JPS6237826B2 - - Google Patents
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- JPS6237826B2 JPS6237826B2 JP10072079A JP10072079A JPS6237826B2 JP S6237826 B2 JPS6237826 B2 JP S6237826B2 JP 10072079 A JP10072079 A JP 10072079A JP 10072079 A JP10072079 A JP 10072079A JP S6237826 B2 JPS6237826 B2 JP S6237826B2
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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
- H01S5/10—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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体レーザ或いは半導体レーザなどの
レーザ出力を変調する方法および特にこの変調方
法を実現するための半導体レーザ装置に関するも
のである。
レーザ出力を変調する方法および特にこの変調方
法を実現するための半導体レーザ装置に関するも
のである。
レーザの出力を変調する方法は、従来は光増幅
媒体を流れる励起電流の総量を変調することによ
つて行つていた。しかしこの変調方法によれば、
レーザ共振器内の励起キヤリアの総数(あるいは
平均密度)および光子の総数(或いは平均密度)
が相互に他を助長し合つて時間的に変動するため
に、励起キヤリア数と光子数の緩和振動を誘起す
ることを防止できなかつた。この緩和振動は、一
方において出力光の波形の歪みをもたらして、固
体レーザでは数キロヘルツ程度以上、半導体レー
ザではギガヘルツ程度以上の周波数における直接
変調に大きな障害を与え、他方において利得スペ
クトル自身が時間的に変動して発振軸モード数の
増大すなわち出力光スペクトルが広くなり、特に
半導体レーザにおいて波長分散を持つ光伝送路を
用いた光通信システムの光源としての応用などに
際しては、大きな障害となつている。さらに緩和
振動によつて生ずるレーザ共振器内の励起キヤリ
ア密度の変動は、レーザ共振器内の屈折率の変動
従つて共振器の固有共振振動数の変動をもたら
し、これによつてレーザ発振周波数が時間的に変
動するいわゆるチヤーピング現象が発生するし、
このことが安定なレーザ周波数を必要とする用途
への応用を困難にしている。さらにまた、半導体
レーザをアナログ変調システム用の光源として用
いた場合にも、緩和振動は高調波歪増大の原因と
なり、実用的な変調帯域を100MHz程度以下に制
限している。すなわち、以上をまとめて述べれ
ば、励起電流の総量を変化させることによつて行
う従来の変調方式においては、必然的に緩和振動
が誘起されるため、変調出力波形が劣化し、出力
スペクトルが広くなつてしまい不安定となり、高
品質の高速変調を行うことができない。また特に
半導体レーザの場合、従来の直接変調方式におい
ては入力信号波形に応じて通電される電流値が変
化するため、素子温度が変化することも素子特性
の変動により悪影響をもたらすものである。
媒体を流れる励起電流の総量を変調することによ
つて行つていた。しかしこの変調方法によれば、
レーザ共振器内の励起キヤリアの総数(あるいは
平均密度)および光子の総数(或いは平均密度)
が相互に他を助長し合つて時間的に変動するため
に、励起キヤリア数と光子数の緩和振動を誘起す
ることを防止できなかつた。この緩和振動は、一
方において出力光の波形の歪みをもたらして、固
体レーザでは数キロヘルツ程度以上、半導体レー
ザではギガヘルツ程度以上の周波数における直接
変調に大きな障害を与え、他方において利得スペ
クトル自身が時間的に変動して発振軸モード数の
増大すなわち出力光スペクトルが広くなり、特に
半導体レーザにおいて波長分散を持つ光伝送路を
用いた光通信システムの光源としての応用などに
際しては、大きな障害となつている。さらに緩和
振動によつて生ずるレーザ共振器内の励起キヤリ
ア密度の変動は、レーザ共振器内の屈折率の変動
従つて共振器の固有共振振動数の変動をもたら
し、これによつてレーザ発振周波数が時間的に変
動するいわゆるチヤーピング現象が発生するし、
このことが安定なレーザ周波数を必要とする用途
への応用を困難にしている。さらにまた、半導体
レーザをアナログ変調システム用の光源として用
いた場合にも、緩和振動は高調波歪増大の原因と
なり、実用的な変調帯域を100MHz程度以下に制
限している。すなわち、以上をまとめて述べれ
ば、励起電流の総量を変化させることによつて行
う従来の変調方式においては、必然的に緩和振動
が誘起されるため、変調出力波形が劣化し、出力
スペクトルが広くなつてしまい不安定となり、高
品質の高速変調を行うことができない。また特に
半導体レーザの場合、従来の直接変調方式におい
ては入力信号波形に応じて通電される電流値が変
化するため、素子温度が変化することも素子特性
の変動により悪影響をもたらすものである。
したがつてこの発明の目的は、緩和振動を誘起
することのないレーザの新しい変調方法およびこ
れを実現するための新しい半導体レーザ装置構造
を提供し、これによつて高品質の高速直接変調を
可能にすることにある。
することのないレーザの新しい変調方法およびこ
れを実現するための新しい半導体レーザ装置構造
を提供し、これによつて高品質の高速直接変調を
可能にすることにある。
本発明によれば、少なくとも1対の光反射器に
より構成される光共振器、この共振器の内部の少
なくとも一部を満たす光増幅媒質およびこの光増
幅媒質を励起する手段を具えたレーザ発振器の光
出力を変調する方法において、前記少なくとも1
対の光反射器の光戻り率の比を、これら両光戻り
率の積をほぼ一定に保ち乍ら変化させることによ
り前記各光反射器を通過するレーザ光出力の強度
を緩和振動を誘起することなく変調し得るように
したレーザ光出力変調方法が得られる。
より構成される光共振器、この共振器の内部の少
なくとも一部を満たす光増幅媒質およびこの光増
幅媒質を励起する手段を具えたレーザ発振器の光
出力を変調する方法において、前記少なくとも1
対の光反射器の光戻り率の比を、これら両光戻り
率の積をほぼ一定に保ち乍ら変化させることによ
り前記各光反射器を通過するレーザ光出力の強度
を緩和振動を誘起することなく変調し得るように
したレーザ光出力変調方法が得られる。
また本発明によれば、上記の方法を実現するた
めのものとして、少なくとも1対のフアブリーペ
ロー型の光反射器により構成される光共振器と、
