JPH10117046A

JPH10117046A - 半導体レーザ及びその駆動法及びそれを用いた光送信器及びそれを用いた光通信システム

Info

Publication number: JPH10117046A
Application number: JP9223079A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nitta; 淳新田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】発振状態を切り換えることができる半導体レー
ザである。【解決手段】回折格子５の分布反射により共振を生じさ
せ活性層３を有する半導体レーザである。活性層３へ電
流を注入する電極７、８を有する。活性層３により生成
される利得がＴＥ偏波とＴＭ偏波で拮抗する構成であ
る。活性層３へ電流を注入する電極とは別に、回折格子
５がその界面に形成されている２つの半導体層４、１０
のうち少なくとも１つの半導体層１０の屈折率を変化さ
せる電極８、９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発振状態を切り換
えることのできる半導体レーザに関する。特に発振状態
の切り換えに応じて所定の偏波の光の出力強度が変化す
る半導体レーザに関する。また、本発明は、該半導体レ
ーザの駆動方法や、該半導体レーザを用いた光送信器
や、該光送信器を用いた光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外部からの制御により出力光の偏
波をＴＥ、ＴＭで切り換えることが可能な半導体レーザ
は知られている。例えば、特開平２−１５９７８１号な
どである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本願においては、新規
な構成の半導体レーザを提示する。特にレーザからの出
力光のうちの特定の偏波に着目したときに、該偏波の光
の強度を効率よく変調できる半導体レーザを実現する。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明の半導体レーザは以
下のように構成される。回折格子の分布反射により共振
を生じさせる半導体レーザであって、活性層に電流を注
入する手段と、前記回折格子がその界面に形成されてい
る２つの半導体層のうちの少なくとも１つの半導体層の
屈折率を変化させる手段とを有することを特徴とする半
導体レーザ。

【０００５】このレーザにおいては、回折格子の分布反
射により共振を生じさせるレーザ、具体的には、回折格
子を活性層と同じ領域に活性層に近接して設ける分布帰
還型半導体レーザ、もしくは回折格子と活性層を共振方
向に直列的に配する分布反射型半導体レーザにおいて、
回折格子がその界面に形成されている２つの半導体層の
うちの少なくとも１つの半導体層の屈折率を変化させる
手段を有することにより、この半導体レーザの発振状態
に対する回折格子による分布反射の奇与の程度を調整す
ることができる。回折格子が界面に形成される２つの半
導体層の内の少なくとも一方の屈折率を変え、２つの半
導体層の屈折率差が変わると、回折格子による光の反射
率が変わる。また、回折格子の結合係数が変わる。それ
により発振状態に対する回折格子の寄与の程度を変える
事ができるのである。例えば、発振状態に対する回折格
子の寄与が大きい（回折格子の反射率が大きい、回折格
子の結合係数が大きい）ときには、ＤＦＢモードやＤＢ
Ｒモードでの第１の発振状態となり、発振状態に対する
回折格子の寄与が小さい（回折格子の反射率が小さい、
回折格子の結合係数が小さい）ときには、前記第１の発
振状態とは異なる第２の発振状態となるようにすること
ができる。ここで第２の発振状態とは、主にファブリペ
ロー共振に基づく発振であったりする。また、ＤＦＢも
しくはＤＢＲモードとファブリペローモードの混合モー
ドでの発振であったりする。

【０００６】また、本願に関わる他の半導体レーザは以
下のように構成される。回折格子の分布反射により共振
を生じさせる第１の共振器構造と、少なくとも２つの面
で光を反射してファブリペロー共振を生じさせる第２の
共振器構造と、光利得を与える活性層と、前記回折格子
の結合係数を制御する手段とを有しており、前記第１の
共振器構造と第２の共振器構造とは光学的に結合してい
ることを特徴とする半導体レーザ。

