JPS5818791B2 - ハンドウタイレ−ザソウチ - Google Patents
ハンドウタイレ−ザソウチInfo
- Publication number
- JPS5818791B2 JPS5818791B2 JP49096737A JP9673774A JPS5818791B2 JP S5818791 B2 JPS5818791 B2 JP S5818791B2 JP 49096737 A JP49096737 A JP 49096737A JP 9673774 A JP9673774 A JP 9673774A JP S5818791 B2 JPS5818791 B2 JP S5818791B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- current
- optical
- output
- steady
- Prior art date
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- Expired
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体レーザを光通信や光情報処理に利用
する場合に用いられる信号パルス電流による光出力変調
に際して高速変調を可能にする半導体レーザ装置に関す
る。
する場合に用いられる信号パルス電流による光出力変調
に際して高速変調を可能にする半導体レーザ装置に関す
る。
半導体レーザは、小型、軽量、高効率、直接変調が容易
、などの多く？利点を持っているため、光通信装置や光
情報処理装置の重要な光源と考えられているが、現状で
は、パルス変調の際の変調速度の上限は、実用上毎秒１
ギガビツト以下に留っている。
、などの多く？利点を持っているため、光通信装置や光
情報処理装置の重要な光源と考えられているが、現状で
は、パルス変調の際の変調速度の上限は、実用上毎秒１
ギガビツト以下に留っている。
この変調速度の限界を構成する原因は、電流変化に対す
る光出力変化の遅延と、変調速度の増大とともにその効
果が顕著になる光出力パルスに内部構造としてあられれ
るスパイク状の減衰振動による光出力波形の劣化である
。
る光出力変化の遅延と、変調速度の増大とともにその効
果が顕著になる光出力パルスに内部構造としてあられれ
るスパイク状の減衰振動による光出力波形の劣化である
。
上記の変調速度の上限付近の速度でパルス変調を行う場
合、光出力変化の遅延を短縮し、スパイク状の減衰振動
の振動波形を鈍化することを目的として、従来、変調パ
ルス電流に発振のための電流のしきい値を越える大きさ
の定常バイアス電流を重畳することが行なわれている。
合、光出力変化の遅延を短縮し、スパイク状の減衰振動
の振動波形を鈍化することを目的として、従来、変調パ
ルス電流に発振のための電流のしきい値を越える大きさ
の定常バイアス電流を重畳することが行なわれている。
しかし、この方法では光出力の定常部分が増大するため
光出力の信号対雑音比が低下し、しかも、光出力のスパ
イク状振動の本質的な抑圧は不可能であった。
光出力の信号対雑音比が低下し、しかも、光出力のスパ
イク状振動の本質的な抑圧は不可能であった。
この発明の目的は、従来の方法に比して光出力の信号対
雑音比の低下が少く、しかも、光出力のスパイク状振動
波形を顕著に鈍化し、かつこの振動を急速に減衰させる
ことによって変調速度の上限を増大し得る高速変調用半
導体レーザ装置を提供することにある。
雑音比の低下が少く、しかも、光出力のスパイク状振動
波形を顕著に鈍化し、かつこの振動を急速に減衰させる
ことによって変調速度の上限を増大し得る高速変調用半
導体レーザ装置を提供することにある。
この発明によれば、通常の方法で信号パルス電流によっ
てその光出力を変調できる第１の半導体レーザと、定常
電流の印加によってその波長が第１の半導体レーザとほ
ぼ等しい定常光出力を与える第２の半導体レーザとを含
み、該第２の半導体レーザの光出力の一部を前記第１の
半導体レーザの光共鳴器の発振可能な共振モードの少く
とも１つに注入するようにした高速変調用半導体レーザ
装置が得られる。
てその光出力を変調できる第１の半導体レーザと、定常
電流の印加によってその波長が第１の半導体レーザとほ
ぼ等しい定常光出力を与える第２の半導体レーザとを含
み、該第２の半導体レーザの光出力の一部を前記第１の
半導体レーザの光共鳴器の発振可能な共振モードの少く
とも１つに注入するようにした高速変調用半導体レーザ
装置が得られる。
次にこの発明の原理を詳細に説明する。
電流変調を行った場合の半導体レーザの光出力の変化を
理論的に解析する場合には、励起されたキャリア密度と
半導体レーザの光共鳴器中の光密度のそれぞれの時間変
