例である。

【００８１】図１４において、１７０１は本発明の第７
実施例と同じ構造をもつＤＦＢレーザ、１７０２はＤＦ
Ｂレーザ１７０１から出射される光波に対して角度θ_b
となるように構成されたエッチングミラー、１７０３
（ａ）、１７０３（ｂ）は光検出器である。 エッチン
グミラー１７０２は、反応性イオンビームエッチングに
よって微細なエッチング溝を作成することによって構成
される。反射鏡の反射率を調整するために、エッチング
溝内に適当な屈折率をもつ物質を挿入してもよい。

【００８２】次に、本実施例の動作について説明する。
ＤＦＢレーザ１７０１から出射される偏波変調された光
波は、入射角θ_bでエッチングミラー１７０２に入射す
る。ここで、入射角θ_bを、ＤＦＢレーザ１７０１の発
振光にたいしてブリュースター角となるように設定する
と、ＴＥモードの光波は反射損なく透過される一方で、
ＴＭモードの光波はエッチングミラーでその大部分が反
射し、偏波モードスプリッタとして機能する。この様に
して分離された光波をそれぞれ光検出器１７０３
（ａ）、１７０３（ｂ）で電気信号に変換する。駆動方
法は第７実施例と同じ方法で行える。

【００８３】

【実施例１２】本発明の第１２の実施例を図１５に示
す。本実施例は、本発明の第７実施例に示した偏波モー
ドスプリッタを、ＤＦＢレーザの前側と後側の２ケ所に
集積化した例である。

【００８４】図１５において、１８０１は第７実施例と
同じＤＦＢレーザ、１８０２、１８０２’は第７実施例
と同じＹ分岐を用いた偏波モードスプリッタ、１８０３
（ａ）、１８０３（ｂ）は光検出器である。

【００８５】本発明の第７から第１１実施例に示した集
積光半導体素子において、偏波変調した信号光をＤＦＢ
レーザの前側端面から出射し、出射端に設けた偏光子に
よってＴＥ（もしくはＴＭ）モードの光波のみを取り出
すことによってＡＳＫ変調を行っている。この様な構成
では小型にモジュール化することが困難であったり、モ
ジュール化の際に光学調整が必要となったりして生産性
が悪くなる。そこで本実施例のように変調信号を出力す
る端面側に反対側と同じように偏波モードスプリッタ１
８０２’を集積化することによって、モジュールの小型
化、生産性の向上を図ることが可能となる。

【００８６】この様に、集積光半導体素子内に２つ設け
る偏波モードスプリッタ１８０２，１８０２’について
は、本発明の第８から第１１実施例の全てのものも適用
できる。また、これらの複合でも可能なことはいうまで
もない。また、偏波モードスプリッタから光信号として
外部に取り出す光波のパワーを補償するために、半導体
光アンプを出射端に集積化させてもよい。

【００８７】

【実施例１３】第７から第１２実施例では集積光半導体
素子を第１実施例の駆動方法で制御していたが、本発明
の第１３実施例の集積光半導体素子は第２実施例の駆動
方法（図３）を用いるものである。第７から第１２実施
例のいずれかの集積光半導体素子を第２実施例の駆動方
法で制御すればよい。

【００８８】

【実施例１４】図１６に本発明の第１４の実施例を示
す。図１６（ａ）は基本的な考え方を説明するための
図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の考えに従って構成
した集積素子の構成を示す図である。

【００８９】図１６（ａ）において、２００１は励起の
状態により出力光の偏光状態を変化させることができる
ＴＥ／ＴＭ偏波変調レーザ、２００２はＴＥ光が出力光
となる半導体レーザ、２００３はＴＭ光が出力光となる
半導体レーザ、２００４、２００５は光検出器、２００
６は光分岐合流素子、２００７は偏光子、２００８はＴ
Ｅ／ＴＭ偏波変調レーザの出力光、２００９は出力光２
００８の２つの直交する偏波のうち、偏光子２００７に
よって一方だけが透過してきた光信号、２０１０は光フ
ァイバ、２０１１は制御回路である。