【０００７】このレーザにおいては、第１の共振器構造
と第２の共振器構造とが光学的に結合している。よっ
て、このレーザにおける発振状態は、第１の共振器構造
と第２の共振器構造の双方によって影響を受ける。ファ
ブリペロー共振を生じさせる２つの面とは、例えば、こ
のレーザの２つの端面を用いることができる。

【０００８】ここで、第１の共振器構造が設けられる領
域と第２の共振器構造が設けられる領域とを少なくとも
一部重複して設けることにより、実質的に構成が大きく
異なる領域を別個に設ける必要がなくなり好適である。
第２の共振器構造内に第１の共振器構造が含まれるよう
にすると特に好適である。

【０００９】以上述べた半導体レーザにおいて、半導体
レーザの発振状態に対する前記回折格子による分布反射
の奇与の程度の変化に伴い、所定の偏波の光の出力強度
が変化するように構成することができる。例えば、発振
状態に対する回折格子の奇与の程度が大きい時に、所定
の偏波の光が強く出力され、発振状態に対する回折格子
の寄与の程度が小さい時に、該所定の偏波の光が弱く出
力される様にしておけば、回折格子が形成される半導体
層の屈折率を制御したり、結合係数を制御することによ
り、所定の偏波の光強度を制御することができる。特に
発振状態に対する回折格子の寄与の程度が大きい時に、
所定の偏波の光が強く発振し、発振状態に対する回折格
子の奇与の程度が小さい時に、該所定の偏波以外の偏波
の光が強く発振するようにしておけばよい。具体的には
所定の偏波がＴＥであり、それ以外の偏波がＴＭであっ
たり、その逆であったりする。すなわち、回折格子によ
る寄与の程度が大きい発振状態（ＤＦＢもしくはＤＢＲ
モード）では所定の偏波モードが強く出力され、回折格
子の奇与の程度が小さい発振状態（ファブリペローモー
ド、もしくはファブリペローモードとＤＦＢ、ＤＢＲモ
ードの混合モード）では所定の偏波モードが弱く出力さ
れるようにすればよい。第１の発振状態においてＴＥ
（もしくはＴＭ）で発振させ、第２の発振状態において
ＴＭ（もしくはＴＥ）で発振させる為には、ＴＥとＴＭ
の利得を拮抗させるのが望ましい。

【００１０】また、回折格子がその界面に形成される２
つの半導体層の少なくとも一方の層の屈折率を制御する
手段や、回折格子の結合効率を制御する手段としては、
前記２つの半導体層の少なくとも一方の層に電界印加や
電流注入を行って電気的に制御を行う手段を用いること
ができる。

【００１１】また、前記回折格子がその界面に形成され
ている２つの半導体層のうち少なくとも１つの半導体層
が量子井戸構造層を含んでいてもよい。量子井戸構造に
おいては、効率的に屈折率を変えることができるので、
好適である。特に電界を印加することにより量子閉じ込
めシュタルク効果を用いて効果的に屈折率を変えること
ができる。

【００１２】また、前記活性層が引っ張り歪量子井戸構
造層を含んでいてもよい。活性層が引っ張り歪み量子井
戸構造を含むことにより、活性層がＴＭ光に対して与え
る利得を相対的に増やし、活性層におけるＴＥ光とＴＭ
光の利得を近づけたり、またはＴＭ光に対する利得をＴ
Ｅ光に対する利得よりも上回るようにすることができ
る。それによりＴＥ光に対する利得とＴＭ光に対する利
得が拮抗する状態を作りやすくなる。

【００１３】また、前記回折格子中に位相不連続部が形
成されていてもよく、これによりＤＦＢモードを安定さ
せることができる。

【００１４】また、前記回折格子が、該回折格子がその
界面に形成される２つの半導体層の界面の一部には形成
されていない様にしてもよい。これにより、回折格子が
発振状態に与える寄与の程度を予め抑制し、回折格子の
寄与の程度が大きい発振状態から他の発振状態（例えば
ファブリペローモード）に切り換える為の制御量を小さ
くすることができる。

