JPH11103122A - モード同期半導体レーザ - Google Patents
モード同期半導体レーザInfo
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- JPH11103122A JPH11103122A JP26025497A JP26025497A JPH11103122A JP H11103122 A JPH11103122 A JP H11103122A JP 26025497 A JP26025497 A JP 26025497A JP 26025497 A JP26025497 A JP 26025497A JP H11103122 A JPH11103122 A JP H11103122A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波信号の注入効率が高く、高周波信号源
への負担が小さく、波長が広範囲に可変で繰り返し周波
数可変なモード同期半導体レーザを提供する。 【解決手段】 可飽和吸収領域１１と利得領域１２とを
有する半導体レーザ１と、電界吸収型光変調器２とを、
レンズ３１，３２および光フィルタ３３を介して直列に
配設し、かつ両者をベース１ａ，２ａによって軸方向に
可動とする。光変調器２がモード同期条件を決定する可
飽和吸収領域１１と利得領域１２から分離しているた
め、モード同期条件と高周波特性を独立に最適化するこ
とが可能となり、高周波信号源の負担を軽くすることが
可能となり、光パルス列の繰り返し周波数の精度や動作
の安定性を容易に高めることができる。
への負担が小さく、波長が広範囲に可変で繰り返し周波
数可変なモード同期半導体レーザを提供する。 【解決手段】 可飽和吸収領域１１と利得領域１２とを
有する半導体レーザ１と、電界吸収型光変調器２とを、
レンズ３１，３２および光フィルタ３３を介して直列に
配設し、かつ両者をベース１ａ，２ａによって軸方向に
可動とする。光変調器２がモード同期条件を決定する可
飽和吸収領域１１と利得領域１２から分離しているた
め、モード同期条件と高周波特性を独立に最適化するこ
とが可能となり、高周波信号源の負担を軽くすることが
可能となり、光パルス列の繰り返し周波数の精度や動作
の安定性を容易に高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光計測、
光情報処理等に有用な高繰り返しの超短光パルス列を発
生させるモード同期半導体レーザに関する。
光情報処理等に有用な高繰り返しの超短光パルス列を発
生させるモード同期半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超高速の光通信、光計測、光情報
処理の基本技術として数十ＧＨｚの繰り返し周波数を有
する光パルス列の発生を可能にする技術への要求が高ま
っている。さらに光計測においては、広範囲の波長可変
性、周波数可変性が要求されている。これらの要求を満
たす光源の例として、可飽和吸収領域および利得領域を
有する２電極半導体レーザを用いた外部共振器型モード
同期半導体レーザが挙げられる。
処理の基本技術として数十ＧＨｚの繰り返し周波数を有
する光パルス列の発生を可能にする技術への要求が高ま
っている。さらに光計測においては、広範囲の波長可変
性、周波数可変性が要求されている。これらの要求を満
たす光源の例として、可飽和吸収領域および利得領域を
有する２電極半導体レーザを用いた外部共振器型モード
同期半導体レーザが挙げられる。
【０００３】この技術については、例えば特開平５−９
５１５２号公報に開示されているように、図３におい
て、可飽和吸収領域７４と、光導波路領域７２と、光増
幅領域７１と、光変調領域７３とが直列に基板２１上に
おいて接続された短光パルス光源７０がある。
５１５２号公報に開示されているように、図３におい
て、可飽和吸収領域７４と、光導波路領域７２と、光増
幅領域７１と、光変調領域７３とが直列に基板２１上に
おいて接続された短光パルス光源７０がある。
【０００４】さらにまた、例えばデリクソンらによるア
イ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ・カンタム・
エレクトロニクス、第２８巻、２１８６〜２２０２頁
（D.J.Derickson et al., IEEE Journal of Quantum El
ectronics Vol. 28, pp. 2186-2202)に示されている技
術がある。本従来例は図４に示すように、可飽和吸収領
域１１１と利得領域１１２を有する半導体レーザ１０１
と、それに直列に配設されたレンズ１３１，１３２、光
フィルタ１３３、反射鏡１５０から構成される。上記の
ように構成されたモード同期半導体レーザにおいては、
可飽和吸収領域１１１にバイアスティー１４５を介し
て、逆バイアスと高周波信号とを印加し、利得領域１１
