JPS62274787A - Superhigh speed optical pulse generator - Google Patents

Superhigh speed optical pulse generator

Info

Publication number
JPS62274787A
JPS62274787A JP61117647A JP11764786A JPS62274787A JP S62274787 A JPS62274787 A JP S62274787A JP 61117647 A JP61117647 A JP 61117647A JP 11764786 A JP11764786 A JP 11764786A JP S62274787 A JPS62274787 A JP S62274787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
optical pulse
optical
pulse
return
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61117647A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH071812B2 (en
Inventor
Atsushi Takada
篤 高田
Toshihiko Sugie
利彦 杉江
Masatoshi Saruwatari
猿渡 正俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP61117647A priority Critical patent/JPH071812B2/en
Publication of JPS62274787A publication Critical patent/JPS62274787A/en
Publication of JPH071812B2 publication Critical patent/JPH071812B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable regulation of the amount of deviation of oscillating wavelength per unit time, namely the chirp speed of the front output optical pulse of a semiconductor laser by a method wherein the optical pulse injected from the rear of the semiconductor laser is delayed by time nearly corresponding to the reciprocal of frequency of a driving signal, and return efficiency of the optical pulse to return to the semiconductor laser is made as variable. CONSTITUTION:A return efficiency variable circuit 3 is an optical circuit enabled to vary return efficiency to return again to a semiconductor laser 1 of an optical pulse injected from the semiconductor laser 1, namely a circuit enabled to vary transmissibility of light, for example. When time T of the optical pulse injected from the of the semiconductor laser l up to return again to the semiconductor laser 1 is equalized to the reciprocal of driving frequency (f) of a driving circuit 4, namely when the optical pulse injected from the semiconductor laser 1 is returned synchronizing with driving frequency (f), the chirp speed of the optical pulse varies corresponding to return efficiency of light. The chirp speed means the amount of deviation of wavelength when wavelength of light varies continu ously in the range within pulse width at pulse type optical output.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、超高速光伝送や光情報処理等において光源
として使用する超高速光パルスを発生する半導体レーザ
を使用した超高速光パルス発生装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) This invention is a method for generating ultra-high-speed optical pulses used as a light source in ultra-high-speed optical transmission, optical information processing, etc. This invention relates to an ultrahigh-speed optical pulse generator using a semiconductor laser.

(従来の技術) 従来、光パルスを発生する方法としては、能動モード同
期法、受動モード同期法、ゲインスイッチ法、Qスイッ
チ法、キャビティダンプ法等がある。この中で、超高速
光伝送や光情報処理への適用を目指した1GHz程度以
上の高い繰返し周波@領域では装置規模、構成、信頼性
等の観点から半導体レーザを用いた光パルス発生法が有
効である。半導体レーザを用いた簡便で高速な光パルス
を発生し得る方法としては前記ゲインスイッチ法と能動
モード周期法がある。
(Prior Art) Conventionally, methods for generating optical pulses include an active mode locking method, a passive mode locking method, a gain switch method, a Q-switch method, a cavity dump method, and the like. Among these, optical pulse generation methods using semiconductor lasers are effective in terms of equipment scale, configuration, reliability, etc. in the high repetition frequency region of around 1 GHz or higher, which is aimed at application to ultra-high-speed optical transmission and optical information processing. It is. Methods for generating simple and high-speed optical pulses using a semiconductor laser include the gain switch method and the active mode periodic method.

ゲインスイッチ法は、第7図に示すように駆動回路10
2から出力される幅数100ピコセコンド以下の大振幅
の短電流パルスを直接分布帰還型半導体レーザ101に
印加することにより分布帰還型半導体レーザ101から
超短光パルス103を発生する方法である。この方法は
構成が比較的簡単である上、繰返し周波数が数GH2以
上の高速光パルス列を発生できるという利点がある。
The gain switch method uses a drive circuit 10 as shown in FIG.
In this method, an ultrashort optical pulse 103 is generated from the distributed feedback semiconductor laser 101 by directly applying a short current pulse with a large amplitude of several hundred picoseconds or less outputted from the distributed feedback semiconductor laser 101 to the distributed feedback semiconductor laser 101 . This method has the advantage that it has a relatively simple configuration and can generate a high-speed optical pulse train with a repetition frequency of several GH2 or more.

