JPS59111383A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS59111383A JPS59111383A JP22122282A JP22122282A JPS59111383A JP S59111383 A JPS59111383 A JP S59111383A JP 22122282 A JP22122282 A JP 22122282A JP 22122282 A JP22122282 A JP 22122282A JP S59111383 A JPS59111383 A JP S59111383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- end surface
- semiconductor laser
- laser
- correcting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバ通信用の半導体レーザ装置に関する
。光フアイバ通信の中でも光アナログ通信は加入者系、
ＣＡＴＶ系等に広い用途を有し、その将来性が期待され
ている。この光アナログ通信における大きな問題点のひ
とつにモーダル雑音がある。即ち、一般に光源に半導体
レーザ素子、伝送路にマルチモードファイバを用いる光
アナログ通信システムでは、半導体レーザ素子の発振モ
ードが単一モードであると、マルチモードファイバの出
射端には、波長は同一だがファイバのモード分散により
位相の異なる種々のモードが到着するため、位相の異な
るこれらモード間で干渉パターン（スペックル）が生じ
る。この干渉パターンの一部は、ファイバの接続端では
接続損失として失われる。所で、干渉パターンは半導体
レーザ素子の発振波長のゆらぎ等の種々のゆらぎにより
変動するため、接続損失もゆらぎを受けることになり、
その結果として伝送路出力レベルもゆらぎを受けて雑音
として働く。この雑音が一般にモーダル雑音と呼ばれて
おり、信号光の伝送特性のうち特に歪特性を大きく劣化
させるので、通信システム構成上の障害になっている。
。光フアイバ通信の中でも光アナログ通信は加入者系、
ＣＡＴＶ系等に広い用途を有し、その将来性が期待され
ている。この光アナログ通信における大きな問題点のひ
とつにモーダル雑音がある。即ち、一般に光源に半導体
レーザ素子、伝送路にマルチモードファイバを用いる光
アナログ通信システムでは、半導体レーザ素子の発振モ
ードが単一モードであると、マルチモードファイバの出
射端には、波長は同一だがファイバのモード分散により
位相の異なる種々のモードが到着するため、位相の異な
るこれらモード間で干渉パターン（スペックル）が生じ
る。この干渉パターンの一部は、ファイバの接続端では
接続損失として失われる。所で、干渉パターンは半導体
レーザ素子の発振波長のゆらぎ等の種々のゆらぎにより
変動するため、接続損失もゆらぎを受けることになり、
その結果として伝送路出力レベルもゆらぎを受けて雑音
として働く。この雑音が一般にモーダル雑音と呼ばれて
おり、信号光の伝送特性のうち特に歪特性を大きく劣化
させるので、通信システム構成上の障害になっている。
モーダル雑音を除くためには、レーザ光の波長変動を十
分小さくすることが有効な対策のひとつである。しかし
、光フアイバ通信に多く使われている半導体レーザ素子
では、その半導体レーザ出力を強度変調するための印加
電流自体によって半導体レーザ素子の活性層の屈折率が
変化するのでレーザ共振器間の光学的距離が変化し、波
長変動を充分小さくすることができなかった。
分小さくすることが有効な対策のひとつである。しかし
、光フアイバ通信に多く使われている半導体レーザ素子
では、その半導体レーザ出力を強度変調するための印加
電流自体によって半導体レーザ素子の活性層の屈折率が
変化するのでレーザ共振器間の光学的距離が変化し、波
長変動を充分小さくすることができなかった。
