JPS6362388A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6362388A
JPS6362388A JP61205993A JP20599386A JPS6362388A JP S6362388 A JPS6362388 A JP S6362388A JP 61205993 A JP61205993 A JP 61205993A JP 20599386 A JP20599386 A JP 20599386A JP S6362388 A JPS6362388 A JP S6362388A
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external cavity
semiconductor laser
optical
light
optical length
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JP61205993A
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Inventor
Shinji Sakano
伸治 坂野
Shinji Tsuji
伸二 辻
Akio Oishi
大石　昭夫
Hiroaki Inoue
宏明 井上
Motonao Hirao
平尾　元尚
Hiroyoshi Matsumura
宏善 松村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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
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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】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信、光情報処理もしくは光センサ用コヒ
ーレント光源に係り、特に小型な外部キャビティー付き
半導体レーザの狭スペクトル線幅の安定化に関する。
【従来の技術〕
半導体レーザにその出力の一部を帰還すると、帰還のた
めの時間遅れに応じてその半導体レーザのスペクトル線
幅が細くなる。この現象を利用するため、半導体レーザ
と外部キャビティーをＩｎＰ基板上にモノリシックに形
成したスペクトル狭幅化半導体レーザがエレクトロニク
ス・レターズ。 第２１巻、第９号（１９８５年）第３７４頁から第３７
６頁（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　
Ｖｏ　Ｑ　、　２１　。 Ｎｎ９　（１９８５）ｐｐ３７４−３７６）に報告され
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記半導体レーザでは外部キャビティの光学長が固定さ
れているために、その光学長により決まる離散的なレー
ザ駆動電流点すなわち、離散的な波長でしか狭いスペク
トル線幅が得られなかった。 本発明の目的は、半導体レーザの発振可能な波長内の任
意な波長において、狭幅化の制御が厄介な温度制御を必
要とせず狭スペクトル線幅状態を安定に得ることにある
。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、外部キャビティの光学長を電気的又は機械
的に変える場合に、狭スペクトル条件を満すように、レ
ーザ出力光の一部を受光し、この出力が一定になるよう
に外部キャビティの光学長を制御することにより達成さ
れる。 この光学長の制御は、外部キャビティを１４揚。 電流もしくは光によって屈折率が変化する材料で形成す
ることによって実施できる。 〔作用〕 半導体レーザの温度及び駆＃電流を希望する発振波長が
得られるように設定した後外部キャビティの光路長を変
化させると第１図に示すように光パワー及びスペクトル
線幅が変化する０通常、発振波長やスペクル線幅をモニ
タする方法はファブリペロ用エタロンを用いたり、回折
格子を用いたりして厄介である。これらに対しこの光出
力に注目しするのは容易で第１図よりこれが一定になる
ように外部キャビティの光路長を制御すればよいことが
わかる。特に、小信号を外部キャビティ部に印加してそ
の微分光出力が光出力に比して一定になるようにすれば
、任意の光出力又は発振波長で狭スペクトル状態が得ら
れろようになる。即ち、第１図において、外部キャビテ
ィの光学長がｎｏＬ、ここでｎＯは外部キャビティの屈
折率、Ｌはその長さであるが、となる所で最狭スペクト
ル線幅Δλ＋ｍｍが得られる。このときの光出力はＰａ
で、波長はλ０である。この光出力がＰｏから変化した
場合、これと補償するように外部キャビティ長を調節す
る。さらに、光出力の外部キャビティの光学長に対する
微係数が最大となるようにすることで、狭スペクトル状
態が得られる。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 実施例１ 第２図を用いて説明する６ Ｌ、１ＮｂＯ♂単結晶で形成した長さ７ｍ１９幅６μｍ
の外部キャビティ２とＩｎＰ基板上に形成した周知の半
導体レーザ１は、光導波路１０を有しており。 光学的に結合している。この外部キャビティ２は可変電
源（Ｏ〜５Ｖ）による電流又は電圧印加により光ｖｒ長
が変えられる。外部キャビティ２の端面で反射した光は
、定流電源３により一定電流が印加されている半導体レ
ーザ１に帰還し、適当な位相でスペクトル線幅の狭幅化
が成される。半導体レーザ１からの出射光はレンズ５で
集光された後、ビームスプリッタ６により一部が分離さ
れて、レンズ７を介して受光器８に至る。受光器８の信
号は、制御部９において第１図の設定出力Ｐｏと比較さ
れて、差分が外部キャビティの電源４に帰還されて外部
