JPH02144982A - 短パルス発振可能な半導体レーザ装置 - Google Patents
短パルス発振可能な半導体レーザ装置Info
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- JPH02144982A JPH02144982A JP29935688A JP29935688A JPH02144982A JP H02144982 A JPH02144982 A JP H02144982A JP 29935688 A JP29935688 A JP 29935688A JP 29935688 A JP29935688 A JP 29935688A JP H02144982 A JPH02144982 A JP H02144982A
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- 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〕
本発明は半導体レーザ装置に係わり、特に極めて短い光
パルスの発生が可能な半導体レーザ装置に関するもので
ある。
パルスの発生が可能な半導体レーザ装置に関するもので
ある。
従来の短パルス発振可能なレーザ装置について、第６図
〜第８図により説明する。
〜第８図により説明する。
第６図に示すように電極を分割し、一方を光増幅部、他
方を光吸収部としたレーザ装置が知られている（例えば
、＾ｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｖｏｌ。
方を光吸収部としたレーザ装置が知られている（例えば
、＾ｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｖｏｌ。
４０ Ｎｏ、２．１５ Ｊａｎｕａｒｙ １９８２ ）
ａ図において、光増幅部の発振で発生した光は光吸収
部で吸収されて外部回路に電流が流れる。この時の等価
回路は第７図に示すようなもので、光増幅部と光吸収部
の間には内部抵抗Ｒｐがあり、光吸収部の外部回路には
抵抗Ｒ２が接続されている。光増幅部、光吸収部のＰＮ
接合はダイオードで表される。
ａ図において、光増幅部の発振で発生した光は光吸収
部で吸収されて外部回路に電流が流れる。この時の等価
回路は第７図に示すようなもので、光増幅部と光吸収部
の間には内部抵抗Ｒｐがあり、光吸収部の外部回路には
抵抗Ｒ２が接続されている。光増幅部、光吸収部のＰＮ
接合はダイオードで表される。
このように、従来の短パルス発振を行わせる半導体レー
ザ装置は、電極の一部を分離し、その分離した部分に負
荷抵抗Ｒ２を接続し、これを介してバイアス電圧を加え
ている。この光回路はバイアス電圧Ｖ２と負荷抵抗Ｒ２
を適当に設定すると、励起電流とレーザ光出力の間にヒ
ステリシスが表れる。
ザ装置は、電極の一部を分離し、その分離した部分に負
荷抵抗Ｒ２を接続し、これを介してバイアス電圧を加え
ている。この光回路はバイアス電圧Ｖ２と負荷抵抗Ｒ２
を適当に設定すると、励起電流とレーザ光出力の間にヒ
ステリシスが表れる。
第８図は光増幅部の励起電流Ｉ、としきい値電流の比に
対する光出力を表したものであり、第８図（ａ）はＲ，
＝２００にΩ、バイアスＶ２＝２０Ｖ１第８図（ｂ）は
Ｒ２＝１にΩ、バイアス電圧を１．ＩＶ、０．８Ｖとし
た時のヒステリシス特性である。すなわち、バイアス電
圧■、を加える部分のＰＮ接合部には増幅部のレーザダ
イ才一ドで発生した自然放出光により光電流が発生し、
この電流が外部負荷抵抗Ｒ２に流れるごとにより負荷抵
抗の端子間電圧が増大し、その結果、Ｐ−Ｎ接合部の電
位が減少し、バンド間吸収が減少することにより、励起
電流の増加によりレーザ光が急峻な立ち上がりをするこ
とを示している。従って、第６図に示すような装置によ
り、急峻な立ち上がりのパルス光を得ることができる。
対する光出力を表したものであり、第８図（ａ）はＲ，
＝２００にΩ、バイアスＶ２＝２０Ｖ１第８図（ｂ）は
Ｒ２＝１にΩ、バイアス電圧を１．ＩＶ、０．８Ｖとし
た時のヒステリシス特性である。すなわち、バイアス電
圧■、を加える部分のＰＮ接合部には増幅部のレーザダ
イ才一ドで発生した自然放出光により光電流が発生し、
この電流が外部負荷抵抗Ｒ２に流れるごとにより負荷抵
抗の端子間電圧が増大し、その結果、Ｐ−Ｎ接合部の電
位が減少し、バンド間吸収が減少することにより、励起
電流の増加によりレーザ光が急峻な立ち上がりをするこ
とを示している。従って、第６図に示すような装置によ