【００９０】ＴＥ／ＴＭ偏波変調レーザ２００１は、第
７実施例と同様の構成を持つＤＦＢ型半導体レーザであ
る。ＴＥ発振レーザ２００２は、ＴＥ／ＴＭ偏波変調レ
ーザ２００１のＴＥ発振時の波長と同じ波長で、ＴＥ偏
波の光を出力するＤＦＢレーザ（あるいはＤＢＲレー
ザ）である。ＴＭ発振レーザ２００３は、ＴＥ／ＴＭ偏
波変調レーザ２００１のＴＭ発振時の波長と同じ波長
で、ＴＭ偏波の光を出力するＤＢＲレーザ（あるいはＤ
ＢＲレーザ）である。ＴＥ発振レーザ２００２とＴＭ発
振レーザ２００３は、簡単には、ＴＥ／ＴＭ偏波変調レ
ーザ２００１と同じ構成で、動作点の設定で、上述の条
件を満たすようにしたものでできる。光分岐合流素子２
００６は、ＴＥ発振レーザ２００２の出力光とＴＥ／Ｔ
Ｍ偏波変調レーザ２００１の出力光を光検出器２００４
で同時に検出し、そのビート信号が得られるように、構
成してある。更に、ＴＭ発振レーザ２００３の出力光と
ＴＥ／ＴＭ偏波変調レーザ２００１の出力光を光検出器
２００５で同時に検出し、そのビート信号を得られるよ
うにも構成してある。

【００９１】次に、図１６を用いて動作について説明す
る。ＴＥ／ＴＭ偏波変調レーザ２００１は、制御回路２
０１１からの信号で偏波変調されている。また、ＴＥ発
振レーザ２００２とＴＭ発振レーザ２００３は、制御回
路２０１１で駆動され、それぞれ上述の動作が得られる
ように駆動されている。この動作状態で、光検出器２０
０４にはＴＥ偏波の光のビート信号が得られ、光検出器
２００５にはＴＭ偏波の光のビート信号が得られる。こ
れらが、上記偏波モードスプリッタ、偏光ビームスプリ
ッタなどの役割を果す。この２つの光検出器２００４、
２００５の出力信号をもとに制御回路２０１１は、例え
ば、第１実施例（図１）や第２実施例（図３）や第４実
施例（図４）等に示すような構成になっていて、ＴＥ／
ＴＭ偏波変調レーザ２００１を制御し安定した動作が得
られる。ただし、これらの実施例の制御系とは異なり、
本実施例の制御回路では、２つの光検出器２００４、２
００５でビート信号が得られるように、ＴＥ発振レーザ
２００２及びＴＭ発振レーザ２００３の動作も安定させ
る機能を有している。

【００９２】上述の構成を集積デバイスにしたものを示
す図１６（ｂ）で、図１６（ａ）と同一部分を同一番号
で示してある。構成は、埋め込みのＤＦＢレーザ３つ
（２００２、２００２、２００３）、埋め込み型の光検
出器（２００４、２００５）、これらを接続する分岐合
流導波路２００６から構成されている。ＤＦＢレーザの
部分および光検出器の部分は、例えば第７実施例と同様
の構成を用いる。分岐合流導波路２００６は第７実施例
の導波路で超格子構造の混晶化を行っていないものを用
いる（すなわち偏光依存性のないもの）。この様な集積
デバイスを構成することにより、図１６（ａ）で説明し
た動作を示す素子となる。

【００９３】

【実施例１５】偏波変調に用いられる多電極ＤＦＢレー
ザでは、変調によるＴＥ偏波とＴＭ偏波のスイッチング
に伴い波長もスイッチングする（ＴＥ偏波とＴＭ偏波の
波長差は〜１ｎｍ）。上記第１実施例等では、変調時の
偏波を分離してその強度の差を元に変調状態を適正に維
持するが、波長により２つの偏波を分離することも可能
である。即ち、偏波ビームスプリッタ等の部分が、図１
７（ａ）に示す分波器４０１（ＴＥ偏波の波長とＴＭ偏
波の波長の中心を境に入力光を２つの出力に分ける）、
或は、図１７（ｂ）に示す光分岐器４０２と２つの光フ
ィルタ４０３１−１、２に置き換えられる。分波器４０
１の特性、及び光フィルタ４０３−１、２の特性が図１
７（ｃ）、（ｄ）に示されている。

