JPS63129686A - 光帰還型発光装置 - Google Patents
光帰還型発光装置Info
- Publication number
- JPS63129686A JPS63129686A JP27723886A JP27723886A JPS63129686A JP S63129686 A JPS63129686 A JP S63129686A JP 27723886 A JP27723886 A JP 27723886A JP 27723886 A JP27723886 A JP 27723886A JP S63129686 A JPS63129686 A JP S63129686A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- diffraction grating
- emitting device
- light emitting
- laser element
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- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 abstract description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
この発明は光通信、光計測、光記録用の光帰還型発光装
置に関する。
置に関する。
従来の技術
従来、半導体レーザの周波数制御には回折格子を用いた
光帰還が行われてきた。これは半導体レーザ素子からで
た光を回折格子に入射し、その光を分散して特定波長の
光のみを再び元の半導体レーザ素子に帰還することによ
って発振制御するものである。発振波長は回折格子と半
導体レーザ素子との位置関係により幾何学的に決定され
る。第６図に従来の実施例をしめす。半導体レーザ素子
６１より出た光は、レンズ６２より平行光となりエシェ
レット格子６３に入射される。入射光はその波長に従い
分散され特定の波長のみが半導体レーザ素子６１と結合
し、その波長で半導体レーザ素子６１は発振する。例え
ばエレクトロニクスレター （ＥＬＥ−ＣＴＲＯＮＩＣ
Ｓ ＬＥＴＴＥＲ） ２１巻１５号６５８ページ １
９８５年。
光帰還が行われてきた。これは半導体レーザ素子からで
た光を回折格子に入射し、その光を分散して特定波長の
光のみを再び元の半導体レーザ素子に帰還することによ
って発振制御するものである。発振波長は回折格子と半
導体レーザ素子との位置関係により幾何学的に決定され
る。第６図に従来の実施例をしめす。半導体レーザ素子
６１より出た光は、レンズ６２より平行光となりエシェ
レット格子６３に入射される。入射光はその波長に従い
分散され特定の波長のみが半導体レーザ素子６１と結合
し、その波長で半導体レーザ素子６１は発振する。例え
ばエレクトロニクスレター （ＥＬＥ−ＣＴＲＯＮＩＣ
Ｓ ＬＥＴＴＥＲ） ２１巻１５号６５８ページ １
９８５年。
発明が解決しようとする問題点
しかし、上記に述べた光帰還型発光装置では回折格子６
３によって分散された光が半導体レーザのＰＮ接合面に
沿って並ぶことになり、発振を抑圧したい副モードの光
が半導体レーザ素子６１の活性層６５に結合してしまう
。また副モードの光が回折の効果によって分散方向に広
がる。従って、第７図に示されるように各副モードの７
２の半導体レーザ端面における分離が悪く、回折格子に
よって分散された不要光までもが活性層７５に結合して
しまい、発光スペクトルの純度が低下してしまう。その
ときの発光スペクトルを第８図にしめす。
３によって分散された光が半導体レーザのＰＮ接合面に
沿って並ぶことになり、発振を抑圧したい副モードの光
が半導体レーザ素子６１の活性層６５に結合してしまう
。また副モードの光が回折の効果によって分散方向に広
がる。従って、第７図に示されるように各副モードの７
２の半導体レーザ端面における分離が悪く、回折格子に
よって分散された不要光までもが活性層７５に結合して
しまい、発光スペクトルの純度が低下してしまう。その
ときの発光スペクトルを第８図にしめす。
本発明は上記問題に鑑み、半導体レーザ素子の端面上に
おいて不要モード光を分離し発光スペクトルの純度が高
く波長可変範囲の広い高性能の光帰還型発光装置を提供
するものである。
おいて不要モード光を分離し発光スペクトルの純度が高
く波長可変範囲の広い高性能の光帰還型発光装置を提供
するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の光帰還型発光装置
は分散素子の分散方向と半導体レーザ素子の活性層とを
傾けて配置するものである。
は分散素子の分散方向と半導体レーザ素子の活性層とを
傾けて配置するものである。
作用
本発明は上記した構成によって、半導体レーザ素子の端
面上において不要モード光を分離発光スペクトルの純度
が高（波長可変範囲の広い光帰還型発光装置を提供する
ものである。
面上において不要モード光を分離発光スペクトルの純度