２に直流電流を注入することにより、適切な条件のもと
でモード同期動作を実現することが可能となっている。
イ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ・カンタム・
エレクトロニクス、第２８巻、２１８６〜２２０２頁
（D.J.Derickson et al., IEEE Journal of Quantum El
ectronics Vol. 28, pp. 2186-2202)に示されている技
術がある。本従来例は図４に示すように、可飽和吸収領
域１１１と利得領域１１２を有する半導体レーザ１０１
と、それに直列に配設されたレンズ１３１，１３２、光
フィルタ１３３、反射鏡１５０から構成される。上記の
ように構成されたモード同期半導体レーザにおいては、
可飽和吸収領域１１１にバイアスティー１４５を介し
て、逆バイアスと高周波信号とを印加し、利得領域１１
２に直流電流を注入することにより、適切な条件のもと
でモード同期動作を実現することが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般的にモード同期半
導体レーザにおいては、光通信の応用上光パルス列の繰
り返し周波数の精度や動作の安定性を高めるために、安
定化高周波電源による電気的な制御が必要であり、上述
した従来のモード同期半導体レーザにおいては可飽和吸
収領域または利得領域のどちらかに高周波信号とバイア
ス電圧とを重畳させる方法が用いられている。この高周
波重畳の方法においては、高周波信号を効率よく注入す
るために寄生容量の低減やインピーダンス整合等による
高周波回路の最適化が必要である。
導体レーザにおいては、光通信の応用上光パルス列の繰
り返し周波数の精度や動作の安定性を高めるために、安
定化高周波電源による電気的な制御が必要であり、上述
した従来のモード同期半導体レーザにおいては可飽和吸
収領域または利得領域のどちらかに高周波信号とバイア
ス電圧とを重畳させる方法が用いられている。この高周
波重畳の方法においては、高周波信号を効率よく注入す
るために寄生容量の低減やインピーダンス整合等による
高周波回路の最適化が必要である。
【０００６】しかしながら、モード同期には最適な領域
長およびバイアス条件等があり、上述した従来の技術に
よる半導体装置においては、デバイス設計に制限を受け
るために、高周波特性を最適化するのは非常に困難であ
った。そのため、高周波信号源への負荷が大きいという
問題があった。
長およびバイアス条件等があり、上述した従来の技術に
よる半導体装置においては、デバイス設計に制限を受け
るために、高周波特性を最適化するのは非常に困難であ
った。そのため、高周波信号源への負荷が大きいという
問題があった。
【０００７】本発明の目的は、上述した従来の外部共振
器型モード同期半導体レーザのもつ欠点を除去して、高
周波信号の注入効率が高く、高周波信号源への負荷が小
さく、かつ波長が広範囲に可変であり、かつ繰り返し周
波数可変なモード同期半導体レーザを提供することにあ
る。
器型モード同期半導体レーザのもつ欠点を除去して、高
周波信号の注入効率が高く、高周波信号源への負荷が小
さく、かつ波長が広範囲に可変であり、かつ繰り返し周
波数可変なモード同期半導体レーザを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のモード同
期半導体レーザは、外部共振器型のモード同期半導体レ
ーザにおいて、可飽和吸収領域と利得領域とを有し、利
得領域の端面に反射防止膜が形成された半導体レーザ
と、半導体レーザと同軸上に直列に設けられ、一方の端
面に反射防止膜が形成された電界吸収型光変調器と、半
導体レーザと電界吸収型光変調器とを光学的に結合させ
る手段とを備えている。
期半導体レーザは、外部共振器型のモード同期半導体レ
ーザにおいて、可飽和吸収領域と利得領域とを有し、利
得領域の端面に反射防止膜が形成された半導体レーザ
と、半導体レーザと同軸上に直列に設けられ、一方の端
面に反射防止膜が形成された電界吸収型光変調器と、半
導体レーザと電界吸収型光変調器とを光学的に結合させ
る手段とを備えている。
【０００９】本発明の第２のモード同期半導体レーザ
は、本発明の第１のモード同期半導体レーザにおいて、
電界吸収型光変調器の他方の端面に高反射膜が形成され
ている。
は、本発明の第１のモード同期半導体レーザにおいて、
電界吸収型光変調器の他方の端面に高反射膜が形成され
ている。
【００１０】本発明の第３のモード同期半導体レーザ
は、本発明の第１または第２の同期半導体レーザにおい
て、波長制御素子を備えたことを特徴とする。
は、本発明の第１または第２の同期半導体レーザにおい
て、波長制御素子を備えたことを特徴とする。
【００１１】本発明の第４のモード同期半導体レーザ
は、本発明の第１ないし第３に記載のモード同期半導体
レーザにおいて、半導体レーザと電界吸収型光変調器の
光路長を可変にする手段を備えている。