【００９４】

【実施例１６】図１８は本発明の第１６実施例の波長多
重光通信システムの構成図である。このシステムは映像
分配に好適に用いられる。チャンネル数をｎ、受信装置
５０５の数をｍとし、各チャンネルの波長をλ₁、λ₂、
〜λ_nで示す。送信装置５０１はｎ個の光源それぞれを
デジタル映像信号で変調して光ファイバ５０２に送出す
る。この光信号は光分岐器５０３でｍ本の光ファイバ５
０４−１〜ｍに分けられ、受信装置５０５−１〜ｍに送
られる。送信装置５０１は前述の実施例の制御方式を適
用した直接偏波変調光源あるいは集積半導体装置を複数
備えている。

【００９５】本発明の直接偏波変調光源制御方式を用い
ることにより、直接変調という簡易な方式で、１チャン
ネルの占有光周波数が小さく、また変調状態が良好な波
長多重光通信システムが実現できる。

【００９６】

【発明の効果】本発明の構成によれば、直接偏波変調光
源において、変調状態を良好に保ち、占有光周波数が小
さく、構成が簡単な光源を提供できる。更に、出力光強
度が一定にもできる。

【００９７】また、本発明の集積光半導体装置、その駆
動方法においては、動的波長変動の極めて小さい直接検
波変調方式を用いた高密度波長多重光通信システムなど
のための小型で生産性の高い光通信用光源等を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である光源制御方式のブロ
ック図。