能動モード周期法は、第8図に示すように駆動回路10
2からの出力電流パルスで駆動される半導体レーザ10
1に対して反射面203を設け、この反射面203と半
導体レーザ101の一方の端面101−とにより外部共
振器を構成し、これにより半導体レーザ101の利得を
共振器の光性復時間trに対する繰返し周波数で変調す
ることにより(1/1r)Hzの光パルス列204を発
生させる方法である。この方法は1ピコセコンド程度の
短パルスを発生させることが可能である。
The active mode periodic method uses a drive circuit 10 as shown in FIG.
a semiconductor laser 10 driven by an output current pulse from 2;
1, a reflective surface 203 is provided for the laser diode 101, and the reflective surface 203 and one end surface 101- of the semiconductor laser 101 constitute an external resonator. This method generates a (1/1r) Hz optical pulse train 204 by modulating the repetition frequency. This method can generate pulses as short as 1 picosecond.

(発明が解決しようとする問題点) 前記ゲインスイッチ法においては、活性層のキャリア密
度の変動で生ずる波長チャーピングにより光パルスのス
ペクトル幅が広がり、長距離の光ファイバの伝播時に分
散の影響を受けてファイバ伝播中の光パルスのパルス幅
が変動し、これにより光フアイバ伝送等において受信部
での消光比、S/N比等を劣化させるという問題がある
上、半導体レーザの共振器の光性復時間(−7ピコセコ
ンド程度)の制限により1oピコセコンド以下の光パル
スの発生が困難であるという問題もある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the gain switch method, the spectral width of the optical pulse is broadened due to wavelength chirping caused by fluctuations in the carrier density of the active layer, and the influence of dispersion is reduced during propagation through a long-distance optical fiber. As a result, the pulse width of the optical pulse during fiber propagation fluctuates, which causes problems such as deterioration of the extinction ratio, S/N ratio, etc. at the receiving section in optical fiber transmission, etc. Another problem is that it is difficult to generate optical pulses of 10 picoseconds or less due to the limited recovery time (about -7 picoseconds).

また、前記能動モード同期法は、上述したように1ピコ
セコンド程度の短パルスを発生させることが可能である
が、これを実際に安定して波形の整った光パルスとして
発生させるには、半導体レーザ10jの他方の端面に完
全な無反射(AR)コーティングを施し、半導体レーザ
の両端面で形成されるような余分なファブリペロモード
を取り除くこと、および外部共振器と半導体レーザの結
合度をできるだけ高くし、安定な外部共振器モードを形
成すること等が必要であり、実際の装置でコレらの条件
を満すことは容易でなく、iiとして構成する場合の問
題となっている。
In addition, the active mode locking method can generate short pulses of about 1 picosecond as described above, but in order to actually generate this as a stable optical pulse with a uniform waveform, it is necessary to use a semiconductor laser. Complete anti-reflection (AR) coating is applied to the other end facet of 10j to eliminate extra Fabry-Perot modes such as those formed on both end faces of the semiconductor laser, and to increase the degree of coupling between the external cavity and the semiconductor laser as high as possible. However, it is necessary to form a stable external resonator mode, etc., and it is not easy to satisfy these conditions in an actual device, which is a problem when configuring as ii.

従って・上述したように、高速光伝送や光情報処理への
適用可能なチャーピング制御が可能で、パルス幅が10
ピコセコンド以下で繰返し周波数が数GH2のピコセコ
ンドの光パルスを発生する半導体レーザを使用した新た
な技術の開発が必要となっている。
Therefore, as mentioned above, chirping control applicable to high-speed optical transmission and optical information processing is possible, and the pulse width is 10
There is a need to develop a new technology using semiconductor lasers that generate picosecond optical pulses with a repetition frequency of several GH@2 and below the picosecond.

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、チャーピング制御およびパルス幅可変制
御が可能な超高速光パルス発生装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an ultrahigh-speed optical pulse generator capable of chirping control and variable pulse width control.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) この発明の超高速光パルス発生装置は、所定周波数の駆
動信号を発生する駆動回路と、該駆動回路の駆動信号に
よって駆動されて光パルスを発生する分散帰還型半導体
レーザと、該半導体レーザの裏面から出射された光パル
スを前記駆動信号の所定周波数の逆数にほぼ対応する時
間遅延させて前記半導体レーザに戻す遅延手段と、該遅
延手段により遅延されて前記半導体レーザに戻される前
記光パルスの戻り効率を可変して前記半導体レーザの前
面出力光パルスの単位時間当りの発振波長の偏移量を調
整する戻り効率可変手段とを有することを要旨とする。
(Means for Solving the Problems) The ultrahigh-speed optical pulse generator of the present invention includes a drive circuit that generates a drive signal of a predetermined frequency, and a distributed feedback drive that generates an optical pulse by being driven by the drive signal of the drive circuit. type semiconductor laser, a delay means for delaying a light pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser by a time approximately corresponding to the reciprocal of a predetermined frequency of the drive signal and returning it to the semiconductor laser; The present invention further comprises a return efficiency variable means for adjusting the deviation amount of the oscillation wavelength per unit time of the front output light pulse of the semiconductor laser by varying the return efficiency of the light pulse returned to the semiconductor laser.

