JPH08162716A - 半導体レーザの駆動方法及び半導体レーザ装置及び光通信方法及びノード及び光通信システム - Google Patents
半導体レーザの駆動方法及び半導体レーザ装置及び光通信方法及びノード及び光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏波変調時の変調帯域を広げる。
【構成】 互いの位相を調整した２つの変調電流を多電
極レーザの異なる電極にそれぞれ注入する。 【効果】 変調周波数が低周波時の出力波形の変換及び
位相ずれを減らすことができる。
極レーザの異なる電極にそれぞれ注入する。 【効果】 変調周波数が低周波時の出力波形の変換及び
位相ずれを減らすことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は半導体レーザに関わる
ものであり、特には光通信用光源での半導体レーザの使
用に関する。
ものであり、特には光通信用光源での半導体レーザの使
用に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信分野において伝送容量を拡
大することが望まれており、複数の波長あるいは光周波
数を１本の光ファイバに多重させた光周波数多重（光Ｆ
ＤＭ）伝送の開発が行なわれいる。
大することが望まれており、複数の波長あるいは光周波
数を１本の光ファイバに多重させた光周波数多重（光Ｆ
ＤＭ）伝送の開発が行なわれいる。
【０００３】光ＦＤＭの技術は受信方法によって２つに
大別できる。局発光源とのビートを取って中間周波数を
得て検出するコヒーレント光通信と、波長可変フィルタ
で所望の波長（周波数）の光のみを透過させて検出する
方法である。
大別できる。局発光源とのビートを取って中間周波数を
得て検出するコヒーレント光通信と、波長可変フィルタ
で所望の波長（周波数）の光のみを透過させて検出する
方法である。
【０００４】上記波長可変フィルタには、マッハツェン
ダ型、ファイバファブリペロ型、ＡＯ変調器型、半導体
型などがあり開発が進められている。
ダ型、ファイバファブリペロ型、ＡＯ変調器型、半導体
型などがあり開発が進められている。
【０００５】伝送容量をなるべく多くするためには、波
長間隔を小さくすることが重要である。そのためには、
波長可変フィルタの透過帯域幅を小さく、光源となるレ
ーザの占有周波数帯域あるいはスペクトル線幅が小さい
ことが望ましい。例えば、波長可変幅３ｎｍの半導体Ｄ
ＦＢフィルタでは、透過帯域幅０．０３ｎｍ程度である
ため、理想的には１００チャンネルの多重が可能であ
る。しかし、この場合光源のスペクトル線幅が０．０３
ｎｍ以下であることが要求される。現状では、動的単一
モード発振する半導体レーザとしてしられるＤＦＢレー
ザでも、直接ＡＳＫ変調を行なうと、動的波長変動がお
きてスペクトル線幅が０．３ｎｍ程度まで広がってしま
い、このような波長多重伝送に向かない。
長間隔を小さくすることが重要である。そのためには、
波長可変フィルタの透過帯域幅を小さく、光源となるレ
ーザの占有周波数帯域あるいはスペクトル線幅が小さい
ことが望ましい。例えば、波長可変幅３ｎｍの半導体Ｄ
ＦＢフィルタでは、透過帯域幅０．０３ｎｍ程度である
ため、理想的には１００チャンネルの多重が可能であ
る。しかし、この場合光源のスペクトル線幅が０．０３
ｎｍ以下であることが要求される。現状では、動的単一
モード発振する半導体レーザとしてしられるＤＦＢレー
ザでも、直接ＡＳＫ変調を行なうと、動的波長変動がお
きてスペクトル線幅が０．３ｎｍ程度まで広がってしま
い、このような波長多重伝送に向かない。
【０００６】そこで、このような波長変動を抑えるた
め、外部強度変調器を用いたり（例えば、鈴木他；“λ
／４シフトＤＦＢレーザ／吸収型光変調器集積光源”、
電子情報通信学会研究会予稿集、ＯＱＥ９０−４５，
ｐ．９９，１９９０）、直接ＦＳＫ変調方式（例えば、
Ｍ．Ｊ．ＣＨＡＷＫＩｅｔａｌ．；“１．５Ｇｂｉｔ／
ｓＦＳＫ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ
ＵＳＩＮＧ ＴＷＯ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＤＦＢ Ｌ
ＡＳＥＲ ＡＳ Ａ ＴＵＮＡＢＬＥ ＦＳＫ ＤＩＳ
ＣＲＩＭＩＮＡＴＯＲ／ＰＨＯＴＯＤＥＴＥＣＴＯ
Ｒ”，ＥＬＥＣＴＲＯＮ．ＬＥＴ．，ｖｏｌ．２６，Ｎ
ｏ．１５，ｐ．１１４６，１９９０）、直接偏波変調方
式（公開特許 平２−１５９７８１号公報）などが考案
されている。
め、外部強度変調器を用いたり（例えば、鈴木他；“λ
／４シフトＤＦＢレーザ／吸収型光変調器集積光源”、
電子情報通信学会研究会予稿集、ＯＱＥ９０−４５，
ｐ．９９，１９９０）、直接ＦＳＫ変調方式（例えば、
Ｍ．Ｊ．ＣＨＡＷＫＩｅｔａｌ．；“１．５Ｇｂｉｔ／
ｓＦＳＫ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ
ＵＳＩＮＧ ＴＷＯ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＤＦＢ Ｌ
ＡＳＥＲ ＡＳ Ａ ＴＵＮＡＢＬＥ ＦＳＫ ＤＩＳ
ＣＲＩＭＩＮＡＴＯＲ／ＰＨＯＴＯＤＥＴＥＣＴＯ
Ｒ”，ＥＬＥＣＴＲＯＮ．ＬＥＴ．，ｖｏｌ．２６，Ｎ
ｏ．１５，ｐ．１１４６，１９９０）、直接偏波変調方
式（公開特許 平２−１５９７８１号公報）などが考案
されている。
【０００７】上記３つの例を比較してみる。外部変調器
の場合、波長変動が０．０３ｎｍ程度であり、仕様に対
してぎりぎりの性能であり、装置の点数も増えるためコ
ストなどの面で好ましくない。また、ＦＳＫの場合、受
信側のファイルを波長弁別装置として機能させる場合が
あり、複雑な制御技術を必要とする。
の場合、波長変動が０．０３ｎｍ程度であり、仕様に対
してぎりぎりの性能であり、装置の点数も増えるためコ
ストなどの面で好ましくない。また、ＦＳＫの場合、受
信側のファイルを波長弁別装置として機能させる場合が
あり、複雑な制御技術を必要とする。
【０００８】一方、偏波変調は、図１６に示す如き２電
極レーザを用い、図１７ａのようにＴＥとＴＭモードが
スイッチングする点にバイアス電流を固定し、Ι1を微
小矩形電流ΔΙ1で変調すると図１７ｂのように偏波面
がスイッチングし、図１６のようにレーザの出力端に偏
光子をおいてどちらかの偏波面のみ選択的に取り出すこ
とで、ＡＳＫを行なうものである。通常のＤＦＢレーザ
を多電極化するだけで装置点数は増えず、波長変動が外
部変調方式に比べてさらに小さく、伝送信号はＡＳＫの
ため、受信側のファイル等の負荷が小さいという利点が
ある。
極レーザを用い、図１７ａのようにＴＥとＴＭモードが
スイッチングする点にバイアス電流を固定し、Ι1を微
小矩形電流ΔΙ1で変調すると図１７ｂのように偏波面
がスイッチングし、図１６のようにレーザの出力端に偏
光子をおいてどちらかの偏波面のみ選択的に取り出すこ
とで、ＡＳＫを行なうものである。通常のＤＦＢレーザ
を多電極化するだけで装置点数は増えず、波長変動が外
部変調方式に比べてさらに小さく、伝送信号はＡＳＫの
ため、受信側のファイル等の負荷が小さいという利点が
ある。
【０００９】
【発明が解決しようとしている課題】以上のように偏波
変調は、波長多重伝送等に好適の変調方式であるが、従
来の提案では、偏波変調の駆動方法について言及は少な
く、実用化するにはまず駆動方法を確立しなければなら
ない。
変調は、波長多重伝送等に好適の変調方式であるが、従
来の提案では、偏波変調の駆動方法について言及は少な
く、実用化するにはまず駆動方法を確立しなければなら
ない。
【００１０】偏波変調は、多電極ＤＦＢレーザの１つの
電極に矩形信号を与え、ＴＥ偏波とＴＭ偏波をスイッチ
ングさせ、出射端に偏光子を配していずれかの偏波を取
り出し、ＡＳＫ変調するものであるが、変調特性は、１
ＭＨｚ以下の低周波において劣化していることが問題と
なっている。
電極に矩形信号を与え、ＴＥ偏波とＴＭ偏波をスイッチ
ングさせ、出射端に偏光子を配していずれかの偏波を取
り出し、ＡＳＫ変調するものであるが、変調特性は、１
ＭＨｚ以下の低周波において劣化していることが問題と
なっている。
【００１１】例えば、図１６において、２電極のＤＦＢ
レーザの一方の電流Ｉ1を正弦波電流で変調したとき
の、変調周波数と偏光子透過後の変調度の関係を図１８
に、変調周波数と位相差（変調電流と変調光信号との位
相差）の関係を図１９に示す。この図のように、数１０
０ｋＨｚ付近で変調度のディップが生じ、位相は１ＭＨ
ｚ以下で変動してＤＣに近づくと逆相の応答を示すこと
がわかる。これは、レーザの偏波変調の物理的要因とし
て、数ＭＨｚにカットオフを持つ逆相の熱による屈折率
変化の効果と、共振周波数までフラットな同相のキャリ
ア密度による屈折率変化の効果の２つが重ね合わされて
偏波スイッチングが行なわれているからである。低域で
は、熱の効果が支配的になってしまうために、このよう
に位相特性の平坦性が失われてしまう。
レーザの一方の電流Ｉ1を正弦波電流で変調したとき
の、変調周波数と偏光子透過後の変調度の関係を図１８
に、変調周波数と位相差（変調電流と変調光信号との位
相差）の関係を図１９に示す。この図のように、数１０
０ｋＨｚ付近で変調度のディップが生じ、位相は１ＭＨ
ｚ以下で変動してＤＣに近づくと逆相の応答を示すこと
がわかる。これは、レーザの偏波変調の物理的要因とし
て、数ＭＨｚにカットオフを持つ逆相の熱による屈折率
変化の効果と、共振周波数までフラットな同相のキャリ
ア密度による屈折率変化の効果の２つが重ね合わされて
偏波スイッチングが行なわれているからである。低域で
は、熱の効果が支配的になってしまうために、このよう
に位相特性の平坦性が失われてしまう。
【００１２】このような特性を示す場合次のような問題
