JPH08186334A - Semiconductor laser device and optical transmitter using it - Google Patents

Semiconductor laser device and optical transmitter using it

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JPH08186334A
JPH08186334A JP7015545A JP1554595A JPH08186334A JP H08186334 A JPH08186334 A JP H08186334A JP 7015545 A JP7015545 A JP 7015545A JP 1554595 A JP1554595 A JP 1554595A JP H08186334 A JPH08186334 A JP H08186334A
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optical
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淳 新田
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Abstract

PURPOSE: To obtain a semiconductor laser device which changes over the polarization state of the oscillation light of a semiconductor laser by adjusting a quantity of returned light to the semiconductor laser and to obtain an optical transmitter using it. CONSTITUTION: A semiconductor laser device is provided with a semiconductor laser 1, with an optical modulator 2, with a mirror 3 and with a control means which drives the semiconductor laser 1 and by which a signal corresponding to a modulation signal to be input from the outside is given to the optical modulator 2. In addition, the semiconductor laser device may be provided with an optical coupling means by which the semiconductor laser 1 and the optical modulator 2 are coupled optically and with an optical coupling means by which the optical modulator 2 and the mirror 3 are coupled optically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、外部からの制御により
出力光の偏光が2つの成分(例えば、TEとTM)の間
で切り換わる半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信
機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device in which the polarization of output light is switched between two components (for example, TE and TM) under external control, and an optical transmitter using the same. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、出力光の偏光状態をTEとTMの
間で切り換えることができる半導体レーザとしては、例
えば、特開昭62−42593号及び特開平2−159
781号に記載されているものがある。半導体レーザの
出力光の偏光がTEとTMで切り換わる動作について
は、特開平2−159781号に示されている説明が分
かり易いのでここではそれをもとに説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor laser capable of switching the polarization state of output light between TE and TM, for example, JP-A-62-42593 and JP-A-2-159 are known.
No. 781 is available. Regarding the operation in which the polarization of the output light of the semiconductor laser is switched between TE and TM, the explanation given in Japanese Patent Laid-Open No. 2-159781 is easy to understand, and therefore, it will be explained here.

【0003】図11には、出力光の偏光状態をTEとT
Mの間で切り換えることが出来る半導体レーザの構成を
示してある。同図のレーザは3λ/4シフト部を有する
分布帰還型半導体レーザであり、λ/4シフトがある部
分とそれ以外の部分とに別々に電流注入を行なえる電極
構造となっている。図11において、110はn−In
P基板、112は1次の回折格子、114は光導波路
層、116はアンドープInGaAs活性層(バンドギ
ャップ波長1.55μm、厚さ0.1μm)、118は
p−GaInAsPアンチメルトバック層、119はp
−InPクラッド層、120はp+−InGaAsPキ
ャップ層、122はp−InP層、123はn−InP
層、124はアンドープGaInAsPキャップ層、1
24、128は電極、127はλ/4シフト部分を含む
領域へ電流を注入するための電極、129は反射防止膜
である。
FIG. 11 shows the polarization states of output light as TE and T.
A configuration of a semiconductor laser that can be switched between M is shown. The laser shown in the figure is a distributed feedback semiconductor laser having a 3λ / 4 shift portion, and has an electrode structure capable of separately injecting current into a portion having a λ / 4 shift and a portion other than that. In FIG. 11, 110 is n-In
P substrate, 112 primary diffraction grating, 114 optical waveguide layer, 116 undoped InGaAs active layer (bandgap wavelength 1.55 μm, thickness 0.1 μm), 118 p-GaInAsP antimeltback layer, 119 p
-InP clad layer, 120 p + -InGaAsP cap layer, 122 p-InP layer, 123 n-InP
Layer, 124 is an undoped GaInAsP cap layer, 1
Reference numerals 24 and 128 are electrodes, 127 is an electrode for injecting a current into a region including a λ / 4 shift portion, and 129 is an antireflection film.

【0004】図12を用いて、図11に示した分布帰還
型半導体レーザの動作を説明する。図12(a)、
(b)、(c)は、αL(モードゲインαと共振器長L
との積)と波長(ブラッグ波長からのずれ)との関係を
TEモードとTMモードについて示す。図12(a)で
は、共振器中央部へ電極127を用いて電流を注入し、
TMモードで3λ/4条件であるがTEモードでは3λ
/4条件から離れた量となるように調整してある(各モ
ードは○印で示してある)。この状態では、TMに対す
る必要なゲインが小さくなるため、TM光が発振する。
この状態から電極127へ注入する電流量を変化させ、
シフト量を変化させると、TMモードのしきい値は増加
し、TEモードのしきい値は減少する。そして、図12
(b)の様に両モードでほぼしきい値が一値した状態を
経て、図12(c)の様にTEモードのしきい値の方が
小さくなる状態となり、TE光が発振する。
The operation of the distributed feedback semiconductor laser shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG. FIG. 12 (a),
(B) and (c) show αL (mode gain α and resonator length L
And the wavelength (deviation from the Bragg wavelength) for TE mode and TM mode. In FIG. 12 (a), a current is injected into the central part of the resonator by using the electrode 127,
3λ / 4 condition in TM mode, but 3λ / 4 in TE mode
The amount is adjusted so as to be away from the / 4 condition (each mode is indicated by a circle). In this state, the TM gain oscillates because the required gain for the TM becomes small.
From this state, the amount of current injected into the electrode 127 is changed,
When the shift amount is changed, the TM mode threshold value increases and the TE mode threshold value decreases. And FIG.
As shown in FIG. 12B, the threshold value in both modes is almost one value, and then the TE mode threshold value becomes smaller as shown in FIG. 12C, and TE light oscillates.

