JPH03263387A - 双安定半導体レーザの駆動方法 - Google Patents
双安定半導体レーザの駆動方法Info
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- JPH03263387A JPH03263387A JP6155190A JP6155190A JPH03263387A JP H03263387 A JPH03263387 A JP H03263387A JP 6155190 A JP6155190 A JP 6155190A JP 6155190 A JP6155190 A JP 6155190A JP H03263387 A JPH03263387 A JP H03263387A
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- Japan
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- saturable absorption
- layer
- bistable
- laser
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
〔概要〕
光信号処理に必要な光メモリ・光演算素子の一つである
双安定半導体レーザの駆動方法に関し。
双安定半導体レーザの駆動方法に関し。
注入光の強度に要求される精度を下げても安定な動作が
行える双安定レーザの駆動方法を提供することを目的と
し。
行える双安定レーザの駆動方法を提供することを目的と
し。
同一発振軸上に複数の可飽和吸収領域を有する双安定半
導体レーザに対し、複数の入力光を可能〔産業上の利用
分野〕 本発明は光信号処理に必要な光メモリ・光演算素子の一
つである双安定半導体レーザの駆動方法に関する。
導体レーザに対し、複数の入力光を可能〔産業上の利用
分野〕 本発明は光信号処理に必要な光メモリ・光演算素子の一
つである双安定半導体レーザの駆動方法に関する。
近年の光通信の高速化に伴い、従来のように光を一旦電
気信号に変換した後信号処理を行う方式に代わり、光を
そのまま処理する方式が求められている。この方式を実
現するために必要な素子として、双安定半導体レーザを
利用することができる。
気信号に変換した後信号処理を行う方式に代わり、光を
そのまま処理する方式が求められている。この方式を実
現するために必要な素子として、双安定半導体レーザを
利用することができる。
双安定半導体レーザ、例えばタンデム型レーザは分割さ
れた電極に流す電流を独立に制御して光出力に双安定領
域を形威し１入力光強度に対する出力光強度が双安定特
性を示す素子で、直接、光処理を行う演算素子として期
待されている。
れた電極に流す電流を独立に制御して光出力に双安定領
域を形威し１入力光強度に対する出力光強度が双安定特
性を示す素子で、直接、光処理を行う演算素子として期
待されている。
双安定半導体レーザを用いて“ＡＮＤ″演算を行うには
、これまで次のような方法がとられていた。
、これまで次のような方法がとられていた。
第４図（ａ）において、バイアス電流をヒステリシス領
域より下に設定する。
域より下に設定する。
このとき、可飽和吸収領域で吸収されるような波長の光
をレーザの発振軸の片側端面より注入した入力光と５発
振軸の反対側端面より出る出力光との関係を示す先人出
力特性は第４図（ｂ）のようになる。
をレーザの発振軸の片側端面より注入した入力光と５発
振軸の反対側端面より出る出力光との関係を示す先人出
力特性は第４図（ｂ）のようになる。
この時の発振しきい値強度をＰいとすると２つの入力光
Ａ、 Ｂの“ＡＮＤ″をとるには、入力光＾Ｂのそれぞ
れの強度はＰい以下で、且つその和はＰｔｈ以上になる
ように設定する必要がある。
Ａ、 Ｂの“ＡＮＤ″をとるには、入力光＾Ｂのそれぞ
れの強度はＰい以下で、且つその和はＰｔｈ以上になる
ように設定する必要がある。
上記の２つの入力光Ａ、 ＢのＡＮＤ″をとるための条
件は、第５図において、２つの入力光Ａ、 Ｂは斜線の
で示される動作可能な領域の中になければならない。
件は、第５図において、２つの入力光Ａ、 Ｂは斜線の
で示される動作可能な領域の中になければならない。
つまり、それぞれの光強度は強すぎても１弱すぎてもい
けない。
けない。
又２文献「昭和６３年春応用物理学会２９ａ−ＺＰ−１
゜双安定レーザのセット光強度の波長依存性」よりわか
るように双安定レーザの光しきい値は入力波長に強く依
存し、エレクトロルえネセンス（ＥＬ）時の共振波長付
近で極小値を持つ。また、 ＥＬ時の共振波長は温度に
依存する。
゜双安定レーザのセット光強度の波長依存性」よりわか
るように双安定レーザの光しきい値は入力波長に強く依
存し、エレクトロルえネセンス（ＥＬ）時の共振波長付
近で極小値を持つ。また、 ＥＬ時の共振波長は温度に
依存する。
このため、温度が変化すると第５図の動作可能な領域も
変化するため、安定に“ＡＮＤ”動作を行うには動作可
能な領域は第６図において斜線で示される狭い領域とな
る。
