JPH0567076B2 - - Google Patents
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- JPH0567076B2 JPH0567076B2 JP61161928A JP16192886A JPH0567076B2 JP H0567076 B2 JPH0567076 B2 JP H0567076B2 JP 61161928 A JP61161928 A JP 61161928A JP 16192886 A JP16192886 A JP 16192886A JP H0567076 B2 JPH0567076 B2 JP H0567076B2
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- semiconductor laser
- optical
- layer region
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06216—Pulse modulation or generation
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- H01S5/1021—Coupled cavities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- H01S5/1025—Extended cavities
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信等に用いられる光短パルス発
生装置に関するものである。
生装置に関するものである。
従来、光短パルス発生装置としては、半導体レ
ーザの一方の端面を無反射コートし、外部に反射
鏡を設けて、この無反射コート面を通して光を戻
し、半導体レーザのへき開面と外部に設けた反射
鏡とでフアブリーペロ共振器を構成し、半導体レ
ーザにフアブリーペロ共振器の共振モード間隔周
波数の整数倍の周波数の変調を加えることで、モ
ードロツクを起こさせ、光短パルスを発生するも
のが報告されている（イツペン．イー．ピー．、
アプライド フイジイツクス レター、37巻、３
号、267ページ〜269ページ、1980年）。
ーザの一方の端面を無反射コートし、外部に反射
鏡を設けて、この無反射コート面を通して光を戻
し、半導体レーザのへき開面と外部に設けた反射
鏡とでフアブリーペロ共振器を構成し、半導体レ
ーザにフアブリーペロ共振器の共振モード間隔周
波数の整数倍の周波数の変調を加えることで、モ
ードロツクを起こさせ、光短パルスを発生するも
のが報告されている（イツペン．イー．ピー．、
アプライド フイジイツクス レター、37巻、３
号、267ページ〜269ページ、1980年）。
半導体レーザと反射鏡を用いて、モードロツク
を起こさせる光短パルス発生装置においては、反
射鏡から半導体レーザへの戻り光量が多いほど、
また、半導体レーザへの変調電流周波数が、半導
体レーザのへき開面と反射鏡で構成されるフアブ
リーペロ共振器の共振モード間隔周波数の整数倍
に近いほど、光パルスの短縮化が可能となる。し
かし、従来の光短パルス発生装置では、機械的な
微調が必要なため、結合が不安定で低くなる欠点
や、共振モード間隔の調整を行う際、機械的な調
整のため、不正確、不安定であり、かつ制御する
際に応答が遅くなる等の欠点があつた。
を起こさせる光短パルス発生装置においては、反
射鏡から半導体レーザへの戻り光量が多いほど、
また、半導体レーザへの変調電流周波数が、半導
体レーザのへき開面と反射鏡で構成されるフアブ
リーペロ共振器の共振モード間隔周波数の整数倍
に近いほど、光パルスの短縮化が可能となる。し
かし、従来の光短パルス発生装置では、機械的な
微調が必要なため、結合が不安定で低くなる欠点
や、共振モード間隔の調整を行う際、機械的な調
整のため、不正確、不安定であり、かつ制御する
際に応答が遅くなる等の欠点があつた。
本発明の目的は、これら問題点を解決し、反射
鏡からの戻り光量を多くすると同時に、所望の時
間間隔で光短パルスを発生する装置を提供するこ
とにある。
鏡からの戻り光量を多くすると同時に、所望の時
間間隔で光短パルスを発生する装置を提供するこ
とにある。
本発明の光短パルス発生装置は、活性層領域
と、この活性層領域に光学的に結合している光導
波路層を有する制御領域と、前記活性層領域なら
びに前記制御領域それぞれに電流を注入する手段
を備えた半導体レーザ集積素子と、前記活性層領
域への注入電流を変調する発振器とを有し、前記
制御領域への注入電流量を変化させることで、前
記半導体レーザ集積素子の共振器長を変化させ、
共振周波数間隔を前記発振器の発振周波数に合わ
せることで、前記発振器の周波数に対応した時間
周期で光短パルスを発生させることを特徴として
いる。
と、この活性層領域に光学的に結合している光導
波路層を有する制御領域と、前記活性層領域なら
びに前記制御領域それぞれに電流を注入する手段
を備えた半導体レーザ集積素子と、前記活性層領
域への注入電流を変調する発振器とを有し、前記
制御領域への注入電流量を変化させることで、前
記半導体レーザ集積素子の共振器長を変化させ、
共振周波数間隔を前記発振器の発振周波数に合わ
せることで、前記発振器の周波数に対応した時間
周期で光短パルスを発生させることを特徴として
いる。
以下、本発明の原理について説明する。
一般に半導体へ電流を注入すると、キヤリア密
度が変化するため屈折率が変化する。このため、
活性層領域とこの活性層領域に光学的に結合した
光導波路層を有する制御領域とを持つ半導体レー
ザ集積素子では、光導波路層への注入電流量を変
化させることで、活性層のへき開面ミラーと光導
波路層の端面のミラーとで構成されるフアブリー
ペロ共振器のミラー間隔を、変化させることがで
きる。このため、所望の光短パルス周期に合致す
