JPS6342873B2 - - Google Patents
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- JPS6342873B2 JPS6342873B2 JP56122916A JP12291681A JPS6342873B2 JP S6342873 B2 JPS6342873 B2 JP S6342873B2 JP 56122916 A JP56122916 A JP 56122916A JP 12291681 A JP12291681 A JP 12291681A JP S6342873 B2 JPS6342873 B2 JP S6342873B2
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- Japan
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- fiber
- optical
- transmission device
- optical waveguide
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
- 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
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/146—External cavity lasers using a fiber as external cavity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、端面の一つに光導波路を結合する半
導体レーザダイオードを備え、モード雑音を低減
する光伝送装置（光伝送システム）に関するもの
である。
導体レーザダイオードを備え、モード雑音を低減
する光伝送装置（光伝送システム）に関するもの
である。
大きいコヒーレンス長さを有する半導体レーザ
ダイオードをグレーデツド形屈折率プロフイルを
有するガラスフアイバまたは一般にマルチモー
ド・フアイバに結合するとき、伝送路において空
間フイルタ作用を呈する１個もしくは複数個の非
理想的フアイバ結合部または一般に接続部が存在
する場合には、モード雑音として知られる雑音が
フアイバの受光端において発生する。
ダイオードをグレーデツド形屈折率プロフイルを
有するガラスフアイバまたは一般にマルチモー
ド・フアイバに結合するとき、伝送路において空
間フイルタ作用を呈する１個もしくは複数個の非
理想的フアイバ結合部または一般に接続部が存在
する場合には、モード雑音として知られる雑音が
フアイバの受光端において発生する。
モード雑音現象は、文献“Proceedings of the
Fourth European Conference on Optical
Communication、”September12−15、1978、
Genova、第492−501頁に記載されている。また
この文献には、一つの長手方向モードにつき一層
大きいスペクトル線幅（従つて一層小さいコヒー
レンス長さ）を有するレーザを使用することによ
りモード雑音を大幅に低減できることが記載され
ている。
Fourth European Conference on Optical
Communication、”September12−15、1978、
Genova、第492−501頁に記載されている。また
この文献には、一つの長手方向モードにつき一層
大きいスペクトル線幅（従つて一層小さいコヒー
レンス長さ）を有するレーザを使用することによ
りモード雑音を大幅に低減できることが記載され
ている。
本発明の目的は、一つの長手方向モードにつき
固有の小さいスペクトル線幅を有するにも拘ら
ず、フアイバ伝送系におけるモード雑音を低減さ
せるのに好適な光スペクトルを形成することがで
きる光伝送装置を提供するにある。
固有の小さいスペクトル線幅を有するにも拘ら
ず、フアイバ伝送系におけるモード雑音を低減さ
せるのに好適な光スペクトルを形成することがで
きる光伝送装置を提供するにある。
本発明、モード雑音を低減する光伝送装置であ
つて、第１及び第２端面を有する半導体レーザダ
イオードを備え、光伝送装置の作動に当り前記半
導体レーザダイオードの第１端面を光導波路に結
合し、更に光伝送装置が第１及び第２端部を有す
る単モード光導波路を備え、前記半導体レーザダ
イオードの第２端面を前記単モード光導波路の第
１端部に光学的に結合し、前記単モート光導波路
の第２端部を少なくとも部分的な反射を行うよう
終端する構成としたことを特徴とする。
つて、第１及び第２端面を有する半導体レーザダ
イオードを備え、光伝送装置の作動に当り前記半
導体レーザダイオードの第１端面を光導波路に結
合し、更に光伝送装置が第１及び第２端部を有す
る単モード光導波路を備え、前記半導体レーザダ
イオードの第２端面を前記単モード光導波路の第
１端部に光学的に結合し、前記単モート光導波路
の第２端部を少なくとも部分的な反射を行うよう
終端する構成としたことを特徴とする。
図面につき本発明を説明する。
第１図は保持部材３に取付けた放熱部材２上に
配設した多層形半導体レーザダイオード１を示
す。レーザ共振器を構成する反射端面５および６
の間にレーザの能動層４を配置する。端面５およ
び６は入射光の一部を透過する半透明ミラーとす
る。
配設した多層形半導体レーザダイオード１を示
す。レーザ共振器を構成する反射端面５および６
の間にレーザの能動層４を配置する。端面５およ
び６は入射光の一部を透過する半透明ミラーとす
る。
端面５によつて伝送された光は結合部７を介し
て伝送光フアイバ８のコア、例えば（長距離）伝
送系の始端を構成する、グレーデツド形屈折率プ
ロフイルを有するフアイバのコアに結合する。
て伝送光フアイバ８のコア、例えば（長距離）伝
送系の始端を構成する、グレーデツド形屈折率プ
ロフイルを有するフアイバのコアに結合する。
良好な品質のレーザに対してはレーザの光レベ
ル（光パワー）Ｐは波長λの関数として第２図に
示す如き形を有する。実際上は、上述したよう
に、レーザをマルチモード・フアイバに結合した
場合、光伝送系の受光端にモード雑音が発生する
ことを見出した。小さいスペクトル線幅Ｂ従つて
大きいコヒーレンス長さを有するレーザは伝送フ
アイバにおいてレーザから長距離の場所で光フア
イバの断面に時間的に変化する強度分布を発生す