この共振器内の少なくとも一部を満たす光学的に
活性な半導体層を含み少なくとも1個のpn接合
を持つ多層半導体結晶と、この多層半導体結晶の
励起電流方向の両側部の電極構造のうちの少なく
とも一方の側の表面上に、結晶の光軸をあらわす
長さ方向の両側に結晶の幅方向に一部を残して設
けられた少なくとも1対の電極と、結晶の長さ方
向の中央部およびこれに続く前記両側に残された
結晶の幅方向の一部に設けられた主電極とを有す
る注入型半導体レーザ素子と、前記主電極には前
記活性半導体層を励起する電流を定常的に供給す
ると共に、前記少なくとも1対の電極には、一方
は前記半導体活性層を充分励起することが可能で
はあるが他方はこれを可能としない互いに異なつ
た値を持つ2種の電流を交互に供給する電源とを
具備し、前記少なくとも1対の光反射器の光戻り
率の比を、これら両光戻り率の積をほぼ一定に保
ち乍ら変化し得るようにした半導体レーザ装置が
得られる。
めのものとして、少なくとも1対のフアブリーペ
ロー型の光反射器により構成される光共振器と、
この共振器内の少なくとも一部を満たす光学的に
活性な半導体層を含み少なくとも1個のpn接合
を持つ多層半導体結晶と、この多層半導体結晶の
励起電流方向の両側部の電極構造のうちの少なく
とも一方の側の表面上に、結晶の光軸をあらわす
長さ方向の両側に結晶の幅方向に一部を残して設
けられた少なくとも1対の電極と、結晶の長さ方
向の中央部およびこれに続く前記両側に残された
結晶の幅方向の一部に設けられた主電極とを有す
る注入型半導体レーザ素子と、前記主電極には前
記活性半導体層を励起する電流を定常的に供給す
ると共に、前記少なくとも1対の電極には、一方
は前記半導体活性層を充分励起することが可能で
はあるが他方はこれを可能としない互いに異なつ
た値を持つ2種の電流を交互に供給する電源とを
具備し、前記少なくとも1対の光反射器の光戻り
率の比を、これら両光戻り率の積をほぼ一定に保
ち乍ら変化し得るようにした半導体レーザ装置が
得られる。
更に本発明によれば、前記の装置と類似した装
置で、異つているところが光共振器が分布帰還型
の光反射器より成り、結晶の長さ方向の両側の1
対の電極が結晶の幅方向に全対に亘つていること
だけであるような半導体レーザ装置が得られる。
置で、異つているところが光共振器が分布帰還型
の光反射器より成り、結晶の長さ方向の両側の1
対の電極が結晶の幅方向に全対に亘つていること
だけであるような半導体レーザ装置が得られる。
なお上記にいう光戻り率とは、後に詳しく述べ
る広義の光戻り率を意味している。
る広義の光戻り率を意味している。
以上のレーザ光変調方法およびこれを実現する
半導体レーザによれば、変調に際して共振器内の
励起キヤリアおよび光子の総量は一定に保たれ、
従つてレーザ出力の総量が一定に保たれるため緩
和振動は誘起されることなしに1つの出力端から
信号電流に対応した変調を行うことができ、また
特に半導体レーザの場合素子温度の変化がなく安
定な変調を行うことができる。
半導体レーザによれば、変調に際して共振器内の
励起キヤリアおよび光子の総量は一定に保たれ、
従つてレーザ出力の総量が一定に保たれるため緩
和振動は誘起されることなしに1つの出力端から
信号電流に対応した変調を行うことができ、また
特に半導体レーザの場合素子温度の変化がなく安
定な変調を行うことができる。
次に図面を参照して本発明につき詳細に説明す
るが、ここでは小型軽量で効率が高く、特に量産
に適しているところから最近特に多く用いられる
ようになつてきた半導体レーザを例にして説明す
る。
るが、ここでは小型軽量で効率が高く、特に量産
に適しているところから最近特に多く用いられる
ようになつてきた半導体レーザを例にして説明す
る。
第1図は本発明の原理を説明するために示した
フアブリーペロー型半導体レーザ素子の共振器部
分を上から見た模式図である。そして同時に従来
の半導体レーザの構成を示す模式図でもある。半
導体レーザ結晶の活性領域10の両端には、へき
開やエツチングにより形成される結晶端面あるい
は光学的なグレーテイング構造からなる反射器1
1および12が設置され、これら一対の反射器が
レーザ共振器を構成する。反射器11および12
の反射率をそれぞれR1,R2、透過率をそれぞれ
T1,T2とする。反射器部分での吸収や散乱によ
る損失が無視できる場合には、T1=1−R1,T2
=1−R2である。反射器11と12の間隔すな
わち共振器長をLとし(グレーテイング構造のと
きはLより小さくなる)、活性領域10における
光学的な利得、もつと正確にいえば励起キヤリア
の誘導放出による利得から活性領域における吸
収・散乱などの導波路損失を差引いた正味の実効
的利得をGとする。このような場合には、レーザ
の左右それぞれの出力端からの出力I1とI2は次の
ようにして計算できる。すなわち、レーザ共振器
内部で右から反射器11に入射する光強度をI0と
すると、この反射器を透過する左端からの出力I1
は I1=T1I0 (1) で与えられる。一方この反射器で反射され、共振
器内の活性領域で増幅された上で反射器12を透
過してあらわれる右端からの出力I2は I2=R1exp(GL)T2I0 (2) で与えられる。ところでレーザが定常発振を行う
ためには、光がレーザ共振器内を1往復した際の
活性領域における増幅と反射器における不完全反
射による減衰が等しくなくてはならない。
フアブリーペロー型半導体レーザ素子の共振器部
分を上から見た模式図である。そして同時に従来
の半導体レーザの構成を示す模式図でもある。半
導体レーザ結晶の活性領域10の両端には、へき
開やエツチングにより形成される結晶端面あるい
は光学的なグレーテイング構造からなる反射器1
1および12が設置され、これら一対の反射器が
レーザ共振器を構成する。反射器11および12
の反射率をそれぞれR1,R2、透過率をそれぞれ
T1,T2とする。反射器部分での吸収や散乱によ
る損失が無視できる場合には、T1=1−R1,T2
=1−R2である。反射器11と12の間隔すな
わち共振器長をLとし(グレーテイング構造のと
きはLより小さくなる)、活性領域10における
光学的な利得、もつと正確にいえば励起キヤリア
の誘導放出による利得から活性領域における吸
収・散乱などの導波路損失を差引いた正味の実効
的利得をGとする。このような場合には、レーザ
の左右それぞれの出力端からの出力I1とI2は次の
ようにして計算できる。すなわち、レーザ共振器
内部で右から反射器11に入射する光強度をI0と
すると、この反射器を透過する左端からの出力I1
は I1=T1I0 (1) で与えられる。一方この反射器で反射され、共振
器内の活性領域で増幅された上で反射器12を透
過してあらわれる右端からの出力I2は I2=R1exp(GL)T2I0 (2) で与えられる。ところでレーザが定常発振を行う
ためには、光がレーザ共振器内を1往復した際の
