JPS6165489A - 半導体レ−ザ波長安定化装置 - Google Patents
半導体レ−ザ波長安定化装置Info
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- JPS6165489A JPS6165489A JP59187625A JP18762584A JPS6165489A JP S6165489 A JPS6165489 A JP S6165489A JP 59187625 A JP59187625 A JP 59187625A JP 18762584 A JP18762584 A JP 18762584A JP S6165489 A JPS6165489 A JP S6165489A
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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
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- 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
- H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
-
- 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
- H01S5/14—External cavity lasers
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は発振周波数を安定化した半導体レーザ装置に関
する。
する。
（従来技術とその問題点）
半導体レーザは小形で高速変調が可能な光源であり、光
フアイバ通信、光情報処理用の光源としてきわめて有用
である。しかし、この半導体レーザの出力光はスペクト
ル幅が広い、中心波長か印加電流によって変化する等、
可干渉性は必すしも高くない。このため光源に藁い可干
渉性を＠末さレル光へテロタイン通信や光利用のセンシ
ングには適用しζこくいものであった。
フアイバ通信、光情報処理用の光源としてきわめて有用
である。しかし、この半導体レーザの出力光はスペクト
ル幅が広い、中心波長か印加電流によって変化する等、
可干渉性は必すしも高くない。このため光源に藁い可干
渉性を＠末さレル光へテロタイン通信や光利用のセンシ
ングには適用しζこくいものであった。
従来、半導体レーザ出力光のスペクトル幅を狭くして可
干渉性を改善する有力な手段おしては、たとえば１９８
２年に発行されたアイ・イー・イー・イー トランズア
クション・オン・マイクロウェーブ・セオリー・アンド
・テクニクス（ＩｇＥＥＴｒａｎｓａｃＮｏｎｓ ｏｎ
＋％４ｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔ
ｅｃｈｎｉ−ｑｕｅｓ ） （７）ｇｌｒ、 Ｍ Ｔ
Ｔ−３０巻、ｉｌＯ号の第１７００頁から第１７０５頁
に記載のエフ・ファブレ（Ｐ−Ｐａｖｒｅ ）１１こよ
る論文（こ喝載された方法のように、反射債あるいは半
透過鏡等を用いて出力光の一部を半導体レーザに帰還さ
せ、一種の複合共振器を構成する方法（以下光フイード
バツク法と呼ぶ）がある。
干渉性を改善する有力な手段おしては、たとえば１９８
２年に発行されたアイ・イー・イー・イー トランズア
クション・オン・マイクロウェーブ・セオリー・アンド
・テクニクス（ＩｇＥＥＴｒａｎｓａｃＮｏｎｓ ｏｎ
＋％４ｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔ
ｅｃｈｎｉ−ｑｕｅｓ ） （７）ｇｌｒ、 Ｍ Ｔ
Ｔ−３０巻、ｉｌＯ号の第１７００頁から第１７０５頁
に記載のエフ・ファブレ（Ｐ−Ｐａｖｒｅ ）１１こよ
る論文（こ喝載された方法のように、反射債あるいは半
透過鏡等を用いて出力光の一部を半導体レーザに帰還さ
せ、一種の複合共振器を構成する方法（以下光フイード
バツク法と呼ぶ）がある。
しかし、この方法においては、スペクトル幅を狭くする
ことはできるものの、反射鏡等によって構成される外部
共系器モード間隔が狭く、かつ、半導体レーザ自体の共
振器と前記外部共振４とが複合共憑器を形成しているた