は、本発明の第１ないし第３に記載のモード同期半導体
レーザにおいて、半導体レーザと電界吸収型光変調器の
光路長を可変にする手段を備えている。
【００１２】上述の第１の発明において、半導体レーザ
と前記電界吸収型光変調器とを光学的に結合させる手段
には、半導体レーザと電界吸収型光変調器との間におい
て同軸上に直列に配設された１対の光学レンズを含んで
おり、上述の第４の発明において、半導体レーザと電界
吸収型光変調器の光路長を可変にする手段として、半導
体レーザと１個の光学レンズを搭載するベースと、電界
吸収型光変調器と別の１個の光学レンズを搭載するベー
スとを有し、各ベースが軸と平行に可動に設けられてい
る。
と前記電界吸収型光変調器とを光学的に結合させる手段
には、半導体レーザと電界吸収型光変調器との間におい
て同軸上に直列に配設された１対の光学レンズを含んで
おり、上述の第４の発明において、半導体レーザと電界
吸収型光変調器の光路長を可変にする手段として、半導
体レーザと１個の光学レンズを搭載するベースと、電界
吸収型光変調器と別の１個の光学レンズを搭載するベー
スとを有し、各ベースが軸と平行に可動に設けられてい
る。
【００１３】さらに第３の発明における波長制御素子
は、光学的に結合させる手段の中に設けられた光フィル
タを含み、光フィルタの傾斜を光軸に対して変化させる
ことにより、発振波長を変化させることができるように
なっている。
は、光学的に結合させる手段の中に設けられた光フィル
タを含み、光フィルタの傾斜を光軸に対して変化させる
ことにより、発振波長を変化させることができるように
なっている。
【００１４】本発明の第５のモード同期半導体レーザ
は、外部共振器型のモード同期半導体レーザにおいて、
利得領域と電界吸収型光変調領域とを有し、利得領域側
の端面に反射防止膜が形成された半導体レーザと、半導
体レーザと同軸上に設けられた可飽和吸収鏡と、半導体
レーザと可飽和吸収鏡を光学的に結合させる手段とを備
えている。
は、外部共振器型のモード同期半導体レーザにおいて、
利得領域と電界吸収型光変調領域とを有し、利得領域側
の端面に反射防止膜が形成された半導体レーザと、半導
体レーザと同軸上に設けられた可飽和吸収鏡と、半導体
レーザと可飽和吸収鏡を光学的に結合させる手段とを備
えている。
【００１５】本発明の第６のモード同期半導体レーザ
は、本発明の第５のモード同期半導体レーザにおいて、
波長制御素子を備えたことを特徴としている。
は、本発明の第５のモード同期半導体レーザにおいて、
波長制御素子を備えたことを特徴としている。
【００１６】本発明の第７のモード同期半導体レーザ
は、本発明の第５または第６のモード同期半導体レーザ
において、半導体レーザと可飽和吸収鏡の光路長を可変
にする手段を備えている。
は、本発明の第５または第６のモード同期半導体レーザ
において、半導体レーザと可飽和吸収鏡の光路長を可変
にする手段を備えている。
【００１７】上述の第５の発明において、半導体レーザ
と可飽和吸収鏡とを光学的に結合させる手段が、半導体
レーザと可飽和吸収鏡との間において、同軸上に配設さ
れた光学レンズを含んでおり、さらに可飽和吸収鏡の多
重量子井戸の膜厚の分布が、基板面内において変化して
いる。
と可飽和吸収鏡とを光学的に結合させる手段が、半導体
レーザと可飽和吸収鏡との間において、同軸上に配設さ
れた光学レンズを含んでおり、さらに可飽和吸収鏡の多
重量子井戸の膜厚の分布が、基板面内において変化して
いる。
【００１８】上述の第７の発明において、半導体レーザ
と可飽和吸収鏡の光路長を可変にする手段として、半導
体レーザと光学レンズを搭載するベースと、可飽和吸収
鏡を搭載するベースとを有し、各ベースが軸と平行に可
動に設けられている。
と可飽和吸収鏡の光路長を可変にする手段として、半導
体レーザと光学レンズを搭載するベースと、可飽和吸収
鏡を搭載するベースとを有し、各ベースが軸と平行に可
動に設けられている。
【００１９】さらに第６の発明における波長制御素子
が、光学的に結合させる手段の中に設けられた光フィル
タを含んでおり、光フィルタの傾斜を光軸に対して変化
させることにより、発振波長を変化させるようになって
いる。
が、光学的に結合させる手段の中に設けられた光フィル
タを含んでおり、光フィルタの傾斜を光軸に対して変化
させることにより、発振波長を変化させるようになって
いる。
【００２０】上述の第１ないし第４の本発明の構成にお
いては、光変調器がモード同期条件を決定する可飽和吸
収領域と利得領域から分離して設けられ、かつそれらの
間に光学的結合手段を設け、さらに分離した光変調器と
可飽和吸収領域、利得領域とを別個のベースに搭載して
互いに軸方向に可動としたため、モード同期条件と高周
波特性を独立に最適化することが可能である。すなわち
モード同期状態が最適になるように可飽和吸収領域と利
得領域の領域長および材料組成設計を行い、高周波特性