【0005】以上の様に電極127へ注入する電流量を
変化させることにより、出力光の偏光方向をTEとTM
の間で切り換えることが出来る。
By changing the amount of current injected into the electrode 127 as described above, the polarization direction of the output light is changed to TE and TM.
You can switch between

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、位相シフト量を調整して発振光の偏光をTE
とTMの間で選択する為に、各偏光状態に対する波長と
αLの関係(図12の破線)が、位相シフト量を調整し
て偏光を切り換えられる範囲内でなければならない。従
って、素子作製上、導波路の幅や厚さと回折格子のブラ
ッグ波長を精度良くあわせなければならなかった。ま
た、動作を安定化させて実際に使う場合、複雑な制御回
路が必要であった。
However, in the above-mentioned conventional example, the phase shift amount is adjusted to adjust the polarization of the oscillated light to the TE level.
In order to select between TM and TM, the relationship between the wavelength and αL for each polarization state (broken line in FIG. 12) must be within a range in which polarization can be switched by adjusting the amount of phase shift. Therefore, in manufacturing the device, it was necessary to accurately match the width and thickness of the waveguide with the Bragg wavelength of the diffraction grating. Moreover, when stabilizing the operation and actually using it, a complicated control circuit was required.

【0007】本出願に係わる第1の発明の目的は、分布
帰還型または分布反射型半導体レーザに対して帰還光量
が制御可能な構成で出力光の偏波を切り換えることが可
能な半導体レーザ装置を提供することである。詳細に
は、半導体レーザと、光変調器と、ミラーと、該半導体
レーザを駆動し、外部から入力された変調信号に対応し
た信号を該光変調器へ与える制御手段を有することを特
徴とする半導体レーザ装置である。更に、該半導体レー
ザと該光変調器とを光学的に結合する光学結合手段と、
該光変調器と該ミラーを光学的に結合する光学結合手段
とを備えてもよい。
An object of the first invention of the present application is to provide a semiconductor laser device capable of switching the polarization of output light with a configuration capable of controlling the amount of feedback light for a distributed feedback or distributed reflection type semiconductor laser. Is to provide. More specifically, it is characterized by including a semiconductor laser, an optical modulator, a mirror, and control means for driving the semiconductor laser and giving a signal corresponding to a modulation signal inputted from the outside to the optical modulator. It is a semiconductor laser device. Furthermore, an optical coupling means for optically coupling the semiconductor laser and the optical modulator,
An optical coupling means for optically coupling the light modulator and the mirror may be provided.

【0008】本出願に係わる第2の発明の目的は、更に
簡単に帰還光量を制御可能とした構成を提供することで
ある。詳細には、更に光強度調整手段を有し、該光強度
調整手段が該半導体レーザと該光変調器の間或は該光変
調器と該ミラーの間にあることを特徴とする半導体レー
ザ装置である。
A second object of the present invention is to provide a configuration in which the amount of feedback light can be controlled more easily. More specifically, the semiconductor laser device further comprises a light intensity adjusting means, and the light intensity adjusting means is provided between the semiconductor laser and the light modulator or between the light modulator and the mirror. Is.

【0009】本出願に係わる第3の発明の目的は、第1
の発明の目的に加えて、分布帰還型などの半導体レーザ
と帰還手段との位置関係を精度良く設定可能にする構成
を提供することである。詳細には、更に位相調整手段を
有し、該位相調整手段が該半導体レーザと該光変調器の
間或は該光変調器と該ミラーの間にあることを特徴とす
る半導体レーザ装置である。
The third object of the present invention is the first object.
In addition to the object of the invention, it is an object of the present invention to provide a configuration capable of setting the positional relationship between a distributed feedback type semiconductor laser and feedback means with high accuracy. More specifically, the semiconductor laser device further comprises a phase adjusting means, and the phase adjusting means is provided between the semiconductor laser and the optical modulator or between the optical modulator and the mirror. .

【0010】本出願に係わる第4の発明の目的は、帰還
光量と帰還光の位相を簡単かつより精度良く調整可能な
構成を提供することである。詳細には、更に光強度調整
手段と位相調整手段を有することを特徴とする半導体レ
ーザ装置である。
A fourth object of the present invention is to provide a configuration in which the amount of feedback light and the phase of feedback light can be adjusted easily and more accurately. More specifically, the semiconductor laser device further includes light intensity adjusting means and phase adjusting means.

【0011】本出願に係わる第5の発明の目的は、第1
から第4の発明の構成を集積化素子にすることにより扱
いを容易にすることである。詳細には、少なくとも制御
回路を除いた部分が一枚の半導体基板上にモノリシック
に形成されて集積化されていることを特徴とする半導体
レーザ装置である。
The object of the fifth invention relating to the present application is the first
Therefore, it is to facilitate the handling by making the configuration of the fourth invention into an integrated device. More specifically, the semiconductor laser device is characterized in that at least a portion excluding a control circuit is monolithically formed and integrated on a single semiconductor substrate.