め、ｆ調或流の印加により軸モードが飛びやすいという
欠点があった。
ことはできるものの、反射鏡等によって構成される外部
共系器モード間隔が狭く、かつ、半導体レーザ自体の共
振器と前記外部共振４とが複合共憑器を形成しているた
め、ｆ調或流の印加により軸モードが飛びやすいという
欠点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、スペクトル幅が
狭く、かつ半導体レーザ素子に変Ａ框流を印加しても軸
モードが飛びにくい、発成波長を安定させた半導体レー
ザ波長安定化装置を提供することにある。
狭く、かつ半導体レーザ素子に変Ａ框流を印加しても軸
モードが飛びにくい、発成波長を安定させた半導体レー
ザ波長安定化装置を提供することにある。
（発明の構成）
本発明の半導体レーザ波長安定化ｖ：装置は、活性層を
含む第１の光導波路部と、該第１の光導波路部に電流を
注入するための第１の電下と、該第１の光導波路部に接
続し、かつ、屈折率を制御できる第２の光導波路部と、
該第２の光導波路部の屈折率を制御する制御信号を印加
する第２の電ｊとを備えた半導体レーザ素子と、該半導
体レーザ素子からの出射光を再び該半導体レーザ素子に
帰還させる手段と、前記半導体レーザ１子からの光出力
強度をｆ稠するための変調信号直流を前記第１のべ極を
通して前記活性層に注入すると同時に、該変調信号直流
の該活性層への注入ｆこより生じる前記半導体レーザ素
子の発振波長の変動を打消すような制御信号を前記第２
の’ｉａ、 ｔ＝ ４こ印加する電気回路とを備えた構
成となっている。
含む第１の光導波路部と、該第１の光導波路部に電流を
注入するための第１の電下と、該第１の光導波路部に接
続し、かつ、屈折率を制御できる第２の光導波路部と、
該第２の光導波路部の屈折率を制御する制御信号を印加
する第２の電ｊとを備えた半導体レーザ素子と、該半導
体レーザ素子からの出射光を再び該半導体レーザ素子に
帰還させる手段と、前記半導体レーザ１子からの光出力
強度をｆ稠するための変調信号直流を前記第１のべ極を
通して前記活性層に注入すると同時に、該変調信号直流
の該活性層への注入ｆこより生じる前記半導体レーザ素
子の発振波長の変動を打消すような制御信号を前記第２
の’ｉａ、 ｔ＝ ４こ印加する電気回路とを備えた構
成となっている。
（本発明の作用・原理）
本構成とすることイこより、従来の外部共振器構成の半
導体レーザで生じていた変調時の複合共振器モード間の
飛びを抑えることができる。即ち、レーザ発振光を強度
変調させるため第１の電極を通して活性層に注入するキ
ャリヤ電子数を変動させたことによって、自由電子プラ
ズマ効果や一部のバンド間遷移に関わる屈折率の分散曲
線の変化により生じる光学的な共撮器長の変動により生
じる半導体レーザ自体の軸モードの波長の変化により、
複合共振器モードの他の軸モードで発振しようとするの
を、第２の電極に印加する制御信号により前記半導体レ
ーザ自体の軸モードの波長変化を抑えて複合共振器モー
ドの細モード間の飛びを抑え、一定の軸モード波長で発
振させることができる。
導体レーザで生じていた変調時の複合共振器モード間の
飛びを抑えることができる。即ち、レーザ発振光を強度
変調させるため第１の電極を通して活性層に注入するキ
ャリヤ電子数を変動させたことによって、自由電子プラ
ズマ効果や一部のバンド間遷移に関わる屈折率の分散曲
線の変化により生じる光学的な共撮器長の変動により生
じる半導体レーザ自体の軸モードの波長の変化により、
複合共振器モードの他の軸モードで発振しようとするの
を、第２の電極に印加する制御信号により前記半導体レ
ーザ自体の軸モードの波長変化を抑えて複合共振器モー
ドの細モード間の飛びを抑え、一定の軸モード波長で発
振させることができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による一実施例の構成図であり、第２図
は本発明による一実施例に用いた半導体レーザ素子の断
面を含む斜視図である。また、第３図及び第４図は本発
明による一実施例を説明するための説明図である。
は本発明による一実施例に用いた半導体レーザ素子の断
面を含む斜視図である。また、第３図及び第４図は本発
明による一実施例を説明するための説明図である。
第１図において、１０１は変調信号電源、１０２は分岐
