JPH08236869A - 半導体光源装置およびその制御方法 - Google Patents
半導体光源装置およびその制御方法Info
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- JPH08236869A JPH08236869A JP4200695A JP4200695A JPH08236869A JP H08236869 A JPH08236869 A JP H08236869A JP 4200695 A JP4200695 A JP 4200695A JP 4200695 A JP4200695 A JP 4200695A JP H08236869 A JPH08236869 A JP H08236869A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少なくとも一つの波長可変レーザダイオード
を有してなる波長可変半導体光源装置において、前記素
子の温度変動による波長ドリフトを低減するとともに、
複数のレーザダイオードから構成される場合に、隣接す
る他素子に対する熱クロストークを大幅に低減する。 【構成】 半導体基板上に形成された波長可変レーザダ
イオードの少なくとも波長設定用電極に隣接して熱ドリ
フト制御用電極を設けてなる装置本体と、前記波長設定
用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト制御用電極に
注入する電流量を相補的に制御する電気回路とを具備す
る。
を有してなる波長可変半導体光源装置において、前記素
子の温度変動による波長ドリフトを低減するとともに、
複数のレーザダイオードから構成される場合に、隣接す
る他素子に対する熱クロストークを大幅に低減する。 【構成】 半導体基板上に形成された波長可変レーザダ
イオードの少なくとも波長設定用電極に隣接して熱ドリ
フト制御用電極を設けてなる装置本体と、前記波長設定
用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト制御用電極に
注入する電流量を相補的に制御する電気回路とを具備す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長設定を高速かつ安
定に行い得る波長可変レーザダイオード（素子）を少な
くとも１つ以上有してなる半導体光源装置に関するもの
であり、さらに詳しくは、前記素子の温度の変動による
波長ドリフトを低減するとともに、複数素子構成の場合
には、個々の波長可変レーザダイオードの波長設定を他
の波長可変レーザダイオードに対して熱クロストークに
よる波長変動を及ぼすことなく行い得る波長可変半導体
光源装置およびその制御方法に関するものである。
定に行い得る波長可変レーザダイオード（素子）を少な
くとも１つ以上有してなる半導体光源装置に関するもの
であり、さらに詳しくは、前記素子の温度の変動による
波長ドリフトを低減するとともに、複数素子構成の場合
には、個々の波長可変レーザダイオードの波長設定を他
の波長可変レーザダイオードに対して熱クロストークに
よる波長変動を及ぼすことなく行い得る波長可変半導体
光源装置およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来提案されている半導体光源装置とし
て波長可変レーザダイオードの代表的な構造である分布
型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）レーザ素子の一例（ＩＥＥ
Ｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．４，１９９１，ｐｐ．
２９９−３０１．）を、図６に示す。
て波長可変レーザダイオードの代表的な構造である分布
型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）レーザ素子の一例（ＩＥＥ
Ｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．４，１９９１，ｐｐ．
２９９−３０１．）を、図６に示す。
【０００３】図中、１は利得領域、２は位相調整領域、
３はＤＢＲ領域である。
３はＤＢＲ領域である。
【０００４】この波長可変レーザダイオードの波長可変
原理は、以下の通りである。
原理は、以下の通りである。
【０００５】レーザ発振における共振器は、利得領域１
の端とＤＢＲ領域３とによって構成され、発振波長は、
共振器におけるファブリペロー共振のうち、ＤＢＲの反
射率特性によって選択されたものとなる。ＤＢＲの反射
率特性は、ＤＢＲ領域３に注入される電流で媒体の屈折
率を制御することにより調整を行い、発振波長を変化さ
せることができる。また、位相調整領域に注入する電流
を適当な値に制御することにより、擬似連続的な波長可
変動作が可能となる。
の端とＤＢＲ領域３とによって構成され、発振波長は、
共振器におけるファブリペロー共振のうち、ＤＢＲの反
射率特性によって選択されたものとなる。ＤＢＲの反射
率特性は、ＤＢＲ領域３に注入される電流で媒体の屈折
率を制御することにより調整を行い、発振波長を変化さ
せることができる。また、位相調整領域に注入する電流
を適当な値に制御することにより、擬似連続的な波長可
変動作が可能となる。
【０００６】上記波長可変半導体レーザダイオードは、
特定の範囲内において出力波長が設定可能であり、波長
設定のために要する時間は数ｎｓ〜数十ｎｓである。し
かし、波長設定においては、ＤＢＲ領域３と位相調整領
域２への注入電流を変化させるため、素子温度の変動を
伴い、波長安定に１ｍｓ以上の時間を要するという問題