【００１５】また、本願に関わる半導体レーザの駆動方
法は以下の通りである。回折格子の分布反射により共振
を生じさせる半導体レーザの駆動方法であって、前記回
折格子の分布反射による共振に主に基づく第１の発振状
態と、前記回折格子の分布反射による共振の寄与の程度
が前記第１の発振状態よりも小さい第２の発振状態とを
切り換えることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。

【００１６】前記発振状態の切り換えは、前記回折格子
の結合係数を制御することによって行ったり、前記回折
格子がその界面に形成される２つの半導体層の少なくと
も一方の半導体層の屈折率を制御することによって行う
ことができる。

【００１７】また、前述の半導体レーザと、該半導体レ
ーザからの出力光のうちの１つの偏波の光を選択する偏
光選択手段とを用いて光送信器を構成することができ
る。前述の半導体レーザにおいては、発振状態に応じ
て、ある偏波の光の強度を変えられるので、該偏波の光
を取り出すことにより強度変調された光を得ることがで
きる。この構成で従来より変調電力が小さく占有波長幅
が狭く消光比の大きい光信号を出力する光送信器を実現
できる。更に具体的に言えば、前述の半導体レーザにお
いて、半導体層の屈折率または回折格子の結合係数を制
御する為に供給する電圧や電流として、バイアス電圧ま
たはバイアス電流に送信信号に応じた電圧や電流を重畳
すればよい。また、この光送信器を用いて光通信システ
ムを構成することができる。本発明の半導体レーザはチ
ャープが少ないので、波長多重を効率よく行うことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するの
に先立ち、本発明の実施の形態を理解するのに役立つ参
考例を説明する。この参考例の記載は特願平７−２６３
５２６号の記載に基づくものである。

【００１９】図１１は参考例の素子の共振器方向の断面
図である。具体的な層構成は以下の通りである。図１１
において、１０１はｎ型ＩｎＰ基板、１０２はｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層、１０３はｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド
層、１０４はアンドープＧａＩｎＡｓＰ活性層、１０５
はｐ型ＩｎＰクラッド層、１０６はｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト（キャップ）層である。また、１０７はｎ型
クラッド層１０２とｎ型光ガイド層１０３の境界に形成
されたλ／４位相シフト部を有するグレーティングであ
り、１０８は正電極、１０９は負電極である。

【００２０】図１１において、領域１はＤＦＢ領域、領
域２は位相調整領域、領域３はファブリペロー共振器
（ＦＰ）領域である。ＤＦＢ領域の結合パラメータκ・
Ｌは２程度とし、ＦＰ領域の共振器長を３００μｍとす
ることで、ストップバンドに比べ、ファブリペローモー
ドの軸モード間隔を十分小さくしている。各領域は電気
的には独立であるが、光学的には共振器方向に整列した
光ガイド層１０３を介して結合している。ＤＦＢ領域で
は光ガイド層１０３にグレーティング１０７が形成され
ており、そのＴＭモードのブラッグ波長が利得ピーク波
長と一致するようグレーティングピッチが設定してあ
る。

【００２１】ＦＰ領域では両端面がファブリペロー共振
器を形成している。本参考例の場合、一方をへき開面１
１２、他方をエッチング面（エッチングミラー）１１０
を用いている。エッチング面１１０の深さは本参考例の
場合、活性層１０４に達するまでとしている。この結
果、反射鏡と光結合器の両方の機能を持たせることがで
きる。位相調整領域には利得媒質はなく、その両端面は
共振器を形成しないよう共振方向に対して斜めカットし
てある。ＤＦＢ領域の端面１１３とＦＰ領域の端面１１
２は必要に応じてコーティングを行ってもよく、本提参
考例の場合、ＤＦＢ側は無反射（ＡＲ）コート１１３
を、ＦＰ側は５０％反射膜コート１１２を施してある。