【図２】第１実施例でのＩ_2bと誤差信号の関係を示す模
式図。

【図３】本発明の第２実施例である光源制御方式のブロ
ック図。

【図４】本発明の第４実施例である光源制御方式のブロ
ック図。

【図５】第４実施例における出力の安定化を説明するた
めの模式図。

【図６】本発明の第５実施例である光源制御方式のブロ
ック図。

【図７】第５実施例における出力の安定化を説明するた
めの模式図。

【図８】本発明の第７実施例である集積半導体装置の斜
視図。

【図９】第７実施例の断面図。

【図１０】本発明の第８実施例である集積半導体装置の
斜視図。

【図１１】本発明の第９実施例である集積半導体装置の
断面図。

【図１２】第９実施例の偏波モードスプリッタの特性を
示す図。

【図１３】本発明の第１０実施例である集積半導体装置
の斜視図。

【図１４】本発明の第１１実施例である集積半導体装置
の斜視図。

【図１５】本発明の第１２実施例である集積半導体装置
の斜視図。

【図１６】本発明の第１４実施例である集積半導体装置
の基本概念構成及び具体的構造を示す図。

【図１７】本発明の第１５実施例の主要部及び分波器と
光フィルタの特性を示す図。

【図１８】本発明の第１６実施例である光通信システム
の構成図。

【図１９】直接偏波変調光源の既提案例のブロック図。

【図２０】直接偏波変調用２電極ＤＦＢ−ＬＤの断面斜
視図。

【図２１】直接偏波変調用２電極ＤＦＢ−ＬＤの発振特
性の模式図。

【図２２】ＴＥ偏波とＴＭ偏波のスイッチングの様子を
示す模式図。

【図２３】スイッチング領域がずれた場合の光出力を示
す図。

【図２４】ＴＥ偏波とＴＭ偏波のスイッチングの様子を
示す模式図。

【図２５】ＴＥ偏波とＴＭ偏波のスイッチングに伴う光
出力の変化を示す模式図。

【図２６】バイアス点維持の機構を説明するための模式
図。

【図２７】発振特性の変化に伴う光出力の変化を説明す
るための模式図。

【符号の説明】

１−１，１０１，３０１ ２電極ＤＦＢ−ＬＤ １−２，１０２，３０２ 偏波ビームスプリッタ １−３，１０３，３０３ 受光素子 １−４，１０４，３０４ 増幅器 １−５，１０５，３０５ ＬＰＦ １−６，１０６，３０６ 差動増幅器 １−７，１０８，３０８ 帰還制御回路 １−８ スイッチ １−９，１１０，３１０ 加算器 １−１０，１１１，３１１ 駆動回路 １−１１，１１２，３１２ 偏光子 ３−１ 減算器 ３−２，１０７，３０７ 基準電圧源 １０９，３０９ 振幅制御回路 ４０１ 分波器 ４０２ 分岐器 ４０３ 光フィルタ ５０１ 送信装置 ５０２，５０４，１１１３，２０１０ 光ファイバ ５０３ 光分岐器 ５０５ 受信装置 １１０１，１４０２，１６０１，１７０１，１８０１，
２００１，２００２，２００３ 半導体ＤＦＢレーザ １１０２，１４０４，１６０２，１８０２，１８０２’
偏波モードスプリッタ １１０３，１４０３，１５１８，１６０３，１７０３，
１８０３，２００４，２００５ ホトダイオード １１０４，１６０４ 導波路 １１０５ 出射端面 １１０６，１６０５ 埋め込み層 １１１２，２００７ 偏光子 １２０１，１４０１，１５０１ 基板 １２０２，１２０５，１２１４，１５０４，１５１０，
１５１２ クラッド層 １２０３，１２１３，１５０５ ガイド層 １２０４，１５０９ 活性層 １２０６，１２１５，１５１１，１５１３ コンタクト
層 １２０８，１２０８’ 電極分離領域 １２０９，１２０９’，１２１０，１２１１，１５１
４，１５１５ 電極 １２１２，１２１２’，１５１６，１５１７ 反射防止
膜 １４０５ 金属薄膜 １５０２ バッファ層 １５０３，１５０８ 導波層 １５０６ 細かいピッチの回折格子 １５０７ 粗いピッチの回折格子 １７０２ エッチングミラー ２００６ 光合流分岐素子 ２０１１ 制御回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/142 10/04 10/06 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 尾内 敏彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 新田 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動する量を直接変調することにより、
   出力光を偏波面が直交する２つの偏波に変調できる直接
   偏波変調光源の制御方式であって、前記直接偏波変調光
   源の出力光の前記直交する２つの偏波を分離する手段、
   分離した前記直交する２つの偏波を各々受光する手段、
   受光手段からの２つの信号を差動増幅する手段を備え、
   前記直交する２つの偏波の強度差が所定値になるように
   帰還制御することを特徴とする直接偏波変調光源制御方
   式。
2. 【請求項２】 駆動する量を直接変調することにより、
   出力光を偏波面が直交する２つの偏波に変調できる直接
   偏波変調光源の制御方式であって、前記直接偏波変調光
   源の出力光の前記直交する２つの偏波を分離する手段、
   分離した前記直交する２つの偏波を各々受光する手段、
   受光する手段からの２つの信号の差をとる手段、基準電
   圧源、前記差をとる手段の出力と前記基準電圧源の出力
   とを差動増幅する手段を備え、前記直交する２つの偏波
   の強度差が一定になるように帰還制御することを特徴と
   する直接偏波変調光源制御方式。
