JPH04343283A - 集積型半導体レーザ光源 - Google Patents
集積型半導体レーザ光源Info
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- JPH04343283A JPH04343283A JP11484891A JP11484891A JPH04343283A JP H04343283 A JPH04343283 A JP H04343283A JP 11484891 A JP11484891 A JP 11484891A JP 11484891 A JP11484891 A JP 11484891A JP H04343283 A JPH04343283 A JP H04343283A
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- optical
- waveguide
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信あるい
は光計測等の目的に用いられる、単一波長の光を発生す
る半導体レーザ光源に関するものである。
は光計測等の目的に用いられる、単一波長の光を発生す
る半導体レーザ光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信や光計測の分野において
は、単一波長の光を発生するコンパクトな半導体レーザ
が用いられており、その発生した光の波長広がり（以下
、線幅という）を狭くすることは、応用分野において必
要不可欠である。従来は、半導体レーザの単一波長性の
向上のために回折格子を内蔵した分布帰還型レーザ（以
下、ＤＦＢレーザという）や分布反射型レーザ（以下、
ＤＢＲレーザという）の検討が盛んに行われており、素
子単体で１００ｋＨｚ程度の線幅が得られている。（例
えば、Ｍ．Ｏｋａｉ等、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
ｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏ
ｌ．２，Ｎｏ．８，ｐｐ．５２９−５３０，１９９０，
“Ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ−ｐｉｔｃｈ−ｍｏｄｕｌａ
ｔｅｄ ＭＱＷ−ＤＦＢ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ
ｎａｒｒｏｗ ｓｐｅｃｔｒａｌｌｉｎｅｗｉｄ
ｔｈ（１７０ｋＨｚ）”．）しかしさらなる線幅低減及
びその発振波長の安定化は、応用分野の特性向上の点で
必要なことである。単一波長半導体レーザの線幅、及び
発振波長の安定化には、波長依存性のある反射率を有す
る鏡により、半導体レーザの外部に共振器を形成する方
法がある。（例えば、Ｂ．Ｄａｈｍａｎｉ等、Ｏｐｔｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１１，
ｐｐ．８７６−８７８，１９８７，“Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｒｅｓ
ｏｎａｎｔｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ”，Ｈ
．Ｌｉ等、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２５
，Ｎｏ．３，ｐｐ．２５７−２６４，１９８９，“Ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｎｏｉｓｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＧａＡｌＡｓ ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒｏｍａｎ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．，ａｎｄ ｖｏｌ．２５，Ｎ
ｏ．８，ｐｐ．１７８２−１７９３，１９８９，“Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｉｓｅ ｓ
ｐｅｃｔｒａ ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ ｄｉｏ
ｄｅ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａ
ｃｋ ｆｒｏｍ ａ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．）しかしこの技術を実現す
る方法としては、光学定盤上でレンズ，微動器等を用い
て光学系を組むことが行われており、機械的振動に非常
に弱かった。また安定化された光の光周波数を半導体レ
ーザへの直接変調により変調することはできなかった。
は、単一波長の光を発生するコンパクトな半導体レーザ
が用いられており、その発生した光の波長広がり（以下
、線幅という）を狭くすることは、応用分野において必
要不可欠である。従来は、半導体レーザの単一波長性の