【0012】本出願に係わる第6の発明の目的は、上記
半導体レーザ装置を用いた光送信装置である。
A sixth object of the present invention is an optical transmitter using the above semiconductor laser device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本出願に係わる第1の発明は、分布帰還型などの半
導体レーザとその出力光の一部を帰還するための外部鏡
を設け、帰還光量を光変調器により調整する様に構成し
たことを特徴とする。上記構成において、光変調器によ
り外部からの帰還状態を変化させることにより、出力光
の偏光状態(方向)を切り換えることが出来、光変調器
で直接強度変調する時よりも消光比の小さい光変調器を
用いることが出来る。
In order to achieve the above object, the first invention of the present application is to provide a distributed feedback type semiconductor laser and an external mirror for returning a part of its output light. It is characterized in that it is provided and the amount of feedback light is adjusted by an optical modulator. In the above configuration, the polarization state (direction) of the output light can be switched by changing the feedback state from the outside with the optical modulator, and the optical modulation with an extinction ratio smaller than that when directly intensity-modulating with the optical modulator. Can be used.

【0014】本出願に係わる第2の発明は、効果的に帰
還光により偏光状態の切り換えを行なう為に帰還光量を
調整する手段を設けたものである。このような構成にす
ることにより分布帰還型などの半導体レーザの出力光の
偏光状態をより容易に切り換えることが出来る様にな
る。
The second aspect of the present invention is to provide means for adjusting the amount of feedback light in order to effectively switch the polarization state by feedback light. With such a structure, the polarization state of the output light of the semiconductor laser of the distributed feedback type or the like can be switched more easily.

【0015】本出願に係わる第3の発明は、位相調整手
段を用いることにより帰還光の帰還時の位相を調整する
ことができるようになり、帰還光の効果を高めることが
可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the phase of the feedback light can be adjusted by using the phase adjusting means, and the effect of the feedback light can be enhanced.

【0016】本出願に係わる第4の発明は、帰還光に対
して強度調整手段と位相調整手段を用いて強度及び位相
を調整することにより、それぞれの手段が単独にあるよ
りも帰還光の効果を高めることが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, by adjusting the intensity and phase of the return light by using the intensity adjusting means and the phase adjusting means, the effect of the return light is greater than that of each means. It becomes possible to raise.

【0017】本出願に係る第5の発明は、上記で示した
構成や手段を集積デバイスとすることにより、取扱い各
手段の位置関係の調整を簡単にしたものである。
A fifth aspect of the present invention is to simplify the adjustment of the positional relationship of each handling means by using the above-mentioned configuration and means as an integrated device.

【0018】本出願に係る第6の発明は、上記の半導体
レーザ装置と、該半導体レーザ装置を駆動する駆動手段
と、電気信号を光信号へ変換する為に該半導体レーザ装
置および該駆動手段を制御する制御手段と、該半導体レ
ーザ装置からの出力光の2つの直線偏光のうちのどちら
か一方を透過する偏光制限手段から構成される光送信装
置である。
A sixth invention according to the present application includes the above semiconductor laser device, a driving means for driving the semiconductor laser device, the semiconductor laser device and the driving means for converting an electric signal into an optical signal. The optical transmission device is composed of control means for controlling and polarization limiting means for transmitting either one of the two linearly polarized lights of the output light from the semiconductor laser device.

【0019】[0019]

【第1実施例】図1は本発明の特徴を最もよく表わす図
面であり、同図において、1は分布帰還型半導体レー
ザ、2は光変調器、3は反射鏡、4は分布帰還型半導体
レーザの出力光である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a view best showing the features of the present invention. In FIG. 1, 1 is a distributed feedback semiconductor laser, 2 is an optical modulator, 3 is a reflecting mirror, and 4 is a distributed feedback semiconductor. It is the output light of the laser.

【0020】図4は図1を立体的に示した図である。図
1と同一部材は同一番号がつけてある。すなわち分布帰
還型半導体レーザ1、光変調器2、反射鏡3である。同
図において、7はマウント、8は分布帰還型半導体レー
ザ1を駆動する為の注入電流(1)、9は光変調器2を
駆動する為の電圧である。マウント7上には所望の位置
関係で分布帰還型半導体レーザ1、光変調器2、反射鏡
3が固定されている。
FIG. 4 is a three-dimensional view of FIG. The same members as those in FIG. 1 have the same reference numerals. That is, the distributed feedback semiconductor laser 1, the optical modulator 2, and the reflecting mirror 3. In the figure, 7 is a mount, 8 is an injection current (1) for driving the distributed feedback semiconductor laser 1, and 9 is a voltage for driving the optical modulator 2. The distributed feedback semiconductor laser 1, the optical modulator 2, and the reflecting mirror 3 are fixed on the mount 7 in a desired positional relationship.