化に関する２つのレート方程式を用いれば良いことは、
当業者には周知である。
理論的に解析する場合には、励起されたキャリア密度と
半導体レーザの光共鳴器中の光密度のそれぞれの時間変
化に関する２つのレート方程式を用いれば良いことは、
当業者には周知である。
電流変調を行う半導体レーザの光共鳴器の発振可能な共
振モードの少くとも１つに、その出力光の波長とほぼ等
しい波長を有する他の半導体レーザの出力光の一部を定
常的に注入している場合の、前者の半導体レーザの変調
電流に対する応答としての出力光強度の時間変化を理論
的に求めるためには、上記の２つのレート方程式のうち
光密度の時間変化を記述する方程式に定常的に注入され
る外部光の大きさに比例する定常項を付加した上、これ
らのレート方程式を解けばよい。
振モードの少くとも１つに、その出力光の波長とほぼ等
しい波長を有する他の半導体レーザの出力光の一部を定
常的に注入している場合の、前者の半導体レーザの変調
電流に対する応答としての出力光強度の時間変化を理論
的に求めるためには、上記の２つのレート方程式のうち
光密度の時間変化を記述する方程式に定常的に注入され
る外部光の大きさに比例する定常項を付加した上、これ
らのレート方程式を解けばよい。
第１図は、これらのレート方程式を電子計算機を用いて
積分することによって得られた半導体レーザの変調され
た光出力の過渡的な時間変化の例を示している。
積分することによって得られた半導体レーザの変調され
た光出力の過渡的な時間変化の例を示している。
第１図中の点線及び実線は、電流の発振のためのしきい
値の０．９倍の定常バイアス電流の印加のもとに定常状
態にある半導体レーザに時刻１＝０にはじまり、高さが
電流の発振のためのしきい値の０．４倍で、長さが１ナ
ノ秒より長いパルス電流を重畳した時の出力光強度の時
間変化を示している。
値の０．９倍の定常バイアス電流の印加のもとに定常状
態にある半導体レーザに時刻１＝０にはじまり、高さが
電流の発振のためのしきい値の０．４倍で、長さが１ナ
ノ秒より長いパルス電流を重畳した時の出力光強度の時
間変化を示している。
点線は外部光の注入がない場合、実線はこの半導体レー
ザに発振のためのしきい値の１．３倍の大きさの定常電
流が印加された場合に得られる定常光出力の１％に相当
する大きさの外部光の定常的な注入があった場合の、光
出力の時間変化を示している。
ザに発振のためのしきい値の１．３倍の大きさの定常電
流が印加された場合に得られる定常光出力の１％に相当
する大きさの外部光の定常的な注入があった場合の、光
出力の時間変化を示している。
第１図における横軸の時間の単位は、半導体レーザの光
共鳴器中の光子の寿命で規格化されており、この寿命と
して典型値１ピコ秒を採用すれば、１ピコ秒単位となる
。
共鳴器中の光子の寿命で規格化されており、この寿命と
して典型値１ピコ秒を採用すれば、１ピコ秒単位となる
。
第１図における縦軸の出力光強度の単位は、電流のしき
い値の１．３倍の大きさを持つ定常電流で定常的に発振
している時のこの半導体レーザの出力光強度で規格化し
である。
い値の１．３倍の大きさを持つ定常電流で定常的に発振
している時のこの半導体レーザの出力光強度で規格化し
である。
第１図における実線と点線の示す出力光強度の時間変化
を比較すれば、パルス電流印加時の出力光強度の過渡的
変化にあられれるスパイク状の振動は、外部光の定常的
注入によってその形状を著しく鈍化され、しかも、急速
に減衰されることがわかる。
を比較すれば、パルス電流印加時の出力光強度の過渡的
変化にあられれるスパイク状の振動は、外部光の定常的
注入によってその形状を著しく鈍化され、しかも、急速
に減衰されることがわかる。
しかも、パルス電流の開始に対する光出力出現の遅延も
外部光注入によって１００ピコ秒程度短縮されることが
わかる。
外部光注入によって１００ピコ秒程度短縮されることが
わかる。
さらに、出力光強度の時間平均をとれば、これは、実線
と点線で示された２つの場合についてほぼ等しく、従っ
て、電力の光出力への変換効率は、２つの場合について
ほぼ等しいことがわかる。
と点線で示された２つの場合についてほぼ等しく、従っ
て、電力の光出力への変換効率は、２つの場合について
ほぼ等しいことがわかる。
以上のことから、半導体レーザの光出力の電流変調に対
する応答特性は、外部光の注入によって著しく改善し得
ることが結論される。
する応答特性は、外部光の注入によって著しく改善し得
ることが結論される。
次に、上記の原理にもとすいたこの発明の実施例を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
第２図は、この発明の一つの実施例を示す。