活性領域における増幅と反射器における不完全反
射による減衰が等しくなくてはならない。
すなわち
R1R2exp(2GL)=1 (3)
でなければならない。従つて左右の出力端におけ
る光出力の比は、(1),(2),(3)式から I1/I2=√2T1/√1T2 (4) となる。多くの場合透過率と反射率は左右両端で
等しいため、I1/I2=1、すなわち両端からの出
力は等しい。なお上の説明では活性領域での利得
Gが共振器軸に沿つて一様であるものとしたが、
これが一様でない場合にもこの非一様性に起因す
る伝搬ビーム断面形状の変化が無視できるなら
ば、単にexp(GL)をexp(∫L 0G(x)dx)で
置き換えることによつて、上記(4)式と全く同一の
関係が得られる。
る光出力の比は、(1),(2),(3)式から I1/I2=√2T1/√1T2 (4) となる。多くの場合透過率と反射率は左右両端で
等しいため、I1/I2=1、すなわち両端からの出
力は等しい。なお上の説明では活性領域での利得
Gが共振器軸に沿つて一様であるものとしたが、
これが一様でない場合にもこの非一様性に起因す
る伝搬ビーム断面形状の変化が無視できるなら
ば、単にexp(GL)をexp(∫L 0G(x)dx)で
置き換えることによつて、上記(4)式と全く同一の
関係が得られる。
本発明は上記の関係式(3)および(4)をもとにして
変調方式を今までとは異つたものを得たものであ
る。すなわち上記(3)および(4)式から、励起を一定
にしておいて、積R1R2を一定に保つたまま比
R1/R2(およびこれに従つて比T1/T2)を変化さ
せれば、両端からの出力の比I1/I2が変化するこ
とがわかる。この場合、積R1R2が一定であるた
め、レーザ共振器損失は変化せず従つてレーザ総
出力I1+I2は一定に保たれる。しかし一方の出力
端での出力I1あるいはI2に個々に着目すれば、そ
の大きさはいずれも変化する。従つて積R1R2が
一定という条件のもとで比R1/R2を変調するこ
とによつて、各々の端面からの出力は変調され
る。レーザ共振器損失が不変で励起強度も不変で
あることは、レーザ共振器内の光子の総量(ある
いは平均密度)および励起キヤリアの総量(ある
いは平均密度)も時間的に不変であることを意味
する。従つて従来の素子においてみられたような
緩和振動は誘起されない。
変調方式を今までとは異つたものを得たものであ
る。すなわち上記(3)および(4)式から、励起を一定
にしておいて、積R1R2を一定に保つたまま比
R1/R2(およびこれに従つて比T1/T2)を変化さ
せれば、両端からの出力の比I1/I2が変化するこ
とがわかる。この場合、積R1R2が一定であるた
め、レーザ共振器損失は変化せず従つてレーザ総
出力I1+I2は一定に保たれる。しかし一方の出力
端での出力I1あるいはI2に個々に着目すれば、そ
の大きさはいずれも変化する。従つて積R1R2が
一定という条件のもとで比R1/R2を変調するこ
とによつて、各々の端面からの出力は変調され
る。レーザ共振器損失が不変で励起強度も不変で
あることは、レーザ共振器内の光子の総量(ある
いは平均密度)および励起キヤリアの総量(ある
いは平均密度)も時間的に不変であることを意味
する。従つて従来の素子においてみられたような
緩和振動は誘起されない。
上記の説明において、実効的利得は共振器内を
右方向および左方向に進行する2つの進行波成分
に対して等しい値を持つものとした。原理的には
実効的な利得の値は、2つの進行波に対して差を
持たせることが可能であり、この差もこの発明に
おいて利用される。この点を次に説明する。
右方向および左方向に進行する2つの進行波成分
に対して等しい値を持つものとした。原理的には
実効的な利得の値は、2つの進行波に対して差を
持たせることが可能であり、この差もこの発明に
おいて利用される。この点を次に説明する。
第2図は多層薄膜結晶からなるダブルヘテロ構
造の半導体レーザの活性領域を接合面に垂直な方
向から見た模式図である。活性領域20の両結晶
端面21および22は各々が反射鏡となつてレー
ザ共振器を構成する。励起キヤリアが注入される
活性領域20内には吸収領域23を形成してお
く。この種の吸収領域は、この領域への電流注入
を低減することによつて、あるいはこの領域での
非発光再結合を増大することによつて形成でき
る。ここでは2つの吸収領域23が、図に示した
ように、レーザ共振器の光軸に関して対称に、間
隔D離れて存在するものとする。このような吸収
領域23はその吸収係数が充分大きい場合には、
共振器内を往復するレーザ光に対しては開孔幅が
Dであるような絞り24として機能する。この絞
り24のレーザ左端からおよび右端からの距離を
それぞれL1およびL2とする。この絞り24が共
振器内を右および左に向つて進行する進行波に対
して互いに異る減衰を与えることは、次のように
してわかる。すなわち、絞り24を通過すること
によつてレーザ光のビーム径は開孔幅Dに等しく
なる。開孔を左から右へ通過した進行波は端面2
2で反射され再び絞り24に達する迄に距離2
L2伝播する。その際回折によつてレーザビーム
径はD(1+2×2L2λ/D2)程度に増大する。
ただしλはレーザ光の波長である。次に絞り24
を右から左へ通過するに際して、レーザビームの
開孔Dの外側の部分は吸収領域23で吸収されて
しまう。この結果レーザ光強度は、近似的には開
孔径Dのビーム径に対する比程度に減衰する。す
なわち、吸収領域23の形成する絞り24を左か
ら右に通過する際レーザ光強度はほぼ Γ2≡1/(1+4λL2/D2) (5) 程度減衰する。同様に右から左へ通過する際には Γ1≡1/(1+4λL1/D2) (6) 程度減衰する。従つてL1がL2に等しくない時、
すなわち絞り24が共振器の中央より一方の端面
に近く存在する際に、この絞りはレーザ光の2つ
の対向する進行波成分に対して異る大きさの減衰
を与える。このように2方向の進行波に対して異
る減衰率Γが存在する際には、これによつてもレ
ーザの2つの出力端21と22からの光出力強度
に差異が発生することは次のようにしてわかる。
造の半導体レーザの活性領域を接合面に垂直な方
向から見た模式図である。活性領域20の両結晶
端面21および22は各々が反射鏡となつてレー
ザ共振器を構成する。励起キヤリアが注入される
活性領域20内には吸収領域23を形成してお
く。この種の吸収領域は、この領域への電流注入
を低減することによつて、あるいはこの領域での
非発光再結合を増大することによつて形成でき
る。ここでは2つの吸収領域23が、図に示した
ように、レーザ共振器の光軸に関して対称に、間
隔D離れて存在するものとする。このような吸収
領域23はその吸収係数が充分大きい場合には、
共振器内を往復するレーザ光に対しては開孔幅が
Dであるような絞り24として機能する。この絞
り24のレーザ左端からおよび右端からの距離を
それぞれL1およびL2とする。この絞り24が共