点があった。また、この素子温度の変動は、上記波長可
変半導体レーザダイオードを１つの半導体基板上に複数
配置する場合には、熱クロストークにより他チャンネル
の波長変動を引き起こすという問題点をも含んでいた。
特定の範囲内において出力波長が設定可能であり、波長
設定のために要する時間は数ｎｓ〜数十ｎｓである。し
かし、波長設定においては、ＤＢＲ領域３と位相調整領
域２への注入電流を変化させるため、素子温度の変動を
伴い、波長安定に１ｍｓ以上の時間を要するという問題
点があった。また、この素子温度の変動は、上記波長可
変半導体レーザダイオードを１つの半導体基板上に複数
配置する場合には、熱クロストークにより他チャンネル
の波長変動を引き起こすという問題点をも含んでいた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の波
長可変レーザダイオードにおいては、ＤＢＲ領域と位相
調整領域への注入電流を変化させることにより波長設定
を行うため、注入電流により副次的に発生する素子温度
の変動を避けることができない。したがって、この従来
の素子では、波長を変化させた後に波長ドリフトが発生
し、波長が長期的に安定するまでに、１ｍｓ以上の時間
を要するという問題点があった。また、この素子温度の
変動は、上記波長可変半導体レーザダイオードを１つの
半導体基板上に複数配置する場合には、隣接する他素子
に対しても熱クロストークによる素子温度の変動をもた
らし、他チャンネルの波長をも変動させるという問題点
があった。
長可変レーザダイオードにおいては、ＤＢＲ領域と位相
調整領域への注入電流を変化させることにより波長設定
を行うため、注入電流により副次的に発生する素子温度
の変動を避けることができない。したがって、この従来
の素子では、波長を変化させた後に波長ドリフトが発生
し、波長が長期的に安定するまでに、１ｍｓ以上の時間
を要するという問題点があった。また、この素子温度の
変動は、上記波長可変半導体レーザダイオードを１つの
半導体基板上に複数配置する場合には、隣接する他素子
に対しても熱クロストークによる素子温度の変動をもた
らし、他チャンネルの波長をも変動させるという問題点
があった。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は、少なくとも一つの波長可変レー
ザダイオードを有してなる波長可変半導体光源装置にお
いて、前記素子の温度変動による波長ドリフトを低減す
るとともに、複数のレーザダイオードから構成される場
合に、隣接する他素子に対する熱クロストークを大幅に
低減することにある。
たもので、その課題は、少なくとも一つの波長可変レー
ザダイオードを有してなる波長可変半導体光源装置にお
いて、前記素子の温度変動による波長ドリフトを低減す
るとともに、複数のレーザダイオードから構成される場
合に、隣接する他素子に対する熱クロストークを大幅に
低減することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の半導体光源装置は、半導体基板
上に波長可変レーザダイオードが形成され、該波長可変
レーザダイオードの少なくとも波長設定用電極に隣接し
て熱ドリフト制御用電極が設けられてなる装置本体と、
前記波長設定用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト
制御用電極に注入する電流量を相補的に制御する波長設
定用電気制御回路と、を具備することを特徴とする。
に、本発明の請求項１の半導体光源装置は、半導体基板
上に波長可変レーザダイオードが形成され、該波長可変
レーザダイオードの少なくとも波長設定用電極に隣接し
て熱ドリフト制御用電極が設けられてなる装置本体と、
前記波長設定用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト
制御用電極に注入する電流量を相補的に制御する波長設
定用電気制御回路と、を具備することを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項２の半導体光源装置は、前
記請求項１の装置において、波長可変レーザダイオード
が同一半導体基板上に少なくとも２つ以上配置され、個
々の素子にそれぞれの波長を独立に制御する前記電気制
御回路が設けられていることを特徴とする。
記請求項１の装置において、波長可変レーザダイオード
が同一半導体基板上に少なくとも２つ以上配置され、個
々の素子にそれぞれの波長を独立に制御する前記電気制
御回路が設けられていることを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項３の半導体光源装置は、前
記請求項１または２の装置において、波長可変レーザダ
イオードとして、波長可変分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢ
Ｒ）レーザダイオードが用いられ、その波長設定電極な
らびに位相制御電極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリフ
ト制御用電極が設けられていることを特徴とする。
記請求項１または２の装置において、波長可変レーザダ
イオードとして、波長可変分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢ
Ｒ）レーザダイオードが用いられ、その波長設定電極な
らびに位相制御電極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリフ
ト制御用電極が設けられていることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項４の半導体光源装置は、前
記請求項１ないし３のいずれかの装置において、波長可
変レーザダイオードにおける熱ドリフト制御用電極の構
造として、該電極下の半導体における電流注入部の構造
が、隣接した被制御電極下の半導体における電流注入部
の構造と同一であることを特徴とする。
記請求項１ないし３のいずれかの装置において、波長可
変レーザダイオードにおける熱ドリフト制御用電極の構
造として、該電極下の半導体における電流注入部の構造
が、隣接した被制御電極下の半導体における電流注入部
の構造と同一であることを特徴とする。
【００１３】また、本発明の請求項５の半導体光源装置
の制御方法は、半導体基板上に形成された波長可変レー
ザダイオードの波長設定用電極に隣接して熱ドリフト制
御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光源装置
の制御方法であって、前記波長設定用電極に注入する電
流量と前記熱ドリフト制御用電極に注入する電流量を相
補的に制御することを特徴とする。
の制御方法は、半導体基板上に形成された波長可変レー
ザダイオードの波長設定用電極に隣接して熱ドリフト制
御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光源装置
の制御方法であって、前記波長設定用電極に注入する電
流量と前記熱ドリフト制御用電極に注入する電流量を相
補的に制御することを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項６の半導体光源装置の制御
方法は、半導体基板上に形成された分布型ブラッグ反射
鏡（ＤＢＲ）レーザダイオードの波長設定用電極ならび
に位相制御電極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリフト制
御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光源装置
の制御方法であって、前記波長設定用電極に注入する電
流量と隣接した熱ドリフト制御用電極に注入する電流量
を相補的に制御するとともに、前記位相制御電極に注入
する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電極に注入する
電流量を相補的に制御することを特徴とする。
方法は、半導体基板上に形成された分布型ブラッグ反射
鏡（ＤＢＲ）レーザダイオードの波長設定用電極ならび
に位相制御電極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリフト制
御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光源装置
の制御方法であって、前記波長設定用電極に注入する電
流量と隣接した熱ドリフト制御用電極に注入する電流量
を相補的に制御するとともに、前記位相制御電極に注入
する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電極に注入する
電流量を相補的に制御することを特徴とする。
【００１５】本発明の請求項７の半導体光源装置の制御
方法は、同一半導体基板上に、２つ以上の波長可変レー
ザダイオードを設けるとともに、これら波長可変レーザ
ダイオードの各波長設定用電極に隣接してそれぞれ熱ド
リフト制御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体
光源装置の制御方法であって、前記波長設定用電極に注
入する電流量と前記熱ドリフト制御用電極に注入する電
流量をそれぞれ独立にかつ相補的に制御することを特徴
とする。
方法は、同一半導体基板上に、２つ以上の波長可変レー
ザダイオードを設けるとともに、これら波長可変レーザ
ダイオードの各波長設定用電極に隣接してそれぞれ熱ド
リフト制御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体
光源装置の制御方法であって、前記波長設定用電極に注
入する電流量と前記熱ドリフト制御用電極に注入する電
流量をそれぞれ独立にかつ相補的に制御することを特徴
とする。
【００１６】本発明の請求項８の半導体光源装置の制御
方法は、同一半導体基板上に、波長設定用電極ならびに
位相制御電極にそれぞれ隣接した独立な熱ドリフト制御
用電極を設けた分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）レーザ
ダイオードを少なくとも２つ以上配置した装置本体を有
する半導体光源装置の制御方法であって、前記波長設定
用電極に注入する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電
極に注入する電流量を相補的にかつＤＢＲレーザダイオ
ード毎にそれぞれ独立に制御するとともに、前記位相制
御電極に注入する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電
極に注入する電流量を相補的にかつＤＢＲレーザダイオ
ード毎にそれぞれ独立に制御することを特徴とする。
方法は、同一半導体基板上に、波長設定用電極ならびに
位相制御電極にそれぞれ隣接した独立な熱ドリフト制御
用電極を設けた分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）レーザ
ダイオードを少なくとも２つ以上配置した装置本体を有
する半導体光源装置の制御方法であって、前記波長設定
