JPS6178190A - 光ヘテロダイン受信装置 - Google Patents
光ヘテロダイン受信装置Info
- Publication number
- JPS6178190A JPS6178190A JP20020884A JP20020884A JPS6178190A JP S6178190 A JPS6178190 A JP S6178190A JP 20020884 A JP20020884 A JP 20020884A JP 20020884 A JP20020884 A JP 20020884A JP S6178190 A JPS6178190 A JP S6178190A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- dfb
- optical waveguide
- laser device
- wavelength
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- 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】
（発明の技術分野）
本発明は集積型の半導体レーザ装置に関する。
（従来技術とその問題点）
高速変調時にも安定な単一軸モード発振を示し、光フア
イバ通信における伝送帯域を大きくとることのできる半
導体光源として分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ
）、分布ブラッグ反射型半導体レーザ（ＤＢＲ−ＬＤ）
の開発が進められている。
イバ通信における伝送帯域を大きくとることのできる半
導体光源として分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ
）、分布ブラッグ反射型半導体レーザ（ＤＢＲ−ＬＤ）
の開発が進められている。
ＤＦＢ−ＬＤｌＤＢＲ−ＬＤは適当なピッチの回折格子
による波長選択機構を有しており、Ｇｂ／８レベルの高
速度で変調しても単一波長で安定に発振するという結果
が得られている。
による波長選択機構を有しており、Ｇｂ／８レベルの高
速度で変調しても単一波長で安定に発振するという結果
が得られている。
これらの単一軸モード半導体レーザは直接検波通信方式
のみならず、光ヘテロダイン伝送方式等への適用も期待
される。この上唇な単一軸モード半導体レーザと受光素
子、光導波路等を組みあわせることＫより局部発振ＬＤ
と受光素子より成るヘテロダイン伝送用の受信系が構成
できる。このような試みのひとつとして野口氏らは昭和
５８年度秋の応用物理学会講演会において報告したよう
に、ＢＨ構造光素子と光導波路との集積型光半導体装置
を開発した。野口氏らの開発した装置は埋め込み構造の
ＤＦＢ−ＬＤと、受光素子および光導波路とを集積し、
光導波路の一端子から信号光を入力し、局部発振ＤＦｉ
３−ＬＤとのビート光をとることＫより、光ヘテロダイ
ン受信器として使用することができる。
のみならず、光ヘテロダイン伝送方式等への適用も期待
される。この上唇な単一軸モード半導体レーザと受光素
子、光導波路等を組みあわせることＫより局部発振ＬＤ
と受光素子より成るヘテロダイン伝送用の受信系が構成
できる。このような試みのひとつとして野口氏らは昭和
５８年度秋の応用物理学会講演会において報告したよう
に、ＢＨ構造光素子と光導波路との集積型光半導体装置
を開発した。野口氏らの開発した装置は埋め込み構造の
ＤＦＢ−ＬＤと、受光素子および光導波路とを集積し、
光導波路の一端子から信号光を入力し、局部発振ＤＦｉ
３−ＬＤとのビート光をとることＫより、光ヘテロダイ
ン受信器として使用することができる。
しかしながら野口氏らの開発した集積型の装置において
は局部発振光源として用いるＤＦＢ−ＬＤは素子作製時
にその発振波長が決まってしまうことになる。ＤＦＢ−
ＬＤの場合１発振波長は回折格子の周期をＡ、回折格子
次数をｍ、等側屈折率を九ｆｆとすると、２ηｏｆｆ・
Ａ ／ｍによって与えられるブラッグ波長の近傍のモー
ドで決まる。等側屈折率は活性層、ガイド層の膜厚で決
定されるので、この例では原理的に発振波長を変化させ
ることができず、温度変化等による信号光の発振波長変
化に対して、その動作が不安定になりやすいという欠点
を有していた。
は局部発振光源として用いるＤＦＢ−ＬＤは素子作製時
にその発振波長が決まってしまうことになる。ＤＦＢ−
ＬＤの場合１発振波長は回折格子の周期をＡ、回折格子
次数をｍ、等側屈折率を九ｆｆとすると、２ηｏｆｆ・
Ａ ／ｍによって与えられるブラッグ波長の近傍のモー
ドで決まる。等側屈折率は活性層、ガイド層の膜厚で決
定されるので、この例では原理的に発振波長を変化させ
ることができず、温度変化等による信号光の発振波長変
化に対して、その動作が不安定になりやすいという欠点
を有していた。
（発明の目的）
本発明の目的は上述の観点にたって、信号光の発振波長
変化に十分追従し、安定な動作特性が得られるヘテロダ
イン受信系の集積型半導体レーザ装置を提供することＩ
Ｃある。
変化に十分追従し、安定な動作特性が得られるヘテロダ