が最適になるように独立に電界吸収型光変調器の素子長
および材料組成設計が可能である。そのため、高周波信
号源の負担を軽くすることが可能であり、超短光パルス
列の繰り返し周波数の精度や発振モードの安定性を容易
に高めることができる。
いては、光変調器がモード同期条件を決定する可飽和吸
収領域と利得領域から分離して設けられ、かつそれらの
間に光学的結合手段を設け、さらに分離した光変調器と
可飽和吸収領域、利得領域とを別個のベースに搭載して
互いに軸方向に可動としたため、モード同期条件と高周
波特性を独立に最適化することが可能である。すなわち
モード同期状態が最適になるように可飽和吸収領域と利
得領域の領域長および材料組成設計を行い、高周波特性
が最適になるように独立に電界吸収型光変調器の素子長
および材料組成設計が可能である。そのため、高周波信
号源の負担を軽くすることが可能であり、超短光パルス
列の繰り返し周波数の精度や発振モードの安定性を容易
に高めることができる。
【００２１】さらにまた、上述の第５ないし第７の本発
明の構成においても同様に、光変調領域がモード同期条
件を決定する可飽和吸収鏡と利得領域とは別個に設けら
れているため、モード同期条件と高周波特性を独立に最
適化することが可能である。さらに、モード同期半導体
レーザの共振器中の光学系を簡略化できるため実装コス
トの低減が可能である。また可飽和吸収鏡の材料組成、
材料膜厚の面内分布を利用することにより、モード同期
条件の最適化を容易に行うことができる。
明の構成においても同様に、光変調領域がモード同期条
件を決定する可飽和吸収鏡と利得領域とは別個に設けら
れているため、モード同期条件と高周波特性を独立に最
適化することが可能である。さらに、モード同期半導体
レーザの共振器中の光学系を簡略化できるため実装コス
トの低減が可能である。また可飽和吸収鏡の材料組成、
材料膜厚の面内分布を利用することにより、モード同期
条件の最適化を容易に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は本発明のモード同
期半導体レーザの第１の実施の形態の模式的縦断面図で
ある。
て、図面を参照して説明する。図１は本発明のモード同
期半導体レーザの第１の実施の形態の模式的縦断面図で
ある。
【００２３】半導体レーザ１は、２電極平行平面ファブ
リーペロー型半導体レーザであって、長さ７５μｍの可
飽和吸収領域１１と、長さ５００μｍの利得領域１２と
の２分割された電極を備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰ多重量子井戸構造を有している。さらにファブリー
ペロー型共振器の対向する端面の利得領域側の端面には
反射防止膜１３が設けられている。可飽和吸収領域１１
には、逆バイアスを印加するための直流電圧源４１が接
続され、利得領域１２には、順電流を注入するための直
流電流源４２が接続されている。
リーペロー型半導体レーザであって、長さ７５μｍの可
飽和吸収領域１１と、長さ５００μｍの利得領域１２と
の２分割された電極を備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰ多重量子井戸構造を有している。さらにファブリー
ペロー型共振器の対向する端面の利得領域側の端面には
反射防止膜１３が設けられている。可飽和吸収領域１１
には、逆バイアスを印加するための直流電圧源４１が接
続され、利得領域１２には、順電流を注入するための直
流電流源４２が接続されている。
【００２４】電界吸収型光変調器２は、半導体レーザ１
と同軸上に直列に、距離を隔てて配設されてレーザ共振
器を形成している。光変調器２の軸方向の対向する端面
には、半導体レーザ１の側の端面に反射防止膜２３が施
され、反対側の端面には高反射膜２４が施されている。
さらにバイアスティー４５を介して、光変調器２に対し
て逆バイアスを印加するための直流電圧源４３と、正弦
波を重畳するための安定化高周波電源４４とが接続され
ている。
と同軸上に直列に、距離を隔てて配設されてレーザ共振
器を形成している。光変調器２の軸方向の対向する端面
には、半導体レーザ１の側の端面に反射防止膜２３が施
され、反対側の端面には高反射膜２４が施されている。
さらにバイアスティー４５を介して、光変調器２に対し
て逆バイアスを印加するための直流電圧源４３と、正弦
波を重畳するための安定化高周波電源４４とが接続され
ている。
【００２５】半導体レーザ１と光変調器２との間には、
両者を光学的に結合するための手段として、両者と同一
軸上に光軸を有する１組のレンズ３１および３２と、両
レンズの間に波長制御素子である光フィルタ３３とが設
けられている。ここにおいて、半導体レーザ１とレンズ
３１とはベース１ａ上に固設され、電界吸収型光変調器
２とレンズ３２とは別のベース２ａ上に固設されてい
る。ベース１ａと２ａとは、半導体レーザ１および光変
調器２の中心軸と平行に互いに可動である。したがっ