振器内を右および左に向つて進行する進行波に対
して互いに異る減衰を与えることは、次のように
してわかる。すなわち、絞り24を通過すること
によつてレーザ光のビーム径は開孔幅Dに等しく
なる。開孔を左から右へ通過した進行波は端面2
2で反射され再び絞り24に達する迄に距離2
L2伝播する。その際回折によつてレーザビーム
径はD(1+2×2L2λ/D2)程度に増大する。
ただしλはレーザ光の波長である。次に絞り24
を右から左へ通過するに際して、レーザビームの
開孔Dの外側の部分は吸収領域23で吸収されて
しまう。この結果レーザ光強度は、近似的には開
孔径Dのビーム径に対する比程度に減衰する。す
なわち、吸収領域23の形成する絞り24を左か
ら右に通過する際レーザ光強度はほぼ Γ2≡1/(1+4λL2/D2) (5) 程度減衰する。同様に右から左へ通過する際には Γ1≡1/(1+4λL1/D2) (6) 程度減衰する。従つてL1がL2に等しくない時、
すなわち絞り24が共振器の中央より一方の端面
に近く存在する際に、この絞りはレーザ光の2つ
の対向する進行波成分に対して異る大きさの減衰
を与える。このように2方向の進行波に対して異
る減衰率Γが存在する際には、これによつてもレ
ーザの2つの出力端21と22からの光出力強度
に差異が発生することは次のようにしてわかる。
レーザの両出力端の反射率と透過率がそれぞれ
Rおよび(1+R)であるとする。左の出力端2
1に右から入射するレーザ光強度をI0とすれば、
左端からの光出力強度I1は I1=(1−R)I0 (7) で与えられ、右端からの出力I2は、反射光が途中
で増幅されて、 I2=Rexp(GL)Γ1(1−R)I0 (8) で与えられる。定常発振条件は R2Γ1Γ2exp(2GL)=1 (9) であるから、この場合の両端からの出力比は、
(7),(8),(9),式から I1/I2=(Γ2/Γ1)1/2 (10) となる。
Rおよび(1+R)であるとする。左の出力端2
1に右から入射するレーザ光強度をI0とすれば、
左端からの光出力強度I1は I1=(1−R)I0 (7) で与えられ、右端からの出力I2は、反射光が途中
で増幅されて、 I2=Rexp(GL)Γ1(1−R)I0 (8) で与えられる。定常発振条件は R2Γ1Γ2exp(2GL)=1 (9) であるから、この場合の両端からの出力比は、
(7),(8),(9),式から I1/I2=(Γ2/Γ1)1/2 (10) となる。
次に吸収領域23の代りに左の対称の位置に破
線で示すような吸収領域25を設ければ、すなわ
ち絞り26を設ければ、両端からの出力比は、(7)
〜(9)に対応する関係から I1/I2=(Γ1/Γ2)1/2 (11) が得られる。よつて上記の変更を交互に繰返せ
ば、各出力端において互いに異なる2つの出力を
得ることが出来る。而も上記の変更にあたつて、
(5)式および(6)式から分るように、Γ1,Γ2が入
れ替るだけであるから、定常発振条件である(9)式
は変らず、光が戻る割合の積は不変であるからレ
ーザ光の総量は一定に保たれる。したがつて上記
の絞りを左右交互に高速に変え得る手段を講じれ
ば所望のレーザ装置が得られることになる。また
絞りの位置を両端部に設ければ、左右両出力の比
が最も大きくなることは(5),(6),(10),(11)式からす
ぐ分ることである。なお両側の光吸収部が左右対
称でないときは、Γ2とΓ1の積は一定とならな
いが、左右非対称が小さいときは緩和振動の誘起
も小さくてすむ。
線で示すような吸収領域25を設ければ、すなわ
ち絞り26を設ければ、両端からの出力比は、(7)
〜(9)に対応する関係から I1/I2=(Γ1/Γ2)1/2 (11) が得られる。よつて上記の変更を交互に繰返せ
ば、各出力端において互いに異なる2つの出力を
得ることが出来る。而も上記の変更にあたつて、
(5)式および(6)式から分るように、Γ1,Γ2が入
れ替るだけであるから、定常発振条件である(9)式
は変らず、光が戻る割合の積は不変であるからレ
ーザ光の総量は一定に保たれる。したがつて上記
の絞りを左右交互に高速に変え得る手段を講じれ
ば所望のレーザ装置が得られることになる。また
絞りの位置を両端部に設ければ、左右両出力の比
が最も大きくなることは(5),(6),(10),(11)式からす
ぐ分ることである。なお両側の光吸収部が左右対
称でないときは、Γ2とΓ1の積は一定とならな
いが、左右非対称が小さいときは緩和振動の誘起
も小さくてすむ。
以上の説明はフアブリーペロー型の半導体レー
ザ素子について説明したが、分布帰還型の光反射
器を有する半導体レーザ装置についても同様のこ
とがいえる。後者の半導体素子の前者のそれと異
る点は、反射器が両端面でなくこの端面に近く光
軸方向に或る程度の長さを持つグレーチングから
成つていることである。このため上面電極の形状
は若干変える必要が、これらの電極に電圧を印加
する方は全く同じといつてよい。
ザ素子について説明したが、分布帰還型の光反射
器を有する半導体レーザ装置についても同様のこ
とがいえる。後者の半導体素子の前者のそれと異
る点は、反射器が両端面でなくこの端面に近く光
軸方向に或る程度の長さを持つグレーチングから
成つていることである。このため上面電極の形状
は若干変える必要が、これらの電極に電圧を印加
する方は全く同じといつてよい。
これまでに説明した本発明の原理をここで要約
すれば次のとおりとなる。すなわち、レーザの光
軸方向の両側において光が戻る割合(本明細書で
はこれを光戻り率と名づける)をそれらの積が一
定の条件の下で変化させることによつて、レーザ
光共振器内部の励起キヤリアおよび光子の総量を
実質的に一定に保つたまま、すなわち緩和振動を
誘起することなしに、変調することが出来る。そ
して上記の光戻り率を変化させる変調方式とし
て、端面の光反射率Rを変えること、端而に接し
て又はあまり離れないところに絞りを設けて減衰
率Γを変えること、および両端部のグレーチング
反射器の光反射率を変えることなどがある。上記
の説明において、光戻り率とは光反射率R、減衰
率Γによる光の戻りの割合などを総合して表現す
るものとして用いた用語で、特許請求の範囲にお
いてもこの意味で用いてある。
すれば次のとおりとなる。すなわち、レーザの光
軸方向の両側において光が戻る割合(本明細書で
はこれを光戻り率と名づける)をそれらの積が一
定の条件の下で変化させることによつて、レーザ
光共振器内部の励起キヤリアおよび光子の総量を
実質的に一定に保つたまま、すなわち緩和振動を
誘起することなしに、変調することが出来る。そ
して上記の光戻り率を変化させる変調方式とし
て、端面の光反射率Rを変えること、端而に接し
て又はあまり離れないところに絞りを設けて減衰
率Γを変えること、および両端部のグレーチング
反射器の光反射率を変えることなどがある。上記
の説明において、光戻り率とは光反射率R、減衰