キャビティ２の光路長を、半導体レーザの設定出力Ｐａ
となるような光路長ｎｏＬ　に調整される。このように
常時、光路長をｎｏＬ　にｍ４Ｎすることにより安定な
狭スペクトル線幅が得られる。 実施例２ 他の実施例を第３図を用いて説明する。 本実施例の基本的な構成は実施例１に同じであるが、外
部キャビティ部に微小な変動信号が印加できるように電
源１１が付加される。この微小変動により変化する微分
出力を受光器８で受けて、この微分出力と全出力の比を
一定にするように仰制御回路９で直流電源４への入力を
調節することにより、任意の波長、任意の出力で狭スペ
クトル線幅が得られろ。 実施例３ 第４図を用いて説明する。 実施例１，２は受光器を半導体レーザの前面に設けたが
、第４図のように外部キャビティ側の出力端に直接接続
しても同様の効果を得た。 実施例４ 実施例１で用いた半導体レーザおよび外部キャビティを
第５図に示す構造のモノリシック素子とした場合につい
て説明する。 素子の作成工程は次のとおりである。 第５図を用いて説明する。第５図の（ａ）は、素子の上
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。ＩｎＰ
基板３２上に形成した活性層を含む多Ｍ膜３】を埋込ん
でＰａｎ電極３０．３３より成る発振波長１．５５μｍ
のＤＦＢ　（分布帰遠型）レーザ１に、図のようにＺｃ
ｕｔしたＬｉＮｂ０＋基板２７にＴｉを拡散して形成し
た光導波路１３の両側に電界印加用電極１４．１５を形
成し、外部共振器とした。このレーザ１と外部共振器２
を光導波路がレーザ出力を取り込むように調節し固定台
３４に固定した。その外部共振器の長さは、幅が６μｍ
で７ｍｍであり端面にはＡｕが反射コート３５しである
。ＤＦＢレーザの駆動電流を閾電流の２倍に固定して、
外部共振器の電極間電圧をＯ〜３ｖに変えたところ、戻
り光の位相変化に伴なう出力変化及びスペクトル線幅の
変化が確認できた。 この素子を実施例１と同様に接続して動作させた結果、
実施例１と同様の結果を得た。 実施例５ 第６図に示す断面の素子を用いた例を説明する。 この素子の形成工程は次のとおりである。 まずｎ型ＩｎＰ基板３２上に周期が２３４ｎ１１の回折
格子４０を刻む１分布帰還型レーザ用にガイド層（バン
ドギャップ波長λｇ＝１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ　）
　４１、活性層（λｇ＝１．５３μｍ）４２、アンチメ
ルトバック層（λｇ＝１．３μｍ）４３及びＰ型ＩｎＰ
層４４を液相成長により積層した。この後外部キャビテ
ィに位置する領域の成長層を選択エツチングで除いた後
、液相成長法により光導波Ｍ（λｇ＝１．３μｍ）４５
及びｐ型のＩｎＰ層４６を積層した１次に２つの領域（
１及び２）にまたがり幅〜１μｍのメサストライプを形
成するように、成長層を除去する。電流ブロック及び屈
折率導波路のクラッド層として、この後Ｐ型、ｎ型、Ｐ
型のＩｎＰ層を成長した。レーザと外部キャビティの電
気的分離を取るため光導波路残しエツチングしたａ　Ｓ
　ｉＯｚを積層し電流流入領域に窓を開け、Ｐ電極３０
を蒸着した。離面にｎ電極３３を蒸着した後、外部キャ
ビティの端面に絶縁用５ｉＯｚを積層し１反射用Ａｕを
蒸着した。外部キャビティの長さを２１にした場合、外
部キャビティに２０ｍＡｆｉして外部キャビティのモー
ドが１つ変わることが確認され、さらに、レーザの注入
電流の変化に伴ない、発振波長が１．５４５５−１．５
４６５μｍにわたり移動する場合でも、外部キャビティ
の電流を１００　ｍ　Ａ変化させることで連続的に狭幅
化条件を得ることができた。 この素子を実施例１　（第２図）と同様の電気的接続を
行なって動作させたところ、実施例１と同様の結果を得
た。 なお、本発明において、ＬｉＮｂ０ａに代えて、Ｌｉ丁
ａＯｓなどの電気光学結晶が、また、ＴｎＰ系に半導体
に代えてＧ　ａ　Ａ　ｓ系＋　Ｓ　ｉ系などの半導体材
料を用いても同様の結果を得た。 〔発明の効果〕 本発明によれば、光出力に注目だけで外部キャビティ付
き半導体レーザの狭スペクトルが達成できるので、容易
にコヒーレンシーの高い光源を任意の波長で提供できる
ようになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、外部キャビティの光学長を変えた場合のスペ
クトル線幅と光出力の関係を示す図、第２図は、光出力
が一定になるように外部キャビティの光学長を変える半
導体レーザ装置の一実施例を示す図、第３図は微分信号
を用いた外部キャビティの光学長制御の例を示す図、第
４図は、受光器を外部キャビティ側に設けた場合の実施
例を示す図、第５図は電極の構成を変えた素子を用いた
実施例を示す図、および第６図は半導体レーザと外部キ
ャビティをモノリシックにした素子を用いた実施例を示
す図である。 １・・・半導体レーザ、２・・・外部キャビティ、３・
・・（可変）直流電源、４・・・可変直流電源、５・・
・レンズ、６・・・ビームスプリッタ、７・・・レンズ
、８・・・受光器、９・・・制御回路（比較器）、１０
・・・光導波路、１１・・・微小信号電源、１４，１５
，３６・・・外部共振器の電界印加用電極、１３・・・
Ｔｉ拡散光導波路、２７・・・ＬｉＮｂＯ５基板、２６
・・・Ａｕ反射コーティング、３０・・・レーザ用Ｐ−
電極、３１・・・活性層を含む多層膜、３２・・・ｎ型
ＩｎＰ基板、３３・・・ｎ−電極、３４・・・固定台、
３５・・・反射コート、４０・・・回折格子、４１・・
・ガイド層、４２・・・活性層、４３・・・アンチメル
トバック層、４４．４６・・・ＩｎＰ層、４５・・・光
導波層。 冨　１　図 茗２図 ■３図 冨　４　図 て　５　図 冨　に　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザの光出力の一部を該半導体レーザの発
    光領域に帰還し、該帰還光の位相が変えられる機能を有
    する半導体レーザであつて、上記半導体レーザ光出力の