て、ベース１ａとベース２ａとの間の距離を変えること
により、共振器の光路長を変えることができるので、光
パルスの周回周波数を広範囲に変化させることができ
る。さらにまた、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して
変えることにより、フィルタ３３の中心周波数を変化さ
せることができるから、発振波長を広帯域で変化させる
ことが可能となる。
両者を光学的に結合するための手段として、両者と同一
軸上に光軸を有する１組のレンズ３１および３２と、両
レンズの間に波長制御素子である光フィルタ３３とが設
けられている。ここにおいて、半導体レーザ１とレンズ
３１とはベース１ａ上に固設され、電界吸収型光変調器
２とレンズ３２とは別のベース２ａ上に固設されてい
る。ベース１ａと２ａとは、半導体レーザ１および光変
調器２の中心軸と平行に互いに可動である。したがっ
て、ベース１ａとベース２ａとの間の距離を変えること
により、共振器の光路長を変えることができるので、光
パルスの周回周波数を広範囲に変化させることができ
る。さらにまた、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して
変えることにより、フィルタ３３の中心周波数を変化さ
せることができるから、発振波長を広帯域で変化させる
ことが可能となる。
【００２６】上述のように構成したモード同期半導体レ
ーザにおいて、半導体レーザ１の可飽和吸収領域１１に
直流電圧源４１により逆バイアス−１Ｖを印加し、利得
領域１２に直流電源４２によって順電流１００ｍＡを注
入した。また電界吸収型光変調器２には、バイアスティ
ー４５を介して直流電圧源４３により逆バイアス−２Ｖ
を印加し、安定化高周波電源４４により約＋７ｄＢｍで
１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。その結果として、光パ
ルス幅が約３ｐｓで、タイミングジッタが約０．４ｐｓ
の超短光パルス出力が得られた。
ーザにおいて、半導体レーザ１の可飽和吸収領域１１に
直流電圧源４１により逆バイアス−１Ｖを印加し、利得
領域１２に直流電源４２によって順電流１００ｍＡを注
入した。また電界吸収型光変調器２には、バイアスティ
ー４５を介して直流電圧源４３により逆バイアス−２Ｖ
を印加し、安定化高周波電源４４により約＋７ｄＢｍで
１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。その結果として、光パ
ルス幅が約３ｐｓで、タイミングジッタが約０．４ｐｓ
の超短光パルス出力が得られた。
【００２７】次に、本発明のモード同期半導体レーザの
第２の実施の形態について、図２に示す模式的縦断面図
を参照して説明する。
第２の実施の形態について、図２に示す模式的縦断面図
を参照して説明する。
【００２８】半導体レーザ１０は、２電極平行面ファブ
リーペロー型半導体レーザであって、選択成長により形
成した長さ２５０μｍの電界吸収型光変調領域３と、長
さ５００μｍの利得領域１２ａとの２分割された電極を
備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造
を有している。電界吸収型光変調領域３には、バイアス
ティー４５を介して逆バイアスを印加するための直流電
圧源４３と、正弦波を重畳するための安定化高周波電源
４４とが接続され、また利得領域１２ａには順電流を注
入するための直流電流源４２が接続されている。
リーペロー型半導体レーザであって、選択成長により形
成した長さ２５０μｍの電界吸収型光変調領域３と、長
さ５００μｍの利得領域１２ａとの２分割された電極を
備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造
を有している。電界吸収型光変調領域３には、バイアス
ティー４５を介して逆バイアスを印加するための直流電
圧源４３と、正弦波を重畳するための安定化高周波電源
４４とが接続され、また利得領域１２ａには順電流を注
入するための直流電流源４２が接続されている。
【００２９】半導体レーザ１０の軸に直角に配設された
可飽和吸収鏡５０には、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ
多重量子井戸の片面に金蒸着を施して形成された鏡面を
有し、他方の面には反射防止膜が施されている。ここで
可飽和吸収鏡５０は製作時に基板を傾斜させて結晶成長
を行わせることにより、多重量子井戸の膜厚の基板面内
での分布に差を生じさせておくことが可能である。
可飽和吸収鏡５０には、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ
多重量子井戸の片面に金蒸着を施して形成された鏡面を
有し、他方の面には反射防止膜が施されている。ここで
可飽和吸収鏡５０は製作時に基板を傾斜させて結晶成長
