JPS6318872B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6318872B2 JPS6318872B2 JP55160042A JP16004280A JPS6318872B2 JP S6318872 B2 JPS6318872 B2 JP S6318872B2 JP 55160042 A JP55160042 A JP 55160042A JP 16004280 A JP16004280 A JP 16004280A JP S6318872 B2 JPS6318872 B2 JP S6318872B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- noise
- output
- output light
- photodetector
- Prior art date
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- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
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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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
-
- 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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06817—Noise reduction
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザを高いＳ／Ｎ比が得られ
る領域で動作させる半導体レーザの駆動方法に関
するものである。
る領域で動作させる半導体レーザの駆動方法に関
するものである。
半導体レーザーの応用分野として最近ビデオデ
イスク装置、PCMオーデイオデイスク装置等に
光源として半導体レーザ装置を用いる技術が開発
され、その実用化が積極的に堆し進められてい
る。ビデオデイスク装置、PCMオーデイオデイ
スク装置等の光源に半導体レーザを使用した場
合、半導体レーザに非常に高いＳ／Ｎ比が要求さ
れる。しかしながら半導体レーザの出力雑音には
周知の如く、共振シヨツト雑音、パルセイシヨン
雑音、モード分配雑音等があり、これらの雑音が
出力光に付加されるとＳ／Ｎ比が大きく低下する
こととなる。共振シヨツト雑音は量子効果に基く
もので、半導体レーザを閾値近傍の駆動電流で動
作させた場合に大きく出現するが駆動電流を増加
すると出力光との相対関係で低くなるため、高速
変調を行なう場合を除いて大きな障害とはならな
い。またパルセイシヨン雑音は半導体レーザの劣
化に伴なう端面酸化、不均一励起、半導体レーザ
素子内への光学系からの出力反射光が入射するこ
と等によつて出現し、個有の周波数でピークを持
ち雑音レベルも高いため、使用に際してはこのよ
うな雑音の発生しない素子及び光学系を選定する
ことは最低限必要な要件となる。次にモード分配
雑音は半導体レーザが多モード発振している時に
モード間の競合により出現する雑音であり、この
雑音を低レベルに抑制するためには半導体レーザ
は単一モード発振であることが必要となる。しか
しながら半導体レーザは動作温度及び駆動電流の
変化に対して敏感であり、これらの変化により発
振モードがあるモードから他のモードに移るモー
ドジヤンプと呼ばれる現象が現われ、この遷移領
域に於いてはモード競合による高いレベルの分配
雑音が発生し光源のＳ／Ｎ比を低下させる。
イスク装置、PCMオーデイオデイスク装置等に
光源として半導体レーザ装置を用いる技術が開発
され、その実用化が積極的に堆し進められてい
る。ビデオデイスク装置、PCMオーデイオデイ
スク装置等の光源に半導体レーザを使用した場
合、半導体レーザに非常に高いＳ／Ｎ比が要求さ
れる。しかしながら半導体レーザの出力雑音には
周知の如く、共振シヨツト雑音、パルセイシヨン
雑音、モード分配雑音等があり、これらの雑音が
出力光に付加されるとＳ／Ｎ比が大きく低下する
こととなる。共振シヨツト雑音は量子効果に基く
もので、半導体レーザを閾値近傍の駆動電流で動
作させた場合に大きく出現するが駆動電流を増加
すると出力光との相対関係で低くなるため、高速
変調を行なう場合を除いて大きな障害とはならな
い。またパルセイシヨン雑音は半導体レーザの劣
化に伴なう端面酸化、不均一励起、半導体レーザ
素子内への光学系からの出力反射光が入射するこ
と等によつて出現し、個有の周波数でピークを持
ち雑音レベルも高いため、使用に際してはこのよ
うな雑音の発生しない素子及び光学系を選定する
ことは最低限必要な要件となる。次にモード分配
雑音は半導体レーザが多モード発振している時に
モード間の競合により出現する雑音であり、この
雑音を低レベルに抑制するためには半導体レーザ
は単一モード発振であることが必要となる。しか
しながら半導体レーザは動作温度及び駆動電流の
変化に対して敏感であり、これらの変化により発
振モードがあるモードから他のモードに移るモー
ドジヤンプと呼ばれる現象が現われ、この遷移領
域に於いてはモード競合による高いレベルの分配
雑音が発生し光源のＳ／Ｎ比を低下させる。
第１図Ａは半導体レーザの駆動電流と出力及び
雑音レベルを示す特性図である。図中曲線l1は光
出力を、曲線l2は雑音レベル変化を示す。また第
１図Ｂは第１図Ａに於ける駆動電流をＤ→Ｅ→Ｆ
と増加した時の発振スペクトルの変化を示す説明
図である。
雑音レベルを示す特性図である。図中曲線l1は光
出力を、曲線l2は雑音レベル変化を示す。また第
１図Ｂは第１図Ａに於ける駆動電流をＤ→Ｅ→Ｆ
と増加した時の発振スペクトルの変化を示す説明
図である。