従って、本発明の目的はこのような欠点を除き印加電流
による半導体レーザ変調時の波長変動が十分小さい半導
体レーザ装置を提供することにある。この発明の半導体
レーザ装置は、対向した一°対の出射端面を備えた半導
体レーザ素°子と、この半導体レーザ素子の一方の出射
端面に一方の端面を対向して設置した屈折率補正を素子
と、とれら素子にそれぞれ′は流又は電圧を抑する装置
とから成り、さらに半導体レーザの他方の端面と屈折率
補正素子の他方の端面とでレーザ共振器をつくっている
構成となって−る。
による半導体レーザ変調時の波長変動が十分小さい半導
体レーザ装置を提供することにある。この発明の半導体
レーザ装置は、対向した一°対の出射端面を備えた半導
体レーザ素°子と、この半導体レーザ素子の一方の出射
端面に一方の端面を対向して設置した屈折率補正を素子
と、とれら素子にそれぞれ′は流又は電圧を抑する装置
とから成り、さらに半導体レーザの他方の端面と屈折率
補正素子の他方の端面とでレーザ共振器をつくっている
構成となって−る。
本発明において、レーザ共振器中には光半導体る場合、
その電流値に応じて光半導体素子の活性層の屈折率が変
化する。この屈折率変化は７ Ｑ −キャリアによるプ
ラズマ分散、温度変化等の影響によるものである。一方
、屈折率補正素子は前述の活性層の屈折率変化を補正す
るもので、活性層の屈折率が高くなる時は屈折率補正素
子の屈折率が低くなるように、活性層の屈折率が低くな
る時には逆に屈折率が高くなるよう制御している。
その電流値に応じて光半導体素子の活性層の屈折率が変
化する。この屈折率変化は７ Ｑ −キャリアによるプ
ラズマ分散、温度変化等の影響によるものである。一方
、屈折率補正素子は前述の活性層の屈折率変化を補正す
るもので、活性層の屈折率が高くなる時は屈折率補正素
子の屈折率が低くなるように、活性層の屈折率が低くな
る時には逆に屈折率が高くなるよう制御している。
この結果、レーザ共振器間の光学長を変調・電流値によ
らず、一定にでき、従って変調電凍値に」こらず、波長
が一定の半導体レーザ装置を得ることができる。
らず、一定にでき、従って変調電凍値に」こらず、波長
が一定の半導体レーザ装置を得ることができる。
次に図面を用いて本発明を註明に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
半導体レーザ装置部の斜視図である。
半導体レーザ装置部の斜視図である。
半導体レーザ素子１はｎ形ＧａＡｓ基板２上にｎ形Ｇａ
、、、、 Ａ１０．、 Ａｓクラッド層３（厚さ５ μ
ｍ ） ｅＧａｏ、’＠５Ａｊ。、。、 Ａｓの活性層
４（厚さ０．２μｍ）Ｐ形Ｇａ６ｙＡｌｏ、ｓＡＳＡｓ
クラッド層３さ３μｍ）、電流狭窄用のＳｉｎ、層９．
電極層６を付けたもので、通常の半導体レーザ素子と同
一の構造、製造法によって得たものである。健闘によっ
て得た第１．第２の端面７，８のうち、第２の端面８に
はレーザ共振器を形成しないよう無反射膜（図示せず）
が施されている。まだ、屈折率補正素子１０は、磁気光
学効果を有するＬｉＴａＯ５基板ｌｌ上にチタンを拡散
して得た導波路部１２と変９用電極１３を有する素子で
ある。この屈折率補正素子１０の第３の端面１４には無
反射膜（図示せず）が、第４の端面ＩＧには、１００％
反射膜（図示せず）が付けられている。半導体レーザ緊
子１と屈折率補正素子ｌＯとは第２の端面８と第３の端
面１４同志を近接し、活性層４と導波路部１２が、光学
的に結合するように位ｌを合わせて固定台１８に固定し
てあり１第１の端面７と第４の端面１６とで、レーザ共
振器１９を構成している。半導体レーザ素子ｌには、信
号源２３．第１のドライバ２０を通して中間周波帯の信
号電流２１が印加され、レーザ出力２２を強度変調して
いる。一方、屈折率補正素子１０には信号源２３．第２
のドライバ２４を通して信号電圧２５が印加される。こ
の場合、電気光学効果によって導波路部１２の屈折率が
変化するので、信号電圧２５と信号電流２１の位相関係
