JPS62224991A - 半導体レ−ザの変調方法 - Google Patents
半導体レ−ザの変調方法Info
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- JPS62224991A JPS62224991A JP6901886A JP6901886A JPS62224991A JP S62224991 A JPS62224991 A JP S62224991A JP 6901886 A JP6901886 A JP 6901886A JP 6901886 A JP6901886 A JP 6901886A JP S62224991 A JPS62224991 A JP S62224991A
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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
- H01S5/06—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
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06213—Amplitude modulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (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
本発明は半導体レーザのパルス変調の方法に関するもの
である。
である。
従来の技術
ルス電流を印加するととにより、半導体レーザ活性層内
の残留キャリアを減じる方法が用いられていた。
の残留キャリアを減じる方法が用いられていた。
半導体レーザのパターン効果を第３図を用いて説明する
。
。
２・飄
第３図ａは注入電流より１ｂは活性層内キャリア密度Ｎ
、ｃは出力光強度りのそれぞれについて、時間変化を示
す。
、ｃは出力光強度りのそれぞれについて、時間変化を示
す。
先ず、注入パルス電流よりの増加により活性層内のキャ
リア密度Ｎが増加し閾値キャリア密度Ｎｔｈ に達す
る。これが図中のα、β間である。
リア密度Ｎが増加し閾値キャリア密度Ｎｔｈ に達す
る。これが図中のα、β間である。
活性層内キャリア密度Ｎが閾値キャリア密度となると、
それ以上に注入されてくる余剰な注入電流（ＩＤＩｔｈ
）は発光に費されるため、活性層内キャリア密度Ｎは閾
値キャリア密度Ｎｔｈ付近に保たれる。これが図中β、
γ間である。
それ以上に注入されてくる余剰な注入電流（ＩＤＩｔｈ
）は発光に費されるため、活性層内キャリア密度Ｎは閾
値キャリア密度Ｎｔｈ付近に保たれる。これが図中β、
γ間である。
次に注入パルス電流が減少し、７点において、活性層内
キャリア密度Ｎが閾値キャリア密度Ｎｔｈ達して発光を
停止する。
キャリア密度Ｎが閾値キャリア密度Ｎｔｈ達して発光を
停止する。
注入電流が更に減少し、閾値電流Ｉｔｈ？：下回と
る璽活性層内キャリア密度Ｎは活性層内でのキャリア寿
命時間に従って減少する。これがγ、δ間である。
命時間に従って減少する。これがγ、δ間である。
発明が解決しようとする問題点
この従来例方式によると、駆動電流の各ビット３１＼
。
。
終点における残留ギヤリアが次のビ・ントの出力光強度
や立ち上がり時間に大きく依存しているため、入力信号
のビットパターンによっては均一な光出力を得られない
。
や立ち上がり時間に大きく依存しているため、入力信号
のビットパターンによっては均一な光出力を得られない
。
なお、均一な光出力を得るための変調方法として、第４
図のように、駆動電流よりを、各非発光ビット毎に逆パ
ルス電流で与える方法もあるが、この場合には、１ビツ
トの時間内に２ピツトのパルス電流を与える必要がある
ため、１ビツトの時間に対して実際に出力光を得る時間
が小さいうえ、回路構成としても、より高速の駆動回路
が必要とされる。
図のように、駆動電流よりを、各非発光ビット毎に逆パ
ルス電流で与える方法もあるが、この場合には、１ビツ
トの時間内に２ピツトのパルス電流を与える必要がある
ため、１ビツトの時間に対して実際に出力光を得る時間
が小さいうえ、回路構成としても、より高速の駆動回路
が必要とされる。
本発明の目的は以上の様な半導体レーザのパターン効果
によって制限されていた帯域を向上するだめの変調方法
を改善することである。
によって制限されていた帯域を向上するだめの変調方法
を改善することである。
問題点を解決するための手段
本発明は、直流オフセット電流、周期的に変動するバイ
アス電流および前記バイアス電流と同期した信号電流を
重ね合せた電流により駆動する半導体レーザの変調方法
である。
アス電流および前記バイアス電流と同期した信号電流を
重ね合せた電流により駆動する半導体レーザの変調方法
である。
作用
本発明によると、直流オフセット電流１周期的バイアス
電流、信号電流の３種類の電流の注入により半導体レー
ザを駆動するため非発光ビ・ソトにおいても周期的バイ
アス電流が活性層内キャリアの減少を抑え、各ビット端
での残留キャリア密度を一定に保ち、信号のビットパタ
ーンによらず均一な光出力が得られる。
電流、信号電流の３種類の電流の注入により半導体レー