【００２２】次に動作原理について説明する。図１２
は、ＤＦＢ領域およびＦＰ領域にキャリア注入して閾値
近傍に励起した時の、共振器の任意の一点で見たГ・ｇ
（利得×閉じこめ係数）スペクトルと共振器損失スペク
トルとの関係を、ＴＥモードとＴＭモードとで別々に示
したものである。本参考例の場合、活性層１０４は量子
効果のないバルク構造を用いているため、閉じこめ係数
Гに差はあるもののプロファイル的にはＴＥモードとＴ
ＭモードでГ・ｇ（利得×閉じこめ係数）に差は殆どな
い。共振器損失は、ＴＥモードでは軸モード抑圧比が小
さくなるため、ブロードな利得スペクトルと相俟って、
発振可能な軸モードが幾つか常に存在し（図１２（ｂ）
参照）、ＴＭモードでは、軸モード抑圧比が大きくなる
ので常にブラッグ波長λ^ＴＭ _Ｂが発振モードとして選択
できる（図１２（ａ））。

【００２３】したがって、各領域のキャリア注入量を制
御することにより、両モードの閾利得を等しくできるだ
けでなく、安定なＴＭモードとマルチモードのＴＥモー
ドをスイッチングすることができる。ＬＤ全体としてＴ
Ｅモードで発振するかＴＭモードで発振するかは、位相
条件で決まる。位相調整領域ではキャリアを注入するこ
とでプラズマ効果により実効的な屈折率を変化させてい
る。

【００２４】以下の実施例では、上述の参考例とは異な
る制御、構成により発振状態を切り変える。

【００２５】第１実施例図１は、分布帰還型半導体レーザである本実施例の特徴
を最も良く表す図面であり、図２のＡ−Ａ’線（共振方
向と垂直な方向）での断面である。同図において、１は
例えばｎ型ＩｎＰからなる基板、２は例えばｎ型ＩｎＰ
からなる第１クラッド層、３は量子井戸で構成される活
性層、４は例えばｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなる第１光ガ
イド層、５は回折格子、１０は例えば量子井戸からなる
第２光ガイド層、６は例えばｎ型ＩｎＰからなる第２ク
ラッド層、７は基板１に形成された第１電極、８は第１
光ガイド層４上の一部に形成された第２電極、９は第２
クラッド層６上に形成された第３電極である。

【００２６】図３には、図２のＢ−Ｂ’線（共振方向）
で切断した場合の構成図を示してある。図３において、
両端面はへき開面となっていてファブリペロー共振器を
構成する様になっている。図１、図２、図３において、
同一部材には同一番号をつけてある。

【００２７】本実施例で用いた素子の主要部分の寸法等
は次の通りである。活性層３は、井戸部が例えばノンド
ープのＩｎＧａＡｓＰから構成されていて（厚さ１１ｎ
ｍ）、障壁部が例えばバンドギャップエネルギーが１．
０７ｅＶであるノンドープのＩｎＧａＡｓＰ（厚さ２０
ｎｍ）から構成される５周期の量子井戸構造を有する。
第１光ガイド層４は、例えばｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（バン
ドギャップエネルギー１．０７ｅＶ）から成り、厚さ
０．２μｍ、ｐドープ量５×１０¹⁷ｃｍ^-3である。第２
光ガイド層１０は、例えば井戸層がノンドープのＩｎＧ
ａＡｓＰ（バンドギャップエネルギー０．９５ｅＶ）か
ら成り（厚さ６ｎｍ）、障壁層がノンドープのＩｎＰ
（厚さ１０ｎｍ）で構成される１０周期の量子井戸構造
を有する。

【００２８】また、本実施例のデバイスは図１、図２で
分かるようにリッジ導波路となっているが、リッジ導波
路の幅は約３μｍ、素子長は約５００μｍとした。回折
格子５は周期が２３０ｎｍ、深さが約３０ｎｍのものを
形成した。こうして、活性層３の構成と相まって、ＴＥ
偏波に対する回折格子５のブラッグ波長が利得ピーク波
長に設定される。ここでは、第２電極８と第１光ガイド
層４の間にコンタクトを良くする為の高ドープ層は図示
していないが、コンタクト抵抗を下げる為にこの様な高
ドープ層を用いている。