率Γによる光の戻りの割合などを総合して表現す
るものとして用いた用語で、特許請求の範囲にお
いてもこの意味で用いてある。
ここで上記の原理を実現させる装置として、こ
こでは電流注入型半導体レーザ装置の場合につい
て述べる。
こでは電流注入型半導体レーザ装置の場合につい
て述べる。
第3図は本発明の一実施例の構成の上面図であ
る。この図の素子はフアブリーペロー型の電流注
入型半導体レーザ素子であつて、両端に端面31
と32を有し、素子の中央部の活性層(図にはあ
らわれない)の上部のクラツド層33の上には、
電気的に相互に分離された電極部分34〜38が
配置されている。素子の裏面に設けられた電極
(図にはあらわれない)は図示してない半導体レ
ーザ励起用電源の一方の電極に接続され、上面の
電極部分34〜38のうちの一部あるいは全部は
前記の電源の他の電極に接続してある。このよう
な接続によりこの素子の活性領域に励起キヤリア
が注入される。半導体層33の厚さが1〜2ミク
ロン程度と充分薄く、しかもそのシート抵抗があ
まり小さくなければ、この通電によつて励起キヤ
リアの注入は、活性層のうち、上記の電源に接続
された上面電極部分の直下に位置する領域におい
てのみ行なわれてこの領域は光増幅領域となり、
活性層のうち上記電源に接続されていない上面電
極部分の直下に位置する領域は、キヤリアが励起
されないため光吸収領域となる。すなわち、活性
層には各上面電極部分34〜38の形状および通
電の有無に従つた光増幅領域および光吸収領域が
形成される。なお、このためには上面電極の各部
分の幅は少なくとも活性層におけるキヤリアの拡
散長と同程度以上、すなわち2〜3ミクロン以上
あることが望ましい。また高次横モードの励振や
フイラメント状発振を防ぐために上面電極全体の
幅は15ミクロン程度以下であることが望ましい。
そこで例えば電極部分34および35は電源に接
続せず、電極部分36〜38を接続する場合につ
いて考える。電極部分36〜38を通じて通電さ
れる電流値が充分大きければ、半導体レーザは端
面31および32を反射器として発振する。この
場合、活性層中の電極部分34および35の直下
に位置する領域にはキヤリアが励起されないた
め、光吸収領域として機能する。従つてこの部分
は半導体レーザ共振器内に設けられた絞りとして
機能する。電極部分34および35のおのおのの
光軸(長さ方向)に対して垂直な方向での幅を
Lsとし、電極部分38のこれらの電極にはさま
れた細い部分の幅をLn、中央部の幅の広い部分
での幅をLwとすれば、第3図の実施例の場合に
おいてはLwはほぼLn+2Lsに等しくなる。そし
て活性層の電極部分34および35の直下に位置
する光吸収部分は、幅がおよそLwのレーザ導波
路中に設けられた開孔幅Lnの絞りとしての機能
を有するわけである。この光吸収部分の作用を次
のように考えることもできる。この第3図の半導
体レーザ素子の光吸収領域より右側の部分でのレ
ーザ光の発振スポツト幅をWとする。Wはほぼ
Lwに等しく、Lnより大きい。発振スポツト幅内
でのレーザ光強度の分布(横モード形状)を無視
して、レーザ光はWの幅内で近似的に一様な強度
を持つものと考える。レーザ共振器中を右から左
へ伝搬するレーザ光進行波が光吸収領域にさしか
かると、発振スポツト幅内で開孔幅Lnより外側
にはみ出す部分は、この吸収領域(34と35の
下部)により吸収されてしまう。したがつて発振
スポツト幅中心部分の幅Lnの部分のみが、増幅
されながら左端面に達しそして反射される。従つ
て左側端面の近傍における実効的な反射率すなわ
ち光戻り率は、本来の端面反射率Rに対して
RLn/Wに減少し、近似的にはRLn/Lwに減少
する。これらの効果のために、第3図に示した半
導体レーザ素子の上面電極部分のうち34および
35以外(あるいは36および37以外)の電極
部分に通電することにより、端面1と2から出力
される光出力はお互いに異つてくる。そこで、上
面電極の各々に信号入力に応じて次のような電圧
を印加することにより、この発明による変調方法
が実現される。
る。この図の素子はフアブリーペロー型の電流注
入型半導体レーザ素子であつて、両端に端面31
と32を有し、素子の中央部の活性層(図にはあ
らわれない)の上部のクラツド層33の上には、
電気的に相互に分離された電極部分34〜38が
配置されている。素子の裏面に設けられた電極
(図にはあらわれない)は図示してない半導体レ
ーザ励起用電源の一方の電極に接続され、上面の
電極部分34〜38のうちの一部あるいは全部は
前記の電源の他の電極に接続してある。このよう
な接続によりこの素子の活性領域に励起キヤリア
が注入される。半導体層33の厚さが1〜2ミク
ロン程度と充分薄く、しかもそのシート抵抗があ
まり小さくなければ、この通電によつて励起キヤ
リアの注入は、活性層のうち、上記の電源に接続
された上面電極部分の直下に位置する領域におい
てのみ行なわれてこの領域は光増幅領域となり、
活性層のうち上記電源に接続されていない上面電
極部分の直下に位置する領域は、キヤリアが励起
されないため光吸収領域となる。すなわち、活性
層には各上面電極部分34〜38の形状および通
電の有無に従つた光増幅領域および光吸収領域が
形成される。なお、このためには上面電極の各部
分の幅は少なくとも活性層におけるキヤリアの拡
散長と同程度以上、すなわち2〜3ミクロン以上
あることが望ましい。また高次横モードの励振や
フイラメント状発振を防ぐために上面電極全体の
幅は15ミクロン程度以下であることが望ましい。
そこで例えば電極部分34および35は電源に接
続せず、電極部分36〜38を接続する場合につ
いて考える。電極部分36〜38を通じて通電さ
れる電流値が充分大きければ、半導体レーザは端
面31および32を反射器として発振する。この
場合、活性層中の電極部分34および35の直下
に位置する領域にはキヤリアが励起されないた
め、光吸収領域として機能する。従つてこの部分
は半導体レーザ共振器内に設けられた絞りとして
機能する。電極部分34および35のおのおのの
光軸(長さ方向)に対して垂直な方向での幅を
Lsとし、電極部分38のこれらの電極にはさま
れた細い部分の幅をLn、中央部の幅の広い部分
での幅をLwとすれば、第3図の実施例の場合に
おいてはLwはほぼLn+2Lsに等しくなる。そし
て活性層の電極部分34および35の直下に位置
する光吸収部分は、幅がおよそLwのレーザ導波
路中に設けられた開孔幅Lnの絞りとしての機能
を有するわけである。この光吸収部分の作用を次
のように考えることもできる。この第3図の半導
体レーザ素子の光吸収領域より右側の部分でのレ
ーザ光の発振スポツト幅をWとする。Wはほぼ
Lwに等しく、Lnより大きい。発振スポツト幅内
でのレーザ光強度の分布(横モード形状)を無視
して、レーザ光はWの幅内で近似的に一様な強度
を持つものと考える。レーザ共振器中を右から左
