JPS6273689A - 双安定半導体レ−ザ - Google Patents
双安定半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6273689A JPS6273689A JP60213241A JP21324185A JPS6273689A JP S6273689 A JPS6273689 A JP S6273689A JP 60213241 A JP60213241 A JP 60213241A JP 21324185 A JP21324185 A JP 21324185A JP S6273689 A JPS6273689 A JP S6273689A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- oscillation
- laser
- electrode
- currents
- 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.)
- Pending
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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
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
-
- 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
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
〔七既要〕
レーザを安定発振させるために回折格子の位相をずらす
部分を、光導波方向に隣接して２個所設けることで、レ
ーザ発振する領域を２個所設け、それぞれの領域で選択
的にレーザ発振可能とすることで、光によるスイッチン
グ機能や記憶機能を実現する。
部分を、光導波方向に隣接して２個所設けることで、レ
ーザ発振する領域を２個所設け、それぞれの領域で選択
的にレーザ発振可能とすることで、光によるスイッチン
グ機能や記憶機能を実現する。
本発明は、ＤＦＢレーザ（分布帰還形レーザ）等のよう
な半導体レーザ、特にスイッチング機能ないし記憶機能
を有する双安定半導体レーザに関する。
な半導体レーザ、特にスイッチング機能ないし記憶機能
を有する双安定半導体レーザに関する。
第４図に示すようにＤＦＢレーザは、半導体基板ｌ上に
回折格子２を形成し、その−ト、側に活性層３、電極４
が形成された構造になっている。このレーザの正負の電
極間に通電すると、回折格子２および活性層３の部分で
レーザ発振を起こし、し−ザ光を放出する。
回折格子２を形成し、その−ト、側に活性層３、電極４
が形成された構造になっている。このレーザの正負の電
極間に通電すると、回折格子２および活性層３の部分で
レーザ発振を起こし、し−ザ光を放出する。
ところが単に回折格子を形成しただけでは、回折格子に
おける位相関係がずれるため、ＤＦＢレーザの縦モード
が２つ発生するという不都合がある。これを解消するた
めに、第５図のように、回折格子２のピンチをレーザ発
振の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係
を予めずらしておくことが提案されている。
おける位相関係がずれるため、ＤＦＢレーザの縦モード
が２つ発生するという不都合がある。これを解消するた
めに、第５図のように、回折格子２のピンチをレーザ発
振の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係
を予めずらしておくことが提案されている。
従来から、物質の屈折率が光強度によって変化する性質
を利用して双安定作用を得ることなどが提案されている
が、制御が困難であり、また特性が安定せず、実用化に
到っていない。前記のように回折格子に位相差をもった
ＤＦＢレーザは安定した発振が得られるが、本発明はＤ
ＦＢレーザにおけるこの特性を利用して、安定したスイ
ッチング機能ないし記憶機能を実現するものである。
を利用して双安定作用を得ることなどが提案されている
が、制御が困難であり、また特性が安定せず、実用化に
到っていない。前記のように回折格子に位相差をもった
ＤＦＢレーザは安定した発振が得られるが、本発明はＤ
ＦＢレーザにおけるこの特性を利用して、安定したスイ
ッチング機能ないし記憶機能を実現するものである。
第１図は本発明による双安定半導体レーザの基本原理を
説明する断面図である。１は半導体基板であり、その上
のＡ、Ｂ、Ｃの３つの領域に回折格子２Ｌ ２２．２３
が形成され、それぞれの回折格子２１．２２．２３の境
界部ＣＩ、Ｃ２において、回折格子の位相がずらされて
いる。そしてこれらの回折格子２１．２２．２３の上側
に活性層３が設けられている。
説明する断面図である。１は半導体基板であり、その上
のＡ、Ｂ、Ｃの３つの領域に回折格子２Ｌ ２２．２３
が形成され、それぞれの回折格子２１．２２．２３の境
界部ＣＩ、Ｃ２において、回折格子の位相がずらされて
いる。そしてこれらの回折格子２１．２２．２３の上側
に活性層３が設けられている。
このようにレーザ発振の中心となる位相差部分が０１、
Ｃ２の２個所存在するので、Ａ−８の領域とＢ−〇の領
域の２個所で安定したレーザ発振が起きることになる。
Ｃ２の２個所存在するので、Ａ−８の領域とＢ−〇の領
域の２個所で安定したレーザ発振が起きることになる。
ただしＡとＣの領域には、電流非注入の可飽和領域が有
るので、Ａ−８のモードとＢ−Ｃのモードのどちらか片
方のみで、安定した発振が行なわれ、Ａ、Ｂの２個所で
同時にレーザ発振することはない。したがって矢印ａ１
で示ずようにＡ領域側からＡ−Ｂモードの発光が生じ、
矢印ａ２で示すようにＣ領域側からトＣモードの発光が
生じるが、これらの発光が同時に起きることはない。す
なわち双安定動作となる。
るので、Ａ−８のモードとＢ−Ｃのモードのどちらか片
方のみで、安定した発振が行なわれ、Ａ、Ｂの２個所で
