JPS60140940A - 半導体レ−ザの周波数変調方法 - Google Patents
半導体レ−ザの周波数変調方法Info
- Publication number
- JPS60140940A JPS60140940A JP58250132A JP25013283A JPS60140940A JP S60140940 A JPS60140940 A JP S60140940A JP 58250132 A JP58250132 A JP 58250132A JP 25013283 A JP25013283 A JP 25013283A JP S60140940 A JPS60140940 A JP S60140940A
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- JP
- Japan
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- current
- pulse
- frequency
- semiconductor laser
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/14—Demodulator circuits; Receiver circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (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】
（１）産業上の利用分野
本発明は半導体レーザの出力光を周波数変調する方法に
関する。
関する。
（２）従来技術とその問題点
半導体レーザの高性能化、特に単一軸モード発振特性の
改善によって、半導体レーザを用いた光フアイバ通信に
おいても、光波の位相や周波数に信号を乗せて伝達する
コヒーレント通信方式、例えば周波数シフトキーインク
あるいは位相シフトキーインクによる光ヘテロダイン検
波通信方式等の実現が可能になって来た。特に半導体レ
ーザは注入電流の大きさを変えることによって発振周波
数の直接変調が可能であるため、周波数シフトキーイン
クによる光ヘテロダイン検波通信方式は構成が簡単で有
効な通信方式と考えられている。
改善によって、半導体レーザを用いた光フアイバ通信に
おいても、光波の位相や周波数に信号を乗せて伝達する
コヒーレント通信方式、例えば周波数シフトキーインク
あるいは位相シフトキーインクによる光ヘテロダイン検
波通信方式等の実現が可能になって来た。特に半導体レ
ーザは注入電流の大きさを変えることによって発振周波
数の直接変調が可能であるため、周波数シフトキーイン
クによる光ヘテロダイン検波通信方式は構成が簡単で有
効な通信方式と考えられている。
とζろで半導体レーザの発振周波数の変調は、主に印加
電流の増減による活性層のキアリア密度の変動が活性層
の実効的な屈折率を変化させるために生じる。しかし同
時に電流印加による活性層の発熱によっても応答の遅い
屈折率の変化が生じ石ため、周波数変調の立上り時間、
立下シ時間が大きくなって積分回路を通したような波形
歪が生じていた。そしてこの波形歪を補償する方法とし
て、印加されるパルス変調電流の立上シ中立下りを急峻
にするための高域通過形フィルタ回路を半導体レーザの
駆動回路部に付加する方法が提案されていた。
電流の増減による活性層のキアリア密度の変動が活性層
の実効的な屈折率を変化させるために生じる。しかし同
時に電流印加による活性層の発熱によっても応答の遅い
屈折率の変化が生じ石ため、周波数変調の立上り時間、
立下シ時間が大きくなって積分回路を通したような波形
歪が生じていた。そしてこの波形歪を補償する方法とし
て、印加されるパルス変調電流の立上シ中立下りを急峻
にするための高域通過形フィルタ回路を半導体レーザの
駆動回路部に付加する方法が提案されていた。
ところが本願発明者がよυ詳細に調べた所、数十Ｍｂ／
ｓ以上の高速の光信号伝送において、特に埋込みへテロ
構造の半導体レーザを使う場合、発振周波数の変調効率
が変調周波数に比例して高くなる効果が支配的になるた
め、ちょうど微分回路を通したように周波数変調波形が
歪む現象、即ち従来の報告例とは全く逆の波形歪が生じ
るのがよシ一般的であることが見出された。
ｓ以上の高速の光信号伝送において、特に埋込みへテロ
構造の半導体レーザを使う場合、発振周波数の変調効率
が変調周波数に比例して高くなる効果が支配的になるた
め、ちょうど微分回路を通したように周波数変調波形が
歪む現象、即ち従来の報告例とは全く逆の波形歪が生じ
るのがよシ一般的であることが見出された。
（３）発明の目的
本発明の目的は、上述のように周波数変調波形が微分回
路を通したような形に歪む現象を解決して、良好な周波
数変調波形を送出するための周波数変調方法を提供する
ことにある。
路を通したような形に歪む現象を解決して、良好な周波
数変調波形を送出するための周波数変調方法を提供する
ことにある。
（４）発明の構成
本発明の方法は微小なパルス変調電流の印加によって周
波数変調された出力光を送信信号として取り出す周波数
変調方法において、前記パルス変調電流の波形が、原パ