向上のために回折格子を内蔵した分布帰還型レーザ（以
下、ＤＦＢレーザという）や分布反射型レーザ（以下、
ＤＢＲレーザという）の検討が盛んに行われており、素
子単体で１００ｋＨｚ程度の線幅が得られている。（例
えば、Ｍ．Ｏｋａｉ等、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
ｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏ
ｌ．２，Ｎｏ．８，ｐｐ．５２９−５３０，１９９０，
“Ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ−ｐｉｔｃｈ−ｍｏｄｕｌａ
ｔｅｄ ＭＱＷ−ＤＦＢ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ
ｎａｒｒｏｗ ｓｐｅｃｔｒａｌｌｉｎｅｗｉｄ
ｔｈ（１７０ｋＨｚ）”．）しかしさらなる線幅低減及
びその発振波長の安定化は、応用分野の特性向上の点で
必要なことである。単一波長半導体レーザの線幅、及び
発振波長の安定化には、波長依存性のある反射率を有す
る鏡により、半導体レーザの外部に共振器を形成する方
法がある。（例えば、Ｂ．Ｄａｈｍａｎｉ等、Ｏｐｔｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１１，
ｐｐ．８７６−８７８，１９８７，“Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｒｅｓ
ｏｎａｎｔｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ”，Ｈ
．Ｌｉ等、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２５
，Ｎｏ．３，ｐｐ．２５７−２６４，１９８９，“Ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｎｏｉｓｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＧａＡｌＡｓ ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒｏｍａｎ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．，ａｎｄ ｖｏｌ．２５，Ｎ
ｏ．８，ｐｐ．１７８２−１７９３，１９８９，“Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｉｓｅ ｓ
ｐｅｃｔｒａ ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ ｄｉｏ
ｄｅ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａ
ｃｋ ｆｒｏｍ ａ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．）しかしこの技術を実現す
る方法としては、光学定盤上でレンズ，微動器等を用い
て光学系を組むことが行われており、機械的振動に非常
に弱かった。また安定化された光の光周波数を半導体レ
ーザへの直接変調により変調することはできなかった。
【０００３】また数個の単一波長半導体レーザの出力光
波長を、特定の光周波数間隔とし、同一光ファイバによ
り情報を伝送する方法においては（以下、光ＦＤＭ方式
という）、数個の半導体レーザからの出力光波長を、特
定の光周波数間隔に固定するためにファブリペロ型分光
器の共振特性を利用し、出力光波長をその隣接する共振
ピークに固定するという方法がとられていた。（例えば
、Ｈ．Ｔｏｂａ等、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．
１９，ｐｐ．５０−５４，１９８８，“Ａ ｍｕｌｔ
ｉ−ｃｈａｎｎｅｌ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｆｏｒｎ
ａｒｒｏｗｌｙ ｓｐａｃｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”．）こ
のため光源は非常に大きなものとなり、また機械的振動
等に非常に弱いものであった。
波長を、特定の光周波数間隔とし、同一光ファイバによ
り情報を伝送する方法においては（以下、光ＦＤＭ方式
という）、数個の半導体レーザからの出力光波長を、特
定の光周波数間隔に固定するためにファブリペロ型分光
器の共振特性を利用し、出力光波長をその隣接する共振
ピークに固定するという方法がとられていた。（例えば
、Ｈ．Ｔｏｂａ等、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．
１９，ｐｐ．５０−５４，１９８８，“Ａ ｍｕｌｔ
ｉ−ｃｈａｎｎｅｌ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｆｏｒｎ
ａｒｒｏｗｌｙ ｓｐａｃｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”．）こ