る。これにより非理想的フアイバの結合後に、光
信号の強度変調が起る。かかる強度分布はその形
状のためスペツクル・パターンと呼ばれる。
ル（光パワー）Ｐは波長λの関数として第２図に
示す如き形を有する。実際上は、上述したよう
に、レーザをマルチモード・フアイバに結合した
場合、光伝送系の受光端にモード雑音が発生する
ことを見出した。小さいスペクトル線幅Ｂ従つて
大きいコヒーレンス長さを有するレーザは伝送フ
アイバにおいてレーザから長距離の場所で光フア
イバの断面に時間的に変化する強度分布を発生す
る。これにより非理想的フアイバの結合後に、光
信号の強度変調が起る。かかる強度分布はその形
状のためスペツクル・パターンと呼ばれる。
伝送系におけるモード雑音を低減するためレー
ザ１の端面６は光結合部９を介してフアイバ１０
の形態の単モード光導波路の一端に光学的に結合
し、その他端はミラー１１により反射可能形態に
て終端する。
ザ１の端面６は光結合部９を介してフアイバ１０
の形態の単モード光導波路の一端に光学的に結合
し、その他端はミラー１１により反射可能形態に
て終端する。
レーザ１の端面６によつて伝送されるレーザ光
の一部は結合部９を介して単モード・フアイバ１
０に結合され、ミラー１１において反射された後
レーザ１に戻る。従つて単モード・フアイバ１０
はレーザ１に対する外部光帰還路を構成する。そ
の結果レーザのスペクトル線幅B′は増大し、そ
の場合のモードは相互の間隔がΔfの多数の共振
から成るという形態を呈し、Δfに対してはほぼ
次式 Δf＝Vg／2L が成立ち、ここでVgはフアイバ１０における入
射光の群速度を示し、Ｌはフアイバ１０の長さで
ある。外部光帰還を使用した場合、波長λの関数
としての光レベルＰは第３図に示す形状となる。
の一部は結合部９を介して単モード・フアイバ１
０に結合され、ミラー１１において反射された後
レーザ１に戻る。従つて単モード・フアイバ１０
はレーザ１に対する外部光帰還路を構成する。そ
の結果レーザのスペクトル線幅B′は増大し、そ
の場合のモードは相互の間隔がΔfの多数の共振
から成るという形態を呈し、Δfに対してはほぼ
次式 Δf＝Vg／2L が成立ち、ここでVgはフアイバ１０における入
射光の群速度を示し、Ｌはフアイバ１０の長さで
ある。外部光帰還を使用した場合、波長λの関数
としての光レベルＰは第３図に示す形状となる。
実験により、光はフアイバ１０内を単モードで
しか伝播できないようにする必要があり、そうし
ないとフアイバ１０によりレーザに反射される光
において位相変動が起り、これによりレーザダイ
オードの光出力において付加的な雑音が発生する
ことを確認した。
しか伝播できないようにする必要があり、そうし
ないとフアイバ１０によりレーザに反射される光
において位相変動が起り、これによりレーザダイ
オードの光出力において付加的な雑音が発生する
ことを確認した。
本発明の変形実施例ではミラー１１を、フアイ
バ１０の端部に配設した反射量１２で置き換え
る。これに代わる他の変形実施例として、フアイ
バの端部をモニタとして作動できるシリコン・ホ
トダイオードに結合し、フアイバとダイオードの
接合部において部分的な反射が起るようにするこ
とができる。反射層１２を半透明にすればこれら
両方の変形実施例を組合せることができる。
バ１０の端部に配設した反射量１２で置き換え
る。これに代わる他の変形実施例として、フアイ
バの端部をモニタとして作動できるシリコン・ホ
トダイオードに結合し、フアイバとダイオードの
接合部において部分的な反射が起るようにするこ
とができる。反射層１２を半透明にすればこれら
両方の変形実施例を組合せることができる。
レーザ１と単モードフアイバ１０との間の結合
は、例えば文献“Proceedings of the First
European Conference on Optical Fibre
Communication、”16 th−18 th September
1975、London、第114〜116頁（Khoe著）に記載
されたようにして実現することができる。
は、例えば文献“Proceedings of the First
European Conference on Optical Fibre
Communication、”16 th−18 th September
1975、London、第114〜116頁（Khoe著）に記載
されたようにして実現することができる。
更に他の変形実施例（図示せず）として、単モ
ードフアイバ１０に代えて一体化した単モード光
導波路を使用することができる。かかる光導波路
に対するレーザダイオードの結合は例えば文献
“Applied Optics、”Volume 19、June 1980、第
1847〜1852頁に記載されている。
ードフアイバ１０に代えて一体化した単モード光
導波路を使用することができる。かかる光導波路
に対するレーザダイオードの結合は例えば文献
“Applied Optics、”Volume 19、June 1980、第
1847〜1852頁に記載されている。
レーザダイオードの一つの長手方向モードのス
ペクトル線幅が一層広くなるとこれに付随してコ
ヒーレンス長さが一層短くなり、これは例えば文
献“IEEE Journal of Quantum Electronics、
volume QE−15、August1979、第782〜786頁
（Velzel et al著）に記載されている。このこと
によりスペツクル・パターンの生起はレーザから
短い距離に制限される。外部光帰還を使用しない
とかかるパターンは、グレーデツド屈折率フアイ
バの場合数キロメートルの距離で生起する。本発
明を使用することにより、伝送フアイバにおいて
スペツクル・パターンの生起できる距離を、許容
できる分散の増大に応じて１乃至数メートルに減
少させることができる。この短い距離の範囲内で
は、空間フイルタ作用を呈する非理想的フアイバ
結合その他の結合を使用しないようにする必要が
ある。このようにすると伝送フアイバにおけるモ
ード雑音の発生が防止される。具体例ではコアの
直径６ミクロン、Ｖ数が2.2かつ長さＬ＝50mmの
単モードフアイバ１０を使用し、結合部材９の結
合能率は約15％であつた。しかし、これらパラメ
ータの値が臨界値でないことを確認した。
ペクトル線幅が一層広くなるとこれに付随してコ
ヒーレンス長さが一層短くなり、これは例えば文
献“IEEE Journal of Quantum Electronics、
volume QE−15、August1979、第782〜786頁