イン受信系の集積型半導体レーザ装置を提供することＩ
Ｃある。
（発明の構成）
本発明の構成による集積型半導体レーザ装置は、半導体
基板上に少なくとも半導体レーザと光導波路および受光
素子が集積化された集積型半導体レーザにおいて、前記
半導体レーザが少なくとも活性層と一方の面に回折格子
を有するガイド層を含む積層構造、および独立した電極
を有する波長制御領域をそなえ、前記光導波路が少なく
とも３つの端子を有し、前記端子の２つがそれぞれ前記
半導体レーザ、前記受光素子とに接続されていることを
特徴とする。
基板上に少なくとも半導体レーザと光導波路および受光
素子が集積化された集積型半導体レーザにおいて、前記
半導体レーザが少なくとも活性層と一方の面に回折格子
を有するガイド層を含む積層構造、および独立した電極
を有する波長制御領域をそなえ、前記光導波路が少なく
とも３つの端子を有し、前記端子の２つがそれぞれ前記
半導体レーザ、前記受光素子とに接続されていることを
特徴とする。
（発明の原理・作用）
単一軸モード半導体レーザと受光素子、光導波路を用い
てヘテロダイン受信系を構成するＫは周波数がわずかに
異なる信号光と局部発振光とを光導波路で合波し、２つ
のコヒーレントな光のビートを受光素子で検波する必要
がある。信号光は送信元の環境に応じた温度変化等によ
りその発振波長が変化しうるわけで、受信系の中間周波
数を一定に保つためには信号光の発振周波数変化に応じ
て、局部発振光源の発振周波数を変化させることが必要
となるわけである。本発明の集積型半導体レーザ装置に
おいてはヘテロダイン受信系を構成する局部発振光源に
１発振波長が制御可能な単一軸モード半導体レーザを用
い、信号光の発振波長が変化しても受信系の中間周波数
を一定に保つことが可能となった。
てヘテロダイン受信系を構成するＫは周波数がわずかに
異なる信号光と局部発振光とを光導波路で合波し、２つ
のコヒーレントな光のビートを受光素子で検波する必要
がある。信号光は送信元の環境に応じた温度変化等によ
りその発振波長が変化しうるわけで、受信系の中間周波
数を一定に保つためには信号光の発振周波数変化に応じ
て、局部発振光源の発振周波数を変化させることが必要
となるわけである。本発明の集積型半導体レーザ装置に
おいてはヘテロダイン受信系を構成する局部発振光源に
１発振波長が制御可能な単一軸モード半導体レーザを用
い、信号光の発振波長が変化しても受信系の中間周波数
を一定に保つことが可能となった。
（実施例）
以下実施例を示す図面を用いて本発明をより詳細に説明
する。第１図に本発明の一実施例である集積型半導体レ
ーザ装置の平面図を示す。半導体基板１上に波長制御機
構を有するＤＦＢ−ＬＤ２、フォトダイオード３、光導
波路４が形成されている。光導波路４の入力端５から入
射した信号光は局部発振器であるＤＦＢ−ＬＤ２の光と
合波し、フォトダイオード３で受信される。ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２はＤＦＢ領域（活性領域）７と波長制御領域８とか
らなシ、レーザ発振させておいて波長制御領域８に電流
を流して、その部分の屈折率を変化させることによシ発
振波長を変化させることができる。
する。第１図に本発明の一実施例である集積型半導体レ
ーザ装置の平面図を示す。半導体基板１上に波長制御機
構を有するＤＦＢ−ＬＤ２、フォトダイオード３、光導
波路４が形成されている。光導波路４の入力端５から入
射した信号光は局部発振器であるＤＦＢ−ＬＤ２の光と
合波し、フォトダイオード３で受信される。ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２はＤＦＢ領域（活性領域）７と波長制御領域８とか
らなシ、レーザ発振させておいて波長制御領域８に電流
を流して、その部分の屈折率を変化させることによシ発
振波長を変化させることができる。
したがって信号光６０波長変化に追従して発振波長を制
御することにより受信系の中間周波数を一定に保つこと
ができる。このような素子を作製するＫは、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄのための回折格子上への結晶成長、光導波層、制御領
域層の結晶成長、全体の埋め込み結晶成長等３回のＬＰ
Ｅ成長工程を行なえばよい。第２図ＫＤＦＢ−ＬＤ２付
近のレーザ共振軸方向の断面図を示す。ＩｎＰ基板１１
上に回折格子１２を形成し、そのうえに例えば波１１３
μｍｓ当のＩｎ ａ、ｙａ Ｏ；３Ｊｚ／ ＡＳｔ
ｐ、ｉ／ Ｐ／、／／’ ガイド層１３、波長１．
５５ ｔｔｒｓ相当のＩｎ、、ケＧａ、４／Ａｓ々、ル
Ｐ、７．活性層１４、クラッド層２０等をまず積層す
る。部分的にエツチングを行なって活性層１４等を除去
した後、光導波路層１５とクラッド層２０を選択的に成
長する。その後ＤｉＢｔｙｔｓ、制御電極１９、絶縁膜
１６、高反射コーテイング膜１７をそれぞれ形成し、波
長制御可能なりＦＢ−ＬＤ２が作製できる。第３図に同
素子の動作原理を示す。図にはブラッグ波長からの伝播
定数のずれ量△βＬとしきい値利得αＬとの関係を示す
。回ることＫより、図の曲線上を軸モードが動き、２０