(作用) この発明の超高速光パルス発生装置においては半導体レ
ーザの裏面から出射された光パルスを駆動信号の周波数
の逆数にほぼ対応する時間遅延させて半導体レーザに戻
す光パルスの戻り効率を可変することにより半導体レー
ザの前面出力光パルスの単位時間当りの発振波長の偏移
口、すなわちチャープ速度を調整できるようにしている
(Function) In the ultrahigh-speed optical pulse generator of the present invention, the return efficiency of the optical pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser is delayed by a time approximately corresponding to the reciprocal of the frequency of the drive signal, and the return efficiency of the optical pulse is varied. By doing so, it is possible to adjust the deviation of the oscillation wavelength per unit time of the front output optical pulse of the semiconductor laser, that is, the chirp speed.

(実施例) 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図はこの発明の一実施例に係る超高速光パルス発生
装置の基本的構成を示す図である。同図に示す超高速光
パルス発生装置は分布帰還型半導体レーザ1を使用して
いる。該半導体レーザ1は駆動回路4から出力される繰
返し周波数rの短電流パルスまたは周波数fの正弦波電
流等の駆動信号によって、かつ該駆動信号を適当なバイ
アス電流に重畳して駆動され、前記ゲインスイッチ法の
原理により繰返し周波数「、パルス幅数10ピコセコン
ド(1)S)の単−縦モードの光パルスを発生する。半
導体レーザ1の裏面から出射された光パルスは戻り効率
可変回路3を介して反射面2で反射され、再度戻り効率
可変回路3を介して半導体レーザ1に戻るように構成さ
れている。戻り効率可変回路3は半導体レーザ1から出
射した光パルスが半導体レーザ1に再び戻る戻り効率を
可変できる光回路、例えば光の透過率を可変できる回路
である。半導体レーザ1の裏面から光パルスが出射し、
再注入するまでの時間Tを駆動回路4の駆動周波数fの
逆数に等しくすると、すなわち半導体レーザ1から出射
される光パルスを駆動周波数rに同期して戻すと、光パ
ルスのチャーブ速度が光の戻り効率に応じて変化するこ
とが判明した。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an ultrafast optical pulse generator according to an embodiment of the present invention. The ultrafast optical pulse generator shown in the figure uses a distributed feedback semiconductor laser 1. The semiconductor laser 1 is driven by a drive signal such as a short current pulse with a repetition frequency r or a sine wave current with a frequency f output from a drive circuit 4, and by superimposing the drive signal on an appropriate bias current, and the gain A single-longitudinal mode optical pulse with a repetition frequency of 10 picoseconds (1 S) is generated using the principle of the switching method. The optical pulse is reflected by the reflecting surface 2 and returned to the semiconductor laser 1 via the return efficiency variable circuit 3.The return efficiency variable circuit 3 allows the light pulse emitted from the semiconductor laser 1 to return to the semiconductor laser 1 again. This is an optical circuit that can vary the return efficiency, for example, a circuit that can vary the light transmittance.A light pulse is emitted from the back surface of the semiconductor laser 1,
If the time T until re-injection is equal to the reciprocal of the drive frequency f of the drive circuit 4, that is, if the optical pulse emitted from the semiconductor laser 1 is returned in synchronization with the drive frequency r, the chirb velocity of the optical pulse becomes It was found that it changes depending on the return efficiency.

なお、チャーブ速度とは、パルス状の光出力においてパ
ルス幅内で光の波長が鷹続的に変化するときの変化間の
ことである。すなわち、パルスの前縁のところの波長と
後縁の所との差とパルス幅の比のことである。第2図は
戻り効率ηとチャーブ速度との関係の一例を示すグラフ
である。このグラフから戻り効率ηを一〇〇(再注入し
ないこと)から−10dB程度まで可変させると、チャ
ーブ速度は5 X 10−4 nm/l+3から100
−3n/ psの範囲まで可変できることがわかる。
It should be noted that the chilb speed is the period of change when the wavelength of light changes continuously within the pulse width in pulsed light output. That is, it is the ratio of the pulse width to the difference between the wavelength at the leading edge of the pulse and the trailing edge. FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between return efficiency η and chilb speed. From this graph, if the return efficiency η is varied from 100 (no reinjection) to about -10 dB, the chirp speed will be from 5 x 10-4 nm/l+3 to 100 dB.
It can be seen that it can be varied up to a range of -3n/ps.