を行わせることにより、多重量子井戸の膜厚の基板面内
での分布に差を生じさせておくことが可能である。
【００３０】半導体レーザ１０と可飽和吸収鏡５０との
間には、半導体レーザ１０の軸と光軸を一致させてレン
ズ３２ａが設けられ、レンズ３２ａと可飽和吸収鏡５０
との間に、波長制御素子である光フィルタ３３が設けら
れている。
間には、半導体レーザ１０の軸と光軸を一致させてレン
ズ３２ａが設けられ、レンズ３２ａと可飽和吸収鏡５０
との間に、波長制御素子である光フィルタ３３が設けら
れている。
【００３１】半導体レーザ１０とレンズ３２ａはベース
１０ａの上に固設され、可飽和吸収鏡５０はベース５０
ａ上に固設されて、ベース１０ａとベース５０ａとは半
導体レーザ１０の軸と平行に互いに可動である。したが
ってベース間の距離を変えることによって、共振器の光
路長を変えることができるので、光パルスの周回周波数
を広範囲に変化させることが可能になっている。さらに
また、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して変えること
により、光フィルタ３３の中心周波数を変化させること
ができるから、発振波長を広帯域で変化させることが可
能となる。
１０ａの上に固設され、可飽和吸収鏡５０はベース５０
ａ上に固設されて、ベース１０ａとベース５０ａとは半
導体レーザ１０の軸と平行に互いに可動である。したが
ってベース間の距離を変えることによって、共振器の光
路長を変えることができるので、光パルスの周回周波数
を広範囲に変化させることが可能になっている。さらに
また、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して変えること
により、光フィルタ３３の中心周波数を変化させること
ができるから、発振波長を広帯域で変化させることが可
能となる。
【００３２】また、可飽和吸収鏡５０の多重量子井戸の
膜厚の分布の差を設けたため、可飽和吸収鏡５０を光軸
に垂直方向に移動させることにより、可飽和吸収特性を
変化させることができ、したがってモード同期条件の最
適化を行うことができる。
膜厚の分布の差を設けたため、可飽和吸収鏡５０を光軸
に垂直方向に移動させることにより、可飽和吸収特性を
変化させることができ、したがってモード同期条件の最
適化を行うことができる。
【００３３】上述のように構成したモード同期半導体レ
ーザにおいて、半導体レーザ１０の利得領域１２ａに直
流電流源４２より順電流１００ｍＡを注入し、電界吸収
型光変調領域３にバイアスティー４５を介して直流電圧
源４３より逆バイアス−２Ｖと安定化高周波電源４４に
より約＋７ｄＢｍで１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。そ
の結果として光パルス幅が約３ｐｓでタイミングジッタ
が約０．４ｐｓの超短光パルス出力が得られた。
ーザにおいて、半導体レーザ１０の利得領域１２ａに直
流電流源４２より順電流１００ｍＡを注入し、電界吸収
型光変調領域３にバイアスティー４５を介して直流電圧
源４３より逆バイアス−２Ｖと安定化高周波電源４４に
より約＋７ｄＢｍで１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。そ
の結果として光パルス幅が約３ｐｓでタイミングジッタ
が約０．４ｐｓの超短光パルス出力が得られた。
【００３４】なお、上述の実施形態では、ＩｎＧａＡｓ
系多重量子井戸構造を有する半導体レーザについて記載
したが、本発明は原理的な見地から、特定の材料系に限
定されないことは明らかである。
系多重量子井戸構造を有する半導体レーザについて記載
したが、本発明は原理的な見地から、特定の材料系に限
定されないことは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光変調器
をモード同期条件を決定する可飽和吸収領域および利得
領域から分離したため、モード同期条件と高周波特性と
を独立にそれぞれ最適化することができるので、高周波
信号源の負荷を軽減することが可能となり、したがっ
て、光パルス列の繰り返し周波数の精度や発振モードの
安定性を容易に高めることができるという効果がある。
をモード同期条件を決定する可飽和吸収領域および利得
領域から分離したため、モード同期条件と高周波特性と
を独立にそれぞれ最適化することができるので、高周波
信号源の負荷を軽減することが可能となり、したがっ
て、光パルス列の繰り返し周波数の精度や発振モードの
安定性を容易に高めることができるという効果がある。
【００３６】さらにまた、光変調領域をモード同期条件
を決定する可飽和吸収鏡および利得領域とは別個に設け
た本発明の別の発明においても、上述の発明と同様に、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
できるので、上述と同様の効果があるほか、さらにモー