同時にレーザ発振することはない。したがって矢印ａ１
で示ずようにＡ領域側からＡ−Ｂモードの発光が生じ、
矢印ａ２で示すようにＣ領域側からトＣモードの発光が
生じるが、これらの発光が同時に起きることはない。す
なわち双安定動作となる。
そして電流注入または光注入によって、容易にモード切
換えすることができる。すなわちいまＡ−Ｂモードの発
光が行なわれているとすると、Ｃ１Ｊｆ域に光注入また
は電流注入することで、Ｂ−Ｃのモードに切換わり・、
Ａ−Ｂモードの発振が停止する。
換えすることができる。すなわちいまＡ−Ｂモードの発
光が行なわれているとすると、Ｃ１Ｊｆ域に光注入また
は電流注入することで、Ｂ−Ｃのモードに切換わり・、
Ａ−Ｂモードの発振が停止する。
このように両端のＡまたはＣの領域に、選択的に光注入
または電流注入することで、Ａ−Ｒモード、Ｂ−Ｃモー
ドを容易に選択できる。
または電流注入することで、Ａ−Ｒモード、Ｂ−Ｃモー
ドを容易に選択できる。
Ｃ実施例〕
次に本発明による双安定半導体レーザが実際上どのよう
に具体化されるかを実施例で説明する。
に具体化されるかを実施例で説明する。
第２図は双安定半導体レーザの第１の実施例を示す断面
図である。回折格子２１と２２と２３間の位相を反転さ
せることで位相がずれた、２つのレーザ発振領域が設け
られ、かつ活性層３が形成されており、Ａ−Ｂモードと
、Ｂ−Ｃモードの２つのレーザ発振モードが得られる。
図である。回折格子２１と２２と２３間の位相を反転さ
せることで位相がずれた、２つのレーザ発振領域が設け
られ、かつ活性層３が形成されており、Ａ−Ｂモードと
、Ｂ−Ｃモードの２つのレーザ発振モードが得られる。
そしてモード切換えのために、電極４１．４２．４３が
設けられている。すなわち中央の電極４２は、中間の回
折格子２２に対応しており、左端の電極４１は左端の回
折格子２１に、また右端の電極４３は右端の回折格子２
３に対応している。
設けられている。すなわち中央の電極４２は、中間の回
折格子２２に対応しており、左端の電極４１は左端の回
折格子２１に、また右端の電極４３は右端の回折格子２
３に対応している。
中央の電極４２は、レーザ発振を維持するための電流注
入用であり、左右の電極４１．４３はモード切換え用で
ある。
入用であり、左右の電極４１．４３はモード切換え用で
ある。
いまＬｌで示されているように、Ａ−８モードで発振し
ているものとする。このとき中央の電極４２で電流注入
が行なわれ、発振が維持されている。この状態で、右端
の電極４３から電流注入を行なうと、位相差部分Ｃ２を
中心とするＢ−Ｃモードの発振に切換わる。そして電極
４３からの電流注入を停止しても、中央の電極４２によ
る電流注入でトＣモードの発振が持続する。Ｂ−Ｃモー
ドの発振の最中に、左端の電極４１から電流注入すると
、Ａ−８モードに切換わる。
ているものとする。このとき中央の電極４２で電流注入
が行なわれ、発振が維持されている。この状態で、右端
の電極４３から電流注入を行なうと、位相差部分Ｃ２を
中心とするＢ−Ｃモードの発振に切換わる。そして電極
４３からの電流注入を停止しても、中央の電極４２によ
る電流注入でトＣモードの発振が持続する。Ｂ−Ｃモー
ドの発振の最中に、左端の電極４１から電流注入すると
、Ａ−８モードに切換わる。
モード切換えは、光で行なうこともできる。すなわちＡ
−８モードで発振しているときに、反対側の回折格子２
３側から矢印ａ３で示すように、光を照射する。すると
光エネルギーの注入によって、１ＢモードからＢ−Ｃモ
ードに発振が切換わる。またＢ−Ｃモードで発振してい
る状態において、左端の回折格子２１側から矢印ａ４で
示すように光を照射すると、Ａ−Ｂモードの発振に切換
ねる。
−８モードで発振しているときに、反対側の回折格子２
３側から矢印ａ３で示すように、光を照射する。すると
光エネルギーの注入によって、１ＢモードからＢ−Ｃモ
ードに発振が切換わる。またＢ−Ｃモードで発振してい
る状態において、左端の回折格子２１側から矢印ａ４で
示すように光を照射すると、Ａ−Ｂモードの発振に切換
ねる。
第３図は本発明の別の実施例を、回折格子の面で示した
水平断面図である。Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、それぞれ第２
図のＡ、Ｂ、Ｃの領域に対応するものであり、ＡＩ−Ｂ
ｌモードと、Ｂ１−Ｃｌモードの双安定発振が行なわれ
る。この実施例では、ＡＩ、 Ｂｌ、Ｃ１の領域と交差
するように、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の領域が設けられ、中央
の８１の領域と８２の領域は、回折格子が直交している
。そのため、Ａ２−１（２モードと、Ｂ２−Ｃ２モード
の双安定発振も行なわれる。ただし、ＡＩ、Ｂ１、Ｃ１
の領域における発振と、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の領域におけ
る発振が同時に行なわれることばなく、いずれか片方の
発振しか行なわれない。したがって４つの発振モードが
得られることになり、記憶容量やスイッチング機能が向
上することになる。なおこの実施例は、光導波方向が２
方向ζこ交差した例であるが、３１以上の７ｂ向に交差
さ−）！−ることも可能である。
水平断面図である。Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、それぞれ第２
図のＡ、Ｂ、Ｃの領域に対応するものであり、ＡＩ−Ｂ
ｌモードと、Ｂ１−Ｃｌモードの双安定発振が行なわれ
る。この実施例では、ＡＩ、 Ｂｌ、Ｃ１の領域と交差
するように、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の領域が設けられ、中央
の８１の領域と８２の領域は、回折格子が直交している
。そのため、Ａ２−１（２モードと、Ｂ２−Ｃ２モード
の双安定発振も行なわれる。ただし、ＡＩ、Ｂ１、Ｃ１