用電極に注入する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電
極に注入する電流量を相補的にかつＤＢＲレーザダイオ
ード毎にそれぞれ独立に制御するとともに、前記位相制
御電極に注入する電流量と隣接した熱ドリフト制御用電
極に注入する電流量を相補的にかつＤＢＲレーザダイオ
ード毎にそれぞれ独立に制御することを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項９の半導体光源装置の制御
方法は、前記請求項５ないし８のいずれかの制御方法に
おいて、波長設定用電極に注入する電流量（ＩDBR ）と
前記熱ドリフト制御用電極に注入する電流量（ＩTDC ）
を次式の関係に基づいて制御し、装置本体内における発
熱量を常に一定に保つことを特徴とする。
方法は、前記請求項５ないし８のいずれかの制御方法に
おいて、波長設定用電極に注入する電流量（ＩDBR ）と
前記熱ドリフト制御用電極に注入する電流量（ＩTDC ）
を次式の関係に基づいて制御し、装置本体内における発
熱量を常に一定に保つことを特徴とする。
【００１８】
【数２】ＩTDC ＝（αＩMax 2−βＩDBR 2）1/2
【００１９】
【作用】前記構成の本発明装置は、安定に動作する波長
可変な半導体光源装置として作用する。すなわち、波長
可変レーザダイオードの波長設定用電極に隣接して熱ド
リフト制御用電極を設け、それぞれの電極に注入する電
流量を相補的に制御する構成であるので、素子内部にお
ける発熱量が常に一定に保たれ、素子温度の変動による
波長ドリフトを排除することが可能となった。さらに、
波長可変半導体レーザダイオードを１つの半導体基板上
に複数配置する場合には、隣接する他素子に対する熱ク
ロストークによる波長ドリフトをも排除することが可能
となった。
可変な半導体光源装置として作用する。すなわち、波長
可変レーザダイオードの波長設定用電極に隣接して熱ド
リフト制御用電極を設け、それぞれの電極に注入する電
流量を相補的に制御する構成であるので、素子内部にお
ける発熱量が常に一定に保たれ、素子温度の変動による
波長ドリフトを排除することが可能となった。さらに、
波長可変半導体レーザダイオードを１つの半導体基板上
に複数配置する場合には、隣接する他素子に対する熱ク
ロストークによる波長ドリフトをも排除することが可能
となった。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
【００２１】図１は、本発明による半導体光源装置の一
実施例を示すもので、本発明を、波長可変レーザダイオ
ード２個からなる半導体光源装置に応用した場合の構成
図である。
実施例を示すもので、本発明を、波長可変レーザダイオ
ード２個からなる半導体光源装置に応用した場合の構成
図である。
【００２２】図中、２０は半導体基板、２１および２２
は波長可変レーザダイオード、２１Ａおよび２２Ａは前
記波長可変レーザダイオード２１および２２を構成する
活性領域電極、同様に２１Ｂおよび２２Ｂは波長設定用
電極、３１および３２は熱ドリフト制御用電極、４１お
よび４２は波長設定用電気制御回路である。なお、前記
構成において、半導体基板２０、波長可変レーザダイオ
ード２１、２２、熱ドリフト制御用電極３１、３２は、
装置本体を構成している。
は波長可変レーザダイオード、２１Ａおよび２２Ａは前
記波長可変レーザダイオード２１および２２を構成する
活性領域電極、同様に２１Ｂおよび２２Ｂは波長設定用
電極、３１および３２は熱ドリフト制御用電極、４１お
よび４２は波長設定用電気制御回路である。なお、前記
構成において、半導体基板２０、波長可変レーザダイオ
ード２１、２２、熱ドリフト制御用電極３１、３２は、
装置本体を構成している。
【００２３】図２は、図１に示した本発明による半導体
光源装置をＤＢＲレーザダイオード２個を同一基板上に
集積して実現した場合の一実施例において、半導体モノ
リシック集積素子部分（装置本体）の構造を示した一部
断面視した斜視図であり、図３は、前記波長設定用電極
２１Ｂ、２２Ｂ、および熱ドリフト制御用電極３１、３
２部分の断面図である。
光源装置をＤＢＲレーザダイオード２個を同一基板上に
集積して実現した場合の一実施例において、半導体モノ
リシック集積素子部分（装置本体）の構造を示した一部
断面視した斜視図であり、図３は、前記波長設定用電極
２１Ｂ、２２Ｂ、および熱ドリフト制御用電極３１、３
２部分の断面図である。
【００２４】図中、１００は基板となるｎ型ＩｎＰ層、
１０１はｐ型ＩｎＧａＡｓ層、１０２はｐ型ＩｎＰ層、
１０３は波長可変レーザダイオードの活性層となる層で
あり、２種類の組成のＩｎＧａＡｓＰ層の多重積層によ
って構成された多重量子井戸層、１０４はＩｎＧａＡｓ
Ｐ層に回折格子を形成することによって構成した波長設
定用ブラッグ反射鏡層、１１０はボンディングパッド電
極部分の浮遊容量を低減するためのポリイミド層、１２
０は裏面側電極である。
１０１はｐ型ＩｎＧａＡｓ層、１０２はｐ型ＩｎＰ層、
１０３は波長可変レーザダイオードの活性層となる層で
あり、２種類の組成のＩｎＧａＡｓＰ層の多重積層によ
って構成された多重量子井戸層、１０４はＩｎＧａＡｓ
Ｐ層に回折格子を形成することによって構成した波長設
定用ブラッグ反射鏡層、１１０はボンディングパッド電
極部分の浮遊容量を低減するためのポリイミド層、１２
０は裏面側電極である。
【００２５】図３に示すように、熱ドリフト制御用電極
３１および３２直下の半導体における電流注入部の構造
は、波長設定用電極２１Ｂおよび２２Ｂ直下の半導体に
おける電流注入部の構造と同一である。
３１および３２直下の半導体における電流注入部の構造