八程度の連続的な波長変化が可能である。
御することにより受信系の中間周波数を一定に保つこと
ができる。このような素子を作製するＫは、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄのための回折格子上への結晶成長、光導波層、制御領
域層の結晶成長、全体の埋め込み結晶成長等３回のＬＰ
Ｅ成長工程を行なえばよい。第２図ＫＤＦＢ−ＬＤ２付
近のレーザ共振軸方向の断面図を示す。ＩｎＰ基板１１
上に回折格子１２を形成し、そのうえに例えば波１１３
μｍｓ当のＩｎ ａ、ｙａ Ｏ；３Ｊｚ／ ＡＳｔ
ｐ、ｉ／ Ｐ／、／／’ ガイド層１３、波長１．
５５ ｔｔｒｓ相当のＩｎ、、ケＧａ、４／Ａｓ々、ル
Ｐ、７．活性層１４、クラッド層２０等をまず積層す
る。部分的にエツチングを行なって活性層１４等を除去
した後、光導波路層１５とクラッド層２０を選択的に成
長する。その後ＤｉＢｔｙｔｓ、制御電極１９、絶縁膜
１６、高反射コーテイング膜１７をそれぞれ形成し、波
長制御可能なりＦＢ−ＬＤ２が作製できる。第３図に同
素子の動作原理を示す。図にはブラッグ波長からの伝播
定数のずれ量△βＬとしきい値利得αＬとの関係を示す
。回ることＫより、図の曲線上を軸モードが動き、２０
八程度の連続的な波長変化が可能である。
本実施例ではＤＦＢ領域７の長さ２００μ島、制御領域
８の長さ１００μｍとし、室温ＣＷでの発振しきい値電
流３０ｍＡ、微分量子効率３０％程度のＤＦＢ−ＬＤが
再現性よく得られた。波長の変化も１７Ａ程度の値が得
られた。
８の長さ１００μｍとし、室温ＣＷでの発振しきい値電
流３０ｍＡ、微分量子効率３０％程度のＤＦＢ−ＬＤが
再現性よく得られた。波長の変化も１７Ａ程度の値が得
られた。
以上のように本発明の実施例においては、ヘテロダイン
受信用の集積型半導体レーザ装置において、発振波長の
制御可能なりＦＢ−ＬＤを採用し、りねに受信系の中間
周波数を一定に保つことが可能となった。すなわち安定
な受信特性を有する集積型のヘテロダイン受信系を構成
する装置を実現できた。
受信用の集積型半導体レーザ装置において、発振波長の
制御可能なりＦＢ−ＬＤを採用し、りねに受信系の中間
周波数を一定に保つことが可能となった。すなわち安定
な受信特性を有する集積型のヘテロダイン受信系を構成
する装置を実現できた。
なお本発明の実施例においては局部発振光源としてＤＦ
Ｂ−ＬＤを採用したが、ＤＢＲ−ＬＤを用いてもさしつ
かえない。その場合にもキャリア注入による屈折率変化
を利用して発振波長の変化が可能となる。また実施例に
おいてはキャリア注入によるプラズマ効果を利用したが
、電気光学効果等によって屈折率を変化させてもさしつ
かえない。
Ｂ−ＬＤを採用したが、ＤＢＲ−ＬＤを用いてもさしつ
かえない。その場合にもキャリア注入による屈折率変化
を利用して発振波長の変化が可能となる。また実施例に
おいてはキャリア注入によるプラズマ効果を利用したが
、電気光学効果等によって屈折率を変化させてもさしつ
かえない。
用いる半導体材料も実施例においてはＩｎＰを基板、Ｉ
ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐを活性層とした波長１μｍ帯の素子
を示したが、もちろんこれに限るものではなく、Ｇａ
Ａｔ Ａｓ 、 Ｉｎ Ｇａ ＡＪＩ Ｐ等地の半導体
材料を用いて何ら差しつかえない。受信系を構成する受
光素子も実施例ではフォトダイオードを示したが、フォ
トコンダクタ、ＡＰＤ等他等地光素子を用いて何ら差し
つかえない。
ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐを活性層とした波長１μｍ帯の素子
を示したが、もちろんこれに限るものではなく、Ｇａ
Ａｔ Ａｓ 、 Ｉｎ Ｇａ ＡＪＩ Ｐ等地の半導体
材料を用いて何ら差しつかえない。受信系を構成する受
光素子も実施例ではフォトダイオードを示したが、フォ
トコンダクタ、ＡＰＤ等他等地光素子を用いて何ら差し
つかえない。
（発明の効果）
本発明の特徴はヘテロダイン受信系を構成する集積型の
半導体レーザ装置において、局部発振光源として発振波
長の制御が可能な単一軸モードＬＤを用いたことである
。これＫよりて信号光の波長変動に追従して局部発振光
の発振周波数を制御することが可能となシ、つねに受信
系の中間周波数を一定に保ち、安定な動作特性を有する
ヘテロゲイン受信用の装置が実現できた。
半導体レーザ装置において、局部発振光源として発振波
長の制御が可能な単一軸モードＬＤを用いたことである
。これＫよりて信号光の波長変動に追従して局部発振光
の発振周波数を制御することが可能となシ、つねに受信
系の中間周波数を一定に保ち、安定な動作特性を有する
ヘテロゲイン受信用の装置が実現できた。
第１図は本発明の一実施例である集積型半導体レーザ装
置の平面図、第２図はそれを構成するＤＦＢ−ＬＤの素
子断面図、第３図はそのＤＦＢ−ＬＤ、３はフォトダイ
オード、４は光導波路、５は入力端、６は信号光、７は
ＤＦＢ領域、 ８は制御領域、１１はＩｎＰ基板、１２
は回折格子、１３はガイド層、１４は活性層、１５は光