が高（波長可変範囲の広い光帰還型発光装置を提供する
ものである。
実施例
以下、本発明の一実施例における光帰還型発光装置につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の第１の実施例における光帰還型発光装
置の構成図を示すものである。■は半導体レーザ素子、
２はレンズ、４はエシエレット回折格子、５は反射防止
膜である。半導体レーザ素子１よりでた光は、レンズ２
より平行光となりエシエレソト回折格子４に入射される
。入射光はその波長に従い分散され特定の波長のみが半
導体レーザ素子１と結合し、その波長で半導体レーザ素
子１は発振する。エシエレット回折格子４はその溝方向
が半導体レーザ素子１の活性層８とを傾けて配置するこ
とにより、不要光が活性層に結合しないようにすること
ができる。特にエシエレット回折格子４の溝方向がＰＮ
接合面６に対して平行に配置した場合、エシエレット回
折格子４によって分散された光が半導体レーザ素子１の
ＰＮ接合面６に対して垂直方向に並ぶことになり、発振
を抑圧したい副モードの光が半導体レーザの活性層から
特に良く分離される。また副モードの光が回折の効果に
よって分散方向のスポットサイズが小さくなる。従って
、第２図に示されるように各副モードの光２２の半導体
レーザ端面における分離が良くなり、半導体レーザの活
性Ｊｉ２３、光導波路部に不要な光が結合しない。この
ため発光スペクトルの純度が大きく改善される。さらに
副モードの光２２の分離が良いために、波長の設定精度
が高く、波長可変範囲も広い。エシェレット格子を使用
した場合半導体レーザの出力光はそのＰＮ接合面内に偏
光しているために、格子の溝方向と半導体レーザ素子の
ＰＮ接合面を平行に配置すると格子の山の部分に電流が
集中し回折効率が低下して半導体レーザの出力光が低下
するが第３図しめされるように、副モードの光が活性層
より分離され、発光スペクトルの純度が改善される。
置の構成図を示すものである。■は半導体レーザ素子、
２はレンズ、４はエシエレット回折格子、５は反射防止
膜である。半導体レーザ素子１よりでた光は、レンズ２
より平行光となりエシエレソト回折格子４に入射される
。入射光はその波長に従い分散され特定の波長のみが半
導体レーザ素子１と結合し、その波長で半導体レーザ素
子１は発振する。エシエレット回折格子４はその溝方向
が半導体レーザ素子１の活性層８とを傾けて配置するこ
とにより、不要光が活性層に結合しないようにすること
ができる。特にエシエレット回折格子４の溝方向がＰＮ
接合面６に対して平行に配置した場合、エシエレット回
折格子４によって分散された光が半導体レーザ素子１の
ＰＮ接合面６に対して垂直方向に並ぶことになり、発振
を抑圧したい副モードの光が半導体レーザの活性層から
特に良く分離される。また副モードの光が回折の効果に
よって分散方向のスポットサイズが小さくなる。従って
、第２図に示されるように各副モードの光２２の半導体
レーザ端面における分離が良くなり、半導体レーザの活
性Ｊｉ２３、光導波路部に不要な光が結合しない。この
ため発光スペクトルの純度が大きく改善される。さらに
副モードの光２２の分離が良いために、波長の設定精度
が高く、波長可変範囲も広い。エシェレット格子を使用
した場合半導体レーザの出力光はそのＰＮ接合面内に偏
光しているために、格子の溝方向と半導体レーザ素子の
ＰＮ接合面を平行に配置すると格子の山の部分に電流が
集中し回折効率が低下して半導体レーザの出力光が低下
するが第３図しめされるように、副モードの光が活性層
より分離され、発光スペクトルの純度が改善される。
以上のように本実施例によれば、エシェレット格子と分
散方向と半導体レーザ素子の活性層とを（−けて配置す
ることにより発光スペクトルの純度を改善することがで
きる。
散方向と半導体レーザ素子の活性層とを（−けて配置す
ることにより発光スペクトルの純度を改善することがで
きる。
以下、本発明の第２の実施例における光帰還型発光装置
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
第４図は本発明の第一の実施例における光帰還型発光装
置の構成図を示すものである。４工は半導体レーザ素子
、４２はレンズ、４５は反射防止膜である。以上は第１
図の構成と同様なものである。第１図の構成と異なるの
は、４４を溝形状の一次微分係数が連続な有限フーリエ
回折格子にした点である。
置の構成図を示すものである。４工は半導体レーザ素子
、４２はレンズ、４５は反射防止膜である。以上は第１
図の構成と同様なものである。第１図の構成と異なるの
は、４４を溝形状の一次微分係数が連続な有限フーリエ
回折格子にした点である。
上記のように構成された光帰還型発光装置について、以
下その動作を説明する。波長制御作用に関しては第１の
実施例と同様であるが、溝形状の一次微分係数が連続な
有限フーリエ回折格子ではその溝本数と溝形状により回
折効率の偏光依存性を最適化することができる。従って