3. 【請求項３】 駆動する量を直接変調することにより、
   出力光を偏波面が直交する２つの偏波に変調できる直接
   偏波変調光源の制御方式であって、前記直接偏波変調光
   源の出力光の前記直交する２つの偏波を分離する手段、
   分離した前記直交する２つの偏波を各々受光する手段を
   備え、前記受光する手段からの信号を用いて前記直接偏
   波変調光源への注入電流を帰還制御し、前記直交する２
   つの偏波の出力強度を同時に安定化することを特徴とす
   る直接偏波変調光源制御方式。
4. 【請求項４】 前記直交する２つの偏波を各々受光する
   手段から得られた２つの信号を差動増幅する手段、基準
   電圧源、前記偏波を受光する手段のうち一方から得られ
   た信号と前記基準電圧源からの信号とを差動増幅する手
   段を備え、前記直交する２つの偏波の強度差が所定値に
   なるように帰還制御をかけ、同時に前記２つの偏波のう
   ち片方の出力強度が一定になるように帰還制御をかける
   ことを特徴とする請求項３記載の直接偏波変調光源制御
   方式。
5. 【請求項５】 前記直交する２つの偏波のそれぞれにつ
   いて、基準電圧源と、前記偏波を各々受光する手段から
   得られた信号と前記基準電圧源からの信号とを夫々差動
   増幅する手段を備え、前記偏波の出力強度が各々一定に
   なるように帰還制御をかけることを特徴とする請求項３
   記載の直接偏波変調光源制御方式。
6. 【請求項６】 前記所定値はゼロであることを特徴とす
   る請求項１または４記載の直接偏波変調光源制御方式。
7. 【請求項７】 直接偏波変調光源として多電極ＤＦＢ
   （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）−ＬＤ
   （Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を用いることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載の直接偏波変調光源制
   御方式。
8. 【請求項８】 前記直交する２つの偏波を分離する手段
   が偏光ビームスプリッタで構成されていることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の直接偏波変調光
   源制御方式。
9. 【請求項９】 前記直交する２つの偏波を分離する手段
   が直交する２つの偏波を波長により分離する手段で構成
   されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の直接偏波変調光源制御方式。
10. 【請求項１０】 駆動する量を直接変調することによ
    り、出力光を偏波面が直交する２つの偏波に変調できる
    直接偏波変調光源の制御装置であって、前記直接偏波変
    調光源の出力光の前記直交する２つの偏波を分離する手
    段、分離した前記直交する２つの偏波を各々受光する手
    段を備え、前記各々受光する手段からの信号を用いて前
    記直接偏波変調光源への注入電流を帰還制御することを
    特徴とする直接偏波変調光源制御装置。
11. 【請求項１１】 発光層を含む光導波路の一部に流す電
    流を変調することで直交する２つの偏波モードがスイッ
    チする構造の半導体レーザと、該半導体レーザの変調さ
    れた出力光の該直交する２つの偏波モードの出力光強度
    をそれぞれ電気的に検出する手段とを同一基板上に集積
    したことを特徴とする集積光半導体装置。
12. 【請求項１２】 全て同一半導体結晶基板上にモノリシ
    ックに集積したことを特徴とする請求項１１記載の集積
    光半導体装置。
13. 【請求項１３】 全て同一基板上にハイブリッドに集積
    したことを特徴とする請求項１１記載の集積光半導体装
    置。
14. 【請求項１４】 前記直交する２つの偏波モードの出力
    光強度をそれぞれ電気的に検出する手段が、同一基板上
    に構成された前記半導体レーザの直交する２つの偏波モ
    ードそれぞれと同じ偏波モードで且つ波長が同じである
    光を出力する２つの局発用半導体レーザと、２つの光検
    出器と、該２つの局発用半導体レーザの出力光１つずつ
    と該半導体レーザの光出力を合流させ、それぞれ別の該
    光検出器に導波する分岐合流導波路とで構成されている
    ことを特徴とする請求項１１記載の集積光半導体装置。
15. 【請求項１５】 前記直交する２つの偏波モードの出力
    光強度をそれぞれ電気的に検出する手段において、該半
    導体レーザと該局発用半導体レーザの出力光の波長及び
    線幅が、該光検出器に入力された時に電気回路が処理で
    きる程度の周波数のビート信号になるように設定されて
    いることを特徴とする請求項１４記載の集積光半導体装
    置。
16. 【請求項１６】 前記直交する２つの偏波モードの出力
    光強度をそれぞれ電気的に検出する手段が、同一基板上
    に構成された前記半導体レーザの変調された出力光の該
    ２つの偏波モードを異なる伝搬方向に分岐する導波型の
    偏波モードスプリッタと、該２つに分けられた偏波モー
    ドの双方の光波を電気信号に変換する少なくとも２つの
    光検出器とで構成されていることを特徴とする請求項１
    １記載の集積光半導体装置。