【0021】図5、図6には分布帰還型半導体レーザ1
の構造を示した。図6は図5のA−A′の線で切断した
断面構成図である。図5、図6において、21は例えば
n型InPである基板、22は例えばn型InPである
第1クラッド層、23は例えばn型InGaAsP(バ
ンドギャップ波長1.15μm、厚さ0.1μm)であ
る光ガイド層、24は例えばノンドープのInGaAs
P(バンドギャップ波長1.55μm、厚さ0.1μ
m)である活性層、25は例えばp型InPからなる第
2クラッド層、26は例えばp型InGaAsからなる
キャップ層、27、28は第1および第2電極、29は
例えばp型InPよりなる第1埋め込み層、30は例え
ばn型InPよりなる第2埋め込み層、31は第1クラ
ッド層22上に形成された格子(周期は約240nm、
深さは約30nm)である。また、活性層24の幅を約
1μmとし、共振器長を500μmとした。この構成の
分布帰還型半導体レーザで発振波長1.55μmの出力
光を得た。
A distributed feedback semiconductor laser 1 is shown in FIGS.
The structure of FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. In FIGS. 5 and 6, 21 is an n-type InP substrate, 22 is an n-type InP first cladding layer, and 23 is an n-type InGaAsP (bandgap wavelength 1.15 μm, thickness 0.1 μm). And the optical guide layer 24 is, for example, non-doped InGaAs
P (band gap wavelength 1.55 μm, thickness 0.1 μ
m) is an active layer, 25 is a second cladding layer made of p-type InP, 26 is a cap layer made of p-type InGaAs, 27 and 28 are first and second electrodes, and 29 is made of p-type InP. A first buried layer, 30 is a second buried layer made of, for example, n-type InP, 31 is a grating (having a period of about 240 nm, formed on the first cladding layer 22).
The depth is about 30 nm). The width of the active layer 24 was set to about 1 μm, and the cavity length was set to 500 μm. Output light having an oscillation wavelength of 1.55 μm was obtained with the distributed feedback semiconductor laser having this configuration.

【0022】図7に光変調器2の構成例を示した。図7
において、40は例えばn型InPからなる基板、41
は例えばn型InGaAsP(バンドギャップ波長1.
45μm、厚さ0.3μm)からなる変調層、42は例
えばn型InGaAsP(バンドギャップ波長1.2μ
m、厚さ0.1μm)からなるバッファ層、43は例え
ばノンドープのInP(厚さ0.4μm)からなるクラ
ッド層(1)、44は例えばp型InPからなるクラッ
ド層(2)、45は、例えばp型InGaAsPからな
るコンタクト層、46は例えばFeドープのInPから
なる高抵抗の埋め込み層、47、48は電極である。変
調層41の幅は約5μmである。本構成の光変調器はE
lectronics Letters, Vo1.2
5, No.2, pp.88−89(1989)等に
詳しく述べられている。上述の構成で−5Vの電圧印加
することにより約20dB光を吸収することが出来る。
FIG. 7 shows a configuration example of the optical modulator 2. Figure 7
In the figure, 40 is a substrate made of n-type InP, 41
Is n-type InGaAsP (bandgap wavelength 1.
A modulation layer made of 45 μm and a thickness of 0.3 μm, and 42 is, for example, n-type InGaAsP (bandgap wavelength 1.2 μm).
m, the thickness is 0.1 μm), 43 is a cladding layer (1) made of, for example, undoped InP (thickness 0.4 μm), 44 is a cladding layer (2) made of, for example, p-type InP, and 45 is , 46 is a contact layer made of p-type InGaAsP, 46 is a buried layer of high resistance made of Fe-doped InP, and 47 and 48 are electrodes. The width of the modulation layer 41 is about 5 μm. The optical modulator of this configuration is E
electronics Letters, Vo1.2
5, No. 2, pp. 88-89 (1989) and the like. By applying a voltage of -5V with the above configuration, it is possible to absorb about 20 dB of light.

【0023】次に、反射器3について述べる。反射器3
は或る程度入射された光を反射できるものならどの様な
ものでもよいが、ここでは、半導体結晶(基板)をへき
開した時に得られるへき開面を用いた。図4には示して
いないが、マウント7へ固定しやすい様に、反射器3の
マウント7へ固定する面へ分布帰還型半導体レーザ1や
光変調器2の電極と同様に金属膜を形成している。
Next, the reflector 3 will be described. Reflector 3
Any material may be used as long as it can reflect incident light to some extent, but here a cleavage plane obtained when the semiconductor crystal (substrate) is cleaved is used. Although not shown in FIG. 4, a metal film is formed on the surface of the reflector 3 to be fixed to the mount 7 similarly to the electrodes of the distributed feedback semiconductor laser 1 and the optical modulator 2 so that the metal film can be easily fixed to the mount 7. ing.

【0024】次に本実施例における分布帰還型半導体レ
ーザ1、光変調器2、反射器3の位置関係について述べ
る。分布帰還型半導体レーザ1の出力光が光変調器2へ
入力され、光変調器2からの出力光が反射器3で一部ま
たは全部が反射され、再び光変調器2へ入力し、さらに
分布帰還型半導体レーザ1へ光が戻る構成にしておく。
図4に示した配置は最も簡単な構成例である。光学的な
結合効率を強める為に各素子間(分布帰還型半導体レー
ザ1と光変調器2との間とか、光変調器2と反射器3と
の間)にレンズ等の光学部品を用いてもよい。
Next, the positional relationship between the distributed feedback semiconductor laser 1, the optical modulator 2 and the reflector 3 in this embodiment will be described. The output light of the distributed feedback semiconductor laser 1 is input to the optical modulator 2, the output light from the optical modulator 2 is partially or wholly reflected by the reflector 3, and is input to the optical modulator 2 again, and further distributed. Light is returned to the feedback type semiconductor laser 1.
The arrangement shown in FIG. 4 is the simplest configuration example. In order to enhance the optical coupling efficiency, an optical component such as a lens is used between the respective elements (between the distributed feedback semiconductor laser 1 and the optical modulator 2, or between the optical modulator 2 and the reflector 3). Good.