回路、１０３は極性反転回路、１０４は移相回路、１０
５は第１の直流電源、１０６は第２の直流電源、１０７
は第１の混合回路、１０８は第２の混合回路、１０９は
本実施例に用いた半導体レーザ素子、１１０は共通電極
１１１に接続した共通端子、１１２は第１の電極１１３
に接続した第１の端子、１１４は第２の電極１１５に接
続した嬉２の端子、１１６は半導体レーザ素子の活性層
、１１７は半導体レーザ素子１０９からの後方出力光、
１１８はレンズ、１１９は後方出力光１１７の平行光、
１２０は平行光１１７を反射させるための外部鏡、１２
１は前方出力光である。変調信号電源１０１で発生させ
た変調信号電流を分岐回路２０２においてｌＯＯ１２２
つの電流に分岐する。
回路、１０３は極性反転回路、１０４は移相回路、１０
５は第１の直流電源、１０６は第２の直流電源、１０７
は第１の混合回路、１０８は第２の混合回路、１０９は
本実施例に用いた半導体レーザ素子、１１０は共通電極
１１１に接続した共通端子、１１２は第１の電極１１３
に接続した第１の端子、１１４は第２の電極１１５に接
続した嬉２の端子、１１６は半導体レーザ素子の活性層
、１１７は半導体レーザ素子１０９からの後方出力光、
１１８はレンズ、１１９は後方出力光１１７の平行光、
１２０は平行光１１７を反射させるための外部鏡、１２
１は前方出力光である。変調信号電源１０１で発生させ
た変調信号電流を分岐回路２０２においてｌＯＯ１２２
つの電流に分岐する。
即ち、変調信号′α源１０１で発生させた変Ａ周波数１
００Ｍ）（ｚ、ピーク・ビーク４流値約１１ ｍＡの正
弦波変調′直流を分岐回路１０２において、第１の混合
回路１０７に分岐するｌＱｍＡ、、の電流と極性反転回
路１０３及び−多相回路１０４を経由して第２の混合回
路１０８りと分岐する１ｍＡ、ｐのぼ流とに分岐する。
００Ｍ）（ｚ、ピーク・ビーク４流値約１１ ｍＡの正
弦波変調′直流を分岐回路１０２において、第１の混合
回路１０７に分岐するｌＱｍＡ、、の電流と極性反転回
路１０３及び−多相回路１０４を経由して第２の混合回
路１０８りと分岐する１ｍＡ、ｐのぼ流とに分岐する。
第１の混合回路１０７で第１の直流′電源１０５から供
給される３５ｍＡの直流電流と混合された後、第１の端
子１１２を通じて牛４体レーザ１０９に注入される。−
万、両性反転回路１０３及び移相回路１０４を経由して
第２の混合回路１０８へ分岐したｌ ｔｎＡｐ ｐの直
流は１．ｊ性反転回路１０３で画性を反転させ、す＼つ
、移相回路で約１３５°の位相進みを与えられ、第２の
直流’Ｋ ｇ １０６ ｆ））；供給さ７ｎる２ｍＡの
直流電流お該第２の混合回路１０８で混合された後筒２
の端子１１２を通じて制御信号として半導体レーザ１０
９に注入される 半導体レーザ素子の活性層１１６カ）
ら出射した泌方出力光１１７はｌノンズＩＩＩＨこよっ
て平行光１１９となり、半導体レーザ素子１０９力）ら
約ｔｎ１ｍｄれた外部硯１２０ ｉこよって反射され、
再びレンズ１１８をフ瓜って半導体レーザ素子の活性／
＠ １１６に結合される。ここで、実際に′Ａ置から出
力されるのは前方出力光」２１である。
給される３５ｍＡの直流電流と混合された後、第１の端
子１１２を通じて牛４体レーザ１０９に注入される。−
万、両性反転回路１０３及び移相回路１０４を経由して
第２の混合回路１０８へ分岐したｌ ｔｎＡｐ ｐの直
流は１．ｊ性反転回路１０３で画性を反転させ、す＼つ
、移相回路で約１３５°の位相進みを与えられ、第２の
直流’Ｋ ｇ １０６ ｆ））；供給さ７ｎる２ｍＡの
直流電流お該第２の混合回路１０８で混合された後筒２
の端子１１２を通じて制御信号として半導体レーザ１０
９に注入される 半導体レーザ素子の活性層１１６カ）
ら出射した泌方出力光１１７はｌノンズＩＩＩＨこよっ
て平行光１１９となり、半導体レーザ素子１０９力）ら
約ｔｎ１ｍｄれた外部硯１２０ ｉこよって反射され、
再びレンズ１１８をフ瓜って半導体レーザ素子の活性／
＠ １１６に結合される。ここで、実際に′Ａ置から出
力されるのは前方出力光」２１である。
次に、第２図を用いて不実施例に用いた半畳体レーザ索
子について説明する。、第２図において、２００はｎ形
ＩｎＰの基板、２０１はノンドープのＥｎ−（）ａＡｓ
Ｐの活性１曽、２０２はｐ形ＩｎＧａＡｓＰのガイド層