ド同期半導体レーザの共振器中の光学系を簡略化するこ
とができるため実装コストを低減できるという効果があ
る。
を決定する可飽和吸収鏡および利得領域とは別個に設け
た本発明の別の発明においても、上述の発明と同様に、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
できるので、上述と同様の効果があるほか、さらにモー
ド同期半導体レーザの共振器中の光学系を簡略化するこ
とができるため実装コストを低減できるという効果があ
る。
【図１】本発明のモード同期半導体レーザの実施の形態
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図２】本発明の別のモード同期半導体レーザの実施の
形態の模式的断面図である。
形態の模式的断面図である。
【図３】従来のモード同期半導体レーザの一構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】図３と同様の模式図である。
１，１０，１０１ 半導体レーザ １ａ，２ａ，１０ａ，５０ａ ベース ２ 電界吸収型光変調器 ３ 電界吸収型光変調領域 １１，７４，１１１ 可飽和吸収領域 １２，１２ａ，１１２ 利得領域 １３，２３，２３ａ，１１３ 反射防止膜 ２１ 基板 ２４ 高反射膜 ３１，３２，３２ａ，１３１，１３２ レンズ ３３，１３３ 光フィルタ ４１，４３，１４３ 直流電圧源 ４２，１４２ 直流電流源 ４４，１４４ 安定化高周波電源 ４５，１４５ バイアスティー ５０ 可飽和吸収鏡 ７０ 光パルス光源 ７１ 光増幅領域 ７２ 光導波路領域 ７３ 光変調領域 １５０ 反射鏡
Claims (16)
- 【請求項１】 外部共振器型のモード同期半導体レーザ
において、 可飽和吸収領域と利得領域とを有し、利得領域の端面に
反射防止膜が形成された半導体レーザと、該半導体レー
ザと同軸上に直列に設けられ、一方の端面に反射防止膜
が形成された電界吸収型光変調器と、前記半導体レーザ
と前記電界吸収型光変調器とを光学的に結合させる手段
とを備えたことを特徴とするモード同期半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記電界吸収型光変調器の他方の端面に
高反射膜が形成された、請求項１に記載のモード同期半
導体レーザ。 - 【請求項３】 波長制御素子を備えた、請求項１または
２記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記半導体レーザと前記電界吸収型光変
調器の光路長を可変にする手段を有する、請求項１ない
し３のいずれか１項に記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項５】 前記半導体レーザと前記電界吸収型光変
調器とを光学的に結合させる手段が、前記半導体レーザ
と前記電界吸収型光変調器との間において同軸上に直列
に配設された１対の光学レンズを含む、請求項１に記載
のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項６】 前記半導体レーザと前記電界吸収型光変
調器の前記光路長を可変にする手段として、前記半導体
レーザと１個の前記光学レンズを搭載するベースと、前
記電界吸収型光変調器と別の１個の前記光学レンズを搭
載するベースとを有し、前記各ベースが前記軸と平行に
可動である、請求項４に記載のモード同期半導体レー
ザ。 - 【請求項７】 前記波長制御素子が、前記光学的に結合
させる手段の中に設けられた光フィルタを含む、請求項
３に記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項８】 前記光フィルタの傾斜を、光軸に対して
変化させることにより発振波長を変化させる、請求項７
に記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項９】 外部共振器型のモード同期半導体レーザ
において、 利得領域と電界吸収型光変調領域とを有し、利得領域側
の端面に反射防止膜が形成された半導体レーザと、該半
導体レーザと同軸上に設けられた可飽和吸収鏡と、前記
半導体レーザと前記可飽和吸収鏡を光学的に結合させる
手段とを備えたことを特徴とするモード同期半導体レー
ザ。 - 【請求項１０】 波長制御素子を備えた、請求項９記載
のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項１１】 前記半導体レーザと可飽和吸収鏡の光
路長を可変にする手段を有する、請求項９または１０記
載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項１２】 前記半導体レーザと前記可飽和吸収鏡
とを光学的に結合させる手段が、前記半導体レーザと前
記可飽和吸収鏡との間において、同軸上に配設された光