は、波長設定用電極２１Ｂおよび２２Ｂ直下の半導体に
おける電流注入部の構造と同一である。
【００２６】次に、図１に示した実施例における装置の
動作について説明する。
動作について説明する。
【００２７】波長可変レーザダイオード２１および２２
の活性領域電極２１Ａおよび２２Ａには、それぞれ所要
のパワーで発振するように電流が注入されている。波長
設定の際、あるいは設定された波長を変更、再設定する
際に、波長設定用電極２１Ｂ，２２Ｂと熱ドリフト制御
用電極３１，３２とに注入される電流量は、以下のよう
に決定される。
の活性領域電極２１Ａおよび２２Ａには、それぞれ所要
のパワーで発振するように電流が注入されている。波長
設定の際、あるいは設定された波長を変更、再設定する
際に、波長設定用電極２１Ｂ，２２Ｂと熱ドリフト制御
用電極３１，３２とに注入される電流量は、以下のよう
に決定される。
【００２８】図１の記号にしたがって、波長設定用電極
に注入される電流をそれぞれＩ21B，Ｉ22B とし、熱ド
リフト制御用電極に注入される電流をそれぞれＩ31，Ｉ
32とすると、それらの間には、素子内部における発熱量
を常に一定にするために、次式の関係を保たせる。式
中、ＩMax1およびＩMax2は、所定の波長範囲を設定する
ための、それぞれＩ21B およびＩ22B の最大値である。
に注入される電流をそれぞれＩ21B，Ｉ22B とし、熱ド
リフト制御用電極に注入される電流をそれぞれＩ31，Ｉ
32とすると、それらの間には、素子内部における発熱量
を常に一定にするために、次式の関係を保たせる。式
中、ＩMax1およびＩMax2は、所定の波長範囲を設定する
ための、それぞれＩ21B およびＩ22B の最大値である。
【００２９】
【数３】 Ｉ31＝（α1 ＩMax1 2 −β1 Ｉ21B 2）1/2 …（１） Ｉ32＝（α2 ＩMax2 2 −β2 Ｉ22B 2）1/2 …（２） ここで、α1 ，α2 ，β1 ，β2 は、素子構造によって
決まる補正係数であり、実際には演算増幅器の利得ある
いは利得の関数形を初期設定時に調整することにより、
決定される。初期設定後、上記の電流バランスを満たす
動作は、波長設定用電気制御回路４１および４２によっ
て、自動的に行われる。
決まる補正係数であり、実際には演算増幅器の利得ある
いは利得の関数形を初期設定時に調整することにより、
決定される。初期設定後、上記の電流バランスを満たす
動作は、波長設定用電気制御回路４１および４２によっ
て、自動的に行われる。
【００３０】次に、図２および図３に示されている構造
によって実現した素子の熱クロストークによる波長ドリ
フトの改善効果を実測するために行った実験結果につい
て、説明する。
によって実現した素子の熱クロストークによる波長ドリ
フトの改善効果を実測するために行った実験結果につい
て、説明する。
【００３１】図４は、図２の集積素子において波長設定
用電極２１Ｂと熱ドリフト制御用電極３１に注入する電
流の総和を一定に制御した場合、すなわち、簡単のため
に式（１）を次式（３）に置き換えてＤＢＲレーザダイ
オード２１の波長設定を行った場合における、同ＤＢＲ
レーザダイオード２１ともう一方のＤＢＲレーザダイオ
ード２２の出力波長を実測した結果を示すグラフであ
る。
用電極２１Ｂと熱ドリフト制御用電極３１に注入する電
流の総和を一定に制御した場合、すなわち、簡単のため
に式（１）を次式（３）に置き換えてＤＢＲレーザダイ
オード２１の波長設定を行った場合における、同ＤＢＲ
レーザダイオード２１ともう一方のＤＢＲレーザダイオ
ード２２の出力波長を実測した結果を示すグラフであ
る。
【００３２】
【数４】 Ｉ31＝ＩMax1−Ｉ21B ＝５０ｍＡ−Ｉ21B …（３） 図４より、ＤＢＲレーザダイオード２１の出力波長が大
きく変わる間にＤＢＲレーザダイオード２２の出力波長
の変化は小さいこと、すなわち、集積素子において他素
子に及ぼす熱クロストークによる波長ドリフトが小さい
こと、が分かる。
きく変わる間にＤＢＲレーザダイオード２２の出力波長
の変化は小さいこと、すなわち、集積素子において他素
子に及ぼす熱クロストークによる波長ドリフトが小さい
こと、が分かる。
【００３３】図５は、同様に図２の集積素子において、
熱ドリフト制御用電極を使用して制御を行った上記の場
合と、熱ドリフト制御用電極を使用しない場合とでの他
素子に及ぼす熱クロストークの差について、実測を行っ
た結果を示すグラフである。図中、波長はそれぞれの条
件におけるＤＢＲレーザダイオード２２の出力波長を示
している。この図に示したグラフより、熱ドリフト制御
用電極を使用した場合には、熱クロストークによる波長
ドリフトが１／２程度に低減されていることが分かる。
熱ドリフト制御用電極を使用して制御を行った上記の場
合と、熱ドリフト制御用電極を使用しない場合とでの他
素子に及ぼす熱クロストークの差について、実測を行っ
た結果を示すグラフである。図中、波長はそれぞれの条
件におけるＤＢＲレーザダイオード２２の出力波長を示
している。この図に示したグラフより、熱ドリフト制御
用電極を使用した場合には、熱クロストークによる波長
ドリフトが１／２程度に低減されていることが分かる。
【００３４】なお、図５の測定条件においては、熱ドリ
フト制御用電極に注入する電流量を簡単のため一次関数
で制御したため、すなわち、式（３）による制御を行っ
たため、波長ドリフトの改善効果は原理的に１／２程度
に留まっているが、式（１），（２）に示した関係式を
用いてパラメータを最適化することにより、原理的に熱
クロストークによる波長ドリフトを排除することが可能
である。
フト制御用電極に注入する電流量を簡単のため一次関数
で制御したため、すなわち、式（３）による制御を行っ
