JPS6139643A - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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JPS6139643A
JPS6139643A JP15982384A JP15982384A JPS6139643A JP S6139643 A JPS6139643 A JP S6139643A JP 15982384 A JP15982384 A JP 15982384A JP 15982384 A JP15982384 A JP 15982384A JP S6139643 A JPS6139643 A JP S6139643A
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bistable
current
oscillation
dfb
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JP15982384A
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Ikuo Mito
郁夫 水戸
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は光フアイバ通信用光送信装置に関する。
(従来技術とその欠点) 光ファイバの低損化及び分布帰還形半導体レーザ(以下
DFB LDと略す)等の単一軸モード半導体レーザの
開発、ゲルマニウムあるいは°InGaAsアバランシ
ュ・フォト・ダイオード(以下APDと略す)等の高感
度受光素子の開発、等により100−を越える中継距離
での光フアイバ伝送が可能となって来た。現在、更に長
距離での伝送、あるいはよシ高速度での伝送を追求し、
検討が進められている。長距離化・高速度化を阻害する
大きな問題として光ファイバの波長分散がちる。光ファ
イバの伝送損失が最も小さく長距離伝送が期待できる波
長1.5〜16μmにおいては、材料分散を主要因とす
る波長分散が約−2ps/b/Aと大きい値をとる。従
って20b/Sの変調速度で1100K程度の伝送を行
うには:光源は勿論単一軸モードで、そのスペクトル幅
広がりを0,8A程度に抑える必要がある。しかしなが
ら、従来のDFB LDを高速度で直接変調を行う場合
、DFB LDの活性層のキャリア密度が変調を受ける
ことから、必ず発振波長が変調され(以下波長チャーピ
ングと称する)、スペクトル線幅が1〜2人程度に広が
ってしまっていた。従って波長1.5μm帯で高速度の
伝送を行う場合には伝送可能距離は伝送損失による制限
よりもむしろ波長分散による制限を受けていた。
(発明の目的) 本発明の目的は、光フアイバ通信用として高速直接変調
時においても、波長チャーピングが少ない送信装置を提
供することにある。
(発明の構成) 本発明によれば、注入電流を増加させる場合の第1の発
振閾値と、注入電流を減少させる場合の第2の発振閾値
とを有し双安定形のヒステリシスを有する双安定分布帰
還形半導体レーザと、前記双安定分布帰還形半導体レー
ザに、第2の発振閾値以下のバイアス電流を印加するバ
イアス回路部と、前記バイアス電流に重畳させたときの
波高値が前記第1の発振閾値よシも大きくなるような電
流パルスを印加する駆動回路部とを少なくとも含んで構
成されることを特徴とする光送信装置が得られる。
(発明の原理) 実施例を述べる前に本発明の重要な構成要素である双安
定DFB LDの特性について述べる。第2図にその構
造を示す。DFB LDにおいても電流非注入領域を形
成することで双安定動作が得られることは秋葉等によ)
、1983年発行のアイ・イー・イー・イー・ジャーナ
ル・オプ・カンタム・エレクトロニクス(IEEE J
ournal of QuantumElectron
ics )第QE−19巻、第6号の1053頁に示さ
れている。第2図は山口等によって昭和59年春の電子
通信学会総合全国大会1026で報告された二重チャン
ネルブレーナ埋め込み形のDFBLDの一部に電流非注
入領域100を形成した双安定DFB LDである。こ
の電流非注入領域100はn形InP電流閉じ込め層7
がメサストライプ50の上部に積層されて形成されてい
る。通常の7アプリー・ペロー形半導体レーザに関する
同様の構造は小田切等によシ昭和57年秋の電子通信学
会光・電波部門全国大会の予稿集272で報告されてい
る。第3図にこの双安定DFB LDの特性を示す。第
3図(a)に示される様に光出力は注入電流に対しヒス
テリシス特性を示し、立ち上シ時の発振閾ON !゛・
値電流、  Ith  は601TIA、立ち下り時の
発振閾値oT:F、 電流、Ith  は50mAであった。との様な特性は
前述した秋葉等の論文にも示されているが、発振スペク
トル等に関しては述べられていない。そこで注入電流に
対し発振スペクトルを測定してみると5QmAから10
0mA程度の注入電流域で、発振波長がL550μmで
単一軸モード動作していた。しかし更に微細に発振波長
を測定してみると、第3図(b)に示すように注入電流
に対し、わずかに周波数が変移していることがわかった
。通常のDFB LDでも注入電流を増加させると活性
層のキャリア密度の変化、及び活性層の温度上昇による
影響を受は発振周波数が変移するが、 双安定DFB 
LDは通常のDFB LD と異なる動きを示した。即
ちIth  よシもわずかに大きな電流値のところで極
値を有しておシ、I?P”の付近の電流の変化に対し発
振周波数がほとんど変化しないことがわかった。e”’
の付近での電流に対する発振周波数の変移は0.6〜0