のため光源は非常に大きなものとなり、また機械的振動
等に非常に弱いものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、従来の
ＤＦＢレーザ，ＤＢＲレーザあるいは光ＦＤＭ方式にお
いては、機械的振動に弱く、安定化された光の周波数を
半導体レーザへの直接変調によって変調することができ
ず、あるいは光源が非常に大形になるという欠点があっ
た。
ＤＦＢレーザ，ＤＢＲレーザあるいは光ＦＤＭ方式にお
いては、機械的振動に弱く、安定化された光の周波数を
半導体レーザへの直接変調によって変調することができ
ず、あるいは光源が非常に大形になるという欠点があっ
た。
【０００５】本発明はこの様な従来の欠点を解決し、半
導体レーザと導波型光学フィルタとを同一半導体基板上
に形成することにより、光学系の機械的不安定さを除去
した、コンパクトな線幅の狭い、発振波長の安定化され
た集積型半導体レーザ光源を提供することを目的とする
。
導体レーザと導波型光学フィルタとを同一半導体基板上
に形成することにより、光学系の機械的不安定さを除去
した、コンパクトな線幅の狭い、発振波長の安定化され
た集積型半導体レーザ光源を提供することを目的とする
。
【０００６】さらに、前記導波型光学フィルタを、電界
を印加する、あるいは電流を注入することが可能となる
構造とすることにより、安定化された出力光の光周波数
を変調可能とした集積型半導体レーザ光源を提供するこ
とを目的とする。
を印加する、あるいは電流を注入することが可能となる
構造とすることにより、安定化された出力光の光周波数
を変調可能とした集積型半導体レーザ光源を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】また、本発明による光源において、導波型
半導体光フィルタを多重干渉型とし、長さ，形状を同一
としたものをアレー化することにより、光周波数間隔が
一定で、線幅が狭く、かつ発振波長が安定化された光Ｆ
ＤＭ方式用光源を構築することを目的としている。
半導体光フィルタを多重干渉型とし、長さ，形状を同一
としたものをアレー化することにより、光周波数間隔が
一定で、線幅が狭く、かつ発振波長が安定化された光Ｆ
ＤＭ方式用光源を構築することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は単一波長で発振を行う半導体レーザと、
反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタとが半導体
光導波路を介して、同一半導体基板上に形成されてなる
ことを特徴とする。
めに、本発明は単一波長で発振を行う半導体レーザと、
反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタとが半導体
光導波路を介して、同一半導体基板上に形成されてなる
ことを特徴とする。
【０００９】さらに本発明はそれぞれ単一波長で発振を
行う半導体レーザと、反射率が波長依存性を持つ導波型
光フィルタとが半導体光導波路を介して、同一半導体基
板上に形成されている半導体レーザ光源が複数集積され
、かつ前記導波型光フィルタが多重干渉型であり、かつ
その長さおよび形状が同一であることを特徴とする。
行う半導体レーザと、反射率が波長依存性を持つ導波型
光フィルタとが半導体光導波路を介して、同一半導体基
板上に形成されている半導体レーザ光源が複数集積され
、かつ前記導波型光フィルタが多重干渉型であり、かつ
その長さおよび形状が同一であることを特徴とする。
【００１０】
【作用】反射率が波長依存性を有する導波型光フィルタ
を半導体光導波路を介して単一波長半導体レーザに結合
する構造を、同一半導体基板上に形成することにより、
当該導波型光フィルタからの戻り光で、半導体レーザか
らの出力光の線幅が狭くなり、かつその波長安定化が行
われる光源が実現できる。また導波型半導体光フィルタ
に電界印加あるいは電流注入を行うことで等価屈折率を
変化させ、光フィルタの透過帯域を変化させることによ
り光源からの出力光の光周波数を変調することができる
光源が実現できる。
を半導体光導波路を介して単一波長半導体レーザに結合
する構造を、同一半導体基板上に形成することにより、
当該導波型光フィルタからの戻り光で、半導体レーザか
らの出力光の線幅が狭くなり、かつその波長安定化が行
われる光源が実現できる。また導波型半導体光フィルタ
に電界印加あるいは電流注入を行うことで等価屈折率を
変化させ、光フィルタの透過帯域を変化させることによ
り光源からの出力光の光周波数を変調することができる
光源が実現できる。
【００１１】また、導波型半導体光フィルタを多重干渉
型とし、その長さ、形状を同一として、本発明による集
積型半導体レーザ光源をアレー化することにより、線幅
が狭く、波長が安定化された光を一定の光周波数間隔で
出力するアレー化光源が実現できる。
型とし、その長さ、形状を同一として、本発明による集
積型半導体レーザ光源をアレー化することにより、線幅
が狭く、波長が安定化された光を一定の光周波数間隔で
出力するアレー化光源が実現できる。
【００１２】図１は、本発明による集積型半導体レーザ
光源の原理を示す図である。図中の曲線Ａは、光学フィ