上記のような格子溝に対して入射光の電界方向が傾いた
場合でも使用波長λ、格子間隔ｄに対して０．２＜λ／
８＜１．７の条件において７０％以上の高い回折効率か
えられる。これは、有限フーリエ回折格子ではその一次
微分係数に不連続点がなく入射光によって励起される電
流がすくないためとおもわれる。よって主モードの光に
対して半導体レーザ素子との強い結合効率かえられ、第
５図にしめされるように出力が大きく発光スペクトルの
純度の高い発振を行い、発振動作が安定し、かつ広い範
囲で周波数を可変できる。
下その動作を説明する。波長制御作用に関しては第１の
実施例と同様であるが、溝形状の一次微分係数が連続な
有限フーリエ回折格子ではその溝本数と溝形状により回
折効率の偏光依存性を最適化することができる。従って
上記のような格子溝に対して入射光の電界方向が傾いた
場合でも使用波長λ、格子間隔ｄに対して０．２＜λ／
８＜１．７の条件において７０％以上の高い回折効率か
えられる。これは、有限フーリエ回折格子ではその一次
微分係数に不連続点がなく入射光によって励起される電
流がすくないためとおもわれる。よって主モードの光に
対して半導体レーザ素子との強い結合効率かえられ、第
５図にしめされるように出力が大きく発光スペクトルの
純度の高い発振を行い、発振動作が安定し、かつ広い範
囲で周波数を可変できる。
第９図に本発明の第３の実施例を示す光帰還型発光装置
の構成図である。半導体レーザ素子９１からの出力光は
凹面回折格子９３で分散され、特定波長の光が再び半導
体レーザ素子９１に結合される。
の構成図である。半導体レーザ素子９１からの出力光は
凹面回折格子９３で分散され、特定波長の光が再び半導
体レーザ素子９１に結合される。
回折格子を凹面にすることによって、レンズが不要とな
る。
る。
発明の効果
以上のように本発明は分散素子の分散方向と半導体レー
ザ素子の活性層とを傾けて配置することによって不要モ
ード光を分離し発光スペクトルの純度が高く波長可変範
囲の広い光帰還型発光装置を提供することができる。
ザ素子の活性層とを傾けて配置することによって不要モ
ード光を分離し発光スペクトルの純度が高く波長可変範
囲の広い光帰還型発光装置を提供することができる。
第１図は本発明の第１の一実施例における光帰還型発光
装置の構成図、第２図は本発明における帰還光と半導体
レーザ素子端面との関係を示す構成図、第３図は第１の
一実施例における発光スペクトル図、第４図は本発明の
第２の一実施例における光帰還型発光装置の構成図、第
５図は第１の一実施例における発光スペクトル図、第６
図は従来の実施例おける光帰還型発光装置の構成図、第
７図は従来の実施例における帰還光と半導体レーザ素子
端面との関係を示す模式図、第８図は第１の一実施例に
おける発光スペクトル図、第９図は本発明の第２の一実
施例における光帰還型発光装置の構成図である。 １、４１．６１・・・・・・半導体レーザ、２・・・・
・・レンズ、４・・・・・・エシェレット格子、４４・
・・・・・有限フーリエ回折格子、９３・・・・・・凹
面回折格子、６，６４・・・・・・ＰＮ接合面、３．４
３．６５・・・・・・活性層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 第５図 第７図 第８図 第９図
装置の構成図、第２図は本発明における帰還光と半導体
レーザ素子端面との関係を示す構成図、第３図は第１の
一実施例における発光スペクトル図、第４図は本発明の
第２の一実施例における光帰還型発光装置の構成図、第
５図は第１の一実施例における発光スペクトル図、第６
図は従来の実施例おける光帰還型発光装置の構成図、第
７図は従来の実施例における帰還光と半導体レーザ素子
端面との関係を示す模式図、第８図は第１の一実施例に
おける発光スペクトル図、第９図は本発明の第２の一実
施例における光帰還型発光装置の構成図である。 １、４１．６１・・・・・・半導体レーザ、２・・・・
・・レンズ、４・・・・・・エシェレット格子、４４・
・・・・・有限フーリエ回折格子、９３・・・・・・凹
面回折格子、６，６４・・・・・・ＰＮ接合面、３．４
３．６５・・・・・・活性層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 第５図 第７図 第８図 第９図
Claims (8)
- （１）分散素子と半導体レーザ素子を具備し、前記分散
素子の分散方向と前記半導体レーザ素子の活性層とを傾
けて配置し不要モード光を分離することを特徴とする光
帰還型発光装置。 - （２）分散素子に回折格子を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の光帰還型発光装置。 - （３）分散素子に溝形状の一次微分係数が連続な有限フ
ーリエ回折格子を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項または第（２）項のいずれかに記載の光帰
還型発光装置。 - （４）分散素子に使用波長λに対し格子定数ｄが、０．