【００２９】活性層３は、井戸に基板１より格子定数の
小さな材料（ＩｎＧａＡｓＰ）を用いた所謂引っ張り歪
量子井戸となっていて、価電子帯に形成される量子準位
は軽い正孔の準位が最低次準位となっている。よって、
電流注入による注入キャリアは、伝導帯の量子準位とこ
の軽い正孔の準位に蓄積されて反転分布を形成し、自然
放出及び誘導放出を生じさせる。こうして、ＴＭ偏波に
対する利得をＴＥ偏波に対する利得より大きくしてい
る。

【００３０】第２光ガイド層１０は、活性層３で発生さ
れる光に対して吸収層とならない量子井戸となってい
て、逆バイアスを印加することにより屈折率が変化する
（屈折率が大きくなる）。逆バイアスは第２電極８と第
３電極９を用いて第２光ガイド層１０に印加される。

【００３１】次に本実施例の動作について説明する。こ
こでは第２電極８を共通電極として、即ち接地して動作
させた。活性層３への電流注入は、第１電極７と第２電
極８を用いて順バイアス電圧を印加することにより行な
う。一方、回折格子５を形成する第２光ガイド層１０
へ、第２電極８と第３電極９を用いて逆バイアス電圧を
印加し、第２光ガイド層１０を構成する量子井戸で量子
閉じ込めシュタルク効果を生じさせて屈折率を変化させ
る。

【００３２】まず、ＤＦＢモードの発振について述べ
る。第２光ガイド層１０へ電圧を印加しない状態で、活
性層３に電流を注入する。この状態は普通の単電極の分
布帰還型半導体レーザと変わらないので、或る一定の閾
値に達するとＤＦＢモードがＴＥ偏波で発振する。この
ＤＦＢモード発振状態で、第２光ガイド層１０へ逆バイ
アス電圧を印加し、回折格子５を形成している第２光ガ
イド層１０の屈折率を変化させる。量子閉じ込めシュタ
ルク効果により屈折率は若干大きくなり、回折格子５を
挟んだ両側の材料、即ち第１光ガイド層４と第２光ガイ
ド層１０の間の屈折率差が小さくなる。よって、回折格
子５の有する結合係数が小さくなる。結合係数の減少
は、電圧印加前に発振していたＤＦＢモードの発振を停
止させ、２つの端面で共振するＦＰモードの発振への切
り換えを起こす。このＦＰモード発振は、活性層３が引
っ張り歪量子井戸構造であるので、ＴＭ偏波発振とな
る。また、このＦＰモード発振状態から印加している電
圧を小さくすることで、回折格子５の結合係数を大きく
することができて、再びＦＰモードからＤＦＢモードへ
と切り換えることができる。ＤＦＢモード及びＦＰモー
ドがＴＥ偏波発振かＴＭ偏波発振かは、活性層の構成、
回折格子のピッチなどの設計で適当に設定できる。

【００３３】本実施例では、回折格子５へ逆バイアスを
印加していない状態でκＬ（回折格子５の結合係数と共
振器長の積）が１．２程度（反射率にして７０％程度）
の回折格子５に電圧を印加して第１光ガイド層４と第２
光ガイド層１０の間の屈折率差を小さくすることによ
り、κＬを半減させることができ、端面の反射率が相対
的に大きくなりＦＰモードが主に発振する様になる。

【００３４】ところで、本実施例では、利得がＴＥ偏波
とＴＭ偏波で拮抗する構成の活性層として引っ張り歪量
子井戸構造を用いたが、これに限られずバルク構造の活
性層等も用いられる。ガイド層の屈折率を変える手段
も、電圧印加に限られず、電流注入によるプラズマ効果
を利用するもの等も用いられる。上記の構成で言えば、
第２光ガイド層１０へ、第２電極８と第３電極９を用い
て順バイアス電圧を印加して電流注入すればよい。

