JPS6254991A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6254991A
JPS6254991A JP60193742A JP19374285A JPS6254991A JP S6254991 A JPS6254991 A JP S6254991A JP 60193742 A JP60193742 A JP 60193742A JP 19374285 A JP19374285 A JP 19374285A JP S6254991 A JPS6254991 A JP S6254991A
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JP
Japan
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semiconductor laser
cavity
laser
external cavity
wavelength
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JP60193742A
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English (en)
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Shinji Sakano
伸治 坂野
Hiroyoshi Matsumura
宏善 松村
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/107—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using electro-optic devices, e.g. exhibiting Pockels or Kerr effect
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
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    • 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
    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
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    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
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    • 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
    • H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体レーザ装置に係り、特にコヒーレント
通信に好適なスペクトル線幅の狭幅化時の安定化に関す
る。
〔発明の背景〕
従来、外部キャビティを用いた半導体レーザの発光スペ
クトルの狭幅化は、レーザの内部でキャビティと外部キ
ャビティの競合を利用している。
しかし、この競合条件は非常に厳しく、少しの注入電流
の変化や温度の変化でスペクトル幅が増加したり、波長
がジャンプしたり、パワーが変わったりすることが知ら
れている。この例としては、昭和６０年度電子通信学会
総合全国大会講演論文集４のＰ２２が挙げられる。また
、外部キャビティの長さを変えて、内部キャビティへの
帰還光の位相を制御する方法として戻り光のレーザ発振
への影響を求めるために利用された外部キャビティの反
射面をピエゾ素子に接合し、サブミクロンの移動制御を
行うことが考えられる。この方法については１例えば、
アイ・イー・イー・イー、ジエー・カンタム　エレクト
ロニクス第ＱＥ−１６巻第３４７頁１９８０年（ＩＥＥ
Ｅ　Ｊ、　Ｑｕａｍｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ。
ｖｏｌ　ＱＥ−１６，ｐ３４７．１９８０）に記載され
ている。しかし、この方法は光学軸合わせや固定方法等
が厄介であり実用的な方法ではなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、スペクトル線幅が狭く、その波長ゆら
ぎ及び線幅のゆらぎが少ない半導体レーザ装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本願発明者は外部キャビティを用いた半導体レーザの発
光スペクトルの狭幅化は、レーザ内部と外部キャビティ
の競合を利用するため２つのキャビティの接合面での位
相整合わせを高度に制御する必要があることに着目した
。実際、固定された外部キャビティを有する半導体レー
ザの注入電流を変えると適当な注入電流値で整合状態に
なり。
非常に狭いスペクトル線幅で発光する。これは。
レーザ内のキャリヤ密度の変化に伴わない屈折率が変わ
り接合面での光の位相が変化し、競合条件を満足する位
相状態にある。しかし、外部キャビティの光路長が一定