第１図Ａに於ける雑音レベル変化の極大値と極
小値に対応する駆動電流値をＡ点乃至Ｆ点とする
と、Ａ点に於ける雑音レベルのピーク現象は駆動
電流の閾値近傍で現出しており、上述の共振シヨ
ツト雑音に対応する。またＣ点、Ｅ点に於ける雑
音レベルの大きなピーク現象はモード分配雑音で
あり、この雑音を分析するためＥ点とこれを挾む
雑音レベルの極小値に対応するＤ点及びＦ点の発
振スペクトルを求めると、第１図Ｂに示す如くＤ
点、Ｆ点ではスペクトルのピークが１個であるの
に対してＥ点では波長の異なる２個のピークスペ
クトルが存在している。即ち、発振スペクトルが
Ｄ点に於けるピークスペクトルの波長からＦ点に
於けるピークスペクトルの波長へ遷移する過程に
於いて雑音レベルが高くなる。
小値に対応する駆動電流値をＡ点乃至Ｆ点とする
と、Ａ点に於ける雑音レベルのピーク現象は駆動
電流の閾値近傍で現出しており、上述の共振シヨ
ツト雑音に対応する。またＣ点、Ｅ点に於ける雑
音レベルの大きなピーク現象はモード分配雑音で
あり、この雑音を分析するためＥ点とこれを挾む
雑音レベルの極小値に対応するＤ点及びＦ点の発
振スペクトルを求めると、第１図Ｂに示す如くＤ
点、Ｆ点ではスペクトルのピークが１個であるの
に対してＥ点では波長の異なる２個のピークスペ
クトルが存在している。即ち、発振スペクトルが
Ｄ点に於けるピークスペクトルの波長からＦ点に
於けるピークスペクトルの波長へ遷移する過程に
於いて雑音レベルが高くなる。
本発明はモード分配雑音を抑制してＳ／Ｎ比の
低下を防止する新規有用な半導体レーザの駆動方
法を提供することを目的とするものである。
低下を防止する新規有用な半導体レーザの駆動方
法を提供することを目的とするものである。
以下、本発明を実施例に従つて図面を参照しな
がら詳説する。
がら詳説する。
第２図は本発明の一実施例を説明する駆動回路
の構成ブロツク図である。
の構成ブロツク図である。
半導体レーザ１の出力光の一部が照射されるフ
オトダイオード等の光検出器２を半導体レーザ１
に対向配置し、光検出器２からの出力信号はある
特定の周波数のみを通すバンドパスフイルタ３へ
導入され、バンドパスフイルタ３からの出力信号
は検波回路４を介して位相検波回路５へ導入され
る。位相検波回路５からの出力信号は半導体レー
ザ１を駆動する駆動回路６へフイードバツクされ
半導体レーザ１は出力光をビデオデイスク装置等
の光学系７へ照射する。
オトダイオード等の光検出器２を半導体レーザ１
に対向配置し、光検出器２からの出力信号はある
特定の周波数のみを通すバンドパスフイルタ３へ
導入され、バンドパスフイルタ３からの出力信号
は検波回路４を介して位相検波回路５へ導入され
る。位相検波回路５からの出力信号は半導体レー
ザ１を駆動する駆動回路６へフイードバツクされ
半導体レーザ１は出力光をビデオデイスク装置等
の光学系７へ照射する。
半導体レーザ１は例えばGaAsのような直接遷
移形の半導体材料を用いたダブルヘテロ接合型を
基本として光の多重反射を行なわせる光共振器を
構成したものであり、光共振器の端面となる結晶
劈開面には端面劣化を防止するため必要に応じて
SiO2等の保護膜が被覆され、端面劣化に起因す
るパルセイシヨン雑音が抑制される。また、単一
モード発振を得るため電流通路を狭窄したストラ
イプ構造が付加されている。
移形の半導体材料を用いたダブルヘテロ接合型を
基本として光の多重反射を行なわせる光共振器を
構成したものであり、光共振器の端面となる結晶
劈開面には端面劣化を防止するため必要に応じて
SiO2等の保護膜が被覆され、端面劣化に起因す
るパルセイシヨン雑音が抑制される。また、単一
モード発振を得るため電流通路を狭窄したストラ
イプ構造が付加されている。
半導体レーザ１からの出力光は光学系７へ照射
され、出力光の一部は光検出器２へ照射される。
光学系７は半導体レーザ１からの出力光の反射光
が半導体レーザ１へ再入射されないように構成す
ることが必要である。出力光の一部が照射された
光検出器２からは出力光の強度変動に応じた検出
信号が出力され、バンドパスフイルタ３へ入力さ
れる。半導体レーザ１を動作させる駆動電流を使
用状態に設定した後、実際に光学系で必要となる
周波数帯域から充分に離れた微少交流信号を駆動
電流に重畳させることにより、半導体レーザ１の
出力光の雑音成分が光検出器２で電気信号に置き
換えられバンドパスフイルタ３を介して検波回路
４へ入力される。変調を受けた雑音成分は検波回
路４から出力信号として取り出され、この出力信
号を変調周波数との間で位相検波回路５を通して
位相検波し、設定した駆動電流が雑音ピークのど
ちら側にあるかを検出して駆動回路６へフイード
バツクする。
され、出力光の一部は光検出器２へ照射される。
光学系７は半導体レーザ１からの出力光の反射光
が半導体レーザ１へ再入射されないように構成す
ることが必要である。出力光の一部が照射された
光検出器２からは出力光の強度変動に応じた検出
信号が出力され、バンドパスフイルタ３へ入力さ
れる。半導体レーザ１を動作させる駆動電流を使
用状態に設定した後、実際に光学系で必要となる
周波数帯域から充分に離れた微少交流信号を駆動
電流に重畳させることにより、半導体レーザ１の
出力光の雑音成分が光検出器２で電気信号に置き
換えられバンドパスフイルタ３を介して検波回路
４へ入力される。変調を受けた雑音成分は検波回
路４から出力信号として取り出され、この出力信
号を変調周波数との間で位相検波回路５を通して
位相検波し、設定した駆動電流が雑音ピークのど
ちら側にあるかを検出して駆動回路６へフイード
バツクする。
以上により駆動回路からの半導体レーザへの駆
動電流が制御され半導体レーザを常に低雑音領域
で動作させることが可能となる。従つて、本来低
雑音である単一モード発振の半導体レーザを、モ
ード遷移に起因するモード分配雑音の増大をきた
すことなくＳ／Ｎ比の高い動作状態で駆動するこ
とができ、ビデオデイスク装置等の光源として非
常に有効な技術である。
動電流が制御され半導体レーザを常に低雑音領域
で動作させることが可能となる。従つて、本来低