この図において１及びλは、それぞれ電流入力端子４及
び５を有する通常の半導体レーザであり、これらは半導
体レーザ１の光共鳴器の一つの鏡面７を通して出る光出
力が他の半導体レーザλの光共鳴器の一つの鏡面８を照
射し得るような相互の位置関係を有して、二つの半導体
レーザ１，１に共有される電流出力端を兼ねたヒートシ
ンク３の上に設置される。
び５を有する通常の半導体レーザであり、これらは半導
体レーザ１の光共鳴器の一つの鏡面７を通して出る光出
力が他の半導体レーザλの光共鳴器の一つの鏡面８を照
射し得るような相互の位置関係を有して、二つの半導体
レーザ１，１に共有される電流出力端を兼ねたヒートシ
ンク３の上に設置される。
２つの半導体レーザ１．λの間には、光フイルタ−６が
設置されている。
設置されている。
この光フイルタ−６は、定常電流によって定常発振を行
う半導体レーザ１の光出力の一部が半導体レーザλに入
射する際、その入射光強度が適当な大きさになるよう減
衰し、さらに半導体レーザλが信号パルス電流によって
変調される際、その光出力が半導体レーザ１に入射する
ことによる影響を減少する目的で、即ち、言いかえれば
、二つの半導体レーザ１．λの間の光学的な結合の大き
さを、必要な大きさまで減少させる目的で設置されてい
る。
う半導体レーザ１の光出力の一部が半導体レーザλに入
射する際、その入射光強度が適当な大きさになるよう減
衰し、さらに半導体レーザλが信号パルス電流によって
変調される際、その光出力が半導体レーザ１に入射する
ことによる影響を減少する目的で、即ち、言いかえれば
、二つの半導体レーザ１．λの間の光学的な結合の大き
さを、必要な大きさまで減少させる目的で設置されてい
る。
この光フイルタ−６は、光を透過しないスクリーンに細
孔あるいはスリットを設けたもので代用してもよい。
孔あるいはスリットを設けたもので代用してもよい。
第３図は、この発明の他の実施例の模式的平面図を示す
。
。
前回と同様の二つの半導体レーザ旦及び１０は、それぞ
れ電流入力端子１２及び１３を有し、電流出力端子を兼
ねるヒートシンク１１の上に設置されている。
れ電流入力端子１２及び１３を有し、電流出力端子を兼
ねるヒートシンク１１の上に設置されている。
この実施例においては、二つの半導体レーザ９，１０を
ヒートシンク１１上に設置する際、これらの半導体レー
ザの相互の位置関係は、二つの半導体レーザ旦、１１の
光共鳴器の端面、例えば１４と１５が互に平行ではなく
、これらがヒートシンク１１の上面には垂直で、しかも
、これらの端面の一方が他方に対し一定の角度θを持ち
、従って、二つの半導体レーザ９゜Ｈの出力光が互に平
行ではなく、また、一方の半導体レーザ旦の光出力のう
ち、所定の量だけが他の半導体レーザ１０に入射するよ
うに設置される。
ヒートシンク１１上に設置する際、これらの半導体レー
ザの相互の位置関係は、二つの半導体レーザ旦、１１の
光共鳴器の端面、例えば１４と１５が互に平行ではなく
、これらがヒートシンク１１の上面には垂直で、しかも
、これらの端面の一方が他方に対し一定の角度θを持ち
、従って、二つの半導体レーザ９゜Ｈの出力光が互に平
行ではなく、また、一方の半導体レーザ旦の光出力のう
ち、所定の量だけが他の半導体レーザ１０に入射するよ
うに設置される。
つまり、この実施例においては二つの半導体レーザ９，
１００間の光学的結合は、それらの端面の間の角度θの
大きさ、もしくはこの角度を固定した場合には、一つの
半導体レーザ主の他の半導体レーザ匹に対する相対的位
置を変化させることによって所定の大きさを持つように
設定される。
１００間の光学的結合は、それらの端面の間の角度θの
大きさ、もしくはこの角度を固定した場合には、一つの
半導体レーザ主の他の半導体レーザ匹に対する相対的位
置を変化させることによって所定の大きさを持つように
設定される。
具体的には、例えば二つの半導体レーザ旦。１０をそれ
ぞれ独立のヒートシンク上に設置し、その少なくとも一
方を可動式支持台の上に保持すれば、二つの半導体レー
ザの間の光学的結合の強度を任意に変えることができる
。
ぞれ独立のヒートシンク上に設置し、その少なくとも一
方を可動式支持台の上に保持すれば、二つの半導体レー
ザの間の光学的結合の強度を任意に変えることができる
。
以上説明したように、この発明によれば二つの半導体レ
ーザを縦続して配置し、一方の半導体レーザを定常発振
させてその光出力の一部を他の電流変調出力光を得る方
の半導体レーザに注入するという簡単な構成によって、
従来の電流変調半導体レーザ装置に見られた光出力のス
パイク状振動波形を鈍化し、かつ信号対雑音比の低下の
少ない高速変調可能な半導体レーザ装置を得ることがで
きる。
ーザを縦続して配置し、一方の半導体レーザを定常発振