が生じる。偏波変調では、主にディジタル信号を伝送す
るわけだが、パルス幅が１ＭＨｚ以下で波形変換されて
しまい、伝送に誤りが生じる。その例を図２０に示す。
（ａ）のようにパルス幅１ＭＨｚでパルスやせが起こっ
ており、（ｂ）のように１００ｋＨｚでは逆相のパルス
になってしまう。従って、低域に制限を受けることにな
り、符号化の自由度が制限される。
が生じる。偏波変調では、主にディジタル信号を伝送す
るわけだが、パルス幅が１ＭＨｚ以下で波形変換されて
しまい、伝送に誤りが生じる。その例を図２０に示す。
（ａ）のようにパルス幅１ＭＨｚでパルスやせが起こっ
ており、（ｂ）のように１００ｋＨｚでは逆相のパルス
になってしまう。従って、低域に制限を受けることにな
り、符号化の自由度が制限される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願においては、上記課
題を鑑み、半導体レーザそのものに特別な手段を講じる
ことなく偏波変調の変調帯域を広げ、特には低周波側に
広げ、符号化の自由度を向上させて、連続度長い符号で
も受信の誤り率を低減し、より高密度な伝送を可能とす
ることを目的とする。
題を鑑み、半導体レーザそのものに特別な手段を講じる
ことなく偏波変調の変調帯域を広げ、特には低周波側に
広げ、符号化の自由度を向上させて、連続度長い符号で
も受信の誤り率を低減し、より高密度な伝送を可能とす
ることを目的とする。
【００１４】そのために、２つ以上の複数の電極を有す
る半導体レーザを、偏波面の異なる２つの偏波モードを
スイッチして駆動する半導体レーザの駆動方法であっ
て、該スイッチする周波数が低周波のときには、前記複
数の電極の内の一部の電極に主たる変調電流を注入する
と同時に、残りの電極のうちの少なくとも一部の電極
に、該主たる変調電流に対する位相を調整した副たる変
調電流を注入することを特徴とする半導体レーザの駆動
方法と、偏波面の異なる２つの偏波モードをスイッチさ
せて出力する半導体レーザ装置であって、２つ以上の複
数の電極を有する半導体レーザと、該半導体レーザの複
数の電極の内の一部の電極に主たる変調電流を注入する
手段と、該半導体レーザの残りの電極の少なくとも一部
の電極に、該主たる変調電流に対する位相を調整した副
たる変調電流を注入する手段と、前記偏波モードをスイ
ッチする周波数の高低によって、前記副たる変調電流を
注入するしかないかを選択する手段とを有していること
を特徴とする半導体レーザ装置と、偏波面の異なる２つ
の偏波モードをスイッチさせて出力する半導体レーザ装
置であって、２つ以上の複数の電極を有する半導体レー
ザと、変調電源の出力を２つに分ける手段と、該２つに
分けた出力の一方を利得のカットオフが数ＧＨｚ以上の
広帯域増幅器を通してＡＣ結合で前記半導体レーザの複
数の電極の内の一部の電極に注入する手段と、前記２つ
に分けた出力の残りの一方を利得のカットオフ周波数が
前記広帯域増幅器より小さい低周波増幅器を通してＡＣ
結合で前記半導体レーザの複数の電極の残りの電極の内
の少なくとも一部の電極に注入する手段とを有すること
を特徴とする半導体レーザ装置と、偏波面の異なる２つ
の偏波モードをスイッチさせて出力する半導体レーザ装
置であって、２つ以上の複数の電極を有する半導体レー
ザと、変調電源の出力を２つに分ける手段と、該２つに
分けた出力の一方を出力の一方を電圧電流変喚器を通し
てＤＣ結合で直流電流と共に前記半導体レーザの複数の
電極の内の一部の電極に注入する手段と、前記２つに分
けた出力の残りの一方を電圧電流変喚器を通してＤＣ結
合で前記半導体レーザの複数の電極の残りの電極の内の
少なくとも一部の電極に注入する手段と、前記２つの電
圧電流変喚器のいずれか一方と前記半導体レーザとの間
に設けた低域通過フィルタとを有することを特徴とする
半導体レーザ装置と、光ファイバを通じて光信号を伝送
する光通信方法であって、前記半導体レーザの駆動方法
によって得た２つの偏波モードの内いずれかを選択的に
取り出したものを送信光として光ファイバで伝送し、該
送信光を直接検波することによって受信することを特徴
とする光通信方法と、互いに異なる波長の光を出射する
複数の半導体レーザそれぞれを前記半導体レーザの駆動
方法で駆動し、光ファイバ中を波長多重伝送させ、該波
長多重された光信号の中から所望の波長の光のみを波長
フィルタで取り出して受信することを特徴とする光通信
方法と、光ファイバに接続して光通信を行うノードであ
って、光受信装置と、前記半導体レーザ装置を有する光
送信装置とを備えたことを特徴とするノードと、光受信
装置と、前記半導体レーザ装置を有する光送信装置を備
えたノードを複数光ファイバで接続し、波長多重伝送に
より通信を行うことを特徴とする光通信システムとを提
供する。
る半導体レーザを、偏波面の異なる２つの偏波モードを
スイッチして駆動する半導体レーザの駆動方法であっ
て、該スイッチする周波数が低周波のときには、前記複
数の電極の内の一部の電極に主たる変調電流を注入する
と同時に、残りの電極のうちの少なくとも一部の電極
に、該主たる変調電流に対する位相を調整した副たる変
調電流を注入することを特徴とする半導体レーザの駆動
方法と、偏波面の異なる２つの偏波モードをスイッチさ
せて出力する半導体レーザ装置であって、２つ以上の複
数の電極を有する半導体レーザと、該半導体レーザの複
数の電極の内の一部の電極に主たる変調電流を注入する
手段と、該半導体レーザの残りの電極の少なくとも一部
の電極に、該主たる変調電流に対する位相を調整した副
たる変調電流を注入する手段と、前記偏波モードをスイ
ッチする周波数の高低によって、前記副たる変調電流を
注入するしかないかを選択する手段とを有していること
を特徴とする半導体レーザ装置と、偏波面の異なる２つ
の偏波モードをスイッチさせて出力する半導体レーザ装
置であって、２つ以上の複数の電極を有する半導体レー
ザと、変調電源の出力を２つに分ける手段と、該２つに
分けた出力の一方を利得のカットオフが数ＧＨｚ以上の
広帯域増幅器を通してＡＣ結合で前記半導体レーザの複
数の電極の内の一部の電極に注入する手段と、前記２つ
に分けた出力の残りの一方を利得のカットオフ周波数が
前記広帯域増幅器より小さい低周波増幅器を通してＡＣ
結合で前記半導体レーザの複数の電極の残りの電極の内
の少なくとも一部の電極に注入する手段とを有すること
を特徴とする半導体レーザ装置と、偏波面の異なる２つ
の偏波モードをスイッチさせて出力する半導体レーザ装
置であって、２つ以上の複数の電極を有する半導体レー
ザと、変調電源の出力を２つに分ける手段と、該２つに
分けた出力の一方を出力の一方を電圧電流変喚器を通し
てＤＣ結合で直流電流と共に前記半導体レーザの複数の
電極の内の一部の電極に注入する手段と、前記２つに分
けた出力の残りの一方を電圧電流変喚器を通してＤＣ結
合で前記半導体レーザの複数の電極の残りの電極の内の
少なくとも一部の電極に注入する手段と、前記２つの電
圧電流変喚器のいずれか一方と前記半導体レーザとの間
に設けた低域通過フィルタとを有することを特徴とする
半導体レーザ装置と、光ファイバを通じて光信号を伝送
する光通信方法であって、前記半導体レーザの駆動方法
によって得た２つの偏波モードの内いずれかを選択的に
取り出したものを送信光として光ファイバで伝送し、該
送信光を直接検波することによって受信することを特徴
とする光通信方法と、互いに異なる波長の光を出射する
複数の半導体レーザそれぞれを前記半導体レーザの駆動
方法で駆動し、光ファイバ中を波長多重伝送させ、該波
長多重された光信号の中から所望の波長の光のみを波長
フィルタで取り出して受信することを特徴とする光通信
方法と、光ファイバに接続して光通信を行うノードであ
って、光受信装置と、前記半導体レーザ装置を有する光
送信装置とを備えたことを特徴とするノードと、光受信
装置と、前記半導体レーザ装置を有する光送信装置を備
えたノードを複数光ファイバで接続し、波長多重伝送に
より通信を行うことを特徴とする光通信システムとを提
供する。
【００１５】
【作用】上述したように、本願発明においては、偏波変
調の変調周波数が低周波のときには、２つの変調電流が
多電極構造の半導体レーザのそれぞれ異なる電極に注入
される。
調の変調周波数が低周波のときには、２つの変調電流が
多電極構造の半導体レーザのそれぞれ異なる電極に注入
される。
【００１６】その２つの変調電流の位相の関係は、素子
の偏波スイッチング特性によって若干異なる。一般に熱
による影響が大きい構造の半導体レーザの場合には、Ｔ
Ｅ／ＴＭの発信モードの分布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１
２のようになっており、ＴＥ／ＴＭの発振モードの境界
戦の傾きは正である。すなわち、偏波のスイッチング点
近傍にＤＣバイアスを固定しておくと、Ｉ1を増加させ
るとＴＥからＴＭに、Ｉ2を増加させるとＴＭからＴＥ
に偏波スイッチングが起こることがわかる。従って、Ｉ
1とＩ2の変化に対する偏波スイッチングの位相は互いに
逆相になっている。そのため、ΔＩ2としてΔＩ1と同相
の変調電流を与えれば、熱による偏波スイッチングの方
向がΔＩ1と逆になるため、ΔＩ1に対する熱による偏波
のスイッチングを抑えることができる。また、そのとき
のΔＩ1とΔＩ2の振幅の比は、図１２のような偏波のス
イッチング線に平行になるような振幅比にすれば好適で
ある。
の偏波スイッチング特性によって若干異なる。一般に熱
による影響が大きい構造の半導体レーザの場合には、Ｔ
Ｅ／ＴＭの発信モードの分布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１
２のようになっており、ＴＥ／ＴＭの発振モードの境界
戦の傾きは正である。すなわち、偏波のスイッチング点
近傍にＤＣバイアスを固定しておくと、Ｉ1を増加させ