、２０３はｐ形ＩｎＰのクラッド層、２０４は基板２０
０と活性／−２０１の境界面に形成された＠糸間波数選
択のための回折格子、２０５はノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰの第１のブロック１響、２０６はｐ形Ｉｎ（）ａＡ
ｓＰの第２のブロック層、２０７はｐ形ＩｎＰの第３の
ブロック層、２０８はｐ形ＩｎＰの第４のブロック層、
２０９はｎ形ＩｎＰの第５のブロック層、２１０はｐ形
ＩｎＥ’の埋め込み層、２１１はｐ形Ｉ ｎＧａＡｓ
Ｐ （７） キャップ層、２１２はＡｕ −Ｇｅ力）ら
なる第１図の１１１に示した共通電極、２１３はＡｕ
−Ｚｎからなる第１図の１１３に示した第１の電極、２
１４はＡｕ−Ｚｎからなる第１図の１１５に示した第２
の電極、２１５は前記共通電極に接αした共通端子、２
１６は前記第１の電極２１３４こ接続した第１の端子、
２１７は前記第２の電極２１４に接続した第２の端子で
あり、活性層２０１とガイド層２０２が光導波路層を形
成している。
子について説明する。、第２図において、２００はｎ形
ＩｎＰの基板、２０１はノンドープのＥｎ−（）ａＡｓ
Ｐの活性１曽、２０２はｐ形ＩｎＧａＡｓＰのガイド層
、２０３はｐ形ＩｎＰのクラッド層、２０４は基板２０
０と活性／−２０１の境界面に形成された＠糸間波数選
択のための回折格子、２０５はノンドープのＩｎＧａＡ
ｓＰの第１のブロック１響、２０６はｐ形Ｉｎ（）ａＡ
ｓＰの第２のブロック層、２０７はｐ形ＩｎＰの第３の
ブロック層、２０８はｐ形ＩｎＰの第４のブロック層、
２０９はｎ形ＩｎＰの第５のブロック層、２１０はｐ形
ＩｎＥ’の埋め込み層、２１１はｐ形Ｉ ｎＧａＡｓ
Ｐ （７） キャップ層、２１２はＡｕ −Ｇｅ力）ら
なる第１図の１１１に示した共通電極、２１３はＡｕ
−Ｚｎからなる第１図の１１３に示した第１の電極、２
１４はＡｕ−Ｚｎからなる第１図の１１５に示した第２
の電極、２１５は前記共通電極に接αした共通端子、２
１６は前記第１の電極２１３４こ接続した第１の端子、
２１７は前記第２の電極２１４に接続した第２の端子で
あり、活性層２０１とガイド層２０２が光導波路層を形
成している。
ここで、活性層２０１は厚さが約０．１μｍ、組成のバ
ンドギャップが波長で１．３μｍであり、 カイト層２
０２は厚さが約０．２μｍ、組成のバンドギャップが波
長で１．２μｍ である。また、前記活性層２０１及び
ガイド層２０２のストライプ幅は約１．５μｍ、ストラ
イプ長さは約３００μｍ、第１の電極２１３及び第２の
電極２１４の活性層ストライプ方向の長さはそれぞれ約
２００μｍと約９０μｍ、両を極の間の間隙は約１０μ
ｍｌ：！：なっている。また１回折格子２０４が形成さ
れた部分の長さは第１の臂開面２１８から活性層ストラ
イプ方向に沿って約２００μｍであり、はぼ第１の電極
の電流注入領域と対応している。
ンドギャップが波長で１．３μｍであり、 カイト層２
０２は厚さが約０．２μｍ、組成のバンドギャップが波
長で１．２μｍ である。また、前記活性層２０１及び
ガイド層２０２のストライプ幅は約１．５μｍ、ストラ
イプ長さは約３００μｍ、第１の電極２１３及び第２の
電極２１４の活性層ストライプ方向の長さはそれぞれ約
２００μｍと約９０μｍ、両を極の間の間隙は約１０μ
ｍｌ：！：なっている。また１回折格子２０４が形成さ
れた部分の長さは第１の臂開面２１８から活性層ストラ
イプ方向に沿って約２００μｍであり、はぼ第１の電極
の電流注入領域と対応している。
この回折格子２０４の周期は約３９０ＯＡ であり、活
性層２０１の組成のバンドギャップに対応させている。
性層２０１の組成のバンドギャップに対応させている。
以上の構成において、レーザ発成光の強度を変調するた
め、第１の電極１１３に変調信号を印加すると、第１の
電極１１３直下の活性層領域の屈折率変化が生じ、半導
体レーザ素子１０９自体の発振波長が変化する。しかし
、実際の発振波長は外部鏡１２０と半導体レーザ素子１
０９の端面によって構成される外部共振器の共［５モー
ドの１つとなるため、半導体レーザ素子１０９自体の発
振波長の変化が大きいと外部共振器モード間でのモード
への飛びを生じることになる。このことを模式的に示し
たのが第３図ｔａｌ（ｂｌである。第３図（ａｌは外部
共振器の軸モードを示し、第３図’＋Ｉ）ｆは半導体レ