【0025】次に本実施例の動作について述べる。分布
帰還型半導体レーザ1は、それ単体では、例えばTE偏
波の光とTM偏波の光が競合していてTE偏波の光が発
振している状態にしておく。また、分布帰還型半導体レ
ーザ1は光変調器2、反射器3からの反射光の影響を受
けて(光変調器2は電圧をかけていないので透過状態で
ある)、TM偏波が発振光であるようにする。この状態
で、光変調器2に電圧を印加して反射器3からの反射光
の量を減じる。すると、それまで、この反射光の効果で
TM偏波の発振光を出力していたが、反射光量が減少し
たことでTE偏波の発振光を出力する様になる。このよ
うに、光変調器2の透過率を変化させることにより、分
布帰還型半導体レーザ1の出力光の偏波状態をTE偏波
とTM偏波の間で切り換えることができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The distributed feedback semiconductor laser 1 is kept in a state where, for example, the TE polarized light and the TM polarized light compete with each other and the TE polarized light oscillates. Further, the distributed feedback semiconductor laser 1 is affected by the reflected light from the optical modulator 2 and the reflector 3 (the optical modulator 2 is in a transmissive state because no voltage is applied), and TM polarized light oscillates. To be In this state, a voltage is applied to the optical modulator 2 to reduce the amount of light reflected from the reflector 3. Then, until then, the TM-polarized oscillation light was output due to the effect of the reflected light, but the TE-polarized oscillation light is output because the reflected light amount is reduced. In this way, by changing the transmittance of the optical modulator 2, the polarization state of the output light of the distributed feedback semiconductor laser 1 can be switched between the TE polarization and the TM polarization.

【0026】また、上記の動作とは偏光状態が反対の動
作も可能である。すなわち、分布帰還型半導体レーザ1
が、それ単独では、TM偏波の発振光を出力していて、
光変調器2、反射器3からの反射光がある状態(ただ
し、光変調器2は透過状態)でTE偏波の発振光を出力
する様にする。そして、光変調器2に電圧を印加して透
過率を減じるとTM偏波で発振する動作状態である様に
する。。
It is also possible to perform an operation having a polarization state opposite to that of the above operation. That is, the distributed feedback semiconductor laser 1
However, by itself, it outputs TM polarized oscillation light,
The TE-polarized oscillation light is output in a state where the reflected light from the optical modulator 2 and the reflector 3 is present (however, the optical modulator 2 is in the transmissive state). Then, when a voltage is applied to the optical modulator 2 to reduce the transmittance, the optical modulator 2 is in an operating state in which it oscillates in TM polarization. .

【0027】[0027]

【第2実施例】図2は本発明の第2の実施例を示す図で
ある。同図において、図1と同一部材は同一番号をつけ
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ1、光変調
器2、反射器3、出力光4である。新たに付加されたも
のは5で示される光強度調整手段である。光強度調整手
段5としては、例えば光増幅器や光減衰器が挙げられ
る。本実施例では、光強度調整手段5として半導体光増
幅器を用いた。半導体光増幅器は、ファブリペロー型半
導体レーザの両端面に反射防止膜を形成して高電流注入
状態でもレーザ発振しないように工夫し、電流注入によ
り活性層内部に形成される反転分布による誘導放出を用
いて入射光を増幅するものである。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, the distributed feedback semiconductor laser 1, the optical modulator 2, the reflector 3, and the output light 4. Newly added is a light intensity adjusting means indicated by 5. Examples of the light intensity adjusting means 5 include an optical amplifier and an optical attenuator. In this embodiment, a semiconductor optical amplifier is used as the light intensity adjusting means 5. The semiconductor optical amplifier is devised so that laser oscillation does not occur even in a high current injection state by forming antireflection films on both end faces of the Fabry-Perot type semiconductor laser, and stimulated emission due to population inversion formed inside the active layer by current injection. It is used to amplify incident light.

【0028】本実施例の構成、動作は第1の実施例に準
ずるものであるのでここでは省略し、光強度調整手段5
の効果について述べる。
Since the structure and operation of this embodiment are similar to those of the first embodiment, they are omitted here and the light intensity adjusting means 5 is omitted.
The effect of is described.