るとＴＥからＴＭに、Ｉ2を増加させるとＴＭからＴＥ
に偏波スイッチングが起こることがわかる。従って、Ｉ
1とＩ2の変化に対する偏波スイッチングの位相は互いに
逆相になっている。そのため、ΔＩ2としてΔＩ1と同相
の変調電流を与えれば、熱による偏波スイッチングの方
向がΔＩ1と逆になるため、ΔＩ1に対する熱による偏波
のスイッチングを抑えることができる。また、そのとき
のΔＩ1とΔＩ2の振幅の比は、図１２のような偏波のス
イッチング線に平行になるような振幅比にすれば好適で
ある。
【００１７】このような同相信号を発生させる手段は色
々考えられるが、ＤＣ〜数ＭＨｚという低周波数でのみ
考えればよい。たとえば、図４のように信号をパワーデ
バイダによって２つに分割し、ひとつは広帯域な反転ア
ンプを通し、もうひとつはカットオフ数ＭＨｚ程度の反
転アンプを通してそれぞれＬ、Ｃで構成されたバイアス
Ｔを通してレーザの電極にＤＣ電流とＡＣ結合で重畳す
ればよい。この図でレーザは２つのダイオードの並列と
して表現してある。
々考えられるが、ＤＣ〜数ＭＨｚという低周波数でのみ
考えればよい。たとえば、図４のように信号をパワーデ
バイダによって２つに分割し、ひとつは広帯域な反転ア
ンプを通し、もうひとつはカットオフ数ＭＨｚ程度の反
転アンプを通してそれぞれＬ、Ｃで構成されたバイアス
Ｔを通してレーザの電極にＤＣ電流とＡＣ結合で重畳す
ればよい。この図でレーザは２つのダイオードの並列と
して表現してある。
【００１８】または、図５のように高速の電流ドライバ
チップを用いて、一方はそのまま、もう一方カットオフ
数ＭＨｚの低域通過フィルタを通してそれぞれの電極を
ドライブしてもよい。図のように、このドライバチップ
は変調電流源ＩｐとＤＣバイアス電流源Ｉｂが並列に集
積されたものである。この場合、バイアスＴを通さない
ので、変調電流の低域カットオフは存在せず、ＤＣまで
駆動できる。また、小型の回路基板に実装でき、レーザ
とともに１つの箱にモジュール化してもよい。
チップを用いて、一方はそのまま、もう一方カットオフ
数ＭＨｚの低域通過フィルタを通してそれぞれの電極を
ドライブしてもよい。図のように、このドライバチップ
は変調電流源ＩｐとＤＣバイアス電流源Ｉｂが並列に集
積されたものである。この場合、バイアスＴを通さない
ので、変調電流の低域カットオフは存在せず、ＤＣまで
駆動できる。また、小型の回路基板に実装でき、レーザ
とともに１つの箱にモジュール化してもよい。
【００１９】一方、半導体レーザの構造によっては熱の
効果が小さい場合があり、このような素子では図１３の
ように、図１２とは相反した偏波スイッチング特性を示
し、ＴＥ／ＴＭの発振モードの境界線の傾きは負とな
る。この場合には、上記で述べたものと逆に、ΔＩ1と
ΔＩ2は互いに逆相の信号とすればよいことになる。
効果が小さい場合があり、このような素子では図１３の
ように、図１２とは相反した偏波スイッチング特性を示
し、ＴＥ／ＴＭの発振モードの境界線の傾きは負とな
る。この場合には、上記で述べたものと逆に、ΔＩ1と
ΔＩ2は互いに逆相の信号とすればよいことになる。
【００２０】
（実施例１）図１は本発明による駆動方法を実現するた
めの２電極ＤＦＢレーザの斜視図、図４は本実施例の駆
動装置の構成を説明する図である。
めの２電極ＤＦＢレーザの斜視図、図４は本実施例の駆
動装置の構成を説明する図である。
【００２１】図１において、１０１は基板となるｎ−Ｉ
ｎＰ、１０２は深さ０．０５μｍの回析格子が形成され
たｎ−ＩｎＰバッファ層、１０３は０．２μｍのｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長λｇ＝１．１７μ
ｍ）下部光ガイド層、１０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.29Ｇａ
0.71Ａｓ １０ｎｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λ
ｇ＝１．１７μｍ）１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構
造の活性層、１０５はｐ＝ＩｎＰクラッド層、１０６は
ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓコンタクト層、１０７は高抵
抗ＩｎＰ埋め込み層、１０８はコンタクト層１０６が除
去された電極分離領域、１０９は電極であるＣｒ／Ａｕ
ＺｎＮｉ／Ａｕ層、１１０は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎ
Ｎｉ／Ａｕ層、１１１は基板側電極であるＡｕＧｅＮｉ
／Ａｕ層、１１２は反射防止膜となるＳｉＯ膜である。
ここで、このＤＦＢレーザは活性層が引っ張り歪をもつ
多重量子井戸層になっており、ライトホール準位−電子
の基底準位及びヘビーホール準位−電子の基底準位間の
遷移エネルギーを等しく設計してあるため、通常のＤＦ
Ｂレーザに比べるとＴＭ偏波での発振しきい値が低く、
効率よく偏波スイッチングできる構成になっている。同
様な構成のレーザが特願平５−３１０５９２号公報に開
示されている。回析格子１０３による分布帰還波長はラ
イトホール準位−電子の基底準位間のバンドギャップに
対応する波長の近傍となるよう回析格子のピッチを２４
０ｎｍに設定し、ＴＥモードで１．５６２μｍ、ＴＭモ
ードで１．５５８μｍでブラッグ波長を持つ構成にして
いる。
ｎＰ、１０２は深さ０．０５μｍの回析格子が形成され
たｎ−ＩｎＰバッファ層、１０３は０．２μｍのｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長λｇ＝１．１７μ
ｍ）下部光ガイド層、１０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.29Ｇａ
0.71Ａｓ １０ｎｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λ
ｇ＝１．１７μｍ）１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構
造の活性層、１０５はｐ＝ＩｎＰクラッド層、１０６は
ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓコンタクト層、１０７は高抵
抗ＩｎＰ埋め込み層、１０８はコンタクト層１０６が除
去された電極分離領域、１０９は電極であるＣｒ／Ａｕ
ＺｎＮｉ／Ａｕ層、１１０は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎ
Ｎｉ／Ａｕ層、１１１は基板側電極であるＡｕＧｅＮｉ
／Ａｕ層、１１２は反射防止膜となるＳｉＯ膜である。
ここで、このＤＦＢレーザは活性層が引っ張り歪をもつ
多重量子井戸層になっており、ライトホール準位−電子
の基底準位及びヘビーホール準位−電子の基底準位間の
遷移エネルギーを等しく設計してあるため、通常のＤＦ
Ｂレーザに比べるとＴＭ偏波での発振しきい値が低く、
効率よく偏波スイッチングできる構成になっている。同
様な構成のレーザが特願平５−３１０５９２号公報に開
示されている。回析格子１０３による分布帰還波長はラ
イトホール準位−電子の基底準位間のバンドギャップに
対応する波長の近傍となるよう回析格子のピッチを２４
０ｎｍに設定し、ＴＥモードで１．５６２μｍ、ＴＭモ
ードで１．５５８μｍでブラッグ波長を持つ構成にして
いる。
【００２２】ここで、電極１０９にＤＣバイアス３５
Ａ、電極１１０にＤＣバイアス２８Ａを流し、電極１１
０に振幅５ｍＡのディジタル信号ΔＩ1を重畳させる
と、すでに述べたようにＴＥ／ＴＭのスイッチングが起
こる。また、振幅５ｍＡの正弦波信号ΔＩ1を重畳させ
ると、その変調周波数依存性は図１８及び図１９のよう
になり、変調度は１００Ｈｚ〜１ＧＨｚにおいて３ｄＢ
以内に収まっているが、位相差は１ＭＨｚ以下で回って
いる。これは、課題の項目で述べたように低域で熱の効
果が大きく支配的になるためである。
Ａ、電極１１０にＤＣバイアス２８Ａを流し、電極１１
０に振幅５ｍＡのディジタル信号ΔＩ1を重畳させる
と、すでに述べたようにＴＥ／ＴＭのスイッチングが起
こる。また、振幅５ｍＡの正弦波信号ΔＩ1を重畳させ
ると、その変調周波数依存性は図１８及び図１９のよう
になり、変調度は１００Ｈｚ〜１ＧＨｚにおいて３ｄＢ
以内に収まっているが、位相差は１ＭＨｚ以下で回って
いる。これは、課題の項目で述べたように低域で熱の効
果が大きく支配的になるためである。
【００２３】そこで、図４のような装置構成により電極
１０９に主たる変調電流ΔＩ1に対する副たる変調電流
となるΔＩ2を流した。変調電流４０９からの信号を
１：１のパワーデバイダ４０８によって２つに分け、１
つは利得１０、カットオフ周波数ｆｃが１０ＧＨｚの反
転広帯域ビデオアンプ４０６を通し、低域カットオフ周
波数１ｋＨｚのバイアスＴ４０２によってＤＣ電源４０
３の直流電流と重畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ1
＋ΔＩ1として駆動する。パワーデバイダのもうひとつ
の出力は、利得１０、カットオフ周波数ｆｃが１ＭＨｚ
の反転オペアンプ４０７を通し、同様にバイアスＴ４０
４によってＤＣ電源４０５の直流電流と重畳させてレー
ザ４０１の駆動電流Ｉ2＋ΔＩ2として駆動する。ここで
はアンプ４０６と４０７は両方とも反転出力型なので、
ΔＩ1とΔＩ2の位相はそろっている。またここでは、変
調電源は出力可変のもので、変調度は電源で調整する。
アンプ４０６と４０７の利得の比は、低域で熱効果を抑
えるために最適化したもので、後述する本素子のＴＥ／
ＴＭ発振特性及びパワーデバイダにおける分岐比が１：
１であることから決定した。この電流比は、素子の組
成、素子構成、材料、実装形成などでことなるため、そ