ザを駆動するため非発光ビ・ソトにおいても周期的バイ
アス電流が活性層内キャリアの減少を抑え、各ビット端
での残留キャリア密度を一定に保ち、信号のビットパタ
ーンによらず均一な光出力が得られる。
実施例
第１図に本発明実施例による半導体レーザのパルス変調
部分のプロ・ンク図を示す。伝送信号を符号器１によっ
て符号化し、電圧−電流変換器４により、信号電流工ｓ
を得、一方、周期的バイアス電流よりは符号器１の同期
信号を遅延器２で遅延させ、電圧−電流変換器３で変換
したものを用いこれら両信号電流Ｉｓ ＋ Ｉｂを半
導体レーザ５に供給する。また、直流オフセット電流工
０は、半導体レーザ６１二直接注入する。この例ではそ
れぞれの電流強度と位相が、２つの電圧−電流変換器３
．４と遅延器２によ如独立に制御されるが、重６ベー、
゛ ね合わせてから電圧−電流変換を行ってもよい。
部分のプロ・ンク図を示す。伝送信号を符号器１によっ
て符号化し、電圧−電流変換器４により、信号電流工ｓ
を得、一方、周期的バイアス電流よりは符号器１の同期
信号を遅延器２で遅延させ、電圧−電流変換器３で変換
したものを用いこれら両信号電流Ｉｓ ＋ Ｉｂを半
導体レーザ５に供給する。また、直流オフセット電流工
０は、半導体レーザ６１二直接注入する。この例ではそ
れぞれの電流強度と位相が、２つの電圧−電流変換器３
．４と遅延器２によ如独立に制御されるが、重６ベー、
゛ ね合わせてから電圧−電流変換を行ってもよい。
またそれぞれの電流値は使用す名手導体レーザの特性に
より異なるが、活性層内のキャリア寿命時間が２．７
ｎ５ｅｌＱのものではオフセット電流ＩＯが閾値電流
Ｉｔｈの０．９６倍、信号電流より１周期電流工ｓが、
それぞれ、尖頭値間で閾値電流Ｉｔｈの２．０ 、０．
１倍で、１ビツトが０．４ｎｓｅｃ程度である。
より異なるが、活性層内のキャリア寿命時間が２．７
ｎ５ｅｌＱのものではオフセット電流ＩＯが閾値電流
Ｉｔｈの０．９６倍、信号電流より１周期電流工ｓが、
それぞれ、尖頭値間で閾値電流Ｉｔｈの２．０ 、０．
１倍で、１ビツトが０．４ｎｓｅｃ程度である。
第２図に、本発明による変調方法における注入電流の特
性例を示す。
性例を示す。
ａは直流オフセットＷ流工０、ｂけ周期的バイアス電流
Ｉｂ、ｃけよりに同期した信号電流工ｓの時間変化であ
る。そしてｄは以上を１ね合わせた注入電流ＩＤであり
、これにより半導体レーザを駆動する。
Ｉｂ、ｃけよりに同期した信号電流工ｓの時間変化であ
る。そしてｄは以上を１ね合わせた注入電流ＩＤであり
、これにより半導体レーザを駆動する。
直流オフセット電流”Ｏｒ周期的バイアス電流より、信
号電流工ｓの大きさ、及び位相は独立に制御可能である
。
号電流工ｓの大きさ、及び位相は独立に制御可能である
。
発光ビ・ソトでは直流オフセット電流工０と周期的バイ
アス電流１１）と信号電流Ｉｓ との重ね合わθへ−７
・ せパルス電流、非発光ビットでは直流オフセット電流工
ｏ と周期的バイアス電流Ｔ４）との重ね合わせパルス
電流が半導体レーザに注入される。
アス電流１１）と信号電流Ｉｓ との重ね合わθへ−７
・ せパルス電流、非発光ビットでは直流オフセット電流工
ｏ と周期的バイアス電流Ｔ４）との重ね合わせパルス
電流が半導体レーザに注入される。
ｅは活性層内キャリア密度Ｎ、そしてｆは出力光強度り
の時間変化をそれぞれ示す。
の時間変化をそれぞれ示す。
先ず、発光ビットにおいて開始点の残留キャリア密度Ｎ
ｒから注入電流よりによってキャリア密度Ｎが増加し、
閾値キャリア密度Ｎｔｈ に達すると発光を開始する。
ｒから注入電流よりによってキャリア密度Ｎが増加し、
閾値キャリア密度Ｎｔｈ に達すると発光を開始する。
これがα、βの区間である。
発光の期間、すなわち、β、γ間では余剰キャリアは発
光によって費されるため、活性層内キャリア密度Ｎは閾
値キャリア密度Ｎｔｈ の付近に保たれる。
光によって費されるため、活性層内キャリア密度Ｎは閾
値キャリア密度Ｎｔｈ の付近に保たれる。
発光停止後、注入電流ＩＤは減少しても活性層内キャリ
ア密度Ｎは活性層内のキャリア寿命時間に従って減衰す
るため、ビット終点δにおいて残留キャリア密度Ｎｒが
残る。
ア密度Ｎは活性層内のキャリア寿命時間に従って減衰す
るため、ビット終点δにおいて残留キャリア密度Ｎｒが
残る。
次に非発光ビットにおいて、開始点での残留キャリア密
度Ｎｒは、区間中に活性層内のキャリア寿命時間に従っ
た減衰と注入電流よりによるキャ７１＼−。
度Ｎｒは、区間中に活性層内のキャリア寿命時間に従っ
た減衰と注入電流よりによるキャ７１＼−。
リアが相殺してビット終点εにおける残留キャリア密度
Ｎｒと等しくなる。
Ｎｒと等しくなる。
発明の効果
本発明による半導体レーザのパルス変調方法は、以上の
ように直流オフセット電流工ｏ９周期的バイアス電流よ
り、信号電流工ｓの３種類の電流の注入により半導体レ
ーザを駆動することを特徴とし、非発光ビットにおいて
も周期的バイアス電流よりが活性層内キャリアＮの減少
を抑え、各ビ・ソト端での残留キャリア密度Ｎｒ ｌｒ
一定に保つものであるから、信号のビットパターンによ
らず均一な光出力が得られる。また各ビット端での残留
キャリア密度Ｎｒは閾値キャリア密度に近い値となって
いるため、光出力の応答も高速であり、信号電流工ｓを
