JPH04112589A - 光制御型光周波数変調装置 - Google Patents
光制御型光周波数変調装置Info
- Publication number
- JPH04112589A JPH04112589A JP2230516A JP23051690A JPH04112589A JP H04112589 A JPH04112589 A JP H04112589A JP 2230516 A JP2230516 A JP 2230516A JP 23051690 A JP23051690 A JP 23051690A JP H04112589 A JPH04112589 A JP H04112589A
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- Japan
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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。
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、光フアイバ通信や光計測等に利用される周波
数変調された光を発生する光周波数変調装置に関するも
のである。
数変調された光を発生する光周波数変調装置に関するも
のである。
（従来の技術）
光周波数変調（光ＦＳＫ）通信方式や、周波数変調され
た光を利用する光センサ、誤差信号に応じて光周波数を
制御する発振周波数制御装置においては、単一モードで
発振しているレーザの光周波数を、与えられた信号、い
わゆる変調信号に応じて変化させることができる。
た光を利用する光センサ、誤差信号に応じて光周波数を
制御する発振周波数制御装置においては、単一モードで
発振しているレーザの光周波数を、与えられた信号、い
わゆる変調信号に応じて変化させることができる。
光周波数を制御する方法として、注入電流による方法と
注入光による方法とに大別できる。半導体レーザは、そ
の注入電流に変調電流を重畳することによって、発振光
周波数を変調できるという前者のタイプに属する。特に
、回折格子を内蔵した分布反射型半導体レーザ（以下、
ＤＢＲレーザという）や分布帰還型半導体レーザ（以下
、ＤＦＢレーザという）では、注入電流による周波数変
調時にも、安全な単一モードでの発振が可能である（例
えば、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｖｏｌ ＱＥ−２３，Ｎｏ
、６ ｐｐ、８３５−８３８．１９８７ Ｓ、Ｍｕｒａ
ｔａ ｅｔ。
注入光による方法とに大別できる。半導体レーザは、そ
の注入電流に変調電流を重畳することによって、発振光
周波数を変調できるという前者のタイプに属する。特に
、回折格子を内蔵した分布反射型半導体レーザ（以下、
ＤＢＲレーザという）や分布帰還型半導体レーザ（以下
、ＤＦＢレーザという）では、注入電流による周波数変
調時にも、安全な単一モードでの発振が可能である（例
えば、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｖｏｌ ＱＥ−２３，Ｎｏ
、６ ｐｐ、８３５−８３８．１９８７ Ｓ、Ｍｕｒａ
ｔａ ｅｔ。
ａｌ、、’ ５ｐｅｃｔｒａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ａ １．５μｍＤＢＲＬａ５ｅｒ
ｗｉｔｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｔｕｎｉｎｇ Ｒｅ
ｇｉｏｎ、’参照）。
ｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ａ １．５μｍＤＢＲＬａ５ｅｒ
ｗｉｔｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｔｕｎｉｎｇ Ｒｅ
ｇｉｏｎ、’参照）。
一方、光によって発振波長を変化させる例としては、Ｉ
ｎｏｕｅ等による報告（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓｖｏ！、２５． Ｎｏ、２０ ｐｐ、１３６
０−１３６２．１９８９ Ｋ、Ｉｎｏｕｅ ５ｎｄＮ、
Ｔａｋａｔｏ＋ ’ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｎｖ
ｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ ＦＭ Ｌｉｇｔｕｓｉｎｇ Ｌ
ｉｇｈｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ ５ｈｉｆｔｉｎ ＤＦＢ−ＬＤ、’
）があり、これを第６図に示す。
ｎｏｕｅ等による報告（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓｖｏ！、２５． Ｎｏ、２０ ｐｐ、１３６
０−１３６２．１９８９ Ｋ、Ｉｎｏｕｅ ５ｎｄＮ、