るよう、フアブリーペロ共振器の共振モード間隔
を変化させれば所望の時間間隔ごとの光短パルス
を発生させることができる。
度が変化するため屈折率が変化する。このため、
活性層領域とこの活性層領域に光学的に結合した
光導波路層を有する制御領域とを持つ半導体レー
ザ集積素子では、光導波路層への注入電流量を変
化させることで、活性層のへき開面ミラーと光導
波路層の端面のミラーとで構成されるフアブリー
ペロ共振器のミラー間隔を、変化させることがで
きる。このため、所望の光短パルス周期に合致す
るよう、フアブリーペロ共振器の共振モード間隔
を変化させれば所望の時間間隔ごとの光短パルス
を発生させることができる。
また、集積化したことにより、戻り光光路に光
導波構造を持つため、戻り光の結合量も上げるこ
とができる。従つて、小型で安定かつ所望の時間
間隔で光短パルス発生が可能な光短パルス発生装
置を得ることができる。
導波構造を持つため、戻り光の結合量も上げるこ
とができる。従つて、小型で安定かつ所望の時間
間隔で光短パルス発生が可能な光短パルス発生装
置を得ることができる。
第１図は本発明の光短パルス発生装置の一実施
例の構成図である。
例の構成図である。
この光短パルス発生装置は、半導体レーザ集積
素子２１と、この半導体レーザ集積素子の活性層
領域２２に電流を注入する直流電流源３３と、制
御領域２３に電流を注入する直流電流源３２と、
活性層領域への注入電流を変調する発振器である
変調信号源３１とから構成されている。
素子２１と、この半導体レーザ集積素子の活性層
領域２２に電流を注入する直流電流源３３と、制
御領域２３に電流を注入する直流電流源３２と、
活性層領域への注入電流を変調する発振器である
変調信号源３１とから構成されている。
この実施例で用いた半導体レーザ集積素子２１
は、次のようにして構成した。まず、ｎ−InP基
板１の上にｎ−InGaAsP光導波路層１２を0.2μ
ｍ、InGaAsP活性層１３を0.1μｍ（発振波長に
して1.5μｍ）、ｐ−InPクラツド層３０を0.2μｍ成
長させる。この上に全面を覆うようにSiO2膜を
作成し、フオトレジストを用いてパターニングを
行い、活性層領域２２以外のSiO2膜を除去し、
ｐ−InPクラツド層３０およびInGaAsP活性層１
３を選択的にエツチングする。この後、
InGaAsPの光導波路層５０（発光波長にして
1.15μｍ組成）を0.2μｍ成長し、SiO2膜をエツチ
ングし、その上にｐ−InPクラツド層４０を0.8μ
ｍ成長し平坦とした後、p+−InGaAsPキヤツプ
層２０を順次エピタキシヤル成長させる。制御領
域２３は、光導路層５０を有し、この光導波路層
は活性層領域２２に光学的に結合している。
は、次のようにして構成した。まず、ｎ−InP基
板１の上にｎ−InGaAsP光導波路層１２を0.2μ
ｍ、InGaAsP活性層１３を0.1μｍ（発振波長に
して1.5μｍ）、ｐ−InPクラツド層３０を0.2μｍ成
長させる。この上に全面を覆うようにSiO2膜を
作成し、フオトレジストを用いてパターニングを
行い、活性層領域２２以外のSiO2膜を除去し、
ｐ−InPクラツド層３０およびInGaAsP活性層１
３を選択的にエツチングする。この後、
InGaAsPの光導波路層５０（発光波長にして
1.15μｍ組成）を0.2μｍ成長し、SiO2膜をエツチ
ングし、その上にｐ−InPクラツド層４０を0.8μ
ｍ成長し平坦とした後、p+−InGaAsPキヤツプ
層２０を順次エピタキシヤル成長させる。制御領
域２３は、光導路層５０を有し、この光導波路層
は活性層領域２２に光学的に結合している。
さらに、活性層領域２２および制御領域２３の
キヤツプ層２０上に変調電極６１、制御電極６２
をそれぞれ形成し、InP基板１の下にはｎ側電極
８を形成した。また変調電極６１と制御電極６２
の間には、両電極間の電気的アイソレーシヨンを
よくするために、キヤツプ層２０より深い溝９０
を形成した。さらに光導波路層５０の出射端に絶
縁膜であるSiO2膜９１と、その上にAu膜９２を
形成することによつて、光の反射率を95％以上と
した。
キヤツプ層２０上に変調電極６１、制御電極６２
をそれぞれ形成し、InP基板１の下にはｎ側電極
８を形成した。また変調電極６１と制御電極６２
の間には、両電極間の電気的アイソレーシヨンを
よくするために、キヤツプ層２０より深い溝９０
を形成した。さらに光導波路層５０の出射端に絶
縁膜であるSiO2膜９１と、その上にAu膜９２を
形成することによつて、光の反射率を95％以上と
した。
以上の工程により、第１図のような半導体レー
ザ集積素子２１が製作できた。なお活性層領域２
２、制御領域の長さは、それぞれ300μｍ、1.1cm
とした。この時、レーザのへき開面９３とAu膜
９２とで構成されるフアブリーペロ共振基の共振
周波数間隔は、約4GHzとした（共振器長は実効
長で約3.75cm）。
ザ集積素子２１が製作できた。なお活性層領域２
２、制御領域の長さは、それぞれ300μｍ、1.1cm
とした。この時、レーザのへき開面９３とAu膜
９２とで構成されるフアブリーペロ共振基の共振
周波数間隔は、約4GHzとした（共振器長は実効
長で約3.75cm）。
次に、この半導体レーザ集積素子２１の変調電
極６１に直流電流源３３から直流電流を流入し、
レーザ発振させた後、変調信号源３１から4GHz
の正弦波信号を重畳させ、変調を行つた。この
時、出力光100をストリークカメラで観測し、光
パルス幅が最小となるように直流電流源３２を調
整した。その結果、250ps（4GHzの周期）おきに、
パルス幅10以下の光短パルスを安定に発生させる
ことができた。
極６１に直流電流源３３から直流電流を流入し、
レーザ発振させた後、変調信号源３１から4GHz
の正弦波信号を重畳させ、変調を行つた。この
時、出力光100をストリークカメラで観測し、光
パルス幅が最小となるように直流電流源３２を調
整した。その結果、