の都度最適化する必要がある。またアンプ４０６のカッ
トオフ周波数は１０ＧＨｚとしたが、これは変調周波数
に応じて適宜選択すればよい。
１０９に主たる変調電流ΔＩ1に対する副たる変調電流
となるΔＩ2を流した。変調電流４０９からの信号を
１：１のパワーデバイダ４０８によって２つに分け、１
つは利得１０、カットオフ周波数ｆｃが１０ＧＨｚの反
転広帯域ビデオアンプ４０６を通し、低域カットオフ周
波数１ｋＨｚのバイアスＴ４０２によってＤＣ電源４０
３の直流電流と重畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ1
＋ΔＩ1として駆動する。パワーデバイダのもうひとつ
の出力は、利得１０、カットオフ周波数ｆｃが１ＭＨｚ
の反転オペアンプ４０７を通し、同様にバイアスＴ４０
４によってＤＣ電源４０５の直流電流と重畳させてレー
ザ４０１の駆動電流Ｉ2＋ΔＩ2として駆動する。ここで
はアンプ４０６と４０７は両方とも反転出力型なので、
ΔＩ1とΔＩ2の位相はそろっている。またここでは、変
調電源は出力可変のもので、変調度は電源で調整する。
アンプ４０６と４０７の利得の比は、低域で熱効果を抑
えるために最適化したもので、後述する本素子のＴＥ／
ＴＭ発振特性及びパワーデバイダにおける分岐比が１：
１であることから決定した。この電流比は、素子の組
成、素子構成、材料、実装形成などでことなるため、そ
の都度最適化する必要がある。またアンプ４０６のカッ
トオフ周波数は１０ＧＨｚとしたが、これは変調周波数
に応じて適宜選択すればよい。
【００２４】本素子では、ＴＥ／ＴＭの発振モードの分
布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１４のようになっている。す
なわち、偏波のスイッチング点近傍にＤＣバイアスを固
定しておくと、Ｉ1を増加させるとＴＥからＴＭに、Ｉ2
を増加させるとＴＭからＴＥに偏波スイッチングが起こ
ることがわかる。従って、Ｉ1とＩ2の変化に対する偏波
スイッチングの位相は互いに逆相になっている。そのた
め、ΔＩ2としてΔＩ1の同相の変調電流を与えれば、熱
による偏波スイッチングの方向がΔＩ1と逆になるた
め、ΔＩ1に対する熱による偏波スイッチングを抑える
ことができるのである。ΔＩ1とΔＩ2の振幅の比、すな
わち本実施例ではアンプ４０６と４０７の利得の比は図
１４のＴＥ／ＴＭの発振モードの境界線の傾きが１であ
ることから、ΔＩ1とΔＩ2の合成の傾きが１となるべく
同じ値とした。
布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１４のようになっている。す
なわち、偏波のスイッチング点近傍にＤＣバイアスを固
定しておくと、Ｉ1を増加させるとＴＥからＴＭに、Ｉ2
を増加させるとＴＭからＴＥに偏波スイッチングが起こ
ることがわかる。従って、Ｉ1とＩ2の変化に対する偏波
スイッチングの位相は互いに逆相になっている。そのた
め、ΔＩ2としてΔＩ1の同相の変調電流を与えれば、熱
による偏波スイッチングの方向がΔＩ1と逆になるた
め、ΔＩ1に対する熱による偏波スイッチングを抑える
ことができるのである。ΔＩ1とΔＩ2の振幅の比、すな
わち本実施例ではアンプ４０６と４０７の利得の比は図
１４のＴＥ／ＴＭの発振モードの境界線の傾きが１であ
ることから、ΔＩ1とΔＩ2の合成の傾きが１となるべく
同じ値とした。
【００２５】このような駆動方法で偏波変調したところ
図２のように低周波側で数ｋＨｚまで平坦な位相特性が
得られ、低域特性が大幅に改善できた。これにより、パ
ルス幅数ｋＨｚ〜数ＧＨｚまでの矩形波信号による偏波
変調すなわちＡＳＫ伝送が可能となった。
図２のように低周波側で数ｋＨｚまで平坦な位相特性が
得られ、低域特性が大幅に改善できた。これにより、パ
ルス幅数ｋＨｚ〜数ＧＨｚまでの矩形波信号による偏波
変調すなわちＡＳＫ伝送が可能となった。
【００２６】（実施例２）図５は本発明による第２の実
施例を説明する図であり、実施例１とは異なる駆動装置
の構成を示している。使用する素子は、実施例１とほぼ
同じ２電極のＤＦＢレーザである。
施例を説明する図であり、実施例１とは異なる駆動装置
の構成を示している。使用する素子は、実施例１とほぼ
同じ２電極のＤＦＢレーザである。
【００２７】本実施例では、低域カットオフを持つバイ
アスＴを使用せず、駆動系全体を小型にするために、変
調可能なレーザドライバＩＣ５０３、５０４を用いたも
のである。このドライバＩＣの中身は図５の５０３、５
０４のように直流電流源Ｉｂと変調電流源Ｉｐが並列に
集積化されており、ＥＣＬレベル（−０．９Ｖ〜−１．
８Ｖの振幅を持つ電圧パルスであり、高速ドライバＩＣ
であるＥｍｉｔｔｅｒＣｏｕｐｌｅｄ Ｌｏｇｉｃ（Ｅ
ＣＬ）を駆動する際の入力信号である。）の変調信号を
入力することでＤＣオフセット電流を持つ変調電流を駆
動できるものである。その変調度及びバイアス電流量は
ＩＣ側で制御できる。
アスＴを使用せず、駆動系全体を小型にするために、変
調可能なレーザドライバＩＣ５０３、５０４を用いたも
のである。このドライバＩＣの中身は図５の５０３、５
０４のように直流電流源Ｉｂと変調電流源Ｉｐが並列に
集積化されており、ＥＣＬレベル（−０．９Ｖ〜−１．
８Ｖの振幅を持つ電圧パルスであり、高速ドライバＩＣ
であるＥｍｉｔｔｅｒＣｏｕｐｌｅｄ Ｌｏｇｉｃ（Ｅ
ＣＬ）を駆動する際の入力信号である。）の変調信号を
入力することでＤＣオフセット電流を持つ変調電流を駆
動できるものである。その変調度及びバイアス電流量は
ＩＣ側で制御できる。
【００２８】次に、具体的な駆動方法を説明する。ＥＣ
Ｌ出力をもつ変調電源５０５の出力をドライバＩＣ５０
３、５０４に入力する。変調電源を２つに分岐するとき
には２つのドライバの直前で行なえばパワーデバイダは
不要になる。ドライバＩＣ５０３、５０４は変調入力に
対し同相出力を取り出す。一方の出力はカットオフ１Ｍ
Ｈｚのローパスフィルタを通してレーザ５０１の駆動電
流Ｉ2＋ΔＩ2として駆動する。もう一方はそのままレー
ザ５０１の駆動電流Ｉ1＋ΔＩ1として駆動する。変調電
流の振幅比については、実施例１と同様に１：１で最適
化した。ここで、ドライバＩＣは図５のように、レーザ
をグランドにつって電流を引き込む形にした方が高速性
を出すことができるので望ましい。そこで、この実施例
では、図１と導電型を逆にしてｐ基板を用い、電極分離
する側をｎ電極にした素子を用いた。
Ｌ出力をもつ変調電源５０５の出力をドライバＩＣ５０
３、５０４に入力する。変調電源を２つに分岐するとき
には２つのドライバの直前で行なえばパワーデバイダは
不要になる。ドライバＩＣ５０３、５０４は変調入力に
対し同相出力を取り出す。一方の出力はカットオフ１Ｍ
Ｈｚのローパスフィルタを通してレーザ５０１の駆動電
流Ｉ2＋ΔＩ2として駆動する。もう一方はそのままレー
ザ５０１の駆動電流Ｉ1＋ΔＩ1として駆動する。変調電
流の振幅比については、実施例１と同様に１：１で最適
化した。ここで、ドライバＩＣは図５のように、レーザ
をグランドにつって電流を引き込む形にした方が高速性
を出すことができるので望ましい。そこで、この実施例
では、図１と導電型を逆にしてｐ基板を用い、電極分離
する側をｎ電極にした素子を用いた。
【００２９】このような駆動系を組めば、系全体を非常
に小型にでき、１つの箱にモジュール化できる。また、
実施例１ではバイアスＴの帯域で低域が制限されるが、
本実施例では低域に制限がない。そのため、低域特性を
さらに改善することができ、図３のように１００Ｈｚ〜
１ＧＨｚにわたって位相特性を平坦にすることができ
た。これにより、ＡＳＫ伝送する場合に、数Ｇｂｐｓで
連続度が２20−１以上のＮＲＺ信号で符号化することが
でき、非常に高密度な伝送が可能となる。
に小型にでき、１つの箱にモジュール化できる。また、
実施例１ではバイアスＴの帯域で低域が制限されるが、
本実施例では低域に制限がない。そのため、低域特性を
さらに改善することができ、図３のように１００Ｈｚ〜
１ＧＨｚにわたって位相特性を平坦にすることができ
た。これにより、ＡＳＫ伝送する場合に、数Ｇｂｐｓで
連続度が２20−１以上のＮＲＺ信号で符号化することが
でき、非常に高密度な伝送が可能となる。
【００３０】（実施例３）本実施例においては、実施例
１、２の半導体レーザとほぼ同じ構造で、組成を異なら
せた素子を用いた例を示す。
１、２の半導体レーザとほぼ同じ構造で、組成を異なら
せた素子を用いた例を示す。
【００３１】構造はほぼ同じなので、図１を用いてその
組成を説明する。１０１は基板となるｎ−ＩｎＰ、１０
２は深さ０．０５μｍの回析格子が形成されたｎ−Ｉｎ
Ｐバッファ層、１０３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長λｇ＝１．３μｍ）下部光ガイ
ド層、１０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ａｓ ８ｎ
ｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．３μｍ）
１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構造の活性層、１０５
はｐ＝ＩｎＰクラッド層、１０６はｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓコンタクト層、１０７は高抵抗ＩｎＰ埋め込み
層、１０８はコンタクト層１０６が除去された電極分離
領域、１０９は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ
層、１１０は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、