Ｔａｋａｔｏ＋ ’ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｎｖ
ｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ ＦＭ Ｌｉｇｔｕｓｉｎｇ Ｌ
ｉｇｈｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ ５ｈｉｆｔｉｎ ＤＦＢ−ＬＤ、’
）があり、これを第６図に示す。
第６図において、２１はＤＦＢレーザ、２２は活性領域
、２３は活性領域への電流注入用の電極、２４は励起用
光源である。第６図においてＤＦＢレーザ２１の左側か
ら強度変調された励起用光源２４の波長島の光ＩＭ（λ
１）が入射され、入射光は吸収され、その強度に応じて
キャリア濃度に変化し、そのため屈折率の変化が生じて
、ＤＦＢレーザの発振周波数が変化する。このようにし
て周波数変調された波長λ２の光ＩＭ（λ２）が出射さ
れる。ここで入射光が効率良く吸収されるように、入射
光の波長λ１は活性領域の活性層の吸収端波長より短波
長としている。
、２３は活性領域への電流注入用の電極、２４は励起用
光源である。第６図においてＤＦＢレーザ２１の左側か
ら強度変調された励起用光源２４の波長島の光ＩＭ（λ
１）が入射され、入射光は吸収され、その強度に応じて
キャリア濃度に変化し、そのため屈折率の変化が生じて
、ＤＦＢレーザの発振周波数が変化する。このようにし
て周波数変調された波長λ２の光ＩＭ（λ２）が出射さ
れる。ここで入射光が効率良く吸収されるように、入射
光の波長λ１は活性領域の活性層の吸収端波長より短波
長としている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記従来例においては、ＤＦＢ レーザ
への入射光の偏波面を叶Ｂレーザの出射光の偏波面に対
して直角方向にしないと、入射光と出射光とが結合して
発振状態を不安定にし、多モード発振の可能性があり、
また、強度変調が重畳された周波数変調となり、光通信
において伝送品質を劣化させる要因となり得る。
への入射光の偏波面を叶Ｂレーザの出射光の偏波面に対
して直角方向にしないと、入射光と出射光とが結合して
発振状態を不安定にし、多モード発振の可能性があり、
また、強度変調が重畳された周波数変調となり、光通信
において伝送品質を劣化させる要因となり得る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、光によって発振周波数の変化す
る光制御型の高性能な光周波数変調装置を提供すること
にある。
の目的とするところは、光によって発振周波数の変化す
る光制御型の高性能な光周波数変調装置を提供すること
にある。
（課題を解決するだめの手段）
このような目的を達成するため、本発明では、光を発生
する活性領域と発振波長に対して低損失な非活性領域と
で構成される集積型半導体レーザにおいて、非活性領域
に、非活性領域の光ガイド層の吸収端波長よりも短波長
の外部信号光を入射して、吸収させ、非活性領域の屈折
率を変化させることにより、活性領域に影響を与えるこ
となく、発振光周波数を変化させる。
する活性領域と発振波長に対して低損失な非活性領域と
で構成される集積型半導体レーザにおいて、非活性領域
に、非活性領域の光ガイド層の吸収端波長よりも短波長
の外部信号光を入射して、吸収させ、非活性領域の屈折
率を変化させることにより、活性領域に影響を与えるこ
となく、発振光周波数を変化させる。
（作 用）
本発明によれば、非活性領域に注入された光は、非活性
領域の光ガイド層に吸収され、非活性領域の光ガイド層
にキャリアが生成される。このキャリアの効果によって
非活性領域の屈折率が変化し、発振周波数の変化が生じ
る。この時、注入光はすべて非活性領域で吸収されてし
まうので、活性領域の発振状態に悪影響を与えることな
く、入射光の偏波方向にも依存しない。また、非活性領
域においては、キャリアの変化量を太き（することが可
能であり、このために屈折率の変化も大きくなって、発
振周波数の変化量も大きくなる。
領域の光ガイド層に吸収され、非活性領域の光ガイド層
にキャリアが生成される。このキャリアの効果によって
非活性領域の屈折率が変化し、発振周波数の変化が生じ
る。この時、注入光はすべて非活性領域で吸収されてし
まうので、活性領域の発振状態に悪影響を与えることな
く、入射光の偏波方向にも依存しない。また、非活性領
域においては、キャリアの変化量を太き（することが可
能であり、このために屈折率の変化も大きくなって、発
振周波数の変化量も大きくなる。
さらに、非活性領域への電圧印加や電流注入によって、
発振周波数のチューニングが可能であり、発振周波数を
任意に設定しながら光周波数変調を行うことが可能であ
る。
発振周波数のチューニングが可能であり、発振周波数を
任意に設定しながら光周波数変調を行うことが可能であ
る。
（実施例）
第１図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
１の実施例を示す構成図である。第１図において、１は