ルス波形成分とこの原パルス波形の積分回路出力波形成
分との和から成ることを１！＃徴としている。
波数変調された出力光を送信信号として取り出す周波数
変調方法において、前記パルス変調電流の波形が、原パ
ルス波形成分とこの原パルス波形の積分回路出力波形成
分との和から成ることを１！＃徴としている。
（５）発明の作用効果
次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図、第２図は半導体レーザ出力光の周波数変調歪を
説明するための図である。埋込みへテロ構造の半導体レ
ーザに第１図のＡのような微小なパルス変調電流を印加
した場合、半導体レーザの発振周波数は一般的に第１図
Ｂのように歪んだ形に変調されることが分った。受信側
でもしこの周波数変調された信号を復調した場合、第１
図Ｂと同じ形の歪んだ復調パルス波形が得られることに
なる。々お、従来報告されていた周波数変調波形をＣに
示すが、この波形はちょうど電気系の積分回路を通した
よう々形に歪んでおシ、Ｂの波形とは大きく異なってい
ることが分る。
説明するための図である。埋込みへテロ構造の半導体レ
ーザに第１図のＡのような微小なパルス変調電流を印加
した場合、半導体レーザの発振周波数は一般的に第１図
Ｂのように歪んだ形に変調されることが分った。受信側
でもしこの周波数変調された信号を復調した場合、第１
図Ｂと同じ形の歪んだ復調パルス波形が得られることに
なる。々お、従来報告されていた周波数変調波形をＣに
示すが、この波形はちょうど電気系の積分回路を通した
よう々形に歪んでおシ、Ｂの波形とは大きく異なってい
ることが分る。
第１図Ｂのように波形が歪む原因は、主に第２図に示す
ように半導体レーザの発振周波数の変調効率Ａｊ’ｍ（
単位印加電流当シの周波数偏移量）が１０Ｍｂ／、〜Ｉ
ＧｂＡの変調周波数帯域では変調周波数Ｒに比例して大
きくなるためである。即ち半導体レーザの周波数変調特
性がこの周波数帯域で高域通過形特性であるために変調
信号の高い周波数帯域が強調される結果、第１図Ｂに示
すようなちょうど電気系の微分回路を通した形に周波数
変調波形が歪むわけである。
ように半導体レーザの発振周波数の変調効率Ａｊ’ｍ（
単位印加電流当シの周波数偏移量）が１０Ｍｂ／、〜Ｉ
ＧｂＡの変調周波数帯域では変調周波数Ｒに比例して大
きくなるためである。即ち半導体レーザの周波数変調特
性がこの周波数帯域で高域通過形特性であるために変調
信号の高い周波数帯域が強調される結果、第１図Ｂに示
すようなちょうど電気系の微分回路を通した形に周波数
変調波形が歪むわけである。
本発明においては波形の歪が微分波形になることから、
パルス変調電流に予め微分波形を打消すような波形、即
ち積分回路出力波形を補償電流分として加えることによ
り波形歪を除いている。その結果良好な周波数変調波形
を送出する周波数変調方法を得ることができた。
パルス変調電流に予め微分波形を打消すような波形、即
ち積分回路出力波形を補償電流分として加えることによ
り波形歪を除いている。その結果良好な周波数変調波形
を送出する周波数変調方法を得ることができた。
（６）実施例１
次に実施例を用いて本発明をよシ詳細に説明する。第３
図は本発明の第１の実施例を説明するための回路図、第
４図Ｄ−Ｇは同じく各部の電流波形や出力光の周波数変
調波形を示す図である。半導体レーザ１にはチロ−クコ
イル２を介してバイアス電流（ｉｂ）３を印加するため
の給電線４、マツチング抵抗５を介してパルス変調電流
（ｉｐ）６を印加するための第１の同軸ケーブル７、お
よび積分回路８を介して波形補償電流（ｉｃ）９を印加
５− するための第２の同軸ケーブル１０が接続されている。
図は本発明の第１の実施例を説明するための回路図、第
４図Ｄ−Ｇは同じく各部の電流波形や出力光の周波数変
調波形を示す図である。半導体レーザ１にはチロ−クコ
イル２を介してバイアス電流（ｉｂ）３を印加するため
の給電線４、マツチング抵抗５を介してパルス変調電流
（ｉｐ）６を印加するための第１の同軸ケーブル７、お
よび積分回路８を介して波形補償電流（ｉｃ）９を印加
５− するための第２の同軸ケーブル１０が接続されている。
第１、第２の同軸ケーブル７．１０はパルス駆動回路（
図示せず）に接続されておシ、パルス駆動電流１１がそ
れぞれ供給されている。積分回路８は抵抗におよび第１
のコンデンサ１３から成っている。
図示せず）に接続されておシ、パルス駆動電流１１がそ
れぞれ供給されている。積分回路８は抵抗におよび第１
のコンデンサ１３から成っている。
パルス駆動電流１１およびパルス変調電流（ｉｐ）６は
同一波形であり、第４図のＤに示すような２値のパルス
信号である。波形補償電流（ｉｃ）９は積分回路８によ
ってパルス駆動電流１１の高周波成分を遮断したもので
あシ、第４図Ｅに示すような波形になっている。これら
パルス変調電流（ｉｐ ）６と波形補償電流（ｉｃ）９
を合わせた波形は第４図Ｆに示す形になる。この結果第
１図のＢに示したような波形の歪は補償され、第４図の
Ｇに示すように良好な２値周波数変調波形の出力光１４
が得られた。
同一波形であり、第４図のＤに示すような２値のパルス
信号である。波形補償電流（ｉｃ）９は積分回路８によ
ってパルス駆動電流１１の高周波成分を遮断したもので