ーザ素子１０９自体の軸モードを示している。ここで、
実際に発振しているのは、モードの引き込み等により外
部共振器モード１ｋ（ｋ＝・・・、−１，０，１，・・
・）のうち半導体レーザ素子自体の軸モードＪ０に最も
近いｉ。モードであるが、前記変調信号による屈折率変
化で生じたｊｏの波長変化が大きいと発振モードがｉＩ
あるいはＬ４に飛ぶことになる。この飛びを抑えるため
、第２の電極１１５に制御信号を印加して半導体レーザ
素子自体の軸モードｊｏの変動を小さく抑える。このこ
とを第４図を用いてさらに詳しく説明する。
め、第１の電極１１３に変調信号を印加すると、第１の
電極１１３直下の活性層領域の屈折率変化が生じ、半導
体レーザ素子１０９自体の発振波長が変化する。しかし
、実際の発振波長は外部鏡１２０と半導体レーザ素子１
０９の端面によって構成される外部共振器の共［５モー
ドの１つとなるため、半導体レーザ素子１０９自体の発
振波長の変化が大きいと外部共振器モード間でのモード
への飛びを生じることになる。このことを模式的に示し
たのが第３図ｔａｌ（ｂｌである。第３図（ａｌは外部
共振器の軸モードを示し、第３図’＋Ｉ）ｆは半導体レ
ーザ素子１０９自体の軸モードを示している。ここで、
実際に発振しているのは、モードの引き込み等により外
部共振器モード１ｋ（ｋ＝・・・、−１，０，１，・・
・）のうち半導体レーザ素子自体の軸モードＪ０に最も
近いｉ。モードであるが、前記変調信号による屈折率変
化で生じたｊｏの波長変化が大きいと発振モードがｉＩ
あるいはＬ４に飛ぶことになる。この飛びを抑えるため
、第２の電極１１５に制御信号を印加して半導体レーザ
素子自体の軸モードｊｏの変動を小さく抑える。このこ
とを第４図を用いてさらに詳しく説明する。
第１の電極１１３に３５ ｍＡの直流バイアス電流と、
第４図ｔａｌに示すような変調周波数１００ＭＨｚ、ピ
ーク・ピーク値約ＩＱ ｍＡの正弦波変調電流Δｉ、を
加えた際に、第４図（ｂｌに示すように変調電流へｌ、
の値が最大になる位相よりも約９０’進んだ位相でキャ
リア密度が最大になるように第１の電極１１３直下の活
性Ｎ領域のキャリア密度がキャリア密度の相対変化量Δ
Ｎ、たけ変化する。このキャリア密度の相対変化針ΔＮ
、にほぼ追随して第４図ｔＣ）ｉこ示すように第１の電
極１１３直下の活性層領域の屈折率がキャリア密度が最
大のときＩこ屈折率が最小になるように屈折率の相対変
化量Δｎ、たけ変化する。その屈折率の相対変化量Δｎ
、はそのｌ化量が最大約１Ｏ−５ｆｊ Ｋであり、変調
電流Δ１１が最大になる位、１１よりも約９０°遅れた
位相で最大となる。そこで、制御徊号として第４図（ｄ
ｉに示したよろな周波数１００〜ＩＨ２、ピーク・ビー
ク匝約１ｍＡの制御信号〈≧ 電流Δ１２を約２ｍＡ＠流バイアス嶋流とともに第２の
ｍｕ１１５に印加する。この場合、第２の電極１１５ζ
こ印ノノロする直流バイアス電流密度は発振閾密度以下
としている。このとき、第２の％４１１５直下の活性層
領域のキャリア′ｌＢ度は制御信号’ｔｆＡΔ１２の位
相よりも約４５°遅れてキャリア密度の相対変化量ΔＮ
、だけ変化する。ここで、第２の電極１１５の直下の活
性層領域におけるｍｌＪ＃信号電流Δ１２とキャリア密
度の相対変化量ΔＮ２の位相差が第１の電極１１３の直
下の活性Ｉ・謔領域における変調信号電流Δ１１とキャ
リア密度の相対変化蓋ΔＮ、の位札差と異なるのは、第
１の′蝋極１１３の直下の活性層領域とちがって、第２
の′電極１１５の直下の活性、５領域では直流バイアス
電流筐度を発掘ｌ′ＪＪ値以下にしているためである。
第４図ｔａｌに示すような変調周波数１００ＭＨｚ、ピ
ーク・ピーク値約ＩＱ ｍＡの正弦波変調電流Δｉ、を
加えた際に、第４図（ｂｌに示すように変調電流へｌ、
の値が最大になる位相よりも約９０’進んだ位相でキャ
リア密度が最大になるように第１の電極１１３直下の活
性Ｎ領域のキャリア密度がキャリア密度の相対変化量Δ
Ｎ、たけ変化する。このキャリア密度の相対変化針ΔＮ
、にほぼ追随して第４図ｔＣ）ｉこ示すように第１の電
極１１３直下の活性層領域の屈折率がキャリア密度が最
大のときＩこ屈折率が最小になるように屈折率の相対変
化量Δｎ、たけ変化する。その屈折率の相対変化量Δｎ
、はそのｌ化量が最大約１Ｏ−５ｆｊ Ｋであり、変調
電流Δ１１が最大になる位、１１よりも約９０°遅れた