以上のように半導体レーザ1と反射面2との間に戻り効
率可変回路3を配設するとともに、駆動回路4で駆動さ
れて半導体レーザ1から出射する光パルスが半導体レー
ザ1に戻るまでの時間Tを駆動回路4の駆動周波数「の
逆数に等しく設定すると、戻り効率可変回路3の戻り効
率を可変することにより半導体レーザ1から出射される
光パルスのチャーブ速度を変化させることができるので
ある。
As described above, the variable return efficiency circuit 3 is disposed between the semiconductor laser 1 and the reflective surface 2, and the time required for the optical pulse driven by the drive circuit 4 and emitted from the semiconductor laser 1 to return to the semiconductor laser 1. When T is set equal to the reciprocal of the drive frequency of the drive circuit 4, the chirve speed of the optical pulse emitted from the semiconductor laser 1 can be changed by varying the return efficiency of the variable return efficiency circuit 3.

第3図はこの発明の他の実施例に係る超高速光パルス発
生V装置の他の基本的構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another basic configuration of an ultrafast optical pulse generator according to another embodiment of the present invention.

この実施例においては、半導体レーザ1、反射面2、戻
り効率可変回路3および駆動回路4の構成は第1図のも
のと同じであるが、半導体レーザ1の前面側に正常分散
性媒質手段である韮常分散性光ファイバ6、すなわちシ
ングルモードファイバ(SMF)が新たに設けられ、半
導体レーザ1の前面から出射した光パルスはこの光ファ
イバ6を通過して出力されるようになっている。この光
ファイバ6は半導体レーザ1の発振波長に対して正常分
散を有するもので、前記戻り効率可変回路3により戻り
効率を可変することにより光ファイバ6を介して出力さ
れる出射光パルス5のパルス幅を可変することができる
ものである。更に詳細に説明すると、正常性分散性媒質
では、長波長側の光はど、光の媒質走行時間、すなわち
遅延時間が短い。また、半導体レーザ1からの出射光パ
ルス5は時間とともに波長が長波長へ偏移するレッドシ
フトヂャービングを有する光パルスであるので、正常分
散媒質である光ファイバ6を通過した時、遅れて発振し
た長波長の光が早く発振した短波長側の光に追いついて
パルスが圧縮され、この結果より短い光パルスとなるの
である。第4図は光ファイバの分散量に対するパルス幅
の変化の一例を示すグラフであり、この図において曲線
aは光ファイバへの入射前のチャーブ速度が約0.02
6nm/ psの光パルスに対するものであり、曲線す
はチャーブ速度が約0. O15nm/psの光パルス
に対するものである。第4図かられかるように光ファイ
バの分散量を80 ps/ nm程度に選び、チャーブ
速度を0 、026rv/psから0 、015’nm
/psに変化さぜると、出力される光パルスのパルス幅
は40psから8ps程度まで変化させることができる
のである。なお、光ファイバへの入射前において2つの
異なったチャーブ速度を有する光パルスはそれぞれチャ
ーブ速度の逆数程度の分散量で最もパルス幅が狭くなり
、この時のパルス幅は数ps程度になる。従って、半導
体レーザ1の前面出射光パルス5のチャーブ速度を可変
することにより、すなわち前記戻り効率可変回路3の戻
り効率を可変することにより一定の分散量を有する光フ
ァイバ6からの出射光パルスのパルス幅を変化させるこ
とができるのである。なお、上記実施例では、正常分散
性物質として光ファイバ6をあげて説明したが、これに
限定されるものでない。
In this embodiment, the configurations of the semiconductor laser 1, the reflective surface 2, the variable return efficiency circuit 3, and the drive circuit 4 are the same as those in FIG. A certain quasi-dispersive optical fiber 6, ie, a single mode fiber (SMF), is newly provided, and the optical pulse emitted from the front surface of the semiconductor laser 1 passes through this optical fiber 6 and is output. This optical fiber 6 has a normal dispersion with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and by varying the return efficiency by the return efficiency variable circuit 3, the output light pulse 5 is outputted through the optical fiber 6. The width can be changed. To explain in more detail, in a normally dispersive medium, light on the long wavelength side has a short medium transit time, that is, a short delay time. In addition, since the emitted light pulse 5 from the semiconductor laser 1 is a light pulse having a red shift zirbing in which the wavelength shifts to a longer wavelength with time, when it passes through the optical fiber 6 which is a normal dispersion medium, it oscillates with a delay. The long-wavelength light that oscillated quickly catches up with the short-wavelength light that oscillated earlier, and the pulse is compressed, resulting in a shorter light pulse. FIG. 4 is a graph showing an example of a change in pulse width with respect to the amount of dispersion of an optical fiber.
This is for a 6 nm/ps optical pulse, and the curve shows a chirb velocity of approximately 0. This is for an optical pulse of 015 nm/ps. As shown in Figure 4, the amount of dispersion of the optical fiber was selected to be about 80 ps/nm, and the chirp speed was changed from 0.026rv/ps to 0.015'nm.
/ps, the pulse width of the output optical pulse can be changed from about 40 ps to about 8 ps. It should be noted that before entering the optical fiber, the pulse width of the optical pulses having two different Chirb velocities becomes narrowest at a dispersion amount that is approximately the reciprocal of the Chirb velocities, and the pulse width at this time is approximately several ps. Therefore, by varying the chirp speed of the front-emitted optical pulse 5 of the semiconductor laser 1, that is, by varying the return efficiency of the variable return efficiency circuit 3, the output optical pulse from the optical fiber 6 having a constant amount of dispersion can be produced. This allows the pulse width to be changed. In the above embodiment, the optical fiber 6 was used as the normal dispersion substance, but the present invention is not limited to this.