１１１は基板側電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、１１
２は反射防止膜となるＳｉＯ膜である。ここで、このＤ
ＦＢレーザは活性層が引っ張り歪をもつ多重量子井戸層
になっている。回析格子１０３による分布帰還波長はラ
イトホール準位−電子の基底準位間のバンドギャップに
対応する波長の近傍となるよう回析格子のピッチを２４
０ｎｍ設定し、ＴＥモードで１．５６２μｍ、ＴＭモー
ドで１．５５８μｍでブラッグ波長を持つ構成にしてい
る。
組成を説明する。１０１は基板となるｎ−ＩｎＰ、１０
２は深さ０．０５μｍの回析格子が形成されたｎ−Ｉｎ
Ｐバッファ層、１０３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長λｇ＝１．３μｍ）下部光ガイ
ド層、１０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ａｓ ８ｎ
ｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．３μｍ）
１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構造の活性層、１０５
はｐ＝ＩｎＰクラッド層、１０６はｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓコンタクト層、１０７は高抵抗ＩｎＰ埋め込み
層、１０８はコンタクト層１０６が除去された電極分離
領域、１０９は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ
層、１１０は電極であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、
１１１は基板側電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、１１
２は反射防止膜となるＳｉＯ膜である。ここで、このＤ
ＦＢレーザは活性層が引っ張り歪をもつ多重量子井戸層
になっている。回析格子１０３による分布帰還波長はラ
イトホール準位−電子の基底準位間のバンドギャップに
対応する波長の近傍となるよう回析格子のピッチを２４
０ｎｍ設定し、ＴＥモードで１．５６２μｍ、ＴＭモー
ドで１．５５８μｍでブラッグ波長を持つ構成にしてい
る。
【００３２】ここで、電極１０９にＤＣバイアス３５ｍ
Ａ、電極１１０にＤＣバイアス２１ｍＡを流し、電極１
１０に振幅５ｍＡのディジタル信号ΔＩ1を重畳させる
と、すでに述べたようにＴＥ／ＴＭのスイッチングが起
こる。また、振幅５ｍＡの正弦波信号ΔＩ1を重畳させ
ると、その変調周波数依存性は図１８及び図１９のよう
になり、変調度は１００Ｈｚ〜１ＧＨｚにおいて３ｄＢ
以内に収まっているが、位相差は１ＭＨｚ以下で回って
いる。これは、課題の項目で述べたように低域で熱の効
果が大きく支配的になるためである。
Ａ、電極１１０にＤＣバイアス２１ｍＡを流し、電極１
１０に振幅５ｍＡのディジタル信号ΔＩ1を重畳させる
と、すでに述べたようにＴＥ／ＴＭのスイッチングが起
こる。また、振幅５ｍＡの正弦波信号ΔＩ1を重畳させ
ると、その変調周波数依存性は図１８及び図１９のよう
になり、変調度は１００Ｈｚ〜１ＧＨｚにおいて３ｄＢ
以内に収まっているが、位相差は１ＭＨｚ以下で回って
いる。これは、課題の項目で述べたように低域で熱の効
果が大きく支配的になるためである。
【００３３】そこで、実施例１と同様に図４のような方
法で電極１０９に副たる変調電流ΔＩ2を流した。ただ
しここではアンプ４０６を反転型、アンプ４０７を非反
転型とした。変調電流４０９からの信号を１：１のパワ
ーデバイダ４０８によって２つに分け、１つは利得３
０、カットオフ周波数１０ＧＨｚの反転広帯域ビデオア
ンプ４０７を通し、低域カットオフ周波数１ｋＨｚのバ
イアスＴ４０２によってＤＣ電源４０３の直流電流と重
畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ1＋ΔＩ1として駆動
する。パワーデバイダのもうひとつの出力は、利得２
０、カットオフ周波数１ＭＨｚの非反転オペアンプ４０
７を通し、同様にバイアスＴ４０４によってＤＣ電源４
０５の直流電流と重畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ
2＋ΔＩ2として駆動する。この場合、変調電源は出力可
変のもので、変調度は電源で調整する。アンプ４０６と
４０７の利得の比は、低域で熱効果を抑えるために最適
化したもので、後述する様に主たる変調電流ΔＩ1と副
たる変調電流ΔＩ2の振幅の比を３：２とすべきことか
ら決定した。この電流比は、素子構成、材料、実装形成
などでことなるため、その都度最適化する必要がある。
法で電極１０９に副たる変調電流ΔＩ2を流した。ただ
しここではアンプ４０６を反転型、アンプ４０７を非反
転型とした。変調電流４０９からの信号を１：１のパワ
ーデバイダ４０８によって２つに分け、１つは利得３
０、カットオフ周波数１０ＧＨｚの反転広帯域ビデオア
ンプ４０７を通し、低域カットオフ周波数１ｋＨｚのバ
イアスＴ４０２によってＤＣ電源４０３の直流電流と重
畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ1＋ΔＩ1として駆動
する。パワーデバイダのもうひとつの出力は、利得２
０、カットオフ周波数１ＭＨｚの非反転オペアンプ４０
７を通し、同様にバイアスＴ４０４によってＤＣ電源４
０５の直流電流と重畳させてレーザ４０１の駆動電流Ｉ
2＋ΔＩ2として駆動する。この場合、変調電源は出力可
変のもので、変調度は電源で調整する。アンプ４０６と
４０７の利得の比は、低域で熱効果を抑えるために最適
化したもので、後述する様に主たる変調電流ΔＩ1と副
たる変調電流ΔＩ2の振幅の比を３：２とすべきことか
ら決定した。この電流比は、素子構成、材料、実装形成
などでことなるため、その都度最適化する必要がある。
【００３４】本素子では、ＴＥ／ＴＭの発振モードの分
布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１５のようになる。すなわ
ち、偏波のスイッチング点近傍にＤＣバイアスを固定し
ておくと、Ｉ1を増加させるとＴＥからＴＭに、Ｉ2を増
加させてもＴＥからＴＭに偏波スイッチングが起こるこ
とがわかる。従って、Ｉ1とＩ2の変化に対する偏波スイ
ッチングの位相は互いに同相になっている。そのため、
ΔＩ2としてΔＩ1の逆相の変調電流を与えれば、熱によ
る偏波スイッチングの方向がΔＩ1と逆になるため、Δ
Ｉ1に対する熱による偏波のスイッチングを抑えること
ができるのである。ここではＴＥ／ＴＭ発振モードの境
界線の傾きは−２／３であることからΔＩ1／ΔＩ2＝−
２／３とすればよいことがわかる。
布は、Ｉ1／Ｉ2に対して図１５のようになる。すなわ
ち、偏波のスイッチング点近傍にＤＣバイアスを固定し
ておくと、Ｉ1を増加させるとＴＥからＴＭに、Ｉ2を増
加させてもＴＥからＴＭに偏波スイッチングが起こるこ
とがわかる。従って、Ｉ1とＩ2の変化に対する偏波スイ
ッチングの位相は互いに同相になっている。そのため、
ΔＩ2としてΔＩ1の逆相の変調電流を与えれば、熱によ
る偏波スイッチングの方向がΔＩ1と逆になるため、Δ
Ｉ1に対する熱による偏波のスイッチングを抑えること
ができるのである。ここではＴＥ／ＴＭ発振モードの境
界線の傾きは−２／３であることからΔＩ1／ΔＩ2＝−
２／３とすればよいことがわかる。
【００３５】このような駆動方法で偏波変調すれば実施
例１と同様に低周波側で数ｋＨｚまで平坦な位相特性が
得られ、低域特性が大幅に改善できる。これにより、パ
ルス幅数ｋＨｚ〜数ＧＨｚまでの矩形波信号による偏波
変調すなわちＡＳＫ伝送が可能となる。
例１と同様に低周波側で数ｋＨｚまで平坦な位相特性が
得られ、低域特性が大幅に改善できる。これにより、パ
ルス幅数ｋＨｚ〜数ＧＨｚまでの矩形波信号による偏波
変調すなわちＡＳＫ伝送が可能となる。
【００３６】（実施例４）本発明による第４の実施例を
図６にそって説明する。図６は、本実施例の半導体ＤＦ
Ｂレーザの斜視図であり、層構成は実施例１と同様であ
るが、３電極構造にして中心部の電極には活性層が除去
された位相調整領域があり、偏波スイッチングの制御性
をより向上させている。
図６にそって説明する。図６は、本実施例の半導体ＤＦ
Ｂレーザの斜視図であり、層構成は実施例１と同様であ
るが、３電極構造にして中心部の電極には活性層が除去
された位相調整領域があり、偏波スイッチングの制御性
をより向上させている。
【００３７】２０１は基板となるｎ−Ｉｎｐ、２０２は
深さ０．０５μｍの回析格子が形成されたｎ−ＩｎＰバ
ッファ層、２０３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
（バンドギャップ波長λｇ＝１．１７μｍ）下部光ガイ
ド層、２０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.29Ｇａ0.71Ａｓ １０
ｎｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μ
ｍ）１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構造の活性層、２
０５はｐ−ＩｎＰクラッド層、２０６はｐ−Ｉｎ0.53Ｇ
ａ0.47Ａｓコンタクト層、２０７は高抵抗ＩｎＰ埋め込
み層、２０８及び２０８′はコンタクト層２０６が除去
された電極分離領域、２０９及び２０９′は電極である
Ｃｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、２１０は電極であるＣｒ