【００３５】本実施例の場合、ＤＦＢモード（回折格子
５の帰還によって決まるモード）は端面反射の影響を受
け易いので、回折格子５中に、位相不連続部（例えば、
λ／４位相シフト部１５）を形成することによりＤＦＢ
モードを安定させることができる（この工夫は従来のＤ
ＦＢレーザと同じである。共振方向の断面構成を図４に
示した）。図４の構成では電極２０、２１、２２と３つ
設けられているが、各電極は波長可変、位相調整などの
為の電流制御に用いられる。

【００３６】また、本実施例はＤＦＢレーザとして構成
されているが、活性層３と平坦な光ガイド層が設けられ
て回折格子５が設けられていない活性領域及び、第１光
ガイド層４と第２光ガイド層１０の間の回折格子５と第
２光ガイド層１０への電圧印加用電極９が設けられて活
性層のないＤＢＲ領域が共振方向に直列的に形成された
ＤＢＲレーザとしても構成され得る。動作は上記ＤＦＢ
レーザと実質的に同じである。すなわち、活性領域の活
性層３への電流注入は、第１電極７と第２電極８を用い
て順バイアス電圧を印加することにより行ない、他方、
ＤＢＲ領域の回折格子５を形成する第２光ガイド層１０
へ、第２電極８と第３電極９を用いて逆バイアス電圧を
印加し、第２光ガイド層１０を構成する量子井戸で量子
閉じ込めシュタルク効果を生じさせて屈折率を変化させ
る。

【００３７】第２実施例本発明の第２実施例を図５に示した。図５は第１実施例
の図３に対応する図面である。図５において第１実施例
と同一部材には同一番号をつけてある。共振方向に垂直
な断面は、回折格子５のある領域では図１と同じであ
る。

【００３８】第２実施例と第１実施例との差異は、図５
の右側に回折格子が形成されていない部分があることで
ある。回折格子５の深さを第１実施例と同じとし素子長
も同じとすると、回折格子による反射に影響するパラメ
ータκＬが小さくなる。第２実施例では、第１実施例に
比べて回折格子５がある部分の長さを約８０％にしてい
る。これにより、ＤＦＢモードでの発振に対する閾値は
若干上昇したが、ＦＰモードへの切り換えの際の回折格
子５の結合係数の減少は小さくてよいので、ＦＰモード
への切り換えの為の電極８、９及び３、２３間の印加電
圧を低くすることができた。このＦＰモードへの切り換
えの際、電極７、８間の電流（活性層３への注入電流）
を増加させるとよい。

【００３９】第３実施例本実施例では、第１電極７及び第２電極８を用いて活性
層３へ電流を注入した時に、リッジ下部の活性層部分だ
けに電流注入を制御し、光が導波されない部分の活性層
３への電流注入を抑制し、しきい値を低減し、導波モー
ドを安定化する。図６は図１に相当する図である。図６
において、図１と同一部材には同一番号をつけてある。
図６で新たな部材は、電流狭窄層４０である。電流狭窄
層４０は、例えば、ｐ型ＩｎＰ（厚さ１μｍ、ｐドープ
量５×１０^１７ｃｍ^−３）からなり、リッジ下部に相当
する部分には形成されていない。この電流狭窄層４０に
より第１電極７及び第２電極８を用いて活性層８へ注入
される電流は、電流狭窄層４０の部分を流れることがで
きず、活性層３のリッジ下部に制限される。この結果、
無効電流を低減でき、導波モードを安定化できる。

【００４０】第４実施例第１乃至第３実施例で説明した素子を光送信機で使用し
た場合の実施例を図７に示した。図７において、３０は
光受信機、３１は制御回路、３２は本発明のデバイス、
３３は偏光選択手段（例えば偏光子）、３４は送信しよ
うとする信号、３５は光送信機３０により出力された光
信号、３６は制御回路３１より出力される本発明のデバ
イス３２を駆動制御する為の信号、３７は本発明のデバ
イス３２から出力される光出力である。