へ伝搬するレーザ光進行波が光吸収領域にさしか
かると、発振スポツト幅内で開孔幅Lnより外側
にはみ出す部分は、この吸収領域(34と35の
下部)により吸収されてしまう。したがつて発振
スポツト幅中心部分の幅Lnの部分のみが、増幅
されながら左端面に達しそして反射される。従つ
て左側端面の近傍における実効的な反射率すなわ
ち光戻り率は、本来の端面反射率Rに対して
RLn/Wに減少し、近似的にはRLn/Lwに減少
する。これらの効果のために、第3図に示した半
導体レーザ素子の上面電極部分のうち34および
35以外(あるいは36および37以外)の電極
部分に通電することにより、端面1と2から出力
される光出力はお互いに異つてくる。そこで、上
面電極の各々に信号入力に応じて次のような電圧
を印加することにより、この発明による変調方法
が実現される。
第4図は本発明による第3図のような構成の素
子に印加する電圧波形を入力信号と並べて示した
図である。いま信号入力としてaに示したような
電圧波形の2値電気信号Vioを用いた場合につい
て第3図を併用して説明する。裏面電極の電位を
基準電位として、電極部分38には、第4図のb
に示すような、レーザ素子中に形成されている
pn接合に関して順方向の一定値電圧Vdcを印加す
る。上面電極部分34および35には、信号入力
波形Vioに対応して第4図のcの波形の電圧を印
加する。すなわち、入力電気信号Vioのオン
(ON)の値に対しては順方向電圧Vpoを、オフ
(OFF)の値に対してはVpoより充分小さい順方
向の電圧または逆方向の電圧であるVpffを印加
する。上面電極部分36および37に対しては第
4図のdの波形、すなわちcの波形と相補的な波
形を印加する。これによつて入力電気信号Vioの
値がオンの時には活性層の電極部分36および3
7に対してはVpffを印加してその直下の領域を
光吸収領域とし、入力信号値がオフの時には電極
部分34と35に対してVpoを印加してその直下
の領域が光吸収領域となつて絞りとして機能する
ため、端面31からの光出力は入力電気信号Vio
と同波形の変調をうける。この時端面32からの
光出力は入力電気信号波形と逆相の波形に変調さ
れる。なおこの場合に、順方向電圧Vdcおよびオ
フに対する電圧Vpffを充分大きく設定すること
によつて、入力電気信号のどのような値に対して
もこの半導体レーザ素子の発振を維持することが
必要である。このような電圧印加方法を採用すれ
ば、半導体レーザに通電される電流の総量は入力
電気信号のいかなる値に対しても常に一定に保た
れ、この発明による変調方法が実現されることは
明らかである。なお、上の説明では上面電極の各
部に印加されるべき電気波形を電圧波形として説
明したが、実用に際しては定電流電源ないしこれ
に類似の性質の電源が用いられることが多いの
で、その場合にはこれを電流密度波形として読み
換えれば、同様に説明される。
子に印加する電圧波形を入力信号と並べて示した
図である。いま信号入力としてaに示したような
電圧波形の2値電気信号Vioを用いた場合につい
て第3図を併用して説明する。裏面電極の電位を
基準電位として、電極部分38には、第4図のb
に示すような、レーザ素子中に形成されている
pn接合に関して順方向の一定値電圧Vdcを印加す
る。上面電極部分34および35には、信号入力
波形Vioに対応して第4図のcの波形の電圧を印
加する。すなわち、入力電気信号Vioのオン
(ON)の値に対しては順方向電圧Vpoを、オフ
(OFF)の値に対してはVpoより充分小さい順方
向の電圧または逆方向の電圧であるVpffを印加
する。上面電極部分36および37に対しては第
4図のdの波形、すなわちcの波形と相補的な波
形を印加する。これによつて入力電気信号Vioの
値がオンの時には活性層の電極部分36および3
7に対してはVpffを印加してその直下の領域を
光吸収領域とし、入力信号値がオフの時には電極
部分34と35に対してVpoを印加してその直下
の領域が光吸収領域となつて絞りとして機能する
ため、端面31からの光出力は入力電気信号Vio
と同波形の変調をうける。この時端面32からの
光出力は入力電気信号波形と逆相の波形に変調さ
れる。なおこの場合に、順方向電圧Vdcおよびオ
フに対する電圧Vpffを充分大きく設定すること
によつて、入力電気信号のどのような値に対して
もこの半導体レーザ素子の発振を維持することが
必要である。このような電圧印加方法を採用すれ
ば、半導体レーザに通電される電流の総量は入力
電気信号のいかなる値に対しても常に一定に保た
れ、この発明による変調方法が実現されることは
明らかである。なお、上の説明では上面電極の各
部に印加されるべき電気波形を電圧波形として説
明したが、実用に際しては定電流電源ないしこれ
に類似の性質の電源が用いられることが多いの
で、その場合にはこれを電流密度波形として読み
換えれば、同様に説明される。
第5図は本発明の第2の実施例の上面電極構成
を示す模式図である。この場合端面41と42に
隣接した位置に、第3図の実施例における上面電
極部分34ならびに35、および上面電極部分3
6ならびに37に代る単一の電極部分43および
電極部分44がそれぞれ設けられている。この場
合には電極部分43あるいは44の直下に形成さ
れる活性層の光吸収領域は、レーザ光軸に関して
非対称の形状を持つが、これは第3図の実施例と
同様の変調方式を実現することを妨げない。しか
もこの場合、おのおのの端面からの光出力の出射
方向は、それぞれの端面に隣接した変調用電極部
分43あるいは44に印加された電圧VioがVpo
であるかVpffであるかに依存して出射方向が異
つている。例えば第4図中のVpoがVdcに等しい
場合、端面41からの光出力は、上面電極部分4
3の印加電圧がVpoの時は、第5図にIsとして示
したように端面に垂直な方向に出射されるが、印
加電圧がVpffの時には、同じく第5図に破線で
示したIaのように、Isとは異る方向に出射され
る。これは後者の場合に、一般には端面41付近
での励起キヤリア密度、従つて利得、の活性層面
内横方向(レーザ光軸に垂直な方向)で非対称に
なるためである。従つてこの半導体レーザ素子を
光通信用光源として用いる場合のように、出力光
ビームを光フアイバ等の細径の光伝送路に結合す
る場合には、電極部分43の印加電圧がVpffの
場合の光伝送路の光学的な結合効率を、印加電圧
がVpoの場合の結合効率に比較して小さくするこ
とが可能であり、これは光伝送路に結合される変
調光出力の消光比の改善に利用することができ
る。なおこの場合にIaのIsに対する出射角のズレ
の大きさおよびその方向は、VpoおよびVpffのV
dcに対する大きさに依存している。
を示す模式図である。この場合端面41と42に
隣接した位置に、第3図の実施例における上面電
極部分34ならびに35、および上面電極部分3