ＤＢＲレーザであって、誘導放出によって光を生じる活
性領域３と、回折格子によって波長選択的に反射光を生
じる非活性領域（分布反射領域）２と、活性領域３に電
流１ａを注入するための電極５と、非活性領域２に電圧
印加、または電流注入を行うための電極４とを有してい
る。
１の実施例を示す構成図である。第１図において、１は
ＤＢＲレーザであって、誘導放出によって光を生じる活
性領域３と、回折格子によって波長選択的に反射光を生
じる非活性領域（分布反射領域）２と、活性領域３に電
流１ａを注入するための電極５と、非活性領域２に電圧
印加、または電流注入を行うための電極４とを有してい
る。
また、６はＤＢＲレーザ１の非活性領域２のハンド端波
長よりも短波長の光を放出する励起用光源（例えばＤＦ
Ｂレーザ）である。第１図において、強度変調された励
起用光源６の波長λ１の信号光ＩＭ （λＩ）が非活性
領域２に入射し、吸収され、その入射光の強度に応じて
キャリアが生成される。
長よりも短波長の光を放出する励起用光源（例えばＤＦ
Ｂレーザ）である。第１図において、強度変調された励
起用光源６の波長λ１の信号光ＩＭ （λＩ）が非活性
領域２に入射し、吸収され、その入射光の強度に応じて
キャリアが生成される。
生成されたキャリアのプラズマ効果によって、非活性領
域２の屈折率が変化し、ブラッグ波長が変化して発振周
波数が変化し、周波数変調された光ＦＭ （λ２）が出
射され、光制御型の光周波数変調装置が実現される。こ
こで、入射光が効率良く非活性領域２のみで吸収され、
活性領域３に影響を与えないために、入射光の波長λ、
は非活性領域２の光ガイド層の吸収端波長より短波長と
している。
域２の屈折率が変化し、ブラッグ波長が変化して発振周
波数が変化し、周波数変調された光ＦＭ （λ２）が出
射され、光制御型の光周波数変調装置が実現される。こ
こで、入射光が効率良く非活性領域２のみで吸収され、
活性領域３に影響を与えないために、入射光の波長λ、
は非活性領域２の光ガイド層の吸収端波長より短波長と
している。
また、電極４を通じて非活性領域２に電流注入または電
圧印加を行うことにより、発振周波数のチューニングを
行うことができる。
圧印加を行うことにより、発振周波数のチューニングを
行うことができる。
第２図は、第１図の装置において入射光の強度を変化さ
せたときのＤＢＲレーザの出射光の周波数変化を示す図
である。第２図から明らかなように、入射光の強度を変
えることによって、ＤＢＲレーザの発振周波数を変化さ
せることができる。
せたときのＤＢＲレーザの出射光の周波数変化を示す図
である。第２図から明らかなように、入射光の強度を変
えることによって、ＤＢＲレーザの発振周波数を変化さ
せることができる。
第３図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
２の実施例を示す構成図である。この第２の実施例と前
記第１の実施例の異なる点は、非活性領域８が、回折格
子を内蔵する分布反射領域８ａと、回折格子を内蔵しな
い位相整合領域８ｂとに分割されたＤＢＲレーザを用い
ている点である。このようなりＢＲレーザを用いること
により、非活性領域８に電圧印加、または電流注入を行
い発振周波数のチューニングを行う場合、分布反射領域
８ａと位相整合領域８ｂとに印加される電圧、または注
入される電流を適当に調節することによって、広い範囲
にわたって、発振周波数を変化させることができる（例
えば、日経エレクトロニクス、１９８７゜６、１５．（
ｎｏ、４２３）、Ｉ）ｐ、１４９−１６１ 、小林他、
′半導体レーザの波長を連続的に変える′）。
２の実施例を示す構成図である。この第２の実施例と前
記第１の実施例の異なる点は、非活性領域８が、回折格
子を内蔵する分布反射領域８ａと、回折格子を内蔵しな
い位相整合領域８ｂとに分割されたＤＢＲレーザを用い
ている点である。このようなりＢＲレーザを用いること
により、非活性領域８に電圧印加、または電流注入を行
い発振周波数のチューニングを行う場合、分布反射領域
８ａと位相整合領域８ｂとに印加される電圧、または注
入される電流を適当に調節することによって、広い範囲
にわたって、発振周波数を変化させることができる（例
えば、日経エレクトロニクス、１９８７゜６、１５．（
ｎｏ、４２３）、Ｉ）ｐ、１４９−１６１ 、小林他、
′半導体レーザの波長を連続的に変える′）。
なお第３図では位相整合領域８ｂが、活性領域３と分布
反射領域８ａの間に配置されているが、これを活性領域
３の右側に設けても同様な効果を有する光制御型の光周
波数変調装置を構成することが可能である。
反射領域８ａの間に配置されているが、これを活性領域
３の右側に設けても同様な効果を有する光制御型の光周
波数変調装置を構成することが可能である。
第４図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
３の実施例を示す構成図である。この第３の実施例と前
記第１の実施例と異なる点は、第１の実施例はＤＢＲレ
ーザを用いているのに対して、第３の実施例は位相整合