／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、２１１は基板側電極であるＡ
ｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、２１２及び２１２′は反射防止膜
となるＳｉＯ膜である。
深さ０．０５μｍの回析格子が形成されたｎ−ＩｎＰバ
ッファ層、２０３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
（バンドギャップ波長λｇ＝１．１７μｍ）下部光ガイ
ド層、２０４は井戸層ｉ−Ｉｎ0.29Ｇａ0.71Ａｓ １０
ｎｍ、バリア層ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μ
ｍ）１０ｎｍ１０層からなる歪超格子構造の活性層、２
０５はｐ−ＩｎＰクラッド層、２０６はｐ−Ｉｎ0.53Ｇ
ａ0.47Ａｓコンタクト層、２０７は高抵抗ＩｎＰ埋め込
み層、２０８及び２０８′はコンタクト層２０６が除去
された電極分離領域、２０９及び２０９′は電極である
Ｃｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、２１０は電極であるＣｒ
／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、２１１は基板側電極であるＡ
ｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、２１２及び２１２′は反射防止膜
となるＳｉＯ膜である。
【００３８】活性層が除去された中心部は、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
ＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μｍ）光ガイド層２１３、
ｐ−ＩｎＰクラッド層２１４、ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａ
ｓコンタクト層２１５が選択的再成長により形成されて
いる。グレーティングのピッチ等は実施例１と同じであ
る。
層、クラッド層、活性層をエッチングした後、ｉ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μｍ）光ガイド層２１３、
ｐ−ＩｎＰクラッド層２１４、ｐ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａ
ｓコンタクト層２１５が選択的再成長により形成されて
いる。グレーティングのピッチ等は実施例１と同じであ
る。
【００３９】電流駆動方法は、両側電極２０９、２０
９′には同じＤＣバイアス電流Ｉ2を流し、中心電極２
１０にＤＣバイアスＩ1及び変調電流ΔＩ1を流す。Ｉ2
＝６０ｍＡ、Ｉ1＝２０ｍＡのときΔＩ1＝２ｍＡのディ
ジタル信号を重畳させることで、ＴＥ／ＴＭの偏波スイ
ッチングを行なうことができた。
９′には同じＤＣバイアス電流Ｉ2を流し、中心電極２
１０にＤＣバイアスＩ1及び変調電流ΔＩ1を流す。Ｉ2
＝６０ｍＡ、Ｉ1＝２０ｍＡのときΔＩ1＝２ｍＡのディ
ジタル信号を重畳させることで、ＴＥ／ＴＭの偏波スイ
ッチングを行なうことができた。
【００４０】本実施例の半導体レーザにおいては、実施
例１に比べると、中心電極の位相調整領域で利得は変化
させずに位相のみを制御でき、しかも熱の影響が小さく
なるため、ＴＥ／ＴＭ発振モードの分布は図１３のよう
になり、その境界線の傾きは負になると予想できた。そ
こで、偏波のスイッチング特性補償電流ΔＩ2はΔＩ１
と逆相としてΔＩ１／ΔＩ2の最適化を行なったとこ
ろ、ΔＩ1／ΔＩ2＝５にした時に最適であった。ΔＩ1
とΔＩ2の駆動方法に関しては、実施例１または２と同
様であるが、ΔＩ1とΔＩ2は互いに逆相とする。従っ
て、実施例１の駆動装置では、カットオフ周波数１ＭＨ
ｚのオペアンプ４０７を非反転型とし、実施例２の駆動
装置では、ドライバＩＣ５０３、５０４の変調出力とし
て互いに逆相になるように設定すればよい。
例１に比べると、中心電極の位相調整領域で利得は変化
させずに位相のみを制御でき、しかも熱の影響が小さく
なるため、ＴＥ／ＴＭ発振モードの分布は図１３のよう
になり、その境界線の傾きは負になると予想できた。そ
こで、偏波のスイッチング特性補償電流ΔＩ2はΔＩ１
と逆相としてΔＩ１／ΔＩ2の最適化を行なったとこ
ろ、ΔＩ1／ΔＩ2＝５にした時に最適であった。ΔＩ1
とΔＩ2の駆動方法に関しては、実施例１または２と同
様であるが、ΔＩ1とΔＩ2は互いに逆相とする。従っ
て、実施例１の駆動装置では、カットオフ周波数１ＭＨ
ｚのオペアンプ４０７を非反転型とし、実施例２の駆動
装置では、ドライバＩＣ５０３、５０４の変調出力とし
て互いに逆相になるように設定すればよい。
【００４１】本実施例においては、実際のＴＥ／ＴＭの
発振分布を求めずにΔＩ1／ΔＩ2の最適化を行ったが、
前述の各実施例の如く、ＴＥ／ＴＭの発振分布の境界線
を求めらてからそれと平行になるようにΔＩ1／ΔＩ2を
決めてもよい。
発振分布を求めずにΔＩ1／ΔＩ2の最適化を行ったが、
前述の各実施例の如く、ＴＥ／ＴＭの発振分布の境界線
を求めらてからそれと平行になるようにΔＩ1／ΔＩ2を
決めてもよい。
【００４２】また、以上の各実施例では、ＩｎＰ系のレ
ーザについて述べてきたが、ＧａＡｓ系等他の材料でも
同様に実現できる。
ーザについて述べてきたが、ＧａＡｓ系等他の材料でも
同様に実現できる。
【００４３】（実施例５）本発明による第５の実施例で
は、波長多重伝送を行うため、レーザの波長可変特性を
利用するものである。実施例１の２電極ＤＦＢレーザで
は、それぞれの電極に流す電流値を制御することで、発
振波長を変えることができる。その波長可変特性を図７
に示す。図１４のＴＥ／ＴＭの境界線、すなわち、１．
１・Ｉ1−Ｉ2＝１０ｍＡの関係を保って電流Ｉ1を３０
ｍＡから５０ｍＡまで変化させると発振波長が、１．５
５６μｍから１．５５４μｍまで約２ｎｍ波長を連続的
に変化できる。
は、波長多重伝送を行うため、レーザの波長可変特性を
利用するものである。実施例１の２電極ＤＦＢレーザで
は、それぞれの電極に流す電流値を制御することで、発
振波長を変えることができる。その波長可変特性を図７
に示す。図１４のＴＥ／ＴＭの境界線、すなわち、１．
１・Ｉ1−Ｉ2＝１０ｍＡの関係を保って電流Ｉ1を３０
ｍＡから５０ｍＡまで変化させると発振波長が、１．５
５６μｍから１．５５４μｍまで約２ｎｍ波長を連続的
に変化できる。
【００４４】次に、図８に沿って本発明による駆動方法
を用いて波長多重通信を行う方法を説明する。８０１は
本発明によって偏波変調されている光通信用光源であ
る。この光源では、上に述べたように２ｎｍの範囲で波
長を変えられる。偏波変調においては伝送と必要となる
消光比（１０ｄＢ程度）を得るのに、通常の直接強度変
調で問題になるようなチャーピングと呼ばれる動的波長
変調が２ＧＨｚ以下と非常に小さいため、波長多重する
場合に１０ＧＨｚ（約０．０５ｎｍ）間隔で並べても隣
のチャンネルにクロストークを与えることはない。従っ
て、この光源装置を用いた場合、２／０．０５＝４０チ
ャンネル程度の波長多重が可能である。
を用いて波長多重通信を行う方法を説明する。８０１は
本発明によって偏波変調されている光通信用光源であ
る。この光源では、上に述べたように２ｎｍの範囲で波
長を変えられる。偏波変調においては伝送と必要となる
消光比（１０ｄＢ程度）を得るのに、通常の直接強度変
調で問題になるようなチャーピングと呼ばれる動的波長
変調が２ＧＨｚ以下と非常に小さいため、波長多重する
場合に１０ＧＨｚ（約０．０５ｎｍ）間隔で並べても隣
のチャンネルにクロストークを与えることはない。従っ
て、この光源装置を用いた場合、２／０．０５＝４０チ
ャンネル程度の波長多重が可能である。
【００４５】この光源から出射させた光をシングルモー
ドファイバ８０２に結合させ伝送する。光ファイバを伝
送した信号光は受信装置において、光フィルタ８０３に
より所望の波長の光を選択分波し、光検出器８０４によ
り信号検波する。ここでは、光フィルタとして実施例１
などのＤＦＢレーザと同じ構造のものを、しきい値以下
に電流をバイアスして使用している。ＤＦＢレーザと同
様に、２電極の電流比率を変えることで、透過利得を２
０ｄＢ一定で透過波長を約２ｎｍ変えることができる。
このフィルタの１０ｄＢダウンの透過幅は約０．０３ｎ
ｍであり、上記のように０．０５ｎｍの間隔で波長多重
するのに十分な特性を持っている。 光フィルタとして
その他のもの、例えば、従来例で挙げたマッハツェンダ
型、ファイバファブリペロ型などを用いてもよい。ま
た、ここでは光源と受信装置を一つずつしか記載してい
ないが、当然、光カップラなどでいくつかの光源あるい
は受信装置をつなげて伝送してもよい。
ドファイバ８０２に結合させ伝送する。光ファイバを伝
送した信号光は受信装置において、光フィルタ８０３に
より所望の波長の光を選択分波し、光検出器８０４によ
り信号検波する。ここでは、光フィルタとして実施例１
などのＤＦＢレーザと同じ構造のものを、しきい値以下
に電流をバイアスして使用している。ＤＦＢレーザと同
様に、２電極の電流比率を変えることで、透過利得を２
０ｄＢ一定で透過波長を約２ｎｍ変えることができる。
このフィルタの１０ｄＢダウンの透過幅は約０．０３ｎ
ｍであり、上記のように０．０５ｎｍの間隔で波長多重
するのに十分な特性を持っている。 光フィルタとして
その他のもの、例えば、従来例で挙げたマッハツェンダ
型、ファイバファブリペロ型などを用いてもよい。ま
た、ここでは光源と受信装置を一つずつしか記載してい
ないが、当然、光カップラなどでいくつかの光源あるい
は受信装置をつなげて伝送してもよい。
【００４６】また、ＤＦＢレーザとして実施例４で述べ