【0029】分布帰還型半導体レーザ1は、戻り光量に
より発振光の偏光がTEであったりTMであるものであ
る。光変調器2はかなりの挿入損失があり、かつ第1の
実施例に示したような各光デバイスの結合がおおまかな
場合、戻り光量が分布帰還型半導体レーザ1の出力光4
の偏光状態を切り換える程、強くならない場合がある。
そこで本構成のように光強度調整手段5を導入すること
により(この場合、光増幅器)、偏波が切り換わる程度
に光量を増やすことで、第1の実施例より、安定して動
作する構成となる。第1の実施例の所で述べた様に、各
素子間の光学結合効率を上げるために、レンズ等の部品
を用いている場合、本実施例(第2の実施例)で示した
光増幅器を用いることにより、レンズを用いない場合よ
り安定した動作を得ることができる。光強度調整手段5
と光変調器2は、図2に示した位置関係だけでなく逆に
なっていてもよい。
In the distributed feedback semiconductor laser 1, the polarization of the oscillation light is TE or TM depending on the amount of returned light. The optical modulator 2 has a considerable insertion loss, and when the coupling of the optical devices as shown in the first embodiment is rough, the amount of returned light is the output light 4 of the distributed feedback semiconductor laser 1.
There is a case where it does not become strong enough to switch the polarization state of.
Therefore, by introducing the light intensity adjusting means 5 as in this configuration (in this case, an optical amplifier), the amount of light is increased to such an extent that the polarization is switched, so that the configuration operates more stably than in the first embodiment. Becomes As described in the first embodiment, in the case where a component such as a lens is used in order to increase the optical coupling efficiency between the respective elements, the optical amplifier shown in this embodiment (second embodiment) is used. By using, it is possible to obtain more stable operation than when no lens is used. Light intensity adjusting means 5
The optical modulator 2 and the optical modulator 2 may be reversed in addition to the positional relationship shown in FIG.

【0030】[0030]

【第3実施例】図3に本発明の第3の実施例を示す図で
ある。同図において、図1と同一部材は同一番号を付け
てある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ1、光変調
器2、反射鏡3、出力光4である。新たに付加した部材
は6で示される位相調整手段である。位相調整手段6
は、反射器3により反射された光が分布帰還型半導体レ
ーザ1へ戻る時の光の位相を調整するもので、外部から
の何らかの手段によりその屈折率が変化するものであ
る。ここでは、半導体を基調としたものとして、分布反
射型半導体レーザ等で用いられる構造を用いた。
[Third Embodiment] FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In the figure, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, the distributed feedback semiconductor laser 1, the optical modulator 2, the reflecting mirror 3, and the output light 4. The newly added member is the phase adjusting means indicated by 6. Phase adjusting means 6
Is for adjusting the phase of the light reflected by the reflector 3 when returning to the distributed feedback semiconductor laser 1, and its refractive index is changed by some external means. Here, a structure used for a distributed Bragg reflector semiconductor laser or the like is used as a semiconductor-based one.

【0031】本実施例の動作は第1の実施例に準ずるも
のであるのでここでは省略し、位相調整手段6の効果に
ついて述べる。分布帰還型半導体レーザ1の戻り光から
受ける影響は、光量と共に、戻り光の光の位相によって
変化する。この実施例で示した位相調整手段6は、この
光の位相を調整する効果を有している。第1、第2実施
例では戻り光の位相調整を各素子の位置関係を調整する
ことにより行ったり、光変調器2や光強度調整手段5の
動作点を工夫して調整を行う必要があった。本実施例の
構成の場合、位相調整手段6で位相に関する調整を行う
ので、他の素子に対してそれぞれの素子の動作として最
良の動作点を使うことが出来る。
Since the operation of this embodiment is similar to that of the first embodiment, it is omitted here and the effect of the phase adjusting means 6 will be described. The influence of the return light of the distributed feedback semiconductor laser 1 changes with the amount of light and the phase of the light of the return light. The phase adjusting means 6 shown in this embodiment has the effect of adjusting the phase of this light. In the first and second embodiments, it is necessary to adjust the phase of the return light by adjusting the positional relationship of each element, and to devise the operating points of the optical modulator 2 and the light intensity adjusting means 5 to make the adjustment. It was In the case of the configuration of the present embodiment, since the phase adjusting means 6 adjusts the phase, it is possible to use the best operating point as the operation of each element with respect to other elements.

【0032】[0032]

【第4実施例】図8は本発明の第4の実施例を示す図で
ある。同図において、図2、図3と同一部材は同一番号
をつけてある。すなわち、分布帰還型半導体レーザ1、
光変調器2、反射鏡3、出力光4、光強度調整手段5、
位相調整手段6である。
[Fourth Embodiment] FIG. 8 is a view showing a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same members as those in FIGS. 2 and 3 are given the same numbers. That is, the distributed feedback semiconductor laser 1,
Optical modulator 2, reflecting mirror 3, output light 4, light intensity adjusting means 5,
It is the phase adjusting means 6.

【0033】本実施例の動作は、第2、第3の実施例が
複合されたものであるのでここでは説明を省略する。本
実施例のように構成することにより、反射鏡3により生
ずる戻り光の強度と位相の両方を調整することが可能と
なり、第1〜3の実施例よりも更に安定して動作する範
囲が広がる効果がある。
Since the operation of this embodiment is a combination of the second and third embodiments, its explanation is omitted here. By configuring as in this embodiment, it is possible to adjust both the intensity and the phase of the return light generated by the reflecting mirror 3, and the range of stable operation is expanded as compared with the first to third embodiments. effective.