を適切に設定することにより、導波路部１２の屈折率変
化分が、半導体レーザ素子１の活性層４の屈折率変化分
を打消すようにできる。このようにして得られた半導体
レーザ装置では、屈折率補正素子１０が半導体レーザ素
子１の変調に伴う活性層４の屈折率変化を補正するので
、ｍｌ、Ｍ４の１．＝面７，１６で構成されるレーザ共
振器間の光学長が一定４Ｌｔに保たれ、従って変調に伴
う発振周波数の変化を抑えることができる。実際、印加
電流変化１ｍＡで、約２００Ｍ）（ｚ周波数変動があっ
７ｔものを、約し市００の２００ ｋＨｚに抑えること
ができ、モーダル雑音を実用上、十分小さくすることが
できた。
、、、、 Ａ１０．、 Ａｓクラッド層３（厚さ５ μ
ｍ ） ｅＧａｏ、’＠５Ａｊ。、。、 Ａｓの活性層
４（厚さ０．２μｍ）Ｐ形Ｇａ６ｙＡｌｏ、ｓＡＳＡｓ
クラッド層３さ３μｍ）、電流狭窄用のＳｉｎ、層９．
電極層６を付けたもので、通常の半導体レーザ素子と同
一の構造、製造法によって得たものである。健闘によっ
て得た第１．第２の端面７，８のうち、第２の端面８に
はレーザ共振器を形成しないよう無反射膜（図示せず）
が施されている。まだ、屈折率補正素子１０は、磁気光
学効果を有するＬｉＴａＯ５基板ｌｌ上にチタンを拡散
して得た導波路部１２と変９用電極１３を有する素子で
ある。この屈折率補正素子１０の第３の端面１４には無
反射膜（図示せず）が、第４の端面ＩＧには、１００％
反射膜（図示せず）が付けられている。半導体レーザ緊
子１と屈折率補正素子ｌＯとは第２の端面８と第３の端
面１４同志を近接し、活性層４と導波路部１２が、光学
的に結合するように位ｌを合わせて固定台１８に固定し
てあり１第１の端面７と第４の端面１６とで、レーザ共
振器１９を構成している。半導体レーザ素子ｌには、信
号源２３．第１のドライバ２０を通して中間周波帯の信
号電流２１が印加され、レーザ出力２２を強度変調して
いる。一方、屈折率補正素子１０には信号源２３．第２
のドライバ２４を通して信号電圧２５が印加される。こ
の場合、電気光学効果によって導波路部１２の屈折率が
変化するので、信号電圧２５と信号電流２１の位相関係
を適切に設定することにより、導波路部１２の屈折率変
化分が、半導体レーザ素子１の活性層４の屈折率変化分
を打消すようにできる。このようにして得られた半導体
レーザ装置では、屈折率補正素子１０が半導体レーザ素
子１の変調に伴う活性層４の屈折率変化を補正するので
、ｍｌ、Ｍ４の１．＝面７，１６で構成されるレーザ共
振器間の光学長が一定４Ｌｔに保たれ、従って変調に伴
う発振周波数の変化を抑えることができる。実際、印加
電流変化１ｍＡで、約２００Ｍ）（ｚ周波数変動があっ
７ｔものを、約し市００の２００ ｋＨｚに抑えること
ができ、モーダル雑音を実用上、十分小さくすることが
できた。
第３図は本発明の第２の実施例を示す構成図、第４図は
半導体レーザ装置部の斜視図である。
半導体レーザ装置部の斜視図である。
半導体レーザ素子１は、第１の実施例に示したものと、
はぼ同様の構造であるが、第２の端面８を第１の端面７
に対して傾けて作成した点が異なる。これは第１．第２
の端面７，８間でレーザ共振器を形成しないようにする
ためである。
はぼ同様の構造であるが、第２の端面８を第１の端面７
に対して傾けて作成した点が異なる。これは第１．第２
の端面７，８間でレーザ共振器を形成しないようにする
ためである。
なお、第１の端面７は襞間、第２の端面８は化学エツチ
ングによって作成した。
ングによって作成した。
屈折率補正素子１０は光半導体ペレット１と類似のもの
で、ｎ形Ｇａ、Ａｓ基板３２上ｌｃｎ形Ｇａ、、、、Ａ
Ｊ。、。
で、ｎ形Ｇａ、Ａｓ基板３２上ｌｃｎ形Ｇａ、、、、Ａ
Ｊ。、。
−Ａｓ クラッド層３３（厚さ５ μｍ ） ＊ Ｇａ
ｏ、ａ＋＋ＡＪ！ｏ、ｓｓ Ａｓ導波路層３４（厚さ０
．２μＩｎ）、Ｐ形Ｇａ１）、ｙ ＡＪ、、、Ａｓクラ
ッド層３５（厚さ３μｍ ） 、 電流狭窄用のＳｉｎ