雑音である単一モード発振の半導体レーザを、モ
ード遷移に起因するモード分配雑音の増大をきた
すことなくＳ／Ｎ比の高い動作状態で駆動するこ
とができ、ビデオデイスク装置等の光源として非
常に有効な技術である。
第１図Ａ，Ｂは半導体レーザの駆動電流に対す
る出力と雑音レベル及び発振スペクトルを示す説
明図である。第２図は本発明の一実施例を説明す
る駆動回路の構成ブロツク図である。 １……半導体レーザ、２……光検出器、３……
バンドパスフイルタ、４……検波回路、５……位
相検波回路、６……駆動回路。
る出力と雑音レベル及び発振スペクトルを示す説
明図である。第２図は本発明の一実施例を説明す
る駆動回路の構成ブロツク図である。 １……半導体レーザ、２……光検出器、３……
バンドパスフイルタ、４……検波回路、５……位
相検波回路、６……駆動回路。
Claims (1)
- １ 使用周波数帯域から充分に離れた変調周波数
成分を有する微小交流信号が駆動電流に重畳され
て動作する半導体レーザの出力光の一部を光検出
器へ照射させて該光検出器より前記出力光強度に
対応した検出信号を取り出し、該検出信号をバン
ドパスフイルタへ通過させて前記出力光の雑音成
分を示す信号を検波回路より出力した後前記変調
周波数との間で位相検波した信号を駆動回路へフ
イードバツクさせ、前記駆動電流の値を雑音ピー
クに抗して制御することを特徴とする半導体レー
ザの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16004280A JPS5783079A (en) | 1980-11-12 | 1980-11-12 | Driving method of semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16004280A JPS5783079A (en) | 1980-11-12 | 1980-11-12 | Driving method of semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5783079A JPS5783079A (en) | 1982-05-24 |
| JPS6318872B2 true JPS6318872B2 (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=15706666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16004280A Granted JPS5783079A (en) | 1980-11-12 | 1980-11-12 | Driving method of semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5783079A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856377A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0626259B2 (ja) * | 1984-04-27 | 1994-04-06 | 松下電器産業株式会社 | 光伝送装置 |
| JPS61281669A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-12 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 放射線画像情報読取及び記録装置 |
| DE3850036D1 (de) * | 1987-10-23 | 1994-07-14 | Fujitsu Ltd | Vorrichtung und Verfahren zur Nachweisung vom Umspringen der Wellenart in einem Halbleiterlaser. |
| JPH0357432A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-12 | Advance Co Ltd | 半導体レーザー血流計 |
| US5179565A (en) * | 1990-06-07 | 1993-01-12 | Hamamatsu Photonics, K.K. | Low noise pulsed light source utilizing laser diode and voltage detector device utilizing same low noise pulsed light source |
| US5103453A (en) * | 1991-02-12 | 1992-04-07 | Aerodyne Research, Inc. | Method and means for controlling the frequency and power output of a tunable diode laser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5474386A (en) * | 1977-10-26 | 1979-06-14 | Post Office | Controller |
-
1980
- 1980-11-12 JP JP16004280A patent/JPS5783079A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5474386A (en) * | 1977-10-26 | 1979-06-14 | Post Office | Controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5783079A (en) | 1982-05-24 |
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