極端に大きくする必要もなく、駆動回路の負担も小さい
。
ように直流オフセット電流工ｏ９周期的バイアス電流よ
り、信号電流工ｓの３種類の電流の注入により半導体レ
ーザを駆動することを特徴とし、非発光ビットにおいて
も周期的バイアス電流よりが活性層内キャリアＮの減少
を抑え、各ビ・ソト端での残留キャリア密度Ｎｒ ｌｒ
一定に保つものであるから、信号のビットパターンによ
らず均一な光出力が得られる。また各ビット端での残留
キャリア密度Ｎｒは閾値キャリア密度に近い値となって
いるため、光出力の応答も高速であり、信号電流工ｓを
極端に大きくする必要もなく、駆動回路の負担も小さい
。
従って本発明の半導体レーザの変調方法によって高速の
光通信が可能となるものであり、極めて産業上価値の高
いものである。
光通信が可能となるものであり、極めて産業上価値の高
いものである。
第１図は本発明の半導体レーザのパルス変調方法で用い
る駆動回路例のプロ・ンク図、第２図ａ〜ｆは本発明に
かかる駆動時特性例、第３図、第４図は従来例の半導体
レーザのパルス変調時の特性例を示す。 １・・・・・・符号器、２・・・・・・遅延器、３．４
・・・・・・電圧・電流変換器、５・・・・・・半導体
レーザ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 窮２図 第２図 第４図 第３図
る駆動回路例のプロ・ンク図、第２図ａ〜ｆは本発明に
かかる駆動時特性例、第３図、第４図は従来例の半導体
レーザのパルス変調時の特性例を示す。 １・・・・・・符号器、２・・・・・・遅延器、３．４
・・・・・・電圧・電流変換器、５・・・・・・半導体
レーザ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 窮２図 第２図 第４図 第３図
Claims (1)
- 直流オフセット電流、周期的に変動するバイアス電流、
および前記バイアス電流と同期した信号電流を重ね合わ
せた電流により駆動する半導体レーザの変調方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6901886A JPS62224991A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体レ−ザの変調方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6901886A JPS62224991A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体レ−ザの変調方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224991A true JPS62224991A (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=13390427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6901886A Pending JPS62224991A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体レ−ザの変調方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224991A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384182A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザの変調方法 |
| US6256329B1 (en) | 1998-03-11 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser driver circuit |
| US6746680B2 (en) | 1997-08-28 | 2004-06-08 | Daikin Industries Ltd. | Cosmetics with hydrofluoroether (HFE) |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP6901886A patent/JPS62224991A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384182A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザの変調方法 |
| US6746680B2 (en) | 1997-08-28 | 2004-06-08 | Daikin Industries Ltd. | Cosmetics with hydrofluoroether (HFE) |
| US6256329B1 (en) | 1998-03-11 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser driver circuit |
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