【0034】[0034]

【第5実施例】図9は第1の実施例で示した構成を集積
型半導体デバイスにしたものである。同図において、1
0は半導体レーザ部分で図1の分布帰還型半導体レーザ
1に相当し、11は変調器部分で光変調器2に相当す
る。また、12は反射膜で、例えば、SiO2と金の膜
からなる。半導体レーザ部分10と変調器部分11は導
波路が接続されているが、電気的に分離するために上部
のクラッド層に溝15が形成されている。また、図9に
は示していないが、半導体レーザ部分10の端面には反
射防止膜が形成してある方が、取り出せる出力が増加
し、端面反射の影響が低減され安定した動作となる。こ
こで示したデバイスの動作は第1実施例と同じなのでこ
こでは省略する。
[Fifth Embodiment] FIG. 9 shows an integrated semiconductor device having the structure shown in the first embodiment. In the figure, 1
Reference numeral 0 denotes a semiconductor laser portion, which corresponds to the distributed feedback semiconductor laser 1 in FIG. 1, and 11 denotes a modulator portion, which corresponds to the optical modulator 2. Reference numeral 12 is a reflective film, which is made of, for example, SiO 2 and gold film. A waveguide is connected between the semiconductor laser portion 10 and the modulator portion 11, but a groove 15 is formed in the upper clad layer for electrical isolation. Although not shown in FIG. 9, when an antireflection film is formed on the end face of the semiconductor laser portion 10, the output that can be taken out increases, the influence of the end face reflection is reduced, and stable operation is achieved. Since the operation of the device shown here is the same as that of the first embodiment, it is omitted here.

【0035】[0035]

【第6実施例】図10に本発明の第6の実施例を示す。
図10において、50は光送信機、51は本発明の素子
(第1〜第5の実施例に示したもの)、52は制御およ
び駆動回路、53は偏波制限手段および光結合手段、5
4は光ファイバ、55は電気信号、56は光信号、57
は光出力、58は制御信号である。
[Sixth Embodiment] FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention.
In FIG. 10, 50 is an optical transmitter, 51 is an element of the present invention (shown in the first to fifth embodiments), 52 is a control and drive circuit, 53 is a polarization limiting means and an optical coupling means, 5
4 is an optical fiber, 55 is an electric signal, 56 is an optical signal, 57
Is an optical output, and 58 is a control signal.

【0036】本実施例の動作について説明する。
“0”、“1”のディジタル信号をあらわす電気信号5
5が光送信機50へ入力されると、制御及び駆動回路5
2は本発明の素子51を駆動する。すなわち信号に応じ
た制御信号を光変調器2、11へ入力し、信号に応じて
偏光状態がTEとTMの間で切り換わる光信号57が出
力される。偏光制限手段(例えば偏光板、偏光ビームス
プリッタ)および光結合手段53で、TE(またはT
M)の光だけが光ファイバ54へ結合される。以上の様
にして電気信号に対応した光ASK信号を送出すること
ができる。
The operation of this embodiment will be described.
Electrical signal 5 representing a digital signal of "0" and "1"
5 is input to the optical transmitter 50, the control and drive circuit 5
2 drives the element 51 of the invention. That is, a control signal corresponding to a signal is input to the optical modulators 2 and 11, and an optical signal 57 whose polarization state is switched between TE and TM according to the signal is output. Polarization limiting means (eg, a polarizing plate, a polarization beam splitter) and an optical coupling means 53 are used for TE (or T
Only M) light is coupled into the optical fiber 54. As described above, the optical ASK signal corresponding to the electric signal can be transmitted.

【0037】上述の様に本実施例の光送信機50からは
光ASK信号が出力されるので、本実施例は光ASK信
号を用いる光通信系(光LANなどを含む)の光送信機
あるいは光送受信機の中の光送信部分として使用可能で
ある。
As described above, since the optical ASK signal is output from the optical transmitter 50 of the present embodiment, the present embodiment is an optical transmitter of an optical communication system (including an optical LAN, etc.) that uses the optical ASK signal. It can be used as an optical transmission part in an optical transceiver.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係わる第
1の発明によれば、外部から分布帰還型などの半導体レ
−ザへの帰還光量を制御することで、従来より扱い易い
出力光の偏光状態を切り換えることが可能な半導体レ−
ザ装置を提供出来る。
As described above, according to the first invention of the present application, by controlling the amount of feedback light to the semiconductor laser of the distributed feedback type or the like from the outside, the output light that is easier to handle than before. Semiconductor laser that can switch the polarization state of
The device can be provided.

【0039】本出願に係わる第2の発明によれば、第1
の発明の帰還光量を調整可能とし、各素子にあった動作
点をより簡単に選択できる。
According to the second invention of the present application, the first
It is possible to adjust the amount of feedback light according to the invention, and it is possible to more easily select an operating point suitable for each element.

【0040】本出願に係わる第3の発明によれば、帰還
光量の位相を簡単に調整可能にしたものである。
According to the third invention of the present application, the phase of the amount of feedback light can be easily adjusted.

【0041】本出願に係わる第4の発明によれば、第
2、第3の発明を同時に用いることにより、より安定し
た動作点を簡単に選択できるようにしたものである。
According to the fourth invention of the present application, a more stable operating point can be easily selected by simultaneously using the second and third inventions.

【0042】本出願に係わる第5の発明によれば、集積
化により各手段の位置関係の設定が楽になり、取り扱い
を簡単にしたものである。
According to the fifth invention of the present application, the integration facilitates the setting of the positional relationship of each means and simplifies the handling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration according to a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例に係る構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例に係る構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration according to a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】図1の構成の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the configuration of FIG.