第5図はこの発明の更に他の実施例に係る超高速光パル
ス発生装置の構成図である。この超高速光パルス発生装
置は、前記第1図および第3図の基本構成の超高速光パ
ルス発生装置を更に詳細に構成したものである。この超
高速光パルス発生装置においては、分布帰還型半導体レ
ー’f12は駆動回路11からの数GHz以上の周波数
rを有する高周波電流により深い変調をかけられ、繰返
し周波数rでパルス幅が約数10ピコセコンドの光パル
スを発生する。この光パルスは時間とともに長波長側へ
発振波長が数Aシフトするレッドシフトチャーピングを
生ずる。この単位時間当りのシフト母が前記チャーブ速
度である。
FIG. 5 is a block diagram of an ultrafast optical pulse generator according to still another embodiment of the present invention. This ultrafast optical pulse generator is a more detailed configuration of the ultrafast optical pulse generator having the basic configuration shown in FIGS. 1 and 3. In this ultra-high speed optical pulse generator, the distributed feedback semiconductor laser 'f12 is deeply modulated by a high frequency current having a frequency r of several GHz or more from the drive circuit 11, and the pulse width is approximately several 10 at a repetition frequency r. Generates picosecond light pulses. This optical pulse causes red shift chirping in which the oscillation wavelength shifts several A to the longer wavelength side with time. This shift value per unit time is the chirp speed.

半導体レーザ12の裏面側から出射された光パルスは集
束レンズ15、戻り効率可変手段である絞り19を介し
て光ファイバ14へ結合する。光ファイバ14は遠端部
14aに高反射率の反射コーティングを施した光帰還用
光ファイバである。
The optical pulses emitted from the back side of the semiconductor laser 12 are coupled to the optical fiber 14 via the focusing lens 15 and the aperture 19 which is return efficiency variable means. The optical fiber 14 is a light return optical fiber having a reflective coating with a high reflectance on the far end 14a.

従って、光ファイバ14に入射した光パルスは前記遠端
面14aで反射され、絞り19、集束レンズ15を介し
て半導体レーザ12に再入射する。
Therefore, the optical pulse incident on the optical fiber 14 is reflected by the far end surface 14a and re-enters the semiconductor laser 12 via the aperture 19 and the focusing lens 15.

このとき、第1図の実施例と同様に、半導体レーザ12
?駆動する駆動回路11の正弦波電流の周波数と光パル
スが半導体レーザ12を出射して再入射するまでの時間
とを等しくなるように前記帰還用光ファイバ14の長さ
又を設定しておけば、前記絞り19を調整して半導体レ
ーザ12に再入射する戻り効率を可変することにより出
射用光ファイバ18への出力光パルスのチャーブ速度を
変化することができるのである。すなわち、光ファイバ
14による遅延時間を計算するに、光ファイバ14の長
さ文による遅延時間tは光速をCとすると、t=1.5
1であり、半導体レーザ12がらの光パルスは光ファイ
バ14を往復するので、光ファイバ14による遅延時間
は3T110となる。
At this time, similarly to the embodiment shown in FIG.
? If the length or length of the feedback optical fiber 14 is set so that the frequency of the sine wave current of the driving circuit 11 to be driven and the time taken for the optical pulse to emit the semiconductor laser 12 and re-enter the semiconductor laser 12 are equal. By adjusting the diaphragm 19 and varying the return efficiency for re-entering the semiconductor laser 12, it is possible to change the chirp speed of the output light pulse to the output optical fiber 18. That is, when calculating the delay time due to the optical fiber 14, the delay time t due to the length of the optical fiber 14 is t=1.5, where the speed of light is C.
1, and since the optical pulse from the semiconductor laser 12 travels back and forth through the optical fiber 14, the delay time due to the optical fiber 14 is 3T110.