6ならびに37に代る単一の電極部分43および
電極部分44がそれぞれ設けられている。この場
合には電極部分43あるいは44の直下に形成さ
れる活性層の光吸収領域は、レーザ光軸に関して
非対称の形状を持つが、これは第3図の実施例と
同様の変調方式を実現することを妨げない。しか
もこの場合、おのおのの端面からの光出力の出射
方向は、それぞれの端面に隣接した変調用電極部
分43あるいは44に印加された電圧VioがVpo
であるかVpffであるかに依存して出射方向が異
つている。例えば第4図中のVpoがVdcに等しい
場合、端面41からの光出力は、上面電極部分4
3の印加電圧がVpoの時は、第5図にIsとして示
したように端面に垂直な方向に出射されるが、印
加電圧がVpffの時には、同じく第5図に破線で
示したIaのように、Isとは異る方向に出射され
る。これは後者の場合に、一般には端面41付近
での励起キヤリア密度、従つて利得、の活性層面
内横方向(レーザ光軸に垂直な方向)で非対称に
なるためである。従つてこの半導体レーザ素子を
光通信用光源として用いる場合のように、出力光
ビームを光フアイバ等の細径の光伝送路に結合す
る場合には、電極部分43の印加電圧がVpffの
場合の光伝送路の光学的な結合効率を、印加電圧
がVpoの場合の結合効率に比較して小さくするこ
とが可能であり、これは光伝送路に結合される変
調光出力の消光比の改善に利用することができ
る。なおこの場合にIaのIsに対する出射角のズレ
の大きさおよびその方向は、VpoおよびVpffのV
dcに対する大きさに依存している。
第6図は本発明の第3の実施例の構成を、レー
ザ光軸を含み接合面に垂直に切断した断面図であ
る。この第6図のレーザ素子は分布帰還型の反射
器を有している注入型半導体レーザ素子である。
図において、基盤51の上にはエピタキシアル成
長によつて、第1の導電型を有する第1のクラツ
ド層52、クラツド層より狭いバンドギヤツプを
有する活性層53および第2の導電型を有する第
2のクラツド層54が順次形成されている。そし
て55はこの半導体レーザ素子の一方の電極を兼
ねるヒートシンク、56はこの半導体レーザ素子
の活性層を通電により励起するための主電極であ
り、また57および58は、活性層53の一部に
設けられた分布帰還型光反射器59および60に
電圧を印加してその光反射特性を制御するための
電極である。この半導体レーザ素子の電極56と
55の間に順方向電圧を印加することによつて、
活性層53にキヤリアが励起され、レーザ発振が
可能になる。電極57あるいは58とヒートシン
ク電極55の間に電圧を印加すれば、活性層53
に設けられた分布帰還型光反射器の電極57ある
いは58の直下の部分の光反射特性は印加された
電圧に応じて変化する。そこで例えば第4図のa
の電気信号入力Vioに対して電極57と55の間
および電極58と55の間に第4図のcおよびd
の電圧波形をそれぞれ印加すれば、この半導体レ
ーザ素子の共振器損失は一定に保たれたまま両端
からの光出力の強度比が変化し、この発明による
レーザ出力変調方法が実現される。
ザ光軸を含み接合面に垂直に切断した断面図であ
る。この第6図のレーザ素子は分布帰還型の反射
器を有している注入型半導体レーザ素子である。
図において、基盤51の上にはエピタキシアル成
長によつて、第1の導電型を有する第1のクラツ
ド層52、クラツド層より狭いバンドギヤツプを
有する活性層53および第2の導電型を有する第
2のクラツド層54が順次形成されている。そし
て55はこの半導体レーザ素子の一方の電極を兼
ねるヒートシンク、56はこの半導体レーザ素子
の活性層を通電により励起するための主電極であ
り、また57および58は、活性層53の一部に
設けられた分布帰還型光反射器59および60に
電圧を印加してその光反射特性を制御するための
電極である。この半導体レーザ素子の電極56と
55の間に順方向電圧を印加することによつて、
活性層53にキヤリアが励起され、レーザ発振が
可能になる。電極57あるいは58とヒートシン
ク電極55の間に電圧を印加すれば、活性層53
に設けられた分布帰還型光反射器の電極57ある
いは58の直下の部分の光反射特性は印加された
電圧に応じて変化する。そこで例えば第4図のa
の電気信号入力Vioに対して電極57と55の間
および電極58と55の間に第4図のcおよびd
の電圧波形をそれぞれ印加すれば、この半導体レ
ーザ素子の共振器損失は一定に保たれたまま両端
からの光出力の強度比が変化し、この発明による
レーザ出力変調方法が実現される。
第1ないし第3の実施例を構成する半導体レー
ザ素子の電極構造は電極ストライプ型としたが、
いわゆる不純物拡散ストライプ型等であつても良
い。またこれらの半導体レーザ素子の内部構造は
単純なダブルヘテロ構造であつても良いし、溝付
基盤構造あるいは埋め込みヘテロ構造であつても
良い。さらに上記の例では入力電気信号がデジタ
ル信号の場合について説明したが、これがアナロ
グ信号の場合についても適用できることはいうま
でもない。
ザ素子の電極構造は電極ストライプ型としたが、
いわゆる不純物拡散ストライプ型等であつても良
い。またこれらの半導体レーザ素子の内部構造は
単純なダブルヘテロ構造であつても良いし、溝付
基盤構造あるいは埋め込みヘテロ構造であつても
良い。さらに上記の例では入力電気信号がデジタ
ル信号の場合について説明したが、これがアナロ
グ信号の場合についても適用できることはいうま
でもない。
又第1ないし第3の実施例の半導体レーザ装置
を用いてこの発明によるレーザ出力変調方法を実
施すれば、入力電気信号波形の如何によらずに、
半導体レーザ素子に通電される電流値が一定で緩
和振動が誘起されず、また半導体レーザ素子内部
の熱的状態が常にほぼ一定のまま光出力の変調が
行なわれる。従つてこの変調方法によれば、出力
波形や出力スペクトル帯域の劣化の少ない高信号
品質の高速変調が実現される。
を用いてこの発明によるレーザ出力変調方法を実
施すれば、入力電気信号波形の如何によらずに、
半導体レーザ素子に通電される電流値が一定で緩
和振動が誘起されず、また半導体レーザ素子内部
の熱的状態が常にほぼ一定のまま光出力の変調が
行なわれる。従つてこの変調方法によれば、出力
波形や出力スペクトル帯域の劣化の少ない高信号
品質の高速変調が実現される。
第1図は本発明の原理を説明するための、半導
体レーザの共振器部分を上面から見た模式図、第
2図は本発明の原理を説明するための、半導体レ
ーザ素子の活性領域を接合面に垂直な方向から見
た模式図、第3図は本発明の一実施例の構成の上
面図、第4図は第3図に示された構成を有する半
導体レーザ素子の上面電極に印加する電圧波形な
どを示した図で、aは2値の入力信号波形、bは
素子の中央の上面電極に印加する波形、cは一方
の側の上面電極に印加する波形、dは他方の側の
上面電極に印加する波形をそれぞれあらわしてお