たため、波長ドリフトの改善効果は原理的に１／２程度
に留まっているが、式（１），（２）に示した関係式を
用いてパラメータを最適化することにより、原理的に熱
クロストークによる波長ドリフトを排除することが可能
である。
【００３５】なお、上記説明においては、説明を簡単に
するため、位相制御用電極を具備しないＤＢＲレーザダ
イオードを例にして動作を述べたが、位相制御用電極を
有するＤＢＲレーザダイオードにおいては、以下の２通
りの方法で同様の制御が可能である。
するため、位相制御用電極を具備しないＤＢＲレーザダ
イオードを例にして動作を述べたが、位相制御用電極を
有するＤＢＲレーザダイオードにおいては、以下の２通
りの方法で同様の制御が可能である。
【００３６】（１） 上記波長設定用電極の制御とは独
立に電気制御回路を設け、同一の法則に従って位相制御
用電極と位相制御用電極用の熱ドリフト制御用電極を制
御する。
立に電気制御回路を設け、同一の法則に従って位相制御
用電極と位相制御用電極用の熱ドリフト制御用電極を制
御する。
【００３７】（２） 上記波長設定用電極の電気制御回
路および熱ドリフト制御用電極の電気制御回路を共用
し、それぞれの出力を半固定抵抗等で２分配し、その片
方を波長設定用電極と波長設定用電極用の熱ドリフト制
御用電極に接続するとともに、もう片方を位相制御用電
極と位相制御用電極用の熱ドリフト制御用電極に接続
し、それぞれに対して同様の制御を行う。
路および熱ドリフト制御用電極の電気制御回路を共用
し、それぞれの出力を半固定抵抗等で２分配し、その片
方を波長設定用電極と波長設定用電極用の熱ドリフト制
御用電極に接続するとともに、もう片方を位相制御用電
極と位相制御用電極用の熱ドリフト制御用電極に接続
し、それぞれに対して同様の制御を行う。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体光
源装置は、波長可変レーザダイオードの波長設定用電極
に隣接して熱ドリフト制御用電極を設け、それぞれの電
極に注入する電流量を相補的に制御する構成であるの
で、素子内部における発熱量が常に一定に保つことがで
き、以下に示すような効果を奏するものである。
源装置は、波長可変レーザダイオードの波長設定用電極
に隣接して熱ドリフト制御用電極を設け、それぞれの電
極に注入する電流量を相補的に制御する構成であるの
で、素子内部における発熱量が常に一定に保つことがで
き、以下に示すような効果を奏するものである。
【００３９】（１） 波長設定を行う際の素子温度の変
動による波長ドリフトを原理的に排除することが可能で
あり、簡単な制御回路で安定に動作する波長可変半導体
光源装置として用いることができる。
動による波長ドリフトを原理的に排除することが可能で
あり、簡単な制御回路で安定に動作する波長可変半導体
光源装置として用いることができる。
【００４０】（２） 波長可変半導体レーザダイオード
を１つの半導体基板上に複数配置する場合には、隣接す
る他素子に対する熱クロストークによる波長ドリフトを
原理的に排除することが可能であり、簡単な制御回路で
安定に動作するモノリシック集積型波長可変半導体光源
装置として用いることができる。
を１つの半導体基板上に複数配置する場合には、隣接す
る他素子に対する熱クロストークによる波長ドリフトを
原理的に排除することが可能であり、簡単な制御回路で
安定に動作するモノリシック集積型波長可変半導体光源
装置として用いることができる。
【図１】本発明の実施例に係る半導体光源装置を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の実施例に係る半導体光源装置の半導体
モノリシック素子部分（装置本体）の構造を示す一部断
面視した斜視図である。
モノリシック素子部分（装置本体）の構造を示す一部断
面視した斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る半導体光源装置の半導体
モノリシック素子部分（装置本体）の構造を示す一断面
図である。
モノリシック素子部分（装置本体）の構造を示す一断面
図である。
【図４】本発明による素子の熱クロストークによる波長
ドリフトを実測するために行った実験結果を示すグラフ
である。
ドリフトを実測するために行った実験結果を示すグラフ
である。
【図５】本発明による素子の熱クロストークによる波長
ドリフトの改善効果を実測するために行った実験結果を
示すグラフである。
ドリフトの改善効果を実測するために行った実験結果を
示すグラフである。
【図６】従来の半導体光源装置として従来の波長可変半
導体レーザダイオードの一例を示す模式図である。
導体レーザダイオードの一例を示す模式図である。
１ 利得領域 ２ 位相調整領域 ３ ＤＢＲ領域 ２０ 半導体基板 ２１，２２ 波長可変レーザダイオード ２１Ａ，２１Ｂ 波長可変レーザダイオードを構成する
活性領域電極 ２２Ａ，２２Ｂ 波長可変レーザダイオードを構成する
波長設定用電極 ３１，３２ 熱ドリフト制御用電極 １００ ｎ型ＩｎＰ層 １０１ ｐ型ＩｎＧａＡｓ層 １０２ ｐ型ＩｎＰ層 １０３ 波長可変レーザダイオードの活性層となる多重
量子井戸層 １０４ 波長設定用ブラッグ反射鏡層 １１０ ポリイミド層 １２０ 裏面側電極
活性領域電極 ２２Ａ，２２Ｂ 波長可変レーザダイオードを構成する
波長設定用電極 ３１，３２ 熱ドリフト制御用電極 １００ ｎ型ＩｎＰ層 １０１ ｐ型ＩｎＧａＡｓ層 １０２ ｐ型ＩｎＰ層 １０３ 波長可変レーザダイオードの活性層となる多重