.8 GHz/inAであシこの値は通常のDFB L
D より大きい値である。この様々特性を有する双安定
DFB LDに矩形のパルス電流を印加して、応答特性
を評価した。これを第4図に示す。第4図(a)に示す
ように、直流のバイアス電流IbをIth  よりも小
さい48mAに設定し、15mAの波高値、5nsの幅
のパルスを印加した。この時光出力波形は立ち上シ時に
大きな緩和振動が見られた。この様々大きな緩和振動が
あるときは、半導体レーザでは一般に活性層内のキャリ
ア密度が大きく変調されるため、発振周波数が大きく変
動するが、測定した双安定DFBLDでは、第4図(b
)に示す様に発振スペクトル線幅が半値全幅で600 
MHz程度であシ、発振周波数変動量が小さいことがわ
かった。この理由は、第3図(b)に示される様に、注
入電流を増加し発振させた時には、活性層のキャリア密
度が変動してもこの電流値付近で発振周波数変移量が小
さいため、光出力が大きく変動しても、即ち光の強度変
調が大きくても発振周波数はあまシ変動しないことによ
る。
以上の現象は双安定DFB LDに関して初めて見出さ
れたものである。双安定DFB LDのこの様な特徴を
光フアイバ通信に応用することが可能である。
〈実施例〉 第1図は本発明の実施例を示す光送信装置の構成図であ
る。第2図に示される双安定DFB LD20を動作さ
せるだめの、バイアス回路部21、駆動回路部22、及
び結合抵抗23、結合コンデンサ24から構成されてい
る。バイアス回路部21かθFη− ら双安定DFB LDがOFFする時の閾値Iih。
5 Q mA、よシ小さい48mAのバイアス電流Ib
が、双安定DFB LDに加えられ、又駆動回路部22
からは入力信号に対応し、  Ibに重畳された時、双
安定DFB LDがONする時の閾値Ith、 60m
人よシ大きくなる波高値15mAのパルス電流Ipが加
えられた。結合抵抗23の大きさは50Ω、結合コンデ
ンサ24の大きさは1μFとしバイアス回路部21と駆
動回路部22との間の電気の漏洩を小さくした。入力信
号として、クロック周波数45 Q MHzの擬似ラン
ダムパルス発生器からの信号を用いて光送信装置を動か
して特性を評価した。
その結果双安定DFB LDは入力信号に追従した光信
号パルスを発生しており、光パルスの高さは7mWであ
った。変調された光信号のスペクトルを評価したところ
、第4図(b)に示したのと同様な形が得られ、ランダ
ムパルスで変調した場合にも約600 MHzと狭い発
振スペクトル線幅が得られた。
この光送信装置で発生させた光信号を光学レンズ系を用
いて、コア径10μmの単一モードファイバに結合損失
2dBで入射させて、伝送実験を行った。受光には受光
径80μmのGe−APDを用いた。受信器系の受信レ
ベルは10 8  のビット・エラー・レートの時−4
2dBmであった。1.55μm帯の波長で光ファイバ
のスプライス損失を含んだ平均の伝送損失が0.25 
dB/Kmの光ファイバを用いたところ、2dBmのマ
ージンをもって160−の距離まで送信することができ
た。この距離は、光ファイバの分散による制限ではなく
損失による制限を受けた値であ)、信号光の発振スペク
トル線幅は十分小さく抑えられていることが判った。
この結果は双安定DFB LD20をヒステリシス領域
を横切る形で変調を行う方法が十分有効であることを示
している。ちなみに、バイアス回路部21からのバイア
ス電流Ibを大きくして、ヒステリシス領域を横切らな
い形で変調した時は、スペクトル線幅が3 GHz程度
とガり波長分散の影響を受は伝送可能距離は100−で
おった。また通常のDFBLDを用いた場合の伝送可能
距離も100b程度であった。
第1図に示した実施例には基本構成要素のみを示したが
、双安定DFB LDの動作温度を一定の値に制御す温
度コントロール装置や、双安定DFBLDへの戻シ光の
影響を少なくするだめの光アイソレータ等を組み込むこ
とも可能である。
(発明の効果) 本発明による光送信装置は、発振スペクトル線幅の狭い
信号パルスを発生することができるため、光フアイバ通
信システム用の光送信部に用いると、光ファイバの波長
分散による制限を受けないため、伝送可能距離が大幅に
向上されることである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図は双安定
DFB LDの構造図、第3図(a)、(b)は各々双
安定DFB LDのL−I特性及び発振周波数変移量を
示す図、第4図(a)(b)は各々、電流と光出力の変
調波形、及び変調時の発振周波数変移量を示す図である
。図中、7はn形InP電流閉じ込め層、50はメサス
トライプ、100は電流非注入領域、20は双安定DF
B LDl 21はバイアス回路部、22は駆動回路部
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 注入電流を増加させた場合にレーザ発振が始まる第1の
    発振閾値と、レーザ発振状態で注入電流を減少させた場
    合にレーザ発振が止まる第2の発振閾値とを有する双安
    定形のヒステリシス特性を示す双安定分布帰還形半導体
    レーザと、前記双安定分布帰還形半導体レーザに第2の
    発振閾値以下のバイアス電流を印加するバイアス回路部
    と、前記バイアス電流に重畳させたときの波高値が前記
    第1の発振閾値よりも大きくなるような電流パルスを前
    記双安定分布帰還型半導体レーザに印加する駆動回路部
    とを少なくとも含んで構成されることを特徴とする光送
    信装置。
JP15982384A 1984-07-30 1984-07-30 光送信装置 Pending JPS6139643A (ja)