位相で最大となる。そこで、制御徊号として第４図（ｄ
ｉに示したよろな周波数１００〜ＩＨ２、ピーク・ビー
ク匝約１ｍＡの制御信号〈≧ 電流Δ１２を約２ｍＡ＠流バイアス嶋流とともに第２の
ｍｕ１１５に印加する。この場合、第２の電極１１５ζ
こ印ノノロする直流バイアス電流密度は発振閾密度以下
としている。このとき、第２の％４１１５直下の活性層
領域のキャリア′ｌＢ度は制御信号’ｔｆＡΔ１２の位
相よりも約４５°遅れてキャリア密度の相対変化量ΔＮ
、だけ変化する。ここで、第２の電極１１５の直下の活
性層領域におけるｍｌＪ＃信号電流Δ１２とキャリア密
度の相対変化量ΔＮ２の位相差が第１の電極１１３の直
下の活性Ｉ・謔領域における変調信号電流Δ１１とキャ
リア密度の相対変化蓋ΔＮ、の位札差と異なるのは、第
１の′蝋極１１３の直下の活性層領域とちがって、第２
の′電極１１５の直下の活性、５領域では直流バイアス
電流筐度を発掘ｌ′ＪＪ値以下にしているためである。
第２のＱ極１１５の直下の活性層領域の屈折率は、キャ
リア密度が最大のときに屈折率が最小となるようζこキ
ャリア密度の変化に追随して変化する。このとき屈折率
の相対変化ｔΔｎ２の位相は制御信号底流へ１ｔの位相
よりも約１３５°進んでいる。また該屈折率の相対変化
蓋Δｎ２の最大値は、第１の電極１１３の直下の活性層
領域の屈折率の相対変化蓋Δ０１の最大値に対し、第２
の電極１１５の直下の活性層領域の長さに対する第１の
電極１１３の直下の活性層領域の長さの比である約２倍
程度の大きな１直となっている。このよろな変調信号電
流Δ！１と制御信号電流Δ！２の関係により、第１の一
極１１３百下の活性層領域の光学的長さの変化と第２の
電極１１５の直下の活性層領域の光学的長さの変化は互
いに打消され、共振器長は全体としてほぼ一定に保たれ
る。その結果。
リア密度が最大のときに屈折率が最小となるようζこキ
ャリア密度の変化に追随して変化する。このとき屈折率
の相対変化ｔΔｎ２の位相は制御信号底流へ１ｔの位相
よりも約１３５°進んでいる。また該屈折率の相対変化
蓋Δｎ２の最大値は、第１の電極１１３の直下の活性層
領域の屈折率の相対変化蓋Δ０１の最大値に対し、第２
の電極１１５の直下の活性層領域の長さに対する第１の
電極１１３の直下の活性層領域の長さの比である約２倍
程度の大きな１直となっている。このよろな変調信号電
流Δ！１と制御信号電流Δ！２の関係により、第１の一
極１１３百下の活性層領域の光学的長さの変化と第２の
電極１１５の直下の活性層領域の光学的長さの変化は互
いに打消され、共振器長は全体としてほぼ一定に保たれ
る。その結果。
第３図（ｂＪに示した変調時の半導体レーザ素子自体の
発振モードｊ０の変化が小さく抑えられるため、第３図
（ａｌに示した外部共振器モード間の飛びが抑えられる
。
発振モードｊ０の変化が小さく抑えられるため、第３図
（ａｌに示した外部共振器モード間の飛びが抑えられる
。
以上、図面を用いて本発明を説明したが、本実施例に２
いて変調信号は周波数１００ＭＨｚの正弦波信号とした
が、これに限定されず、他の周波数であってもよい。こ
のとき、変調１Ｍ号電流Δｉ、に対する割ｆＩ１１亀流
Δ１ｔの位相差は約４５°の遅れに限定されない。また
、変調信号電流へ」１と制御信号底流へ１２の大きさを
それぞれｌＱｍＡ、、と１ ｍＡ、 、としたが、これ
らの値に限定されないことは言うまでもない。また変調
１ｇ号はパルスイ百号であっても良く、この場合変調信
号により第１の一極直下の活性層領域で生じた屈折率変
化を補償する大きさで、かつ変調信号とは逆極性の″制
御信号を、移相回路での移相量を大略零とした上で第２
の一極に印加すれば良い。さらに、外部鏡１２０の位置
を半導体レーサ素子１０９から約ＩＱｉｍ離れた位置に
設けたがこれに限定されない。また、本実施例に用いた
牛罫本レーザ素子の第２の光導波路部の屈折小の制御力
法として電流の注入ζこよる方法を用いたが、これに限
定されず１例えば、電気光学効果等を用いてもよい。さ
らに、半導体レーザ素子からの出射光を再び半導体レー
ザ素子へ帰還させる手段としてレンズ及び反射鏡を用い
たが、反４を端を備えた光ファイバ等を用いてもよい。
いて変調信号は周波数１００ＭＨｚの正弦波信号とした
が、これに限定されず、他の周波数であってもよい。こ
のとき、変調１Ｍ号電流Δｉ、に対する割ｆＩ１１亀流