であると、狭幅化を満たす位相条件はレーザの注入電流
や温度変化に伴う屈折率変化により、変化し、スペクト
ル幅や波長が容易に変化する。そこで本願発明者は観点
を替えて外部キャビティの位相と強度を電気的に制御す
ることに注目し、外部キャビティの位相と内部キャビテ
ィの位相が常に整合するように外部キャビティの光路長
を電気的に制御することで、安定した狭幅スペクトルを
有する発光が得られることを検討した。そして、外部キ
ャビティの光路長を制御する方法として、電気的に屈折
率を変えることができる材料を用いた。さらに、外部キ
ャビティ内の光量調節をも同じ材料で行うことを検討し
た。
また、この外部キャビティをモノリシックに構成するこ
とができると温度制御性、内部キャビティと外部キャビ
ティの結合効率を高めることができ。
さらに制御性が上がることに着目し、モノリシック化の
ための方法を検討し、キャリヤ注入型光スイッチの原理
を利用することで、戻り光量（外部キャビティの光量）
と位相調節が可能な集積化半導体レーザを発明するに至
った。
〔発明の実施例〕
以下１本発明の実施例を示す６ 実施例１ 第１図は、半導体レーザ１の片方の出射端面に電気光学
材料であるＬｉＮｂ０ａ結晶からなる外部キャビティ用
光導波路３を接合したものである。半導体レーザ１と外
部キャビティ用ＬｉＮｂ０δ２は、ＬｉＮｂ０＋ｓの反
射端９からの反射光が半導体レーザ１に帰還するように
位置合わせを行い固定しである。
外部キャビティの入射端６は、半導体レーザに接してい
る。外部キャビティの反対の端面には反射コーティング
９が施しである。　１ｉＮｂｏｓは２カツトして、Ｔｉ
拡散により先導波路３が形成しである。
電界は結晶のｙ軸方向に加えられるように電極４゜５を
形成しである。半導体レーザ１はＩｎＧａＡｓＰ／Ｉｎ
Ｐ系で発振波長は、１．５４μｍである。外部キャビテ
ィ２に印加する電圧を変えて、外部キャビティの光路長
を制御することにより、任意のレーザ出力に対する、ス
ペクトル幅の狭幅化を制御することができる。
実施例２ 第２図を用いて説明する。第２図は外部キャビティを半
導体レーザ１と同じ■−■族化合物結晶を用いてＩｎＰ
基板１４上にモノリシックに形成している。構造は光導
波路１５がＩｎＧａＡｓＰでその他はＩｎＰである。こ
の外部キャビティに電１１４゜５を付は電界の印加、又
は、電流を流せるようにしである。外部キャビティの反
射端には反射コーティング９が施しである。外部キャビ
ティ内の光の位相の制御は実施例１と同様に外部キャビ
ティに電極４，５を通して電界を加えたり、電流を流し
たりして材料の屈折率を変えることにより行う。
同一材料でモノリシック化することで、温度制御や結合
効率を高くした状態でスペクトル狭幅化を制御すること
が容易にできる。
実施例３ 第３図を用いて説明する。第３図には、実施例２と同様
、すべて半導体レーザ１と同系の結晶を用いた、先導波
路２２．戻り光量調節のための反射、透領域２３、位相
制御領域２５と戻り光調節時の不用光除去領域２４１反
射反射コーティングを集積化した素子の上面図である。
戻り光量調節のだめの反射領域２３に電流を流し、位相
制御領域２５に電界を印加するか、電流を流すかして屈
折率を変化させてることで外部キャビティ内の光の強度
と位相を制御できるようにしである。これにより、任意
のレーザ出力における内部キャビティの状態変化を補償
することができ、一定波長の安定した狭幅スペクトルを
得ることが可能になった。また、この外部キャビティ内
の光量調節には。
半導体の吸収を利用することでも可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、外部キャビティの光路長を電気的に制
御することにより、半導体レーザの発振スペクトル幅を
最も狭い状態に容易に制御することができる。さらに、
戻り光量（外部キャビティ内の光量）を制御することで
、波長の安定した狭幅スペクトルが容易に得られる。上
記のことから、コヒーレント通信用の光源に適した半導
体レーザが供給できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は半導体レーザとＬｉＮｂ０ａからなる外部キャ
ビティを接合をした図、第２図は半導体レーザと位相制
御可能な外部キャビティをモノリシックに形成した図、
第３図は半導体レーザと戻り光量及び位相制御可能な外
部キャビティをモノリシックに形成した図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザの発光端面の一つに、電気的に屈折率
    を変えることができる材料を用いた共振器を光学的に接
    続したことを特徴とする半導体レーザ装置。 ２、上記半導体レーザを上記共振器を、一つの化合物半
    導体結晶基板上にモノリシックに形成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 ３、上記共振器の一部に、電気的に光量を調節する領域
    を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしく
    は第２項記載の半導体レーザ装置。
JP60193742A 1985-09-04 1985-09-04 半導体レ−ザ装置 Pending JPS6254991A (ja)