【図5】本発明の実施例で用いた分布帰還型半導体レー
ザの構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a distributed feedback semiconductor laser used in an example of the present invention.

【図6】図5のA−A′における断面構成図である。6 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line AA ′ in FIG.

【図7】本発明の実施例で用いた光変調器の構成を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical modulator used in an example of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例に係る構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の実施例を集積型素子にしたデバ
イスの斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a device having an integrated device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の半導体レーザ装置を光送信機で用い
た場合の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram when the semiconductor laser device of the present invention is used in an optical transmitter.

【図11】従来の出力光の偏光状態を切り換えられる分
布帰還型半導体レーザの構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional distributed feedback semiconductor laser capable of switching the polarization state of output light.

【図12】図11に示された素子の動作を説明する為の
図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the element shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 光変調器 3 反射鏡 4 出力光 5 光強度調整手段 6 位相調整手段 7 マウント 8 注入電流 9 電圧 10 半導体レーザ部分 11 光変調器部分 12 反射膜 21、40 基板 22、25、43、44 クラッド層 23 ガイド層 24 活性層 26 キャップ層 27、28、47、48 電極 29、30、46 埋め込み層 31 グレーティング 41 変調層 42 バッファ層 45 コンタクト層 50 光送信機 51 半導体レーザ装置 52 制御及び駆動回路 53 偏光制限手段及び光結合系 54 光ファイバ 55 電気信号 56 光信号 58 制御信号 1 Semiconductor Laser 2 Optical Modulator 3 Reflector 4 Output Light 5 Light Intensity Adjusting Means 6 Phase Adjusting Means 7 Mount 8 Injection Current 9 Voltage 10 Semiconductor Laser Part 11 Optical Modulator Part 12 Reflective Film 21, 40 Substrate 22, 25, 43 , 44 Clad layer 23 Guide layer 24 Active layer 26 Cap layer 27, 28, 47, 48 Electrode 29, 30, 46 Buried layer 31 Grating 41 Modulation layer 42 Buffer layer 45 Contact layer 50 Optical transmitter 51 Semiconductor laser device 52 Control and Drive circuit 53 Polarization limiting means and optical coupling system 54 Optical fiber 55 Electric signal 56 Optical signal 58 Control signal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザと、光変調器と、ミラー
と、該半導体レーザを駆動し、外部から入力された変調
信号に対応した信号を該光変調器へ与える制御手段を有
することを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A semiconductor laser, an optical modulator, a mirror, and a control means for driving the semiconductor laser and providing a signal corresponding to a modulation signal input from the outside to the optical modulator. Semiconductor laser device.
【請求項2】更に、該半導体レーザと該光変調器とを光
学的に結合する光学結合手段と、該光変調器と該ミラー
を光学的に結合する光学結合手段とを有することを特徴
とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
2. An optical coupling means for optically coupling the semiconductor laser and the optical modulator, and an optical coupling means for optically coupling the optical modulator and the mirror. The semiconductor laser device according to claim 1.
【請求項3】 該半導体レーザが分布帰還型半導体レー
ザまたは分布反射型半導体レーザであることを特徴とす
る請求項1記載の半導体レーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser is a distributed feedback semiconductor laser or a distributed reflection semiconductor laser.
【請求項4】 更に光強度調整手段を有し、該光強度調
整手段が該半導体レーザと該光変調器の間或は該光変調
器と該ミラーの間にあることを特徴とする請求項1記載
の半導体レーザ装置。
4. The light intensity adjusting means is further provided, and the light intensity adjusting means is provided between the semiconductor laser and the light modulator or between the light modulator and the mirror. 1. The semiconductor laser device according to 1.
【請求項5】 更に位相調整手段を有することを特徴と
する請求項4記載の半導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 4, further comprising a phase adjusting unit.
【請求項6】 更に位相調整手段を有し、該位相調整手
段が該半導体レーザと該光変調器の間或は該光変調器と
該ミラーの間にあることを特徴とする請求項1記載の半
導体レーザ装置。
6. The method according to claim 1, further comprising a phase adjusting means, wherein the phase adjusting means is provided between the semiconductor laser and the optical modulator or between the optical modulator and the mirror. Semiconductor laser device.
【請求項7】 少なくとも制御回路を除いた部分が一枚
の半導体基板上にモノリシックに形成されて集積化され
ていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記
載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein at least a portion excluding a control circuit is monolithically formed and integrated on one semiconductor substrate.
【請求項8】 請求項1記載の半導体レーザ装置と、該
半導体レーザ装置を駆動する駆動手段と、電気信号を光
信号へ変換する為に該半導体レーザ装置および該駆動手
段を制御する制御手段と、該半導体レーザ装置からの出
力光の2つの直線偏光のうちのどちらか一方を透過する
偏光制限手段から構成されることを特徴とする光送信装
置。
8. A semiconductor laser device according to claim 1, drive means for driving the semiconductor laser device, and control means for controlling the semiconductor laser device and the drive means for converting an electric signal into an optical signal. An optical transmitter comprising a polarization limiting means for transmitting either one of two linearly polarized lights of the output light from the semiconductor laser device.
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JP2006019516A (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Fujitsu Ltd Tunable laser and its control method

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