２Ｍ３６．電極Ｎ：ｔ３７を付けて得たものである。第
４の端面１６は襞間、第３の端面１４は化学エツチング
によって作成したもので、絹３の端面１４は、第４の端
Ｐ′ｒｒ１６に対して１スけである。光半導体ペレット
１と屈折率補正素子ｌＯとは、第２の端面８と第３の端
面１４同志を近接し、活性層４と導波路層３４が光学的
に結合するように位置を合わせて固定台１８に固定して
あり、第１の端面７と第４の端面１６とでレーザ共振器
１９を１成している。光半導体ペレットｌには２６１の
ドライバ２０からベースバンド帯の第１の信号電流３８
が印加され、レーザ出力２２を強度変調している。
ｏ、ａ＋＋ＡＪ！ｏ、ｓｓ Ａｓ導波路層３４（厚さ０
．２μＩｎ）、Ｐ形Ｇａ１）、ｙ ＡＪ、、、Ａｓクラ
ッド層３５（厚さ３μｍ ） 、 電流狭窄用のＳｉｎ
２Ｍ３６．電極Ｎ：ｔ３７を付けて得たものである。第
４の端面１６は襞間、第３の端面１４は化学エツチング
によって作成したもので、絹３の端面１４は、第４の端
Ｐ′ｒｒ１６に対して１スけである。光半導体ペレット
１と屈折率補正素子ｌＯとは、第２の端面８と第３の端
面１４同志を近接し、活性層４と導波路層３４が光学的
に結合するように位置を合わせて固定台１８に固定して
あり、第１の端面７と第４の端面１６とでレーザ共振器
１９を１成している。光半導体ペレットｌには２６１の
ドライバ２０からベースバンド帯の第１の信号電流３８
が印加され、レーザ出力２２を強度変調している。
一方、屈折率補正素子１０には、第２のドライバ２４全
通して第１の信号電流３８とは変調度で相補の関係にあ
る第２の信号電流３９が印加される。
通して第１の信号電流３８とは変調度で相補の関係にあ
る第２の信号電流３９が印加される。
こうすると、活性層４の屈折率変化を導波路層３４の屈
折率変化で打消すことができるので、レーザ共振器間の
光学長が一定値に保たれ、従って変調に伴う発振周波数
の変化を抑えることができる。
折率変化で打消すことができるので、レーザ共振器間の
光学長が一定値に保たれ、従って変調に伴う発振周波数
の変化を抑えることができる。
なお、第２の信号電流２９の印加により導波路層３４も
発光するが、その発光波長に対しては、ＧａＡｌ！Ａｓ
の組成比の関係から活性層４の吸収が大きいのでレーザ
発振するには到らない。
発光するが、その発光波長に対しては、ＧａＡｌ！Ａｓ
の組成比の関係から活性層４の吸収が大きいのでレーザ
発振するには到らない。
本発明においては、上記の実施例の他にも゛さまざまな
変形が考えられる。屈折率補正素子ｌＯとしてＬｉＴａ
０．を用いた例を示したが、ＬｉＮｂｏｊ等′社気光学
効果を有する結晶であれば、多くのものが使用可能であ
る。また、光半導体ペレット１や屈折率補正素子１０と
してＧａＡｓ／Ｇａ、Ａｊ？Ａｓの化合物半導体を用い
た例を示したが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ等一般υ半導
体し−ザ用材料であれば、使用可能である。
変形が考えられる。屈折率補正素子ｌＯとしてＬｉＴａ
０．を用いた例を示したが、ＬｉＮｂｏｊ等′社気光学
効果を有する結晶であれば、多くのものが使用可能であ
る。また、光半導体ペレット１や屈折率補正素子１０と
してＧａＡｓ／Ｇａ、Ａｊ？Ａｓの化合物半導体を用い
た例を示したが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ等一般υ半導
体し−ザ用材料であれば、使用可能である。
活性部４と導波路部ｒ１導波路層３４は近接して光学的
に結合させているが、レンズ等を介して結合させても良
い。また、屈折率補正素子１０には、特に導波路部１２
を設けず、ＬｉＴａ（４基板ｌｌ中を光ビームが自由伝
搬するようなｗ＃Ｉ戊であつ−Ｃも艮い０レーザ共振器
１９としては光半導体ペレット１や屈折率補正素子１１
の端面である。第１．第４の端面７．１６を用いずにレ
ーザ共振号用反射鏡を別に用いても良（ハ。