【００４１】次に簡単に本構成の動作について説明す
る。外部から送信すべき信号３４を受け取った光送信機
３０は、制御回路３１で本発明のデバイス３２を第１実
施例に示した原理に基づいて駆動すべく、制御駆動信号
３６を発生する。本発明のデバイス３２は、制御駆動信
号３６を受けて、ＴＥ偏波のＤＦＢモード（またはＴＭ
偏波のＤＦＢモード）とＴＭ偏波のＦＰモード（または
ＴＥ偏波のＦＰモード）との間で光出力の状態を切り換
える。ここで得られた光出力３７を偏光選択手段３３で
一方の偏光の光出力（例えばＴＥ偏波のＤＦＢモードの
光）を選択することにより、信号３４に応じた光信号３
５を得ることができる。何れのモードの光を選択するか
は、各場合に応じて適したものを選択すればよい。

【００４２】第５実施例図８に、本発明による半導体デバイスを波長多重光ＬＡ
Ｎ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）の構成例を示し、図９、図１０にそ
のノード７０１を用いた光ＬＡＮシステムの構成例を示
す。

【００４３】外部に接続された光ファイバ７００を媒体
として光信号がノード７０１に取り込まれ、分岐部７０
２によりその一部が波長可変光フィルタ等を備えた受信
装置７０３に入射する。この受信器７０３により所望の
波長の光信号だけ取り出して信号検波を行う。これを制
御回路で適当な方法で処理して端末に送る。一方、ノー
ド７０１から光信号を送信する場合には、上記実施例の
偏波変調半導体レーザ７０４を信号に従って上記の如く
制御回路で適当な方法で駆動し、偏波変調して、偏光板
７０７（これにより偏波変調信号が振幅強度変調信号に
変換される）を通して（更にアイソレータを入れてもよ
い）出力光を合流部７０６を介して光伝送路７００に入
射せしめる。また、半導体レーザ及び波長可変光フィル
タを２つ以上の複数設けて、波長可変範囲を広げること
もできる。

【００４４】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図９に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向にノ
ード８０１〜８０５を接続しネットワーク化された多数
の端末及びセンタ８１１〜８１５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
衰を補償するために光増幅器を伝送路８００上に直列に
配することが必要となる。また、各端末８１１〜８１５
にノード８０１〜８０５を２つ接続し伝送路を２本にす
ることでＤＱＤＢ方式による双方向の伝送が可能とな
る。また、ネットワークの方式として、図９のＡとＢを
つなげたループ型（図１０に示す）やスター型あるいは
それらを複合した形態等のものでもよい。

【００４５】図１０において、９００は光伝送路、９０
１〜９０６は光ノード、９１１〜９１４は端末である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の半導
体レーザでは発振状態を切り換えることができる。特
に、回折格子による分布反射による奇与の程度が大きい
発振状態と小さい発振状態を切り換えることができる。
該２つの発振状態それぞれの発振特性はそれぞれ設定で
きるので、ある偏波の光の強度を該２つの発振状態で異
ならせることができる。それにより発振状態を制御する
ことで、ある偏波の光に着目すると、強度変調された光
を得ることができる。

【００４７】又、本発明においては、位相調整を他の調
整（活性領域への注入電流の調整など）を考慮して行う
必要がなく、また、位相調整領域を特別に設けたりしな
くてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の共振方向に垂直な方向
の断面構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例のデバイスの斜視図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例の共振方向の断面構成を
示す図である。

【図４】本発明の第１の実施例にλ／４シフトを導入し
た場合の共振方向の断面構成を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例の共振方向の断面構成を
示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例の共振方向に垂直な方向
の断面構成を示す図である。