集束レンズ15による遅延を無視し、駆動信号の周波数
をfとすると、必要とする光ファイバ14の長さ1.t
f (mm) =100/I  (GH2)となる。今
、−例として5GHzで駆動する場合には光ファイバ1
4の長さ史は20IIIIllにすればよいことになる
Ignoring the delay caused by the focusing lens 15 and assuming that the frequency of the drive signal is f, the required length of the optical fiber 14 is 1. t
f (mm) = 100/I (GH2). Now, for example, when driving at 5 GHz, optical fiber 1
The length history of 4 should be 20IIIll.

半導体レーザ12の前面から出射する光パルスは、結合
用レンズ13、光アイソレータ16、収束用レンズ17
を介して高効率で出力用光ファイバ18に供給される。
A light pulse emitted from the front surface of the semiconductor laser 12 is transmitted through a coupling lens 13, an optical isolator 16, and a convergence lens 17.
is supplied to the output optical fiber 18 with high efficiency.

この光ファイバ18として前述した高い正常分散値を有
する高分散光ファイバを使用すれば、前述したように出
力光パルスのパルス幅を前記絞り19による戻り効率に
応じて調整することができるのである。パルス幅が数1
0ピコセコンドの光パルスのチャーブ速度は10’n1
ll/ps程度であるので、数ピコセコンドから数10
ピコセコンドの範囲でパルス幅を可変するには、分数m
が数10ピコセコンド/r+m程度の光ファイバ18を
使用すればよいことになる。例えば、正常分散値が20
 ps/ nlDの光ファイバ18を使用した場合には
、その長さとして1−51v程度のものを選べばよい。
If the above-mentioned high dispersion optical fiber having a high normal dispersion value is used as the optical fiber 18, the pulse width of the output light pulse can be adjusted according to the return efficiency by the aperture 19, as described above. Pulse width is several 1
The chirb speed of a 0 picosecond light pulse is 10'n1
ll/ps, so it ranges from several picoseconds to several tens of seconds.
To vary the pulse width in the picosecond range, the fraction m
This means that it is sufficient to use an optical fiber 18 whose speed is approximately several tens of picoseconds/r+m. For example, the normal variance value is 20
If a ps/nld optical fiber 18 is used, a length of approximately 1-51 volts may be selected.

このように第5図の実施例においては、絞り19の開口
径を調整して戻り効率を可変することにより出力光パル
スのパルス幅を調整することができるのである。
In this manner, in the embodiment shown in FIG. 5, the pulse width of the output light pulse can be adjusted by adjusting the aperture diameter of the aperture 19 and varying the return efficiency.

第6図はこの発、明の別の実施例を示すものである。こ
の実施例は、前記第5図の実施例において帰還用光ファ
イバ14に代りに帰還用集束形ロッドレンズ22を使用
している点が大きく異なるものである。すなわち、本実
施例において分布帰還型半導体レーザ21は第5図の実
施例と同様に駆動回路26からの駆動信号により駆動さ
れ、半導体レーザ21の裏面から出射される光パルスは
集束形ロンドレンズ22を介して集束形ロッドレンズ2
2の遠端面近く設けられている光反射面23で反射され
、再度半導体レーザ21に注入される。
FIG. 6 shows another embodiment of the invention. This embodiment differs greatly from the embodiment shown in FIG. 5 in that a return focusing rod lens 22 is used instead of the return optical fiber 14. That is, in this embodiment, the distributed feedback semiconductor laser 21 is driven by a drive signal from the drive circuit 26 as in the embodiment shown in FIG. Focusing type rod lens 2 through
The light is reflected by a light reflecting surface 23 provided near the far end surface of the semiconductor laser 21, and is again injected into the semiconductor laser 21.

また、半導体レーザ21の前面から出射される光パルス
は結合用集束形ロッドレンズ24を介して出力用または
圧縮用光ファイバ25に供給されるようになっている。
Further, the optical pulses emitted from the front surface of the semiconductor laser 21 are supplied to an output or compression optical fiber 25 via a coupling focusing rod lens 24.