に結合させているが、レンズ等を介して結合させても良
い。また、屈折率補正素子１０には、特に導波路部１２
を設けず、ＬｉＴａ（４基板ｌｌ中を光ビームが自由伝
搬するようなｗ＃Ｉ戊であつ−Ｃも艮い０レーザ共振器
１９としては光半導体ペレット１や屈折率補正素子１１
の端面である。第１．第４の端面７．１６を用いずにレ
ーザ共振号用反射鏡を別に用いても良（ハ。
第１図は本；・ら明の第ｌの実；１例を示す構成図、第
２図は同笑１所例の半導体レーザ装置縦部の斜視図蕗３
図は第２の実懺例を示す傳ＦＪ′ｉ、図、第４図は同実
施例の半導体レーザ素子部の斜視図である。 ここで、７．１６・・・・・・端面（レーザ共振器）。 １・・・・・・半導体レーザ素子、ｌＯ・・・・・・屈
折率補正素子、２０、２４・・・・・・ドライバ、２１
．２８−・・・・・信号電流、である。 閏通人弁理士内原 第１図 第２図 第３図
２図は同笑１所例の半導体レーザ装置縦部の斜視図蕗３
図は第２の実懺例を示す傳ＦＪ′ｉ、図、第４図は同実
施例の半導体レーザ素子部の斜視図である。 ここで、７．１６・・・・・・端面（レーザ共振器）。 １・・・・・・半導体レーザ素子、ｌＯ・・・・・・屈
折率補正素子、２０、２４・・・・・・ドライバ、２１
．２８−・・・・・信号電流、である。 閏通人弁理士内原 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 対向した一対の出射端面を有する半導体レーザ素子と、
この半導体レーザ素子の一方の出射端面に一方の端面な
対向して設置した屈折率補正素子と前記半導体レーザに
信号を流を印加する装置と前記屈折率補正素子の屈折率
を変化させるための装置とから成り、さらに前記半導体
レーザの他方の端面と前記屈折率補正素子の他方の端面
とでレーザ共振器を構成していることを特徴とする半導
体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22122282A JPS59111383A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22122282A JPS59111383A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111383A true JPS59111383A (ja) | 1984-06-27 |
Family
ID=16763375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22122282A Pending JPS59111383A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4669086A (en) * | 1983-04-11 | 1987-05-26 | Nec Corporation | Frequency-stabilized semiconductor laser oscillator |
| JPS63177490A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1982
- 1982-12-17 JP JP22122282A patent/JPS59111383A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4669086A (en) * | 1983-04-11 | 1987-05-26 | Nec Corporation | Frequency-stabilized semiconductor laser oscillator |
| JPS63177490A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
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