ルタの反射率の光周波数依存性を示す。光学フィルタへ
入射した光は、その光周波数に応じた反射率で反射され
、単一波長半導体レーザへもどる。光学フィルタへ入射
する半導体レーザの波長が、図の黒丸で示された値をと
った場合を考える。このとき半導体レーザへは、一定の
光強度Ｐがある距離離れた光学フィルタから帰還されて
おり、外部共振器が形成されている。この効果により、
半導体レーザの発振波長はある程度安定化され、線幅は
ある程度狭くなる。光学フィルタへの入射光の光周波数
が△ｆだけ高周波数側へ変動した場合、本構成の光源で
は、光学フィルタからの反射光強度は△Ｐだけ増加する
。このため半導体レーザへ帰還される光強度が増加し、
半導体レーザ内のキャリア密度を減少させる。キャリア
密度の減少は共振器内の屈折率を増加させ、発生する光
の光周波数が低周波数側へ変動し、負帰還が達成され、
半導体レーザの発振波長は強く安定化され、線幅は狭く
なる。この負帰還の行われる周波数帯域は半導体レーザ
のイントリンシックな周波数変調帯域で決まり、１０Ｇ
Ｈｚ以上の帰還周波数帯域となる。このため、光学フィ
ルタの共振ピークの光周波数を変化したときに、その変
化速度が周波数換算で１０ＧＨｚ程度までは、半導体レ
ーザの発振周波数は追従して変化し、本光源の光周波数
が変調される。
光源の原理を示す図である。図中の曲線Ａは、光学フィ
ルタの反射率の光周波数依存性を示す。光学フィルタへ
入射した光は、その光周波数に応じた反射率で反射され
、単一波長半導体レーザへもどる。光学フィルタへ入射
する半導体レーザの波長が、図の黒丸で示された値をと
った場合を考える。このとき半導体レーザへは、一定の
光強度Ｐがある距離離れた光学フィルタから帰還されて
おり、外部共振器が形成されている。この効果により、
半導体レーザの発振波長はある程度安定化され、線幅は
ある程度狭くなる。光学フィルタへの入射光の光周波数
が△ｆだけ高周波数側へ変動した場合、本構成の光源で
は、光学フィルタからの反射光強度は△Ｐだけ増加する
。このため半導体レーザへ帰還される光強度が増加し、
半導体レーザ内のキャリア密度を減少させる。キャリア
密度の減少は共振器内の屈折率を増加させ、発生する光
の光周波数が低周波数側へ変動し、負帰還が達成され、
半導体レーザの発振波長は強く安定化され、線幅は狭く
なる。この負帰還の行われる周波数帯域は半導体レーザ
のイントリンシックな周波数変調帯域で決まり、１０Ｇ
Ｈｚ以上の帰還周波数帯域となる。このため、光学フィ
ルタの共振ピークの光周波数を変化したときに、その変
化速度が周波数換算で１０ＧＨｚ程度までは、半導体レ
ーザの発振周波数は追従して変化し、本光源の光周波数
が変調される。
【００１３】
実施例１
図２に本発明の一実施例を示す。半導体基板１上にレー
ザ光源２および導波型光フィルタ５が光導波路４を介し
て形成されている。本実施例においては、導波型光フィ
ルタとして、導波型回折格子５１と素子端面に形成され
た高反射膜５２とにより構成された多重干渉型ファブリ
ペロ干渉計５を用いた。多重干渉型ファブリペロ干渉計
５は、導波型回折格子５１と高反射膜５２との間の光の
多重干渉によりフィルタ特性を有する。本実施例に述べ
る構造は、すべて半導体のＩｎＰ基板１上に作成され、
光導波路４は、図３に示すように、光導波層を１．３μ
ｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ４１で形成し、それを単一モー
ド条件を満たすようにｐ−ＩｎＰ４２およびｎ−ＩｎＰ
４３で埋め込んだ構造を有する。当該光導波路は、ｐ−
ｎ接合を有し、電圧印加あるいは電流注入ができるよう
に形成した。また、導波型回折格子は、当該光導波層に
化学的エッチングを行うことにより凹凸を形成すること
により作成した。凹凸のピッチは約２０００Å程度であ
った。へき開面に形成された高反射膜５２は、ＳｉＯ２
とＴｉＯ２ の誘電体膜を２０層ずつ蒸着することに
より作成した。単一波長で発振する半導体レーザ２とし
て、ここでは基板１をＩｎＰとする、内部に回折格子を
有するＤＦＢレーザを用いた。また、当該ＤＦＢレーザ
と光導波路は、ＤＦＢレーザの１．５５μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰよりなる活性層２１と光導波路の光導波層４
１とを図４に示すごとくに突き合わせることにより結合
させた。図５にはこの光フィルタの反射率の光周波数依
存性を示す。本光源の出力光周波数は、図中の黒丸で示
された光周波数で安定化される。導波型光フィルタ５は
、光導波路４により単一波長で発振を行う半導体レーザ
２に結合されており、構成要素は同一の半導体基板１上
に形成されている。本光源の出力光周波数が、図５中の
どの光周波数（どの黒丸の点）で安定化されるかは、半
導体レーザへの注入電流量を調整することにより調整さ
れる。この集積型半導体レーザ光源は、半導体レーザへ
の電流注入量を変化したときに、出力光の光周波数が図
５の黒丸で示す不連続な値をとり、そのときの線幅は２
０ｋＨｚ、発振波長変動は３０分間で１ＭＨｚ以下であ
った。
ザ光源２および導波型光フィルタ５が光導波路４を介し
て形成されている。本実施例においては、導波型光フィ