り、第5図は本発明の第2の実施例の上面図、第
6図は本発明の第3の実施例の構成を、レーザ光
軸を含み接合面に垂直に切断した断面図である。 記号の説明:20は光増幅領域、21,22は
光出射端面、23は光吸収領域、24は絞り、3
1,32は光出射端面(反射器)、33は上部半
導体層(クラツド層)、34〜38はいずれも上
面電極部分、51は基盤、52は第1導電型の第
1のクラツド層、53は活性層、54は第2の導
電型の第2のクラツド層、55は電極を兼ねるヒ
ートシンク、56〜58は上面電極、59と60
は分布帰還型反射器をそれぞれあらわしている。
体レーザの共振器部分を上面から見た模式図、第
2図は本発明の原理を説明するための、半導体レ
ーザ素子の活性領域を接合面に垂直な方向から見
た模式図、第3図は本発明の一実施例の構成の上
面図、第4図は第3図に示された構成を有する半
導体レーザ素子の上面電極に印加する電圧波形な
どを示した図で、aは2値の入力信号波形、bは
素子の中央の上面電極に印加する波形、cは一方
の側の上面電極に印加する波形、dは他方の側の
上面電極に印加する波形をそれぞれあらわしてお
り、第5図は本発明の第2の実施例の上面図、第
6図は本発明の第3の実施例の構成を、レーザ光
軸を含み接合面に垂直に切断した断面図である。 記号の説明:20は光増幅領域、21,22は
光出射端面、23は光吸収領域、24は絞り、3
1,32は光出射端面(反射器)、33は上部半
導体層(クラツド層)、34〜38はいずれも上
面電極部分、51は基盤、52は第1導電型の第
1のクラツド層、53は活性層、54は第2の導
電型の第2のクラツド層、55は電極を兼ねるヒ
ートシンク、56〜58は上面電極、59と60
は分布帰還型反射器をそれぞれあらわしている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1対の光反射器により構成される
光共振器、この共振器の内部の少なくとも一部を
満たす光増幅媒質およびこの光増幅媒質を励起す
る手段を具えたレーザ発振器の光出力を変調する
方法において、前記少なくとも1対の光反射器の
光戻り率の比を、これら両光戻り率の積をほぼ一
定に保ち乍ら変化させることにより前記各光反射
器を通過するレーザ光出力の強度を緩和振動を誘
起することなく変調し得るようにしたレーザ光出
力変調方法。 2 少なくとも1対のフアブリーペロー型の光反
射器により構成される光共振器と、この共振器内
の少なくとも一部を満たす光学的に活性な半導体
層を含み少なくとも1個のpn接合を持つ多層半
導体結晶と、この多層半導体結晶の励起電流方向
の両側部の電極構造のうちの少なくとも一方の側
の表面上に、結晶の光軸をあらわす長さ方向の両
側に結晶の幅方向に一部を残して設けられた少な
くとも1対の電極と、結晶の長さ方向の中央部お
よびこれに続く前記両側に残された結晶の幅方向
の一部に設けられた主電極とを有する注入型半導
体レーザ素子と、前記主電極には前記活性半導体
層を励起する電流を定常的に供給すると共に、前
記少なくとも1対の電極には、一方は前記半導体
活性層を充分励起することが可能ではあるが他方
はこれを可能としない互いに異なつた値を持つ2
種の電流を交互に供給する電源とを具備し、前記
少なくとも1対の光反射器の光戻り率の比を、こ
れら両光戻り率の積をほぼ一定に保ち乍ら変化し
得るようにした半導体レーザ装置。 3 少なくとも1対の分布帰還型の光反射器によ
り構成される光共振器と、この共振器内の少なく
とも一部を満たす光学的に活性な半導体層を含み
少なくとも1個のpn接合を持つ多層半導体結晶
と、この多層半導体結晶の励起電流方向の両側部
の電極構造のうちの少なくとも一方の側の表面上
に、結晶の光軸をあらわす長さ方向の両側に設け
られた少なくとも1対の電極と、結晶の長さ方向
の中央部に設けられた主電極とを有する注入型半
導体レーザ素子と、前記主電極には前記活性半導
体層を励起する電流を定常的に供給すると共に、
前記少なくとも1対の電極には、一方は前記半導
体活性層の屈折率を充分大きく変化させることが
可能ではあるが他方はこれを可能としない互いに
異なつた値を持つ2種の電流を交互に供給する電
源とを具備し、前記少なくとも1対の光反射器の
光戻り率の比を、これら両光戻り率の積をほぼ一
定に保ち乍ら変化し得るようにした半導体レーザ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10072079A JPS5624992A (en) | 1979-08-09 | 1979-08-09 | Laser light output modulating method and semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10072079A JPS5624992A (en) | 1979-08-09 | 1979-08-09 | Laser light output modulating method and semiconductor laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5624992A JPS5624992A (en) | 1981-03-10 |
JPS6237826B2 true JPS6237826B2 (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=14281464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10072079A Granted JPS5624992A (en) | 1979-08-09 | 1979-08-09 | Laser light output modulating method and semiconductor laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5624992A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63138501U (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-12 | ||
JPS63144602U (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-22 |
-
1979
- 1979-08-09 JP JP10072079A patent/JPS5624992A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5624992A (en) | 1981-03-10 |
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