（Velzel et al著）に記載されている。このこと
によりスペツクル・パターンの生起はレーザから
短い距離に制限される。外部光帰還を使用しない
とかかるパターンは、グレーデツド屈折率フアイ
バの場合数キロメートルの距離で生起する。本発
明を使用することにより、伝送フアイバにおいて
スペツクル・パターンの生起できる距離を、許容
できる分散の増大に応じて１乃至数メートルに減
少させることができる。この短い距離の範囲内で
は、空間フイルタ作用を呈する非理想的フアイバ
結合その他の結合を使用しないようにする必要が
ある。このようにすると伝送フアイバにおけるモ
ード雑音の発生が防止される。具体例ではコアの
直径６ミクロン、Ｖ数が2.2かつ長さＬ＝50mmの
単モードフアイバ１０を使用し、結合部材９の結
合能率は約15％であつた。しかし、これらパラメ
ータの値が臨界値でないことを確認した。
第１図は本発明の実施例を示す側面断面図、第
２図および第３図は本発明の作動説明図である。 １……半導体レーザダイオード、２……放熱部
材、３……保持部材、４……能動層、５，６……
反射端面、７……結合部、８……伝送光フアイ
バ、９……光結合部、１０……単モード・フアイ
バ、１１……ミラー、１２……反射層。
２図および第３図は本発明の作動説明図である。 １……半導体レーザダイオード、２……放熱部
材、３……保持部材、４……能動層、５，６……
反射端面、７……結合部、８……伝送光フアイ
バ、９……光結合部、１０……単モード・フアイ
バ、１１……ミラー、１２……反射層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モード雑音を低減する光伝送装置であつて、
第１及び第２端面を有する半導体レーザダイオー
ドを備え、光伝送装置の作動に当り前記半導体レ
ーザダイオードの第１端面を光導波路に結合し、
更に光伝送装置が第１及び第２端部を有する単モ
ード光導波路を備え、前記半導体レーザダイオー
ドの第２端面を前記単モード光導波路の第１端部
に光学的に結合し、前記単モード光導波路の第２
端部を少なくとも部分的な反射を行うよう終端す
る構成としたことを特徴とする光伝送装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の光伝送装置にお
いて、前記単モード光導波路の第２端部に少なく
とも部分的な反射を行う反射層を設ける光伝送装
置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8004472A NL8004472A (nl) | 1980-08-06 | 1980-08-06 | Inrichting voorzien van een halfgeleiderlaserdiode. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5754384A JPS5754384A (ja) | 1982-03-31 |
| JPS6342873B2 true JPS6342873B2 (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=19835712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56122916A Expired JPS6342873B2 (ja) | 1980-08-06 | 1981-08-05 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4427261A (ja) |
| JP (1) | JPS6342873B2 (ja) |
| CA (1) | CA1157930A (ja) |
| DE (1) | DE3131024A1 (ja) |
| FR (1) | FR2488455B1 (ja) |
| GB (1) | GB2081964B (ja) |
| NL (1) | NL8004472A (ja) |
| SE (1) | SE457037B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8005134A (nl) * | 1980-09-12 | 1982-04-01 | Philips Nv | Optisch transmissiesysteem. |
| JPS6164182A (ja) * | 1984-09-05 | 1986-04-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS6179286A (ja) * | 1984-09-24 | 1986-04-22 | ゼロツクス コーポレーシヨン | レーザダイオード及びそのモードホツピング防止方法 |
| FR2577077B1 (fr) * | 1985-02-05 | 1987-02-27 | Favre Francois | Laser a semi-conducteur a largeur spectrale reduite |
| EP0220455A1 (de) * | 1985-09-24 | 1987-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Kopplung einer Laserdiode und eines Monomode-Lichtwellenleiters |
| NL8502625A (nl) * | 1985-09-26 | 1987-04-16 | Philips Nv | Optisch transmissiesysteem bevattende een stralingsbron en een meervoudig beklede monomode optische transmissievezel met een negatieve stap in het brekingsindexprofiel. |
| US4817109A (en) * | 1985-12-10 | 1989-03-28 | 501 Sharp Kabushiki Kaisha | External resonator type semiconductor laser apparatus |
| US4787086A (en) * | 1986-05-19 | 1988-11-22 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | High-power, fundamental transverse mode laser |