導波路層、１６は絶縁膜、１７は高反射コーテイング膜
、 １８はＤＦＢ電極、１９は制御電極、２０はクラッ
ド層、２１は回折格子の端をそれぞれあられす。
置の平面図、第２図はそれを構成するＤＦＢ−ＬＤの素
子断面図、第３図はそのＤＦＢ−ＬＤ、３はフォトダイ
オード、４は光導波路、５は入力端、６は信号光、７は
ＤＦＢ領域、 ８は制御領域、１１はＩｎＰ基板、１２
は回折格子、１３はガイド層、１４は活性層、１５は光
導波路層、１６は絶縁膜、１７は高反射コーテイング膜
、 １８はＤＦＢ電極、１９は制御電極、２０はクラッ
ド層、２１は回折格子の端をそれぞれあられす。
Claims (1)
- 半導体基板上に、少なくとも半導体レーザと光導波路お
よび受光素子が集積化された構造を備え、前記半導体レ
ーザは活性層と、一方の面に回折格子を有するガイド層
を少なくとも備え、かつ、活性領域上に形成した電極と
は独立した電極を有する波長制御領域をそなえた構造と
し、前記光導波路は少なくとも３つの光入・出射端子を
有し、前記端子の２つがそれぞれ前記半導体レーザ、前
記受光素子に接続されている集積型半導体レーザ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20020884A JPH0656905B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 光ヘテロダイン受信装置 |
| US06/758,238 US4751710A (en) | 1984-07-26 | 1985-07-24 | Semiconductor laser device |
| CA000487530A CA1253946A (en) | 1984-07-26 | 1985-07-25 | Semiconductor laser device |
| DE8585109337T DE3584330D1 (de) | 1984-07-26 | 1985-07-25 | Halbleiterlaservorrichtung. |
| EP85109337A EP0169567B1 (en) | 1984-07-26 | 1985-07-25 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20020884A JPH0656905B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 光ヘテロダイン受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178190A true JPS6178190A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0656905B2 JPH0656905B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=16420602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20020884A Expired - Lifetime JPH0656905B2 (ja) | 1984-07-26 | 1984-09-25 | 光ヘテロダイン受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656905B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424483A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Semiconductor laser |
| WO2019116657A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP20020884A patent/JPH0656905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424483A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Semiconductor laser |
| WO2019116657A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ |
| JPWO2019116657A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2020-10-22 | 株式会社堀場製作所 | 半導体レーザ |
| US11374380B2 (en) | 2017-12-15 | 2022-06-28 | Horiba, Ltd. | Semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0656905B2 (ja) | 1994-07-27 |
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