領域付きＤＦＢレーザを用いて構成したことにある。第
４図において、１１は位相整合領域付きＤＦＢレーザで
あって、回折格子の内蔵された、誘導放出によって光を
生じる活性領域１２と、非活性領域（位相整合領域）１
３と、活性領域に電流１ａを注入するための電極１５と
、非活性領域に電圧印加、または電流注入を行うための
電極１４とを有している。このような構成においても、
入射光による発振周波数の変化は、第１の実施例と同様
の効果を得ることができる。また、電極１４を通じて非
活性領域１３に電流注入または電圧印加を行うことによ
り、発振周波数のチューニングを行うことができる。
３の実施例を示す構成図である。この第３の実施例と前
記第１の実施例と異なる点は、第１の実施例はＤＢＲレ
ーザを用いているのに対して、第３の実施例は位相整合
領域付きＤＦＢレーザを用いて構成したことにある。第
４図において、１１は位相整合領域付きＤＦＢレーザで
あって、回折格子の内蔵された、誘導放出によって光を
生じる活性領域１２と、非活性領域（位相整合領域）１
３と、活性領域に電流１ａを注入するための電極１５と
、非活性領域に電圧印加、または電流注入を行うための
電極１４とを有している。このような構成においても、
入射光による発振周波数の変化は、第１の実施例と同様
の効果を得ることができる。また、電極１４を通じて非
活性領域１３に電流注入または電圧印加を行うことによ
り、発振周波数のチューニングを行うことができる。
なお第４図では電極１５は一つであるが、これを複数の
電極に分割し、活性領域に電流１ａを不均一に注入する
ような位相整合領域付きＤＦＢを用いた場合においても
、同様な効果を有する光制御型の光周波数変調装置を構
成することが可能である。
電極に分割し、活性領域に電流１ａを不均一に注入する
ような位相整合領域付きＤＦＢを用いた場合においても
、同様な効果を有する光制御型の光周波数変調装置を構
成することが可能である。
第５図は本発明の第４の実施例を示す構成図である。第
５図において、１６は前記の第１の実施例においてＤＢ
Ｒレーザと励起用光源（例えば叶Ｂレーザ）を同一基板
上に集積化した集積化光制御型光周波数変調装置であっ
て、ＤＢＲレーザ部１部上７起用光源部１８とを有して
いる。ここで、励起用光源部１８は、叶Ｂレーザであっ
てもよく、また発光ダイオードであってもよい。電極２
０を通じて励起用光源部１８の活性領域１９に変調信号
の重畳された電流を注入し、ＤＢＲレーザ部１部上７活
性領域２のバンド端波長よりも短波長の強度変調された
光を発生させる。その光を非活性領域で吸収することに
よって、ＤＢＲレーザ部１部上７周波数変調された光Ｆ
Ｍ（λ、）の出力が可能となる。
５図において、１６は前記の第１の実施例においてＤＢ
Ｒレーザと励起用光源（例えば叶Ｂレーザ）を同一基板
上に集積化した集積化光制御型光周波数変調装置であっ
て、ＤＢＲレーザ部１部上７起用光源部１８とを有して
いる。ここで、励起用光源部１８は、叶Ｂレーザであっ
てもよく、また発光ダイオードであってもよい。電極２
０を通じて励起用光源部１８の活性領域１９に変調信号
の重畳された電流を注入し、ＤＢＲレーザ部１部上７活
性領域２のバンド端波長よりも短波長の強度変調された
光を発生させる。その光を非活性領域で吸収することに
よって、ＤＢＲレーザ部１部上７周波数変調された光Ｆ
Ｍ（λ、）の出力が可能となる。
なお第５図においてＤＢＲレーザ部１部上７前記の実施
例２．３のように、位相整合領域付きＤＢＲレーザまた
は位相整合領域付きＤＦＢレーザに置き換えても、同様
の効果を有する集積化光制御型光周波数変調装置を構成
することが可能である。
例２．３のように、位相整合領域付きＤＢＲレーザまた
は位相整合領域付きＤＦＢレーザに置き換えても、同様
の効果を有する集積化光制御型光周波数変調装置を構成
することが可能である。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の光制御型光周波数変調装
置は、発振波長のチューニング機能を持ち、入射光の偏
波方向に依存しない光制御型の光周波数変調装置を容易
に得ることができる。また、入射光の偏波方向に依存し
ないので、上記装置を光ファイバを用いて容易に構成す
ることができる。
置は、発振波長のチューニング機能を持ち、入射光の偏
波方向に依存しない光制御型の光周波数変調装置を容易
に得ることができる。また、入射光の偏波方向に依存し
ないので、上記装置を光ファイバを用いて容易に構成す
ることができる。
第１図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
１の実施例を示す構成図、 第２図は第１の実施例において、入射光強度と発振周波
数の変化量を示すグラフ、 第３図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
２の実施例を示す構成図、 第４図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