【図７】本発明のデバイスを用いた光送信機の構成を示
す図である。

【図８】図９、図１０のシステムにおけるノードの構成
例を示す模式図である。

【図９】本発明の半導体デバイスを用いたバス型光ＬＡ
Ｎシステムの構成例を示す模式図である。

【図１０】本発明の半導体デバイスを用いたループ型光
ＬＡＮシステムの構成例を示す模式図である。

【図１１】参考例のデバイスの構成を示す図である。

【図１２】参考例のデバイスの動作を説明する為の図で
ある。

【符号の説明】

１基板２第１クラッド層３活性層４第１光ガイド層５グレーティング６第２クラッド層７、９、２０、２１、２２、２３負電極８正電極１０第２光ガイド層１５位相シフト部３０光送信機３１制御回路３２、７０４本発明の偏波変調レーザ３３、７０７偏光子（偏光選択手段）４０電流狭窄層７００、８００、９００光伝送路７０１、８０１〜８０５、９０１〜９０６ノード７０２光分岐部７０３受信器７０６合流部８１１〜８１５、９１１〜９１６端末装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回折格子の分布反射により共振を生じさせ
る半導体レーザであって、活性層に電流を注入する手段
と、前記回折格子がその界面に形成されている２つの半
導体層のうちの少なくとも１つの半導体層の屈折率を変
化させる手段とを有することを特徴とする半導体レー
ザ。
【請求項２】回折格子の分布反射により共振を生じさせ
る半導体レーザであって、活性層に電流を注入する手段
と、前記回折格子の結合係数を変化させる手段とを有す
ることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】回折格子の分布反射により共振を生じさせ
る第１の共振器構造と、少なくとも２つの面で光を反射
してファブリペロー共振を生じさせる第２の共振器構造
と、光利得を与える活性層と、前記回折格子の結合係数
を制御する手段とを有しており、前記第１の共振器構造
と第２の共振器構造とは光学的に結合していることを特
徴とする半導体レーザ。
【請求項４】前記第１の共振器構造が設けられる領域と
前記第２の共振器構造が設けられる領域とは少なくとも
一部が重複している請求項３に記載の半導体レーザ。
【請求項５】半導体レーザの発振状態に対する前記回折
格子による分布反射の奇与の程度の変化に伴い、所定の
偏波の光の出力強度が変化するように構成されている請
求項１乃至４のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項６】前記回折格子がその界面に形成されている
２つの半導体層のうち少なくとも１つの半導体層が量子
井戸構造層を含んでいる請求項１乃至５のいずれかに記
載の半導体レーザ。
【請求項７】前記活性層が引っ張り歪量子井戸構造層を
含む請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項８】前記回折格子中に位相不連続部が形成され
ている請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体レー
ザ。
【請求項９】前記回折格子が、該回折格子がその界面に
形成される２つの半導体層の界面の一部には形成されて
いない請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体レー
ザ。
【請求項１０】回折格子の分布反射により共振を生じさ
せる半導体レーザの駆動方法であって、前記回折格子の
分布反射による共振に主に基づく第１の発振状態と、前
記回折格子の分布反射による共振の寄与の程度が前記第
１の発振状態よりも小さい第２の発振状態とを切り換え
ることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。
【請求項１１】前記発振状態の切り換えは、前記回折格
子の結合係数を制御することによって行う請求項１０に
記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項１２】前記発振状態の切り換えは、前記回折格
子がその界面に形成される２つの半導体層の少なくとも
一方の半導体層の屈折率を制御することによって行う請
求項１０に記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項１３】請求項１乃至９のいずれかに記載の半導
体レーザと、該半導体レーザからの出力光のうちの１つ
の偏波の光を選択する偏光選択手段とを有することを特
徴とする光送信器。
【請求項１４】請求項１３に記載の光送信器と、該光送
信器から出力される光信号を受信する光受信器とを有す
ることを特徴とする光通信システム。
【請求項１５】複数の前記光送信器を用いて、該複数の
光送信器がそれぞれ異なる波長の光信号を出力して波長
多重通信を行うことを特徴とする請求項１４に記載の光
通信システム。