あシ、第４図Ｅに示すような波形になっている。これら
パルス変調電流（ｉｐ ）６と波形補償電流（ｉｃ）９
を合わせた波形は第４図Ｆに示す形になる。この結果第
１図のＢに示したような波形の歪は補償され、第４図の
Ｇに示すように良好な２値周波数変調波形の出力光１４
が得られた。
（７）実施例２
第５図は本発明の第２の実施例を説明するだめの回路図
である。半導体レーザｌにはバイアス電流（ｉｂ）３と
第２のパルス変調電流（ｉｐ）１６ が６− 供給されている。バイアス電流（ｉｂ）３は給電線４と
チョークコイル２を介して供給されている。
である。半導体レーザｌにはバイアス電流（ｉｂ）３と
第２のパルス変調電流（ｉｐ）１６ が６− 供給されている。バイアス電流（ｉｂ）３は給電線４と
チョークコイル２を介して供給されている。
また第２のパルス変調電流（ｉｐ ）１６はパルス駆動
回路（図示せず）の出力トランジスタ１５の出力電流（
ｉｏ）１７を積分回路８で波形補償して得たものである
。なお積分回路８はコンデンサ１３、第１、第２の抵抗
１８．１９から成っている。
回路（図示せず）の出力トランジスタ１５の出力電流（
ｉｏ）１７を積分回路８で波形補償して得たものである
。なお積分回路８はコンデンサ１３、第１、第２の抵抗
１８．１９から成っている。
出力電流（ｉｏ）１７は第４図りと同様な形の波形に、
第２のパルス変調電流（ｉｐ ）１６はＦと同様な形の
波形になる。従って第２の実施例においても第４図Ｇと
類似の良好な２値周波数変調波形の出力光１４が得られ
た。
第２のパルス変調電流（ｉｐ ）１６はＦと同様な形の
波形になる。従って第２の実施例においても第４図Ｇと
類似の良好な２値周波数変調波形の出力光１４が得られ
た。
本発明に関しては上記実施例の他にもさまざまな変形が
可能である。実施例では積分回路８を半導体レーザ１の
直前あるいは駆動回路出力トランジスタ１５と半導体レ
ーザ１の間に設置した例を示したが、それ以外の場所で
も当然良い。例えばより正確な積分波形を出す回路や半
導体レーザ１の動作状態（バイアス電流（ｉｂ）のレベ
ル、温度、変調波形のデユーティ比）に応じて積分の定
数や波形補償電流（ｉｃ）９のピーク値を適切に！調整
できる回路等を駆動回路の入力側に設置しても良い。積
分回路８としてはコンデンサ１３と抵抗１２０１〜２個
で形成された簡単な例を示したが、第２の同軸ケーブル
１０とのインピーダンス整合も取れるようによシ複雑化
した構成の回路、即ち低域ろ波器等で構成しても良い。
可能である。実施例では積分回路８を半導体レーザ１の
直前あるいは駆動回路出力トランジスタ１５と半導体レ
ーザ１の間に設置した例を示したが、それ以外の場所で
も当然良い。例えばより正確な積分波形を出す回路や半
導体レーザ１の動作状態（バイアス電流（ｉｂ）のレベ
ル、温度、変調波形のデユーティ比）に応じて積分の定
数や波形補償電流（ｉｃ）９のピーク値を適切に！調整
できる回路等を駆動回路の入力側に設置しても良い。積
分回路８としてはコンデンサ１３と抵抗１２０１〜２個
で形成された簡単な例を示したが、第２の同軸ケーブル
１０とのインピーダンス整合も取れるようによシ複雑化
した構成の回路、即ち低域ろ波器等で構成しても良い。
また波形補償電流（ｉｃ）９のピーク値を適切に調整す
るための減衰器を使用しても良い。
るための減衰器を使用しても良い。
第１図Ａ−０．第２図は本発明の詳細な説明するために
半導体レーザ出力光の周波数変調歪、および周波数変調
効率の変調周波数特性を示す図、第３図は本発明の第１
の実施例を示す回路図、第４図Ｄ−Ｇは同じく各部の電
流波形および周波数変調波形を示す図、第５図は本発明
の第２の実施例を示す回路図である。ここで １・・・・・・半導体レーザ ８・・・・・・積分回路
６．１６・・・・・・パルス変調電流 ９・・・・・・
波形補償電流１４・・・・・・半導体レーザの出力光で
ある。 代理人弁理士内原 晋 ９− ７１ 図 １ｏｔ ○ １ １ ００ 発振周波数 ↑：時間 ７２ 図 Ｒ（Ｍｂ／ｓ） オ ３ 図 ２１−４ 図 ｆ：半導体レーザ光の発振周波数 ｔ：時間 ７ｉ−５図
半導体レーザ出力光の周波数変調歪、および周波数変調
効率の変調周波数特性を示す図、第３図は本発明の第１
の実施例を示す回路図、第４図Ｄ−Ｇは同じく各部の電
流波形および周波数変調波形を示す図、第５図は本発明
の第２の実施例を示す回路図である。ここで １・・・・・・半導体レーザ ８・・・・・・積分回路
６．１６・・・・・・パルス変調電流 ９・・・・・・
波形補償電流１４・・・・・・半導体レーザの出力光で
ある。 代理人弁理士内原 晋 ９− ７１ 図 １ｏｔ ○ １ １ ００ 発振周波数 ↑：時間 ７２ 図 Ｒ（Ｍｂ／ｓ） オ ３ 図 ２１−４ 図 ｆ：半導体レーザ光の発振周波数 ｔ：時間 ７ｉ−５図
Claims (1)
- 半導体レーザの電極に微小なパルス変調電流を印加する
ことによって当該半導体レーザの出力光を周波数変調す
る方法において、前記パルス変調電流の波形が、原パル
ス波形成分と、この原パルス波形の積分回路出力波形成
分との和から成ることを特徴とする半導体レーザの周波