学レンズを含む、請求項９に記載のモード同期半導体レ
ーザ。 - 【請求項１３】 前記可飽和吸収鏡の多重量子井戸の膜
厚の分布が、基板面内において変化している、請求項９
に記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項１４】 前記半導体レーザと前記可飽和吸収鏡
の光路長を可変にする手段として、前記半導体レーザと
前記光学レンズを搭載するベースと、前記可飽和吸収鏡
を搭載するベースとを有し、前記各ベースが前記軸と平
行に可動である、請求項１１に記載のモード同期半導体
レーザ。 - 【請求項１５】 前記波長制御素子が、前記光学的に結
合させる手段の中に設けられた光フィルタを含む、請求
項１０に記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項１６】 前記光フィルタの傾斜を、光軸に対し
て変化させることにより発振波長を変化させる、請求項
１５に記載のモード同期半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260254A JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260254A JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103122A true JPH11103122A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3022437B2 JP3022437B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17345499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9260254A Expired - Fee Related JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022437B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003521106A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-07-08 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 可飽和ブラッグ反射器を含む反射鏡を有する半導体レーザ |
| JP2011187579A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及びその駆動方法 |
| JP2014007434A (ja) * | 2013-10-18 | 2014-01-16 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及び半導体レーザ装置組立体 |
| JP2021523562A (ja) * | 2018-05-03 | 2021-09-02 | クアンタム−エスアイ インコーポレイテッドＱｕａｎｔｕｍ−Ｓｉ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 光学素子の特徴付け |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP9260254A patent/JP3022437B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003521106A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-07-08 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 可飽和ブラッグ反射器を含む反射鏡を有する半導体レーザ |
| JP2011187579A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及びその駆動方法 |
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| JP2021523562A (ja) * | 2018-05-03 | 2021-09-02 | クアンタム−エスアイ インコーポレイテッドＱｕａｎｔｕｍ−Ｓｉ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 光学素子の特徴付け |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3022437B2 (ja) | 2000-03-21 |
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