    一部を受光器で受光し、該受光器の出力が所定値になる
    ように該帰還光の位相を制御する手段を有することを特
    徴とする半導体レーザ装置。 ２、前記位相を制御する手段が電気回路であることを特
    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
    。
JP61205993A 1986-09-03 1986-09-03 半導体レ−ザ装置 Pending JPS6362388A (ja)

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DE8787111277T DE3782701T2 (de) 1986-09-03 1987-08-04 Halbleiterlaser.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014165392A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信器およびその制御方法
JP2022506323A (ja) * 2018-11-05 2022-01-17 華為技術有限公司 外部反射戻り光耐性レーザ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991001056A1 (en) * 1989-07-06 1991-01-24 Australian Electro Optics Pty. Ltd. Segmented, fibre coupled diode laser arrays
GB0222944D0 (en) * 2002-10-04 2002-11-13 Renishaw Plc Laser system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52127788A (en) * 1976-04-19 1977-10-26 Nec Corp Semiconductor lser device of monoaxis mode oscilation
JPS5437596A (en) * 1977-08-30 1979-03-20 Fujitsu Ltd Semiconductor luminous device
JPS5998579A (ja) * 1982-11-05 1984-06-06 ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ レ−ザ装置およびその制御方法
JPS60187078A (ja) * 1984-03-06 1985-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置
JPS6344783A (ja) * 1986-08-12 1988-02-25 Fujitsu Ltd レ−ザ光源の周波数安定化装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56150885A (en) * 1980-04-23 1981-11-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Oscillating frequency stabilized semiconductor laser device
WO1984003399A1 (en) * 1983-02-25 1984-08-30 American Telephone & Telegraph Multicavity optical device and applications thereof
JPS6254991A (ja) * 1985-09-04 1987-03-10 Hitachi Ltd 半導体レ−ザ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52127788A (en) * 1976-04-19 1977-10-26 Nec Corp Semiconductor lser device of monoaxis mode oscilation
JPS5437596A (en) * 1977-08-30 1979-03-20 Fujitsu Ltd Semiconductor luminous device
JPS5998579A (ja) * 1982-11-05 1984-06-06 ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ レ−ザ装置およびその制御方法
JPS60187078A (ja) * 1984-03-06 1985-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置
JPS6344783A (ja) * 1986-08-12 1988-02-25 Fujitsu Ltd レ−ザ光源の周波数安定化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014165392A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信器およびその制御方法
JP2022506323A (ja) * 2018-11-05 2022-01-17 華為技術有限公司 外部反射戻り光耐性レーザ

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EP0258665A3 (en) 1988-09-28
EP0258665A2 (en) 1988-03-09
DE3782701D1 (de) 1992-12-24
DE3782701T2 (de) 1993-05-27

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