| DE3719868A1 (de) * | 1987-06-13 | 1988-12-22 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Laserdiode |
| JPH0325987A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レーザ光源装置 |
| US5309542A (en) * | 1991-09-18 | 1994-05-03 | International Business Machines Corporation | Fiber optic transmitter modification for improved extinction ratio |
| JPH0614063U (ja) * | 1992-02-19 | 1994-02-22 | 冨士シール工業株式会社 | 開封部を有する熱収縮性フィルム包装体 |
| DE4340025A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Kommunikations Elektronik | Übertragungssystem zur Übertragung optischer Signale |
| US5359447A (en) * | 1993-06-25 | 1994-10-25 | Hewlett-Packard Company | Optical communication with vertical-cavity surface-emitting laser operating in multiple transverse modes |
| US6081381A (en) * | 1998-10-26 | 2000-06-27 | Polametrics, Inc. | Apparatus and method for reducing spatial coherence and for improving uniformity of a light beam emitted from a coherent light source |
| JP3940504B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2007-07-04 | 株式会社東芝 | 光ファイバ伝送式レーザ装置、パルスレーザ発振器および光ファイバ導光装置 |
| CN103940456B (zh) * | 2014-04-11 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 一种干涉型反射探针式光纤微传感器及其制作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51134593A (en) * | 1975-05-17 | 1976-11-22 | Nec Corp | Semiconductor lesser device which can perform high-speed modulation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4079339A (en) * | 1975-05-17 | 1978-03-14 | Nippon Electric Company, Ltd. | Light self-injecting semiconductor laser device |
-
1980
- 1980-08-06 NL NL8004472A patent/NL8004472A/nl not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-07-13 US US06/282,618 patent/US4427261A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-07-30 CA CA000382925A patent/CA1157930A/en not_active Expired
- 1981-07-31 FR FR8114947A patent/FR2488455B1/fr not_active Expired
- 1981-08-03 GB GB8123659A patent/GB2081964B/en not_active Expired
- 1981-08-03 SE SE8104647A patent/SE457037B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-08-05 DE DE19813131024 patent/DE3131024A1/de not_active Withdrawn
- 1981-08-05 JP JP56122916A patent/JPS6342873B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51134593A (en) * | 1975-05-17 | 1976-11-22 | Nec Corp | Semiconductor lesser device which can perform high-speed modulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL8004472A (nl) | 1982-03-01 |
| CA1157930A (en) | 1983-11-29 |
| FR2488455B1 (fr) | 1986-11-14 |
| US4427261A (en) | 1984-01-24 |
| SE457037B (sv) | 1988-11-21 |
| SE8104647L (sv) | 1982-02-07 |
| FR2488455A1 (fr) | 1982-02-12 |
| DE3131024A1 (de) | 1982-03-25 |
| JPS5754384A (ja) | 1982-03-31 |
| GB2081964A (en) | 1982-02-24 |
| GB2081964B (en) | 1983-08-17 |
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