変化するため、安定に“ＡＮＤ”動作を行うには動作可
能な領域は第６図において斜線で示される狭い領域とな
る。
従って、注入光（入力光）の強度は精度よく設定しなけ
ればならなかった。
ればならなかった。
第７図は安定動作を行うための希望的な動作可能範囲の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
本発明は注入光の強度に要求される精度を下げても安定
な動作が行える双安定レーザの駆動方法を提供すること
を目的とする。
な動作が行える双安定レーザの駆動方法を提供すること
を目的とする。
上記課題の解決は、同一発振軸上に複数の可飽和吸収領
域を有する双安定半導体レーザに対し。
域を有する双安定半導体レーザに対し。
複数の入力光を可飽和吸収領域に入射する際に。
該入力光の少な（とも１つは該発振軸とは異なる方向か
ら入射することを特徴とする双安定半導体レーザの駆動
方法により遠戚される。
ら入射することを特徴とする双安定半導体レーザの駆動
方法により遠戚される。
第１図は本発明を説明する双安定レーザの断面図である
。
。
図において、１はｎ側電極。
２は半導体基板（例えば、 ｎ−１ｎＰ基板）。
３は活性層（例えば、 ＴｎＧａＡｓＰ層）。
４はクラッド層（例えば、 ｐ−１ｎＰ層）５はコンタ
クト層（例えば、 ｐ”−１ｎＧａＡｓＰ層）６はｐ側
電極である。
クト層（例えば、 ｐ”−１ｎＧａＡｓＰ層）６はｐ側
電極である。
この例では、ｐ側電極６が３つに分割され、電極直下に
は３つの利得領域があり、電極間には２つの可飽和吸収
領域がある。
は３つの利得領域があり、電極間には２つの可飽和吸収
領域がある。
本発明の駆動方法は、このような構造の双安定レーザに
、２つの光入力信号ｐＡ、 ｐ、をそれぞれ別の可飽和
吸収領域に照射することを特徴としている。
、２つの光入力信号ｐＡ、 ｐ、をそれぞれ別の可飽和
吸収領域に照射することを特徴としている。
本発明は、利得領域への電流の注入量を調整する（注入
量を下げｆいく）ことで２つの可飽和吸収領域の一方の
みに光が注入されただけでは２発振できないようにする
ことができることを利用したものである。
量を下げｆいく）ことで２つの可飽和吸収領域の一方の
みに光が注入されただけでは２発振できないようにする
ことができることを利用したものである。
このときの２つの光入力信号ＰＡ、ＰＢに対する発振条
件は第２図のようになる。
件は第２図のようになる。
このように２つの光入力信号ＰＡ＋ ＰＲには上限がな
いので、大きめの値に設定しておけば安定して動作がで
きる。
いので、大きめの値に設定しておけば安定して動作がで
きる。
第３図は本発明の一実施例を説明する斜視図である。
図において、１はｎ側電極。
２は半導体基板でｎ−ＩｎＰ基板
７はｎ型クラッド層でｎｌｎＰ層。
３は活性層でアンドープＴｎＧａＡｓＰ層４はｐ型クラ
ンド層でｐ−１ｎＰ層。
ンド層でｐ−１ｎＰ層。
５はコンタクト層でｐ”−１ｎＧａＡｓＰ層６はｐ側電
極 ８は埋込層で半絶縁性（Ｓｌ−）ＩｎＰ層９は絶縁膜で
二酸化珪素（ＳｉＯｚ）膜である。
極 ８は埋込層で半絶縁性（Ｓｌ−）ＩｎＰ層９は絶縁膜で
二酸化珪素（ＳｉＯｚ）膜である。
この例では、ｐ側電極６が３つに分割され、電極直下に
は３つの利得領域があり、電極間には２つの可飽和吸収
領域がある。
は３つの利得領域があり、電極間には２つの可飽和吸収
領域がある。
このレーザば、電流が注入されない２つの可飽和吸収領
域（長さはそれぞれ３０μｍ）と３つの利得領域（長さ
はそれぞれ８０μｍ）を持つ。
域（長さはそれぞれ３０μｍ）と３つの利得領域（長さ
はそれぞれ８０μｍ）を持つ。
また、２つの先人力信号ＰＡ、ＰＲは矢印のように素子
の側面から照射されているが、入力方向はどこからでも
よい。
の側面から照射されているが、入力方向はどこからでも
よい。
例えば、埋込層の５ｌ−１ｎＰ層８は入射先番二対して
透明であるので側面から入射してもよく、また可飽和吸
収領域のコンタクト層のｐ”ＡｎＧａＡｓＰ層（入射光
に対して不透明）５をエツチング除去してｐ型クランド
層のｐ−ｒｎＰ層４を露出して、ここに入射してもよい
。
透明であるので側面から入射してもよく、また可飽和吸
収領域のコンタクト層のｐ”ＡｎＧａＡｓＰ層（入射光
に対して不透明）５をエツチング除去してｐ型クランド
層のｐ−ｒｎＰ層４を露出して、ここに入射してもよい
。
３つの利得領域に注入する電流が十分に大きい場合は入
力光がなくても発振する。電流を下げていくと少なくと
も一方の可飽和吸収領域に光が照射されていないとレー
ザは発振しなくなる。
力光がなくても発振する。電流を下げていくと少なくと
も一方の可飽和吸収領域に光が照射されていないとレー
ザは発振しなくなる。
さらに電流を下げていくと、一方への照射のみでは発振
できず、２つの入力光が必要なバイアス条件が存在する
。
できず、２つの入力光が必要なバイアス条件が存在する
。
この条件の下では第２図に示したような光しきい値特性
を持ち５本発明の目的が達成できる。
を持ち５本発明の目的が達成できる。
実施例は、可飽和吸収領域と入力光がそれぞれ２つの場