り、急峻な立ち上がりのパルス光を得ることができる。
しかしながら、第６図に示すようなレーザ装置において
は、光吸収部のダイオードの両端にかかる電圧の変化に
よって吸収率が変化することを利用しているため、第９
図の等価回路で示すように、ダイオードの有する容量（
Ｃ２）のために電圧の過渡応答は時定数τ＝Ｃ，Ｒ２で
しか応答しない。
は、光吸収部のダイオードの両端にかかる電圧の変化に
よって吸収率が変化することを利用しているため、第９
図の等価回路で示すように、ダイオードの有する容量（
Ｃ２）のために電圧の過渡応答は時定数τ＝Ｃ，Ｒ２で
しか応答しない。
従って、外部回路に負荷抵抗を接続する従来の方法では
、極めて急峻な立ち上がりのパルスを得ることができな
いという問題があった。
、極めて急峻な立ち上がりのパルスを得ることができな
いという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、過渡応答
を飛躍的に速くすることができる半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
を飛躍的に速くすることができる半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
そのために本発明は、電極を複数に分割したタンデム電
極型レーザ装置において、その一部のＰ電極とＮ電極間
を短絡あるいは低抵抗で接続したことを特徴とする。
極型レーザ装置において、その一部のＰ電極とＮ電極間
を短絡あるいは低抵抗で接続したことを特徴とする。
本発明は、電極を複数に分割したタンデム電極型レーザ
装置の光吸収部のダイオードを短絡あるいは極めて小さ
な抵抗で接続することにより、光吸収部の過渡応答を飛
躍的に高め、短パルス発生を行わせすることができる。
装置の光吸収部のダイオードを短絡あるいは極めて小さ
な抵抗で接続することにより、光吸収部の過渡応答を飛
躍的に高め、短パルス発生を行わせすることができる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１スは本発明の短パルス発振可能な半導体レーザ装置
の一実施例の構成を示す図で、図中１０１はタンデム電
極型レーザ、１０３は光増幅部、１０５は光吸収部を示
している。
の一実施例の構成を示す図で、図中１０１はタンデム電
極型レーザ、１０３は光増幅部、１０５は光吸収部を示
している。
光増幅部１０３はバイアス電圧ｖ１、光吸収部１０５は
バイアス電圧Ｖ２が加えられ、両者間は内部抵抗Ｒｐで
接続された形となっている。
バイアス電圧Ｖ２が加えられ、両者間は内部抵抗Ｒｐで
接続された形となっている。
第１図の等価回路は第２図に示すように、光増幅部１０
３、光吸収部１０５のダイオードの間が内部抵抗Ｒｐで
接続され、それぞれバイアス電圧Ｖ ＋ 、Ｖ ｘがか
けられた形となっている。なお、光吸収部１０５のダイ
オードは短絡され、第３図に示すようになっている。し
かし、実際にはダイオードは内部抵抗を有しているため
、第４図に示すような等価回路で表される。ここでＲ８
はダイオード内部の抵抗、Ｃはダイオードの浮遊容量で
ある。ダイオードの内部抵抗の値は、通常、非常に小さ
く１０Ω以下であり、そのため光増幅部からの光を吸収
して光電流が流れても、ダイオードの接合部の端子間電
圧はほとんど変化しないと言ってよい。
３、光吸収部１０５のダイオードの間が内部抵抗Ｒｐで
接続され、それぞれバイアス電圧Ｖ ＋ 、Ｖ ｘがか
けられた形となっている。なお、光吸収部１０５のダイ
オードは短絡され、第３図に示すようになっている。し
かし、実際にはダイオードは内部抵抗を有しているため
、第４図に示すような等価回路で表される。ここでＲ８
はダイオード内部の抵抗、Ｃはダイオードの浮遊容量で
ある。ダイオードの内部抵抗の値は、通常、非常に小さ
く１０Ω以下であり、そのため光増幅部からの光を吸収
して光電流が流れても、ダイオードの接合部の端子間電
圧はほとんど変化しないと言ってよい。
次に本発明の原理を第５図により説明する。
第５図は光吸収部のエネルギーバンド構造を示している
。
。
今、光増幅部１０３からの光が入射して光吸収部で吸収
されるとその励起によりキャリアが発生し、発生した電
子と正孔はそれぞれＮ型領域とＰ型頭域に流れていく。
されるとその励起によりキャリアが発生し、発生した電
子と正孔はそれぞれＮ型領域とＰ型頭域に流れていく。
その過渡応答時間は接合部の空乏層の厚さと電子と正孔
の伝播速度によって決まるが、通常１０ｐｓ〜数ｐｓの
時間を要する。