の領域における発振と、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の領域におけ
る発振が同時に行なわれることばなく、いずれか片方の
発振しか行なわれない。したがって４つの発振モードが
得られることになり、記憶容量やスイッチング機能が向
上することになる。なおこの実施例は、光導波方向が２
方向ζこ交差した例であるが、３１以上の７ｂ向に交差
さ−）！−ることも可能である。
〔発明の効果］
以上のように本発明によれば、ＤＦＢレーザにおいて、
発振位置を光導波方向に２個所設け、かつ発振の中央位
置に回折格子の位相差部分を設りることで、発振モード
が２個所で安定するので、信頼性の高い双安定性のスイ
ッチング素子や言［］憶素子が実現される。
発振位置を光導波方向に２個所設け、かつ発振の中央位
置に回折格子の位相差部分を設りることで、発振モード
が２個所で安定するので、信頼性の高い双安定性のスイ
ッチング素子や言［］憶素子が実現される。
第１図は本発明による双安定半導体レーザの基本原理を
説明する断面図、第２図は本発明による双安定半導体レ
ーザの実施例を示す断面図、第３図は別の実施例を示す
回折格子位置の水平断面図、第４図は従来のＤＦＢレー
ザの断面図、第５図は本発明の出願人が先に提室したＤ
ＦＢレーザの断面図である。 図において、１は半導体基板、２１．２２．２３は回折
格子、ＣＬ Ｃ２は位４１）差部分、３は活性層、４１
．４２．４３は電極をそれぞれ示す。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 人従朗の基本原理 第１図 別め実施例 第３図 爪発朗の亥糖例 第２図 第４図 第５図
説明する断面図、第２図は本発明による双安定半導体レ
ーザの実施例を示す断面図、第３図は別の実施例を示す
回折格子位置の水平断面図、第４図は従来のＤＦＢレー
ザの断面図、第５図は本発明の出願人が先に提室したＤ
ＦＢレーザの断面図である。 図において、１は半導体基板、２１．２２．２３は回折
格子、ＣＬ Ｃ２は位４１）差部分、３は活性層、４１
．４２．４３は電極をそれぞれ示す。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 人従朗の基本原理 第１図 別め実施例 第３図 爪発朗の亥糖例 第２図 第４図 第５図
Claims (3)
- （１）、ＤＦＢ型の半導体レーザにおいて、光導波方向
に３つの領域（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に分けて回折格子（２
１）（２２）（２３）を形成すると共に、それぞれの領
域（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の回折格子（２１）（２２）（２
３）の隣接する境界部（Ｃ１）（Ｃ２）において、回折
格子（２１）と（２２）、回折格子（２２）と（２３）
の位相をずらしてなるレーザ発振領域を、光導波方向に
２個所設けたことを特徴とする双安定半導体レーザ。 - （２）、上記レーザの中央の回折格子（２２）の全部ま
たは一部を含む領域に電流を注入する電極（４２）を設
けてなる特許請求の範囲第（１）項記載の双安定半導体
レーザ。 - （３）、前記の両端の回折格子（２１）（２３）に対応
して第２の電流注入用の電極（４１）（４３）を設けて
なる特許請求の範囲（２）項記載の双安定半導体レーザ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60213241A JPS6273689A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 双安定半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60213241A JPS6273689A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 双安定半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273689A true JPS6273689A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16635854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60213241A Pending JPS6273689A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 双安定半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0290191A2 (en) * | 1987-05-04 | 1988-11-09 | AT&T Corp. | Method for the operation of a distributed feedback laser |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP60213241A patent/JPS6273689A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0290191A2 (en) * | 1987-05-04 | 1988-11-09 | AT&T Corp. | Method for the operation of a distributed feedback laser |
| EP0290191A3 (en) * | 1987-05-04 | 1989-04-05 | American Telephone And Telegraph Company | Method and apparatus for the operation of a distributed feedback laser |
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