たような３電極構造を用いれば、波長可変範囲を広げる
ことができ、さらに波長多重度を高くすることができ
る。
たような３電極構造を用いれば、波長可変範囲を広げる
ことができ、さらに波長多重度を高くすることができ
る。
【００４７】（実施例６）図９に、本発明による光通信
用光源の駆動方法及びそれを用いた光通信方式を波長多
重光ＬＡＮシステムに応用する場合の各端末に接続され
る光−電気変換部（ノード）の構成例を、図１０にその
ノードを用いた光ＬＡＮシステムの構成例を示す。
用光源の駆動方法及びそれを用いた光通信方式を波長多
重光ＬＡＮシステムに応用する場合の各端末に接続され
る光−電気変換部（ノード）の構成例を、図１０にその
ノードを用いた光ＬＡＮシステムの構成例を示す。
【００４８】各部に接続された光ファイバ９０１を媒体
として、光信号がノードに取り込まれ、分岐部９０２に
よりその一部が実施例５で説明したような波長可変フィ
ルタを備えた受信装置９０３に入射する。波長可変フィ
ルタとしては、ファイバファブリペロフィルタやマッハ
ツェンダフィルタや干渉膜フィルタ等でもよい。この受
信装置により所望の波長の光信号のみを取り出して信号
検波を行なう。一方、ノードから光信号を送信する場合
には、波長可変ＤＦＢレーザ９０４を実施例１〜４記載
の如く駆動し、偏波変調してそれが偏光子およびアイソ
レータ９０５で強度変調に変換された光を分岐部９０６
を介して光伝送路に入射せしめる。
として、光信号がノードに取り込まれ、分岐部９０２に
よりその一部が実施例５で説明したような波長可変フィ
ルタを備えた受信装置９０３に入射する。波長可変フィ
ルタとしては、ファイバファブリペロフィルタやマッハ
ツェンダフィルタや干渉膜フィルタ等でもよい。この受
信装置により所望の波長の光信号のみを取り出して信号
検波を行なう。一方、ノードから光信号を送信する場合
には、波長可変ＤＦＢレーザ９０４を実施例１〜４記載
の如く駆動し、偏波変調してそれが偏光子およびアイソ
レータ９０５で強度変調に変換された光を分岐部９０６
を介して光伝送路に入射せしめる。
【００４９】波長可変範囲をさらに広げる必要がある場
合には、複数の波長可変レーザを設けてやればよい。
合には、複数の波長可変レーザを設けてやればよい。
【００５０】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図１０に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノードを接続してネットワーク化された多数の端末およ
びセンタを設置することができる。ただし、多数のノー
ドを接続するためには、光の減衰を補償するための光増
幅器を伝送路上に直列に設置する必要がある。また、各
端末にノードを２つ接続し伝送路を２本にすることでＤ
ＱＤＢ方式による双方向の光伝送が可能となる。
図１０に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノードを接続してネットワーク化された多数の端末およ
びセンタを設置することができる。ただし、多数のノー
ドを接続するためには、光の減衰を補償するための光増
幅器を伝送路上に直列に設置する必要がある。また、各
端末にノードを２つ接続し伝送路を２本にすることでＤ
ＱＤＢ方式による双方向の光伝送が可能となる。
【００５１】このような光ネットワークシステムにおい
て、本発明によるレーザの駆動方法を用いれば、実施例
５に述べたように多重度４０の高密度波長多重伝送によ
る光ネットワークシステムを構築できる。
て、本発明によるレーザの駆動方法を用いれば、実施例
５に述べたように多重度４０の高密度波長多重伝送によ
る光ネットワークシステムを構築できる。
【００５２】また、ネットワークの形態として、図１０
のＡとＢを接続したループ型や、スター型、ある意はそ
れらを複合した形態のものでもよい。
のＡとＢを接続したループ型や、スター型、ある意はそ
れらを複合した形態のものでもよい。
【００５３】（実施例７）本発明により、図１１のよう
なトポロジーを持つ波長多重ＣＡＴＶの構築ができる。
ＣＡＴＶセンタにおいて波長可変レーザを本発明による
実施例１から４のいずれか偏波変調し、波長多重光源と
する。受け手となる加入者側において実施例５で説明し
た波長可変フィルタを備えた受信装置を用いる。従来
は、ＤＦＢレーザの動的波長変動の影響により、ＤＦＢ
フィルタをこのようなシステムに用いることが困難であ
ったが、本発明により可能となった。
なトポロジーを持つ波長多重ＣＡＴＶの構築ができる。
ＣＡＴＶセンタにおいて波長可変レーザを本発明による
実施例１から４のいずれか偏波変調し、波長多重光源と
する。受け手となる加入者側において実施例５で説明し
た波長可変フィルタを備えた受信装置を用いる。従来
は、ＤＦＢレーザの動的波長変動の影響により、ＤＦＢ
フィルタをこのようなシステムに用いることが困難であ
ったが、本発明により可能となった。
【００５４】さらに、加入者に外部変調器を持たせ、加
入者からの信号をその変調器からの反射光で受け取り、
（簡易型双方向光ＣＡＴＶの一形態、例えば、石川、古
田“光ＣＡＴＶ加入者系における双方向伝送ＬＡＮ外部
変調器”ＯＣＳ９１−８２，ｐ．５１）、図１１のよう
なスター型ネットワークを構築することで、双方向光Ｃ
ＡＴＶが可能となり、サービスの高機能化が図れる。
入者からの信号をその変調器からの反射光で受け取り、
（簡易型双方向光ＣＡＴＶの一形態、例えば、石川、古
田“光ＣＡＴＶ加入者系における双方向伝送ＬＡＮ外部
変調器”ＯＣＳ９１−８２，ｐ．５１）、図１１のよう
なスター型ネットワークを構築することで、双方向光Ｃ
ＡＴＶが可能となり、サービスの高機能化が図れる。
【００５５】
【発明の効果】以上述べてきたように、本願発明におい
ては、互いの位相の関係を調整した２つの変調電流を多
電極半導体レーザのそれぞれ別の電極に注入することに
よって、半導体レーザそのものに特別な手段を講じるこ
となく偏波変調の変調帯域を広げ、特には低周波側に広
げ、符号化の自由度を向上させて、連続度の長い符号で
も受信の誤り率を低減し、より高密度な伝送が可能とな
る。また２つの変調電流の位相の関係を好適に決定する
ことが可能となる。また２つの変調電流の振幅を好適に
決定することが可能となる。またレーザ駆動装置に用い
る増幅器のカットオフ周波数や、その出力特性（反転出
力か非反転出力か等）を利用することにより、簡便で低
コストな構成の駆動装置で２つの変調電流を注入するこ
とが可能となる。またレーザ駆動装置に電圧電流変換器
を用いることにより、その利得作用を利用でき、また変
調帯域の低域側を極めて大きく広げることが可能とな
る。また光通信においては、変調帯域を広げても波長変
動が少ないため、高密度な波長多重が可能となる。
ては、互いの位相の関係を調整した２つの変調電流を多
電極半導体レーザのそれぞれ別の電極に注入することに
よって、半導体レーザそのものに特別な手段を講じるこ
となく偏波変調の変調帯域を広げ、特には低周波側に広
げ、符号化の自由度を向上させて、連続度の長い符号で
も受信の誤り率を低減し、より高密度な伝送が可能とな
る。また２つの変調電流の位相の関係を好適に決定する
ことが可能となる。また２つの変調電流の振幅を好適に
決定することが可能となる。またレーザ駆動装置に用い
る増幅器のカットオフ周波数や、その出力特性（反転出
力か非反転出力か等）を利用することにより、簡便で低
コストな構成の駆動装置で２つの変調電流を注入するこ
とが可能となる。またレーザ駆動装置に電圧電流変換器
を用いることにより、その利得作用を利用でき、また変
調帯域の低域側を極めて大きく広げることが可能とな
る。また光通信においては、変調帯域を広げても波長変
動が少ないため、高密度な波長多重が可能となる。
【図１】実施例１乃至３で用いる半導体レーザの斜視図
と、実施例１乃至３での駆動電流の注入手段の構成の一
部を示す図。
と、実施例１乃至３での駆動電流の注入手段の構成の一
部を示す図。
【図２】実施例１乃び３における偏波変調時の位相特性
を示す図。
を示す図。
【図３】実施例２における偏波変調時の位相特性を示す
図。
図。
【図４】実施例１乃び３における半導体レーザの駆動装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図５】実施例２における半導体レーザの駆動装置の構
成を示す図。
成を示す図。
【図６】実施例４で用いる半導体レーザの斜視図と、駆
動電流の注入手段の構成の一部を示す図。
動電流の注入手段の構成の一部を示す図。
【図７】実施例１で用いる半導体レーザの波長可変特性
を示す図。
を示す図。
【図８】実施例５において、波長多重伝送を行うときの
伝送形の構成を示す図。
伝送形の構成を示す図。
【図９】実施例６におけるノードの構成を示す図。
【図１０】光ＬＡＮの構成例を示す図。
【図１１】光ＣＡＴＶシステムの構成例を示す図。
【図１２】熱効果の大きい半導体レーザのＴＥ／ＴＭモ
ードの発振モード分布を示す模式図。
ードの発振モード分布を示す模式図。
【図１３】熱効果の小さい半導体レーザのＴＥ／ＴＭモ
ードの発振モード分布を示す模式図。
ードの発振モード分布を示す模式図。
【図１４】実施例１の半導体レーザのＴＥ／ＴＭモード
の発振モード分布を示す図。
の発振モード分布を示す図。
【図１５】実施例３の半導体レーザのＴＥ／ＴＭモード
の発振モード分布を示す図。
の発振モード分布を示す図。
【図１６】従来例の偏波変調原理を説明する図。
【図１７】従来例の偏波変調原理を説明する図。
【図１８】従来例の偏波変調特性を示す図。
【図１９】従来例の位相特性を示す図。
【図２０】従来例の偏波変調の応答波形を示す図。
１０１、２０１ 基板 １０４、２０４ 活性層 １０８、２０８、２０８′ 電極分離溝 １０９、１１０、１１１、２１１、２０９、２０９′、