量子井戸層 １０４ 波長設定用ブラッグ反射鏡層 １１０ ポリイミド層 １２０ 裏面側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉國 裕三 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板上に波長可変レーザダイオー
ドが形成され、該波長可変レーザダイオードの少なくと
も波長設定用電極に隣接して熱ドリフト制御用電極が設
けられてなる装置本体と、 前記波長設定用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト
制御用電極に注入する電流量を相補的に制御する波長設
定用電気制御回路と、を具備することを特徴とする半導
体光源装置。 - 【請求項２】 前記波長可変レーザダイオードが同一半
導体基板上に少なくとも２つ以上配置され、個々の素子
にそれぞれの波長を独立に制御する前記電気制御回路が
設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導
体光源装置。 - 【請求項３】 前記波長可変レーザダイオードとして、
波長可変分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）レーザダイオ
ードが用いられ、その波長設定電極ならびに位相制御電
極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリフト制御用電極が設
けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
の半導体光源装置。 - 【請求項４】 前記波長可変レーザダイオードにおける
熱ドリフト制御用電極の構造として、該電極下の半導体
における電流注入部の構造が、隣接した被制御電極下の
半導体における電流注入部の構造と同一であることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体光
源装置。 - 【請求項５】 半導体基板上に形成された波長可変レー
ザダイオードの波長設定用電極に隣接して熱ドリフト制
御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光源装置
の制御方法であって、 前記波長設定用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト
制御用電極に注入する電流量を相補的に制御することを
特徴とする半導体光源装置の制御方法。 - 【請求項６】 半導体基板上に形成された分布型ブラッ
グ反射鏡（ＤＢＲ）レーザダイオードの波長設定用電極
ならびに位相制御電極にそれぞれ隣接して独立な熱ドリ
フト制御用電極を設けてなる装置本体を有する半導体光
源装置の制御方法であって、 前記波長設定用電極に注入する電流量と隣接した熱ドリ
フト制御用電極に注入する電流量を相補的に制御すると
ともに、前記位相制御電極に注入する電流量と隣接した
熱ドリフト制御用電極に注入する電流量を相補的に制御
することを特徴とする半導体光源装置の制御方法。 - 【請求項７】 同一半導体基板上に、２つ以上の波長可
変レーザダイオードを設けるとともに、これら波長可変
レーザダイオードの各波長設定用電極に隣接してそれぞ
れ熱ドリフト制御用電極を設けてなる装置本体を有する
半導体光源装置の制御方法であって、 前記波長設定用電極に注入する電流量と前記熱ドリフト
制御用電極に注入する電流量をそれぞれ独立にかつ相補
的に制御することを特徴とする半導体光源装置の制御方
法。 - 【請求項８】 同一半導体基板上に、波長設定用電極な
らびに位相制御電極にそれぞれ隣接した独立な熱ドリフ
ト制御用電極を設けた分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）
レーザダイオードを少なくとも２つ以上配置した装置本
体を有する半導体光源装置の制御方法であって、 前記波長設定用電極に注入する電流量と隣接した熱ドリ
フト制御用電極に注入する電流量を相補的にかつＤＢＲ
レーザダイオード毎にそれぞれ独立に制御するととも
に、前記位相制御電極に注入する電流量と隣接した熱ド
リフト制御用電極に注入する電流量を相補的にかつＤＢ
Ｒレーザダイオード毎にそれぞれ独立に制御することを
特徴とする半導体光源装置の制御方法。 - 【請求項９】 前記波長設定用電極に注入する電流量
（ＩDBR ）と前記熱ドリフト制御用電極に注入する電流
量（ＩTDC ）を次式の関係に基づいて制御し、装置本体
内における発熱量を常に一定に保つことを特徴とする請
求項５ないし８のいずれかに記載の半導体光源装置の制
御方法。 【数１】ＩTDC ＝（αＩMax 2−βＩDBR 2）1/2 ここで、ＩMax は所定の波長範囲を設定するために波長
設定用電極に注入する電流量の最大値であり、αおよび
βは素子構造によって決まる補正係数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04200695A JP3168855B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 半導体光源装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04200695A JP3168855B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 半導体光源装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236869A true JPH08236869A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3168855B2 