前記帰還用集束形ロッドレンズ22の光軸方向の長さは
通常数mmであるので、半導体レーザ21から出射され
た光パルスが前記光反射面23で反射され、再び半導体
レーザ21に戻る遅延時間は約100pSとなる。従っ
て、本実施例においては駆動回路26の駆動周波数が約
10GHz以上であることが有用である。なお、前記帰
還用集束形ロッドレンズ22はねじ31によりその先軸
方法に微動し得るようになっているが、この微動動作に
より帰還用集束形ロッドレンズ22を通過する光パルス
の戻り効率を可変することができ、これにより前述の場
合と同様に出力光パルスのチャーブ速度またはパルス幅
を調整することができるようになっている。
Since the length of the feedback focusing rod lens 22 in the optical axis direction is usually several mm, there is a delay time during which the light pulse emitted from the semiconductor laser 21 is reflected by the light reflecting surface 23 and returns to the semiconductor laser 21 again. is approximately 100 pS. Therefore, in this embodiment, it is useful that the driving frequency of the driving circuit 26 is about 10 GHz or more. Note that the feedback focusing rod lens 22 can be slightly moved in the direction of its tip by means of a screw 31, and by this fine movement, the return efficiency of the optical pulse passing through the feedback focusing rod lens 22 can be varied. This allows the chirp speed or pulse width of the output optical pulse to be adjusted as in the case described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、半導体レーザ
より出射した光パルスを駆動信号の周波数の逆数にほぼ
対応する時間遅延させて戻す光パルスの戻り効率を可変
しているので、パルス幅が数10ピコセコンド、繰返し
周波数が数GH7以上の光パルスを出力し、該光パルス
のチャーブ速度を連続的に調整できる。また、半導体レ
ーザの前面出力からの光パルスを圧縮することでチャー
ブ補償を使用したパルス圧縮技術を適用した超短パルス
を発生させることにより前記戻り効率に応じて光パルス
のパルス幅を数ピコセコンドから数10ピコセコンドの
範囲で連続的に調整でき、超高速光伝送、光情報処理、
光サンプリング、光ゲート素子等への応用が期待できる
As explained above, according to the present invention, since the return efficiency of the optical pulse emitted from the semiconductor laser is returned with a time delay approximately corresponding to the reciprocal of the frequency of the drive signal, the pulse width can be changed. It outputs optical pulses of several tens of picoseconds and a repetition frequency of several GH7 or more, and the chirping speed of the optical pulses can be continuously adjusted. In addition, by compressing the optical pulse from the front output of the semiconductor laser and applying pulse compression technology using Chirb compensation, the pulse width of the optical pulse can be changed from a few picoseconds depending on the return efficiency. It can be adjusted continuously over a range of several tens of picoseconds, and is useful for ultra-high-speed optical transmission, optical information processing,
It can be expected to be applied to optical sampling, optical gate elements, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例に係る超高速光パルス発生
装置の基本構成を示す図、第2図は戻り効率に対するチ
ャーブ速度の関係を示すグラフ、第3図はこの発明の他
の実施例に係る超高速光パルス発生装置の他の基本構成
を示す図、第4図は光ファイバの分散量に対するパルス
幅の関係を示すグラフ、第5図はこの発明の更に他の実
施例に係る超高速光パルス発生装置の構成図、第6図は
この発明の別の実施例に係る超高速光パルス発生装置の
構成図である。第7図及び第8図はそれぞれ従来の高速
光パルス発生装置の構成図である。 1.12.21・・・半導体レーザ 2・・・反射面 3・・・戻り効率可変回路 6.18.25・・・光ファイバ 14・・・光ファイバ 19・・・絞り 22・・・帰還用集束形ロッドレンズ 第1図 戻り効率’7[del 第3図 分散量(ps/n m ) 第4図 第5図 b 第6図 第7図
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an ultrahigh-speed optical pulse generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between chirb speed and return efficiency, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pulse width and the amount of dispersion of the optical fiber, and FIG. 5 is a diagram showing another basic configuration of the ultrafast optical pulse generator according to the example, and FIG. FIG. 6 is a block diagram of an ultrafast optical pulse generator according to another embodiment of the present invention. FIGS. 7 and 8 are block diagrams of conventional high-speed optical pulse generators, respectively. 1.12.21... Semiconductor laser 2... Reflection surface 3... Return efficiency variable circuit 6.18.25... Optical fiber 14... Optical fiber 19... Aperture 22... Feedback Focusing rod lens Fig. 1 Return efficiency '7 [del Fig. 3 Dispersion amount (ps/nm) Fig. 4 Fig. 5b Fig. 6 Fig. 7