２１０ 電極 １１２、２１２、２１２′ 無反射コーティング １２０、２２０、１００２ 偏光子 ４０１、５０１、１００１ ２電極半導体レーザ ４０２、４０４ バイアスＴ ４０３、４０５ 直流電流源 ４０６、４０７ 増幅器 ４０８ パワーデバイダ ４０９、５０５ 変調電源 ５０２ ローパスフィルタ ５０３、５０４ レーザドライバＩＣ ８０１、９０４ 光通信光源 ８０２、９０１ 光ファイバ ８０３ 波長可変フィルタ ８０４ 光検出器 ９０２、９０６ 光分岐器 ９０３ 受信装置 ９０５ 光アイソレータ
２１０ 電極 １１２、２１２、２１２′ 無反射コーティング １２０、２２０、１００２ 偏光子 ４０１、５０１、１００１ ２電極半導体レーザ ４０２、４０４ バイアスＴ ４０３、４０５ 直流電流源 ４０６、４０７ 増幅器 ４０８ パワーデバイダ ４０９、５０５ 変調電源 ５０２ ローパスフィルタ ５０３、５０４ レーザドライバＩＣ ８０１、９０４ 光通信光源 ８０２、９０１ 光ファイバ ８０３ 波長可変フィルタ ８０４ 光検出器 ９０２、９０６ 光分岐器 ９０３ 受信装置 ９０５ 光アイソレータ
Claims (23)
- 【請求項１】 ２つ以上の複数の電極を有する半導体レ
ーザを、偏波面の異なる２つの偏波モードをスイッチし
て駆動する半導体レーザの駆動方法であって、該スイッ
チする周波数が低周波のときには、前記複数の電極の内
の一部の電極に主たる変調電流を注入すると同時に、残
りの電極のうちの少なくとも一部の電極に、該主たる変
調電流に対する位相を調整した副たる変調電流を注入す
ることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。 - 【請求項２】 前記副たる変調電流の位相及び変調振幅
を、前記主たる変調信号と、前記半導体レーザから出射
される光信号との間に位相差が小さくなる様に調整する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動方
法。 - 【請求項３】 前記副たる変調電流の位相を、前記主た
る変調電流の位相に対して、同相もしくは逆相のいずれ
かとして調整することを特徴とする請求項１及び２記載
の半導体レーザの駆動方法。 - 【請求項４】 前記副たる変調電流を注入する電極の直
流電流と、主たる変調電流を注入する電極の直流電流を
直交座標系として決まる、前記半導体レーザの２つの偏
波モードがスイッチする境界線の傾きの正負によって、
前記副たる変調電流の位相を主たる変調電流の位相に対
して同相とするか逆相とするかを決定することを特徴と
する請求項３記載の半導体レーザの駆動方法。 - 【請求項５】 前記副たる変調電流を注入する電極の直
流電流と、主たる変調電流を注入する電極の直交座標系
として決まる前記半導体レーザの２つの偏波モードがス
イッチする境界線と略平行となるように、前記副たる変
調電流と主たる変調電流の変調振幅の比と同相逆相の関
係を調整することを特徴とする請求項３記載の半導体レ
ーザ駆動方法。 - 【請求項６】 前記２つの偏波モードをスイッチする周
波数が１ＭＨｚ以下の低周波において、前記副たる変調
電流を注入することを特徴とする請求項１乃至５記載の
半導体レーザの駆動方法。 - 【請求項７】 偏波面の異なる２つの偏波モードをスイ
ッチさせて出力する半導体レーザ装置であって、 ２つ以上の複数の電極を有する半導体レーザと、 該半導体レーザの複数の電極の内の一部の電極に主たる
変調電流を注入する手段と、 該半導体レーザの残りの電極の少なくとも一部の電極
に、該主たる変調電流に対する位相を調整した副たる変
調電流を注入する手段と、 前記偏波モードをスイッチする周波数の高低によって、
前記副たる変調電流を注入するしかないかを選択する手
段とを有していることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 偏波面の異なる２つの偏波モードをスイ
ッチさせて出力する半導体レーザ装置であって、 ２つ以上の複数の電極を有する半導体レーザと、 変調電源の出力を２つに分ける手段と、 該２つに分けた出力の一方を利得のカットオフが数ＧＨ
ｚ以上の広帯域増幅器を通してＡＣ結合で前記半導体レ
ーザの複数の電極の内の一部の電極に注入する手段と、 前記２つに分けた出力の残りの一方を利得のカットオフ
周波数が前記広帯域増幅器より小さい低周波数増幅器を
通してＡＣ結合で前記半導体レーザの複数の電極の残り
の電極の内の少なくとも一部の電極に注入する手段とを
有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記広帯域増幅器と低周波増幅器の出力
が互いに同相な出力であることを特徴とする請求項８記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記広帯域増幅器と低周波増幅器のい
ずれか一方が反転増幅器であり、互いの出力が逆相な出
力であることを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項１１】 前記低周波増幅器のカットオフ周波数
が１ＭＨｚ程度であることを特徴とする請求項８乃至１
０記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１２】 前記広帯域増幅器と低周波増幅器の利
得の比が、前記広帯域増幅器を通して注入する変調電流
の位相の前記半導体レーザから出射される光信号の位相
との間の位相差が小さくなるように調整されていること
を特徴とする請求項８乃至１１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項１３】 偏波面の異なる２つの偏波モードをス
イッチさせて出力する半導体レーザ装置であって、 ２つ以上の複数の電極を有する半導体レーザと、 変調電源の出力を２つに分ける手段と、 該２つに分けた出力の一方を電圧電流変喚器を通してＤ
Ｃ結合で直流電流と共に前記半導体レーザの複数の電極
の内の一部の電極に注入する手段と、 前記２つに分けた出力の残りの一方を電圧電流変喚器を
通してＤＣ結合で前記半導体レーザの複数の電極の残り
の電極の内の少なくとも一部の電極に注入する手段と、 前記２つの電圧電流変喚器のいずれか一方と前記半導体
レーザとの間に設けた低域通過フィルタとを有すること
を特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項１４】 前記２つの電圧電流変喚器において、
前記変調電源からの出力を互いに同相でＤＣ結合するこ
とを特徴とする請求項１３記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１５】 前記２つの電圧電流変喚器において、
前記変調電源からの出力を互いに逆相でＤＣ結合するこ
とを特徴とする請求項１３記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１６】 前記低域通過フィルタのカットオフ周
波数が１ＭＨｚ程度であることを特徴とする請求項１３
乃至１５記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１７】 前記２つの電圧電流変喚器の利得の比
が、低域通過フィルタを前記半導体レーザとの間に有さ
ない電圧電流変喚器を通して注入する変調電流の位相と
前記半導体レーザから出射される光信号の位相との間の
位相差が小さくなるように調整されていることを特徴と
する請求項１３乃至１６記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１８】 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析格子を備えた分布帰還型半導体レ
ーザであり、前記発光層は多重量子井戸で構成されてお
り、ホールの準位であるライトホール準位と電子の基底
準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様に前記回析格子のピッチが設
定され、前記ブラッグ波長でのしきい値利得が前記２つ
の偏波モード間で略等しくなるべく設計されたものであ
ることを特徴とする請求項８乃至１７記載の半導体レー
ザ装置。 - 【請求項１９】 前記多重量子井戸が、引っ張り歪を導
入した多重量子井戸であり、ホールの準位であるライト
ホール準位とヘビーホール準位とが等しいかもしくはラ
イトホール準位のほうが電子の基底準位に近くなってい
ることを特徴とする請求項１８記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項２０】 光ファイバを通じて光信号を伝送する
光通信方法であって、請求項１乃至７記載の半導体レー
ザの駆動方法によって得た２つの偏波モードの内いずれ
かを選択的に取り出したものを送信光として光ファイバ
で伝送し、該送信光を直接検波することによって受信す
ることを特徴とする光通信方法。 - 【請求項２１】 互いに異なる波長の光を出射する複数
の半導体レーザそれぞれを請求項１乃至７記載の半導体
レーザの駆動方法で駆動し、光ファイバ中を波長多重伝
送させ、該波長多重された光信号の中から所望の波長の
光のみを波長フィルタで取り出して受信することを特徴
とする光通信方法。 - 【請求項２２】 光ファイバに接続して光通信を行うノ
ードであって、光受信装置と、請求項８乃至１９記載の
半導体レーザ装置を有する光通信装置とを備えたことを
特徴とするノード。 - 【請求項２３】 光受信装置と、請求項８乃至１９記載
の半導体レーザ装置を有する光送信装置を備えたノード
を複数光ファイバで接続し、波長多重伝送により通信を
行うことを特徴とする光通信システム。
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