Δ１ｔの位相差は約４５°の遅れに限定されない。また
、変調信号電流へ」１と制御信号底流へ１２の大きさを
それぞれｌＱｍＡ、、と１ ｍＡ、 、としたが、これ
らの値に限定されないことは言うまでもない。また変調
１ｇ号はパルスイ百号であっても良く、この場合変調信
号により第１の一極直下の活性層領域で生じた屈折率変
化を補償する大きさで、かつ変調信号とは逆極性の″制
御信号を、移相回路での移相量を大略零とした上で第２
の一極に印加すれば良い。さらに、外部鏡１２０の位置
を半導体レーサ素子１０９から約ＩＱｉｍ離れた位置に
設けたがこれに限定されない。また、本実施例に用いた
牛罫本レーザ素子の第２の光導波路部の屈折小の制御力
法として電流の注入ζこよる方法を用いたが、これに限
定されず１例えば、電気光学効果等を用いてもよい。さ
らに、半導体レーザ素子からの出射光を再び半導体レー
ザ素子へ帰還させる手段としてレンズ及び反射鏡を用い
たが、反４を端を備えた光ファイバ等を用いてもよい。
また、本実施−〇に用いた半導１不レーザ素子の外部鏡
側の端面には無反射コーティングｔ’を施されていない
が、帰還光址を大きくして一層の波長安定化を図るため
該端面に無反射コーティングを施してもよい。
側の端面には無反射コーティングｔ’を施されていない
が、帰還光址を大きくして一層の波長安定化を図るため
該端面に無反射コーティングを施してもよい。
ここで、本実施例の特徴を挙げると、第１の一極及び第
２の４嵐がいずれも、頓方同バイアスとなっているため
１両ｒｔ極間のアイソレーションが比較的とりやすいこ
と、本実施例に用いた半碑本レーザは、′ｉ極槽構造以
外は通常よく用いられる分布帰還型あるいはブラッグ反
射型中・：４体レーザと同様の製造プロセスで作れるた
め製面が容易であること等である。
２の４嵐がいずれも、頓方同バイアスとなっているため
１両ｒｔ極間のアイソレーションが比較的とりやすいこ
と、本実施例に用いた半碑本レーザは、′ｉ極槽構造以
外は通常よく用いられる分布帰還型あるいはブラッグ反
射型中・：４体レーザと同様の製造プロセスで作れるた
め製面が容易であること等である。
（発明の効４Ｎ）
最後（こ本発明が有する効果を挙げ；ｎば、スペクトル
幅が狭く、かつ、変調ｅｔ流を即フロしても軸モ−ドが
飛びにくく、発蚕波長が安定していること、半導体レー
ザを利用できる光システムの種類が一層拡大すること等
である。
幅が狭く、かつ、変調ｅｔ流を即フロしても軸モ−ドが
飛びにくく、発蚕波長が安定していること、半導体レー
ザを利用できる光システムの種類が一層拡大すること等
である。
第１図は本発明による一実施例の構成図、第２図は本発
明１こよる一実施例に用いた半導体レーザ素子の断面を
含む斜視図、第３図及び第４図は本発明ｆこよる一契施
例を説明するための説明図である。 第１図において、１０１・・変調信号電源、１０２・・
分岐回路、１０３・・極性反転回路、１０４・・・移相
回路、１０５・・・第１の直流′１１Ｌ源、１０６・・
・第２の直流電源、１０７・・・第１の混合回路、１０
８−・・・第２の混合回路、１０９・・不実施例に用い
た半導体レーザ素子、１１０・・共通端子、１１１・・
・共通電極、１１２・・・第１の端子、１１３・・・第
１の磁極、１１４・・・第２の端子、１１５・・・第２
の磁極、１１６・・・半導体レーザ素子の活性層、１１
７・・後方出力光、１１８・・・レンズ、１１９・・平
行光、１２０・・・外部鏡、１２１・・・前方出力光、
であり、第２図において、２（’）Ｏ・・・基板、２０
１・・活性層、２０２・・ガイド層、２０３・・クラツ
ド層、２０４・回折格子、２０５・・第１のブロック層
、２０６・・・第２のブロック層、２０７・・・第３の
ブロック層、２０８・第４のブロック層、２０９・・第
５のブロック層、２１０・・埋め込み層、２１１・・・
キャップ層、２１２・・共通電極、２１３・・第１の電
極、２１４・・第２の電極、２１５・・共通端子、２１
６・・第１の端子、２】７・・・第２の端子、２１８・
・・第１の臂開面、２１９・・第２の臂開面、２２ｏ。 ２２１・・・溝、また第２図において斜線部は断面部分
である。 ＋、 代雇人弁理士 内原 晋 ：ゝ 第３図 ｒＪ凭謀軸モード ΔＬ１ 擲 ４２］ も
明１こよる一実施例に用いた半導体レーザ素子の断面を
含む斜視図、第３図及び第４図は本発明ｆこよる一契施