JP3168855B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=12624108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04200695A Expired - Lifetime JP3168855B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 半導体光源装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168855B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10294523A (ja) * | 1997-04-17 | 1998-11-04 | Nec Corp | 半導体波長可変レーザ |
| JP2008218947A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変半導体レーザ素子及びその制御装置、制御方法 |
| KR100953559B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2010-04-21 | 한국전자통신연구원 | 파장 가변 반도체 레이저 장치 |
| WO2012042249A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Oclaro Technology Limited | Fast wavelength switching |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP04200695A patent/JP3168855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10294523A (ja) * | 1997-04-17 | 1998-11-04 | Nec Corp | 半導体波長可変レーザ |
| US6052400A (en) * | 1997-04-17 | 2000-04-18 | Nec Corporation | Variable wavelength semiconductor laser |
| JP2008218947A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変半導体レーザ素子及びその制御装置、制御方法 |
| EP2120301A1 (en) * | 2007-03-08 | 2009-11-18 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Wavelength variable semiconductor laser element, and apparatus and method for controlling the same |
| EP2120301A4 (en) * | 2007-03-08 | 2010-05-05 | Nippon Telegraph & Telephone | WAVELENGTH VARIABLE SEMICONDUCTOR LASER ELEMENT AND DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME |
| EP2242153A1 (en) * | 2007-03-08 | 2010-10-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Wavelenght variable semiconductor laser element, apparatus and method for controlling the same |
| US7961769B2 (en) | 2007-03-08 | 2011-06-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Wavelength tunable semiconductor laser device, controller for the same, and control method for the same |
| EP2309610A3 (en) * | 2007-03-08 | 2011-08-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Wavelenght variable semiconductor laser element, apparatus and method for controlling the same |
| KR100953559B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2010-04-21 | 한국전자통신연구원 | 파장 가변 반도체 레이저 장치 |
| WO2012042249A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Oclaro Technology Limited | Fast wavelength switching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3168855B2 (ja) | 2001-05-21 |
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