ルタとして、導波型回折格子５１と素子端面に形成され
た高反射膜５２とにより構成された多重干渉型ファブリ
ペロ干渉計５を用いた。多重干渉型ファブリペロ干渉計
５は、導波型回折格子５１と高反射膜５２との間の光の
多重干渉によりフィルタ特性を有する。本実施例に述べ
る構造は、すべて半導体のＩｎＰ基板１上に作成され、
光導波路４は、図３に示すように、光導波層を１．３μ
ｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ４１で形成し、それを単一モー
ド条件を満たすようにｐ−ＩｎＰ４２およびｎ−ＩｎＰ
４３で埋め込んだ構造を有する。当該光導波路は、ｐ−
ｎ接合を有し、電圧印加あるいは電流注入ができるよう
に形成した。また、導波型回折格子は、当該光導波層に
化学的エッチングを行うことにより凹凸を形成すること
により作成した。凹凸のピッチは約２０００Å程度であ
った。へき開面に形成された高反射膜５２は、ＳｉＯ２
とＴｉＯ２ の誘電体膜を２０層ずつ蒸着することに
より作成した。単一波長で発振する半導体レーザ２とし
て、ここでは基板１をＩｎＰとする、内部に回折格子を
有するＤＦＢレーザを用いた。また、当該ＤＦＢレーザ
と光導波路は、ＤＦＢレーザの１．５５μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰよりなる活性層２１と光導波路の光導波層４
１とを図４に示すごとくに突き合わせることにより結合
させた。図５にはこの光フィルタの反射率の光周波数依
存性を示す。本光源の出力光周波数は、図中の黒丸で示
された光周波数で安定化される。導波型光フィルタ５は
、光導波路４により単一波長で発振を行う半導体レーザ
２に結合されており、構成要素は同一の半導体基板１上
に形成されている。本光源の出力光周波数が、図５中の
どの光周波数（どの黒丸の点）で安定化されるかは、半
導体レーザへの注入電流量を調整することにより調整さ
れる。この集積型半導体レーザ光源は、半導体レーザへ
の電流注入量を変化したときに、出力光の光周波数が図
５の黒丸で示す不連続な値をとり、そのときの線幅は２
０ｋＨｚ、発振波長変動は３０分間で１ＭＨｚ以下であ
った。
【００１４】また、導波型光フィルタ５の電極５３に電
圧印加あるいは電流注入を行うことにより光フィルタ５
の共振ピークの光周波数をシフトすることができ、この
共振ピークに安定化された光源の光周波数は、フィルタ
の共振ピークの光周波数のシフトにともない変化した。 本実施例の光源の変調可能な周波数は構成要素である半
導体レーザの変調帯域で決まり、１０ＧＨｚ以上の速度
で変調ができた。
圧印加あるいは電流注入を行うことにより光フィルタ５
の共振ピークの光周波数をシフトすることができ、この
共振ピークに安定化された光源の光周波数は、フィルタ
の共振ピークの光周波数のシフトにともない変化した。 本実施例の光源の変調可能な周波数は構成要素である半
導体レーザの変調帯域で決まり、１０ＧＨｚ以上の速度
で変調ができた。
【００１５】実施例２
図６は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例におい
ては、導波型光フィルタとして、リング型光フィルタ７
を用いている。リング型光フィルタは直線光導波路７３
とリング型光導波路７４とから形成され、両者は隣接す
る導波路部分で方向性結合器を形成しており、リング型
光フィルタが構成されている。リング型光フィルタ７の
片端面側には、光を反射すべく高反射膜７１が形成され
ている。このフィルタの逆端面は単一波長で発振を行う
半導体レーザ２に結合しており、構成要素は同一基板１
上に形成されている。本実施例による素子は、実施例１
と同一原理で動作する。また本実施例中のリング型光フ
ィルタ７は、図６中のリング部に形成された電極７２か
ら導波路へ電圧印加、あるいは電流注入することにより
、共振ピークの光周波数を変化できる。これにより、光
源の出力光周波数を変調することができる。
ては、導波型光フィルタとして、リング型光フィルタ７
を用いている。リング型光フィルタは直線光導波路７３
とリング型光導波路７４とから形成され、両者は隣接す
る導波路部分で方向性結合器を形成しており、リング型
光フィルタが構成されている。リング型光フィルタ７の
片端面側には、光を反射すべく高反射膜７１が形成され
ている。このフィルタの逆端面は単一波長で発振を行う
半導体レーザ２に結合しており、構成要素は同一基板１
上に形成されている。本実施例による素子は、実施例１
と同一原理で動作する。また本実施例中のリング型光フ
ィルタ７は、図６中のリング部に形成された電極７２か
ら導波路へ電圧印加、あるいは電流注入することにより
、共振ピークの光周波数を変化できる。これにより、光
源の出力光周波数を変調することができる。
【００１６】実施例３
図７は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、第
１の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
５の長さ、形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ５の反射特性は一致して