17. 【請求項１７】 前記偏波モードスプリッタが、前記半
    導体レーザの共振器の両側に２つ備えてあることを特徴
    とする請求項１６記載の集積光半導体装置。
18. 【請求項１８】 前記偏波モードスプリッタが、同一平
    面上にＹ分岐導波路で形成され、導波層に半導体超格子
    を含み、該Ｙ分岐導波路の一方の分岐の該半導体超格子
    を混晶化していることを特徴とする請求項１６記載の集
    積光半導体装置。
19. 【請求項１９】 前記偏波モードスプリッタが、同一平
    面上にＹ分岐導波路で構成され、該Ｙ分岐導波路の一方
    の導波層のみ金属を装荷してあることを特徴とする請求
    項１６記載の集積光半導体装置。
20. 【請求項２０】 前記偏波モードスプリッタが、縦方向
    に少なくとも２つの導波層で形成され、該導波層のいず
    れかの近傍に回折格子を備えていることを特徴とする請
    求項１６記載の集積光半導体装置。
21. 【請求項２１】 前記偏波モードスプリッタが方向性結
    合器で構成されていることを特徴とする請求項１６記載
    の集積光半導体装置。
22. 【請求項２２】 前記偏波モードスプリッタがエッチン
    グミラーで構成されていることを特徴とする請求項１６
    記載の集積光半導体装置。
23. 【請求項２３】 前記直交する２つの偏波モードの出力
    光強度をそれぞれ電気的に検出する手段が、同一基板上
    に構成された前記半導体レーザの変調された出力光の該
    ２つの偏波モードを波長により分離する手段と、該２つ
    に分けられた偏波モードの双方の光波を電気信号に変換
    する少なくとも２つの光検出器とで構成されていること
    を特徴とする請求項１１記載の集積光半導体装置。
24. 【請求項２４】 前記半導体レーザが、発光層を含む光
    導波路に近接して回折格子を備えた分布帰還型半導体レ
    ーザであり、前記発光層が量子井戸で構成され、ホール
    の順位であるライトホール順位と電子の基底順位間のエ
    ネルギーバンドギャップに対応する波長の近傍にブラッ
    グ波長がくるように前記回折格子のピッチが設定され、
    ブラッグ波長でのしきい値利得が前記２つの偏波モード
    でほぼ等しくなるように構成されていることを特徴とす
    る請求項１１記載の集積光半導体装置。
25. 【請求項２５】 前記分布帰還型半導体レーザの発光層
    が、引っ張り歪が導入された多重量子井戸で構成され、
    ホールの順位であるヘビーホール順位とライトホール順
    位が等しいか若しくはライトホール順位の方が高い構成
    としていることを特徴とする請求項２４記載の集積光半
    導体装置。
26. 【請求項２６】 請求項１１記載の半導体装置から外部
    に出射される光波の変調状態を安定化させるために、２
    つの偏波モードの出力光強度を変換した電気信号を差動
    増幅する手段を具備し、前記偏波面の異なる２つの偏波
    の強度差が所定値になるように半導体レーザに帰還制御
    することを特徴とする請求項１１記載の集積光半導体装
    置の駆動方法。
27. 【請求項２７】 請求項１１記載の半導体装置から外部
    に出射される光波の変調状態を安定化させるために、２
    つの偏波モードの出力光強度を変換した電気信号の差を
    とる手段、基準電圧源、前記差をとる手段の出力と前記
    基準電圧源の出力とを差動増幅する手段を具備し、前記
    偏波面の異なる２つの偏波の強度差が一定になるように
    半導体レーザに帰還制御することを特徴とする請求項１
    １記載の集積光半導体装置の駆動方法。
28. 【請求項２８】 請求項１１記載の半導体装置から外部
    に出射される光波の変調状態を安定化させるために、２
    つの偏波モードの出力光強度を変換した電気信号を用い
    て前記半導体レーザへの注入電流を帰還制御し、前記直
    交する２つの偏波の出力強度を同時に安定化することを
    特徴とする請求項１１記載の集積光半導体装置の駆動方
    法。
29. 【請求項２９】 請求項１１記載の半導体装置から外部
    に出射される光波の変調状態を安定化させるために、前
    記直交する２つの偏波モードの出力光強度をそれぞれ電
    気的に検出する手段からの信号を用いて半導体レーザへ
    の注入電流を帰還制御することを特徴とする請求項１１
    記載の集積光半導体装置の駆動方法。
30. 【請求項３０】 前記半導体レーザにおいて帰還制御さ
    れる電流が、変調信号を流す光導波路の部分と同じ部分
    に流す電流であることを特徴とする請求項２９記載の駆
    動方法。
31. 【請求項３１】 前記半導体レーザにおいて帰還制御さ
    れる電流が、変調信号を流す光導波路の部分と異なる部
    分に流す電流であることを特徴とする請求項２９記載の
    駆動方法。
32. 【請求項３２】 請求項１乃至３のいずれかに記載の直
    接偏波変調光源制御方式を用いる送信装置を有すること
    を特徴とする光通信システム。
33. 【請求項３３】 請求項１０記載の直接偏波変調光源制
    御装置を用いる送信装置を有することを特徴とする光通
    信システム。
34. 【請求項３４】 請求項１１記載の集積光半導体装置を
    用いる送信装置を有することを特徴とする光通信システ
    ム。