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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6362388A (ja) * 1986-09-03 1988-03-18 Hitachi Ltd 半導体レ−ザ装置
JPS63199480A (ja) * 1987-02-16 1988-08-17 Sharp Corp 半導体レ−ザ走査装置
DE3712815A1 (de) * 1987-04-15 1988-11-10 Bodenseewerk Geraetetech Messvorrichtung mit einem laser und einem ringresonator
JP2825508B2 (ja) * 1987-10-09 1998-11-18 株式会社日立製作所 半導体レーザ装置および光通信システム
DE3738053A1 (de) * 1987-11-09 1989-05-18 Siemens Ag Laseranordnung mit mindestens einem laserresonator und einem damit verkoppelten passiven resonator
DE3741455A1 (de) * 1987-12-08 1989-06-22 Standard Elektrik Lorenz Ag Optischer isolator
DE3808875A1 (de) * 1988-03-17 1989-09-28 Standard Elektrik Lorenz Ag Halbleiteranordnung zur erzeugung einer periodischen brechungsindexverteilung und/oder periodischen verstaerkungsverteilung
US4951293A (en) * 1988-05-26 1990-08-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Frequency doubled laser apparatus
DE3834929A1 (de) * 1988-10-13 1990-04-19 Siemens Ag Wellenleiterreflektor fuer optoelektronische anwendungen und laser
US5220573A (en) * 1989-03-10 1993-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Optical apparatus using wavelength selective photocoupler
US4922500A (en) * 1989-04-21 1990-05-01 Bell Communications Research, Inc. Cross-coupled quantum-well stripe laser array
DE3943470A1 (de) * 1989-05-29 1990-12-13 Rainer Thiessen Gegenstands-naeherungs und troepfchendetektor
DE3917388C1 (ja) * 1989-05-29 1990-11-29 Rainer 8000 Muenchen De Thiessen
GB8919799D0 (en) * 1989-09-01 1989-10-18 British Telecomm Optical coupler
FR2654524B1 (fr) * 1989-11-15 1992-08-21 France Etat Dispositif permettant d'accorder de facon continue une source de lumiere coherente et polarisee rectilignement.
US5022038A (en) * 1989-12-28 1991-06-04 General Dynamics Corp./Electronics Division Wavelength tunable diode laser
US5043991A (en) * 1989-12-28 1991-08-27 General Dynamics Corp. Electronics Division Device for compensating for thermal instabilities of laser diodes
FR2662304B1 (fr) * 1990-05-21 1992-07-24 France Telecom Procede de fabrication d'une structure integree guide-detecteur de lumiere en materiau semi-conducteur.
US5022042A (en) * 1990-09-10 1991-06-04 General Dynamics Corp. High power laser array with stable wavelength
JP3167189B2 (ja) * 1992-08-31 2001-05-21 浜松ホトニクス株式会社 電圧測定装置
US5307359A (en) * 1992-12-21 1994-04-26 Eastman Kodak Company Monolithic semi-conductor laser producing blue, green and red output wavelengths
JPH1116188A (ja) * 1997-06-26 1999-01-22 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レーザ及び光ピックアップ
JP2002232075A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Ando Electric Co Ltd 波長可変光源
EP1220389B1 (en) * 2001-09-07 2003-04-02 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Optical path length variation using a liquid crystal for tuning a laser
GB2386754B (en) * 2001-11-30 2005-11-02 Optitune Plc A diffraction device for providing wavelength selective feedback in a tunable optical source
US6665322B2 (en) * 2002-03-19 2003-12-16 San Jose Systems Inc. Method and apparatus for controlling the length of an optical cavity
JP2005303077A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Fujitsu Ltd 波長可変レーザ装置
US8908481B1 (en) * 2014-01-27 2014-12-09 HGST Netherlands B.V. Thermally-assisted magnetic recording head that suppresses effects of mode hopping

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60100491A (ja) * 1983-11-07 1985-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分布帰還型半導体レ−ザ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2428333A1 (fr) * 1978-06-09 1980-01-04 Thomson Csf " laser " a reflecteur distribue
US4485474A (en) * 1981-12-10 1984-11-27 General Dynamics/Electronics Injection laser modulator with external resonator
WO1984003399A1 (en) * 1983-02-25 1984-08-30 American Telephone & Telegraph Multicavity optical device and applications thereof
US4631730A (en) * 1984-09-28 1986-12-23 Bell Communications Research, Inc. Low noise injection laser structure

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60100491A (ja) * 1983-11-07 1985-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分布帰還型半導体レ−ザ

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Publication number Publication date
US4803692A (en) 1989-02-07
DE3685466D1 (de) 1992-07-02
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EP0213965B1 (en) 1992-05-27
EP0213965A2 (en) 1987-03-11

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