させてその光出力の一部を他の電流変調出力光を得る方
の半導体レーザに注入するという簡単な構成によって、
従来の電流変調半導体レーザ装置に見られた光出力のス
パイク状振動波形を鈍化し、かつ信号対雑音比の低下の
少ない高速変調可能な半導体レーザ装置を得ることがで
きる。
第１図は、半導体レーザに定常的な外部光の注入のある
場合に、その励起電流が階段状に増加した際の出力光強
度の過渡的な時間変化を、外部光の注入のない場合に比
較して示した図である。 第２図は、この発明の一つの実施例の概略構成図であり
、↑及びスはヒートシンク３の上に設置された半導体レ
ーザ、６はこれらの半導体レーザの間に設置された光フ
ィルターである。 第３図は、この発明の他の実施例を示し、９及び１０は
ヒートシンク１１上に、相互に一定角度を有して設置さ
れた半導体レーザを示す。
場合に、その励起電流が階段状に増加した際の出力光強
度の過渡的な時間変化を、外部光の注入のない場合に比
較して示した図である。 第２図は、この発明の一つの実施例の概略構成図であり
、↑及びスはヒートシンク３の上に設置された半導体レ
ーザ、６はこれらの半導体レーザの間に設置された光フ
ィルターである。 第３図は、この発明の他の実施例を示し、９及び１０は
ヒートシンク１１上に、相互に一定角度を有して設置さ
れた半導体レーザを示す。
Claims (1)
- １ 信号パルス電流の印加により変調された出力光を放
出する第１の半導体レーザと、定常電流の印加により前
記第１の半導体レーザとほぼ等しい波長の定常出力光を
放出する第２の半導体レーザとを含み、該第２の半導体
レーザの定常出力光の１部を前記第１の半導体レーザの
光共鳴器の発振可能な共振モードの少くとも１つに注入
せしめることにより、前記第１の半導体レーザの変調速
度を増大させたことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49096737A JPS5818791B2 (ja) | 1974-08-23 | 1974-08-23 | ハンドウタイレ−ザソウチ |
| US05/605,810 US3999146A (en) | 1974-08-23 | 1975-08-19 | Semiconductor laser device |
| DE19752537569 DE2537569C2 (de) | 1973-12-28 | 1975-08-22 | Betriebsverfahren für einen modulierbaren Halbleiterlaser und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49096737A JPS5818791B2 (ja) | 1974-08-23 | 1974-08-23 | ハンドウタイレ−ザソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5124885A JPS5124885A (ja) | 1976-02-28 |
| JPS5818791B2 true JPS5818791B2 (ja) | 1983-04-14 |
Family
ID=14173008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49096737A Expired JPS5818791B2 (ja) | 1973-12-28 | 1974-08-23 | ハンドウタイレ−ザソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818791B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5731866U (ja) * | 1980-07-31 | 1982-02-19 | ||
| JPS60259098A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-21 | Yoshiro Nakamatsu | 流体エツヂスピ−カ等振動装置 |
| JPS619099A (ja) * | 1984-06-23 | 1986-01-16 | Yoshiro Nakamatsu | 流体支持振動装置 |
-
1974
- 1974-08-23 JP JP49096737A patent/JPS5818791B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5124885A (ja) | 1976-02-28 |
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