２＜λ／ｄ＜１．７の範囲を有する回折格子を用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項
または第（３）項いずれかに記載の光帰還型発光装置。 - （５）分散素子に平面回折格子を用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項
または第（４）項いずれかに記載の光帰還型発光装置。 - （６）分散素子に凹面回折格子を用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項
または第（４）項のいずれかに記載の光帰還型発光装置
。 - （７）分散素子の分散方向と前記半導体レーザ素子の活
性層を平行に配置することを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項、第（２）項、第（３）項、第（４）項、第
（５）項または第（６）項のいずれかに記載の光帰還型
発光装置。 - （８）半導体レーザ素子に反射防止膜をつけたことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（
３）項、第（４）項、第（５）項、第（６）項または第
（７）項のいずれかに記載の光帰還型発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27723886A JPS63129686A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光帰還型発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27723886A JPS63129686A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光帰還型発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129686A true JPS63129686A (ja) | 1988-06-02 |
Family
ID=17580742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27723886A Pending JPS63129686A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光帰還型発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63129686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991002991A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-03-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Diffraction grating assembly |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861692A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60133776A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60143682A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ波長変動補償装置 |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP27723886A patent/JPS63129686A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861692A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60133776A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60143682A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ波長変動補償装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991002991A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-03-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Diffraction grating assembly |
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