例を説明するための説明図である。 第１図において、１０１・・変調信号電源、１０２・・
分岐回路、１０３・・極性反転回路、１０４・・・移相
回路、１０５・・・第１の直流′１１Ｌ源、１０６・・
・第２の直流電源、１０７・・・第１の混合回路、１０
８−・・・第２の混合回路、１０９・・不実施例に用い
た半導体レーザ素子、１１０・・共通端子、１１１・・
・共通電極、１１２・・・第１の端子、１１３・・・第
１の磁極、１１４・・・第２の端子、１１５・・・第２
の磁極、１１６・・・半導体レーザ素子の活性層、１１
７・・後方出力光、１１８・・・レンズ、１１９・・平
行光、１２０・・・外部鏡、１２１・・・前方出力光、
であり、第２図において、２（’）Ｏ・・・基板、２０
１・・活性層、２０２・・ガイド層、２０３・・クラツ
ド層、２０４・回折格子、２０５・・第１のブロック層
、２０６・・・第２のブロック層、２０７・・・第３の
ブロック層、２０８・第４のブロック層、２０９・・第
５のブロック層、２１０・・埋め込み層、２１１・・・
キャップ層、２１２・・共通電極、２１３・・第１の電
極、２１４・・第２の電極、２１５・・共通端子、２１
６・・第１の端子、２】７・・・第２の端子、２１８・
・・第１の臂開面、２１９・・第２の臂開面、２２ｏ。 ２２１・・・溝、また第２図において斜線部は断面部分
である。 ＋、 代雇人弁理士 内原 晋 ：ゝ 第３図 ｒＪ凭謀軸モード ΔＬ１ 擲 ４２］ も
Claims (1)
- 活性層を含む第１の光導波路部と、該第１の光導波路部
に電流を注入するための第１の電極と、該第１の光導波
路部に接続し、かつ、屈折率を制御できる第２の光導波
路部と、該第２の光導波路部の屈折率を制御する制御信
号を印加する第２の電極とを備えた半導体レーザ素子と
、該半導体レーザ素子からの出射光を再び該半導体レー
ザ素子に帰還させる手段と、前記半導体レーザ素子から
の光出力強度を変調するための変調信号電流を前記第１
の電極を通して前記活性層に注入すると同時に、該変調
信号電流の該活性層への注入により生じる前記半導体レ
ーザ素子の発振波長の変動を打消すような制御信号を前
記第２の電極に印加する電気回路とを含む半導体レーザ
波長安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187625A JPS6165489A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187625A JPS6165489A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165489A true JPS6165489A (ja) | 1986-04-04 |
Family
ID=16209378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59187625A Pending JPS6165489A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01231388A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レーザ装置およびその電流注入方法 |
| JPH0391276A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-16 | Nec Corp | 波長可変半導体レーザの駆動方法 |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP59187625A patent/JPS6165489A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01231388A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レーザ装置およびその電流注入方法 |
| JPH0391276A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-16 | Nec Corp | 波長可変半導体レーザの駆動方法 |
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