３の実施例を示す構成図、 第５図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
４の実施例を示す構成図、 第６図は叶Ｂレーザを用いた従来の光制御型光周波数変
調装置の構成図である。 １．７・・・ＤＢＲレーザ ２．８ａ・・・分布反射領域 ３、１２．１９．２２・・・活性領域 ４、 ５． ９．１０．１４．１５．２０．２３・・・
電極６．２４・・・励起用光源 ８ｂ、 １３・・・位相整合領域 １１・・・位相整合領域付き叶Ｂレーザ１６・・・集積
化光制御型光周波数変調装置１７・・・ＤＢＲレーザ部 １８・・・励起用光源部 ２１・・・ＤＦＢレーザ。
１の実施例を示す構成図、 第２図は第１の実施例において、入射光強度と発振周波
数の変化量を示すグラフ、 第３図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
２の実施例を示す構成図、 第４図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
３の実施例を示す構成図、 第５図は本発明に係わる光制御型光周波数変調装置の第
４の実施例を示す構成図、 第６図は叶Ｂレーザを用いた従来の光制御型光周波数変
調装置の構成図である。 １．７・・・ＤＢＲレーザ ２．８ａ・・・分布反射領域 ３、１２．１９．２２・・・活性領域 ４、 ５． ９．１０．１４．１５．２０．２３・・・
電極６．２４・・・励起用光源 ８ｂ、 １３・・・位相整合領域 １１・・・位相整合領域付き叶Ｂレーザ１６・・・集積
化光制御型光周波数変調装置１７・・・ＤＢＲレーザ部 １８・・・励起用光源部 ２１・・・ＤＦＢレーザ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光を発生する活性領域と発振波長に対して低損失な
非活性領域とで構成される集積型半導体レーザと、前記
の集積型半導体レーザの非活性領域に非活性領域のバン
ド端波長よりも短波長の光を入力するための励起用光源
とを備え、前記の集積型半導体レーザの活性領域側より
周波数変調された光を出力することを特徴とする光制御
型光周波数変調装置。 ２、光を発生する活性領域と発振波長に対して低損失な
非活性領域とで構成される集積型半導体レーザと非活性
領域のバンド端波長よりも短波長の光を放出する発光ダ
イオードまたは半導体レーザとが同一の半導体基板上に
集積化されたことを特徴とする請求項１記載の光制御型
光周波数変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230516A JPH04112589A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 光制御型光周波数変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230516A JPH04112589A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 光制御型光周波数変調装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112589A true JPH04112589A (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=16908976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230516A Pending JPH04112589A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 光制御型光周波数変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04112589A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006050614A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 周波数偏移変調方式の光送信装置及び方法 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2230516A patent/JPH04112589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006050614A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 周波数偏移変調方式の光送信装置及び方法 |
| US7450860B2 (en) | 2004-08-05 | 2008-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for frequency-shift-keying optical transmission |
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