いる。導波型回折格子の終端から素子のへき開面までの
距離は、すべての構成要素で同一になるように形成した
。これにより全構成要素の光フィルタのフィルタ特性は
同一になった。個々の半導体レーザの光出力周波数を制
御することによって、構成要素である個々の集積型半導
体レーザ光源で、安定化させる光フィルタの共振ピーク
光周波数を異ならせることにより、出力光周波数間隔が
光フィルタの共振ピーク間隔に一致した、等間隔の光周
波数を有する狭線幅，波長安定化アレー光源が実現でき
た。
１の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
５の長さ、形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ５の反射特性は一致して
いる。導波型回折格子の終端から素子のへき開面までの
距離は、すべての構成要素で同一になるように形成した
。これにより全構成要素の光フィルタのフィルタ特性は
同一になった。個々の半導体レーザの光出力周波数を制
御することによって、構成要素である個々の集積型半導
体レーザ光源で、安定化させる光フィルタの共振ピーク
光周波数を異ならせることにより、出力光周波数間隔が
光フィルタの共振ピーク間隔に一致した、等間隔の光周
波数を有する狭線幅，波長安定化アレー光源が実現でき
た。
【００１７】実施例４
図７は、本発明の第４の実施例を示す。本実施例は、第
２の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
７の長さ，形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ７の反射特性は一致して
いる。さらに、すべての構成要素内のリング型光導波路
の大きさは同一とし、これにより全構成要素内の光フィ
ルタのフィルタ特性は同一になった。個々の半導体レー
ザの光出力周波数を制御することによって、構成要素で
ある個々の集積型半導体レーザ光源で、安定化に用いる
光フィルタの共振ピーク光周波数を異ならせることによ
り、出力光周波数間隔が光フィルタの共振ピーク間隔に
一致した、等間隔の光周波数を有する狭線幅，波長安定
化アレー光源が実現できた。
２の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
７の長さ，形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ７の反射特性は一致して
いる。さらに、すべての構成要素内のリング型光導波路
の大きさは同一とし、これにより全構成要素内の光フィ
ルタのフィルタ特性は同一になった。個々の半導体レー
ザの光出力周波数を制御することによって、構成要素で
ある個々の集積型半導体レーザ光源で、安定化に用いる
光フィルタの共振ピーク光周波数を異ならせることによ
り、出力光周波数間隔が光フィルタの共振ピーク間隔に
一致した、等間隔の光周波数を有する狭線幅，波長安定
化アレー光源が実現できた。
【００１８】
【発明の効果】以上、具体的な実施例により説明したよ
うに、本発明により、発振波長が安定化され、線幅の狭
い、コンパクトで機械的振動に強い、集積型半導体レー
ザ光源が実現できた。さらに、本発明により、発振波長
間隔が一定で、個々の波長が安定化されており、かつ線
幅の狭いアレー光源が実現できた。
うに、本発明により、発振波長が安定化され、線幅の狭
い、コンパクトで機械的振動に強い、集積型半導体レー
ザ光源が実現できた。さらに、本発明により、発振波長
間隔が一定で、個々の波長が安定化されており、かつ線
幅の狭いアレー光源が実現できた。
【図１】本発明の集積型半導体レーザ光源の原理を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【図３】光導波路の構造を示す模式的断面図である。
【図４】半導体レーザと光導波路の結合を示す模式的断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の一実施例を構成する導波型光フィルタ
の反射率の光周波数依存性を表す図である。
の反射率の光周波数依存性を表す図である。
【図６】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示す図である。
１ 半導体基板
２ 単一波長半導体レーザ
３ 半導体レーザへの電流注入用電極４ 光導波路
５ ファブリペロ型光フィルタ
５１ 導波型回折格子
５２ 高反射膜
５３ 光フィルタへの電圧印加あるいは電流注入用電
極７ リング共振器型光フィルタ ７１ 高反射膜
極７ リング共振器型光フィルタ ７１ 高反射膜
Claims (2)
- 【請求項１】 単一波長で発振を行う半導体レーザと
、反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタとが半導
体光導波路を介して、同一半導体基板上に形成されてな
ることを特徴とする集積型半導体レーザ光源。 - 【請求項２】 それぞれ単一波長で発振を行う半導体
レーザと、反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタ
とが半導体光導波路を介して、同一半導体基板上に形成
されている半導体レーザ光源が複数集積され、かつ前記
導波型光フィルタが多重干渉型であり、かつその長さお
よび形状が同一であることを特徴とする集積型半導体レ
ーザ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484891A JPH04343283A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 集積型半導体レーザ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484891A JPH04343283A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 集積型半導体レーザ光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343283A true JPH04343283A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14648227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11484891A Pending JPH04343283A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 集積型半導体レーザ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04343283A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028393A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Korea Electronics Telecommun | 長い空洞単一モードレーザーダイオード |
| US7738794B2 (en) * | 2005-11-15 | 2010-06-15 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
| JP2013156288A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体装置 |
| JP2015002335A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 日本電信電話株式会社 | 集積型半導体光源 |
| WO2017056474A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ光源 |
| JP2021150309A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 株式会社デンソー | レーザ光源 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP11484891A patent/JPH04343283A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7738794B2 (en) * | 2005-11-15 | 2010-06-15 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
| US8068744B2 (en) | 2005-11-15 | 2011-11-29 | Fujitsu Limted | Optical transmitter |
| JP2008028393A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Korea Electronics Telecommun | 長い空洞単一モードレーザーダイオード |
| JP2013156288A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体装置 |
| JP2015002335A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 日本電信電話株式会社 | 集積型半導体光源 |
| WO2017056474A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ光源 |
| JPWO2017056474A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-07-12 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ光源 |
| JP2021150309A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 株式会社デンソー | レーザ光源 |
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