合であるが２いずれも３つ以上であってもよい。
合であるが２いずれも３つ以上であってもよい。
また、複数の入力光がレーザの発振軸上から入射され、
他の入力光がレーザの発振軸以外から入射される場合で
も１本発明の効果は得られる。
他の入力光がレーザの発振軸以外から入射される場合で
も１本発明の効果は得られる。
また、共振器構造もファブリペロ以外にＤＰＢ（分布帰
還型）、 ＤＢＲ（分布プラグ反射型）等であってもよ
い。
還型）、 ＤＢＲ（分布プラグ反射型）等であってもよ
い。
以上説明したように本発明によれば、注入光の強度に要
求される精度を下げても安定な動作が行える双安定レー
ザの駆動方法が得られる。
求される精度を下げても安定な動作が行える双安定レー
ザの駆動方法が得られる。
その結果、双安定レーザを用いて複数の光信号の“ＡＮ
Ｄ”をとる場合、それぞれの信号の強度の設定に必要な
精度を低くすることができ、動作マージンが大きくなる
。
Ｄ”をとる場合、それぞれの信号の強度の設定に必要な
精度を低くすることができ、動作マージンが大きくなる
。
第１図は本発明を説明する双安定レーザの断面図。
第２図は２つの先人力信号ＰＡ＋ＰＢに対する本発明に
よる発振条件を示す図 第３図は本発明の一実施例を説明する斜視図第４図（ａ
）、 （ｂ）は双安定レーザの光出力対バイアス電流及
び光出力対先入力の関係を示す同第５図は従来例におけ
る２つの入力光に対する動作可能な領域を示す図 第６図は温度のゆらぎがある場合の２つの入力光に対す
る動作可能な領域を示す図。 第７図は安定動作を行うための希望的な動作可能範囲の
一例を示す図である。 図において １はｎ側電極。 ２は半導体基板でｎ−１ｎＰ基板。 ３は活性層でアンドープ）ｎＧａＡｓＰ Ｍ４はｐ型り
ラッド層でｐ−１ｎＰ層。 ５はコンタク１〜層でｐ’−１ｎＧａＡｓＰ層６はｐ側
電極 ７はｎ型クラッド層でｎ−１ｎＰ層。 ８は埋込層で５ｌ−１ｎＰ層。 ９は絶縁膜で５ｉ０２膜 （の （し） 刀友定レーザの光ホカ対バイアス９３Ｘ。 及び光幼対光人力の関係を示す図 芽 ヰ 図 入力光Ａの強度 ２つの入力光に対する動作可能検煩峨 第 図 浸度にゆｂぎのある場合の動作可能が領域率 囚 入力ｆ、Ａの強度 妄り１訓ケに必要を月分作可１屯ｔよ領域の一例第 図
よる発振条件を示す図 第３図は本発明の一実施例を説明する斜視図第４図（ａ
）、 （ｂ）は双安定レーザの光出力対バイアス電流及
び光出力対先入力の関係を示す同第５図は従来例におけ
る２つの入力光に対する動作可能な領域を示す図 第６図は温度のゆらぎがある場合の２つの入力光に対す
る動作可能な領域を示す図。 第７図は安定動作を行うための希望的な動作可能範囲の
一例を示す図である。 図において １はｎ側電極。 ２は半導体基板でｎ−１ｎＰ基板。 ３は活性層でアンドープ）ｎＧａＡｓＰ Ｍ４はｐ型り
ラッド層でｐ−１ｎＰ層。 ５はコンタク１〜層でｐ’−１ｎＧａＡｓＰ層６はｐ側
電極 ７はｎ型クラッド層でｎ−１ｎＰ層。 ８は埋込層で５ｌ−１ｎＰ層。 ９は絶縁膜で５ｉ０２膜 （の （し） 刀友定レーザの光ホカ対バイアス９３Ｘ。 及び光幼対光人力の関係を示す図 芽 ヰ 図 入力光Ａの強度 ２つの入力光に対する動作可能検煩峨 第 図 浸度にゆｂぎのある場合の動作可能が領域率 囚 入力ｆ、Ａの強度 妄り１訓ケに必要を月分作可１屯ｔよ領域の一例第 図
Claims (1)
- 同一発振軸上に複数の可飽和吸収領域を有する双安定半
導体レーザに対し、複数の入力光を可飽和吸収領域に入
射する際に、該入力光の少なくとも１つは該発振軸とは
異なる方向から入射することを特徴とする双安定半導体
レーザの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155190A JPH03263387A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155190A JPH03263387A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03263387A true JPH03263387A (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=13174366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6155190A Pending JPH03263387A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 双安定半導体レーザの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03263387A (ja) |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6155190A patent/JPH03263387A/ja active Pending
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