数変調方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250132A JPS60140940A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 半導体レ−ザの周波数変調方法 |
| US06/671,364 US4759080A (en) | 1983-11-16 | 1984-11-14 | Coherent optical communication system with FSK heterodyne or homodyne detection and little influence by distortion of a modulated optical signal |
| DE8484113840T DE3479374D1 (en) | 1983-11-16 | 1984-11-15 | Coherent optical communication system with fsk heterodyne or homodyne detection and little influence by distortion of a modulated optical signal |
| EP84113840A EP0145972B1 (en) | 1983-11-16 | 1984-11-15 | Coherent optical communication system with fsk heterodyne or homodyne detection and little influence by distortion of a modulated optical signal |
| CA000467892A CA1232325A (en) | 1983-11-16 | 1984-11-15 | Coherent optical communication system with fsk heterodyne or homodyne detection and little influence by distortion of a modulated optical signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250132A JPS60140940A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 半導体レ−ザの周波数変調方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140940A true JPS60140940A (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=17203302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58250132A Pending JPS60140940A (ja) | 1983-11-16 | 1983-12-27 | 半導体レ−ザの周波数変調方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140940A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63106242U (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-09 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119543A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-19 | Nec Corp | Distortion compensating circuit |
| JPS5894247A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-04 | Hitachi Ltd | 発光素子駆動方法 |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58250132A patent/JPS60140940A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119543A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-19 | Nec Corp | Distortion compensating circuit |
| JPS5894247A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-04 | Hitachi Ltd | 発光素子駆動方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63106242U (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-09 |
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