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定周波数の駆動信号を発生する駆動回路と、該
駆動回路の駆動信号によって駆動されて光パルスを発生
する分散帰還型半導体レーザと、該半導体レーザの裏面
から出射された光パルスを前記駆動信号の所定周波数の
逆数にほぼ対応する時間遅延させて前記半導体レーザに
戻す遅延手段と、該遅延手段により遅延されて前記半導
体レーザに戻される前記光パルスの戻り効率を可変して
前記半導体レーザの前面出力光パルスの単位時間当りの
発振波長の偏移量を調整する戻り効率可変手段とを有す
ることを特徴とする超高速光パルス発生装置。
(1) A drive circuit that generates a drive signal of a predetermined frequency, a distributed feedback semiconductor laser that is driven by the drive signal of the drive circuit to generate an optical pulse, and a dispersion feedback semiconductor laser that generates an optical pulse emitted from the back surface of the semiconductor laser. a delay means for returning the light pulse to the semiconductor laser with a time delay approximately corresponding to the reciprocal of a predetermined frequency of the drive signal; and a delay means for returning the light pulse to the semiconductor laser after being delayed by the delay means; and a return efficiency variable means for adjusting the deviation amount of the oscillation wavelength per unit time of the front output optical pulse.
(2)前記半導体レーザは、前面出力からの光パルスの
パルス幅を前記戻り効率可変手段により可変された戻り
効率に応じて調整し得るように前面出力からの光パルス
を圧縮するための正常分散性媒質手段をレーザ前面側に
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
高速光パルス発生装置。
(2) The semiconductor laser has normal dispersion for compressing the optical pulse from the front output so that the pulse width of the optical pulse from the front output can be adjusted according to the return efficiency varied by the return efficiency variable means. 2. The ultrahigh-speed optical pulse generator according to claim 1, further comprising a magnetic medium means on the front side of the laser.
(3)前記正常分散媒質手段は光ファイバで構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の超高速光
パルス発生装置。
(3) The ultrahigh-speed optical pulse generator according to claim 2, wherein the normal dispersion medium means is constituted by an optical fiber.
JP61117647A 1986-05-23 1986-05-23 Ultrafast optical pulse generator Expired - Lifetime JPH071812B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61117647A JPH071812B2 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Ultrafast optical pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61117647A JPH071812B2 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Ultrafast optical pulse generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62274787A true JPS62274787A (en) 1987-11-28
JPH071812B2 JPH071812B2 (en) 1995-01-11

Family

ID=14716856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61117647A Expired - Lifetime JPH071812B2 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Ultrafast optical pulse generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH071812B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0490274A2 (en) * 1990-12-12 1992-06-17 Advantest Corporation Optical pulse oscillator and light frequency measuring apparatus using the same
JP2019503070A (en) * 2015-12-01 2019-01-31 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド Apparatus and method for providing optical radiation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0490274A2 (en) * 1990-12-12 1992-06-17 Advantest Corporation Optical pulse oscillator and light frequency measuring apparatus using the same
JP2019503070A (en) * 2015-12-01 2019-01-31 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド Apparatus and method for providing optical radiation

Also Published As

Publication number Publication date
JPH071812B2 (en) 1995-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5434693A (en) Optical short pulse generating device
US20060018666A1 (en) Adiabatically frequency modulated source
EP0294787B1 (en) Highly repetitively pulsed laser device
KR970054964A (en) Fiber laser
US5007059A (en) Nonlinear external cavity modelocked laser
JP3145941B2 (en) Optical function amplifying element and operation method thereof
NL2032229B1 (en) A-o q-switched solid-state laser device with adjustable pulse output and pulsed laser generation method
US20030012235A1 (en) Generation of optical pulse train having high repetition rate using mode-locked laser
JPH08265265A (en) Short light pulse modulation method and device therefor
JP2004253800A (en) Laser apparatus for forming laser pulse
TW430581B (en) Laser apparatus
US20050232314A1 (en) External oscillation type mode-locking semiconductor laser
US20130044778A1 (en) Optical sources having a cavity-matched external cavity
JP2009518829A (en) Q switch laser
US6515793B2 (en) Optical waveform shaper
JPS62274787A (en) Superhigh speed optical pulse generator
JP4216849B2 (en) Short light pulse generator
US3559102A (en) Ultra-high-speed laser light pulse generator
JP2697640B2 (en) Optical clock generator
US6195369B1 (en) High stability soliton source
JPH07307512A (en) Optically pumped ultrahigh-speed laser of forced mode locking type
US3544805A (en) Laser delay line using biasing signal
JP2760451B2 (en) Ultrashort pulse laser light generator
JPH09191147A (en) Pulsed light source
JP3055735B2 (en) Passive mode-locked semiconductor laser device

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term