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EP85109595A EP0171027B1 (en) 1984-07-30 1985-07-30 Optical transmitter
US06/760,560 US4947458A (en) 1984-07-30 1985-07-30 Optical transmitter utilizing a bistable distributed feedback semiconductor laser

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EP (1) EP0171027B1 (ja)
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61201222A (ja) * 1985-03-04 1986-09-05 Hitachi Ltd 光パルス増幅整形装置
US20010048799A1 (en) * 1998-05-21 2001-12-06 F. David King Optical communication system
US6944404B2 (en) * 2000-12-11 2005-09-13 Harris Corporation Network transceiver for extending the bandwidth of optical fiber-based network infrastructure

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5992587A (ja) * 1982-11-18 1984-05-28 Nec Corp 光増幅回路

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680001A (en) * 1971-05-13 1972-07-25 Bell Telephone Labor Inc Dynamic am control of the transverse modes of a self-pulsing semiconductor laser
JPS5967677A (ja) * 1982-07-01 1984-04-17 Semiconductor Res Found 光集積回路
EP0110388B1 (en) * 1982-11-29 1987-10-07 Nec Corporation Optical time-division switching system employing optical bistable devices
JPS59117285A (ja) * 1982-12-24 1984-07-06 Nec Corp 光増幅回路
JPS59182637A (ja) * 1983-03-31 1984-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd ビデオ信号光伝送装置
US4558465A (en) * 1983-09-19 1985-12-10 Rca Corporation Switched bias scheme for high speed laser transmitter
JPS6079788A (ja) * 1983-10-06 1985-05-07 Nec Corp 光双安定素子
JPS6079786A (ja) * 1983-10-06 1985-05-07 Nec Corp 双安定レ−ザ
JPS60102789A (ja) * 1983-11-09 1985-06-06 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 分布帰環形半導体レ−ザ
CA1210070A (en) * 1984-10-26 1986-08-19 Northern Telecom Limited Laser transmitter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5992587A (ja) * 1982-11-18 1984-05-28 Nec Corp 光増幅回路

Also Published As

Publication number Publication date
US4947458A (en) 1990-08-07
EP0171027B1 (en) 1991-12-04
EP0171027A3 (en) 1988-12-21
DE3584801D1 (de) 1992-01-16
EP0171027A2 (en) 1986-02-12

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