の伝播速度によって決まるが、通常１０ｐｓ〜数ｐｓの
時間を要する。
逆にいえば、これよりも短い時間領域では電子と正孔の
応答が追随できず、この間、光吸収係数が減少すること
になる。従って、非常に短時間の間では吸収係数が減少
し、その間レーザ発振が生じ、パルス発振を行わせるこ
とができる。
応答が追随できず、この間、光吸収係数が減少すること
になる。従って、非常に短時間の間では吸収係数が減少
し、その間レーザ発振が生じ、パルス発振を行わせるこ
とができる。
以上のように本発明によれば、タンデム電極型レーザ装
置において、光吸収部の接合部の電極を短絡あるいは非
常に小さな抵抗で接続することにより、非常に短いパル
スの発生が可能となる。
置において、光吸収部の接合部の電極を短絡あるいは非
常に小さな抵抗で接続することにより、非常に短いパル
スの発生が可能となる。
従って、このような短パルス光を距離測定やレーザレー
ダー等への応用、あるいは人力光パルスによるトリガが
可能な高速光−光ゲートとしても利用可能である。
ダー等への応用、あるいは人力光パルスによるトリガが
可能な高速光−光ゲートとしても利用可能である。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の構成を示す図、第
２図は第１図の等価回路を示す図、第３図は光吸収部の
ダイオードの短絡を示す図、第４図はＰＮ接合部の等価
回路図、第５図は光吸収部のエネルギバンド構造を示す
図、第６図〜第８図は従来の短パルス発生可能なレーザ
装置を示す図、第９図は等価回路図である。 １０１・・・タンデム電極型レーザ、１０３・・・光増
幅部、１０５・・・光吸収部。 出 願 人 工業技術院長（外１名）復代理人弁
理士 蛭 川 昌 信（外５名）第８図 （ａ） 第９図
２図は第１図の等価回路を示す図、第３図は光吸収部の
ダイオードの短絡を示す図、第４図はＰＮ接合部の等価
回路図、第５図は光吸収部のエネルギバンド構造を示す
図、第６図〜第８図は従来の短パルス発生可能なレーザ
装置を示す図、第９図は等価回路図である。 １０１・・・タンデム電極型レーザ、１０３・・・光増
幅部、１０５・・・光吸収部。 出 願 人 工業技術院長（外１名）復代理人弁
理士 蛭 川 昌 信（外５名）第８図 （ａ） 第９図
Claims (1)
- （１）電極を複数に分割したタンデム電極型レーザ装置
において、その一部のＰ電極とＮ電極間を短絡あるいは
低抵抗で接続したことを特徴とする短パルス発振可能な
半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29935688A JP2768705B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 短パルス発振可能な半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29935688A JP2768705B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 短パルス発振可能な半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144982A true JPH02144982A (ja) | 1990-06-04 |
| JP2768705B2 JP2768705B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=17871497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29935688A Expired - Lifetime JP2768705B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 短パルス発振可能な半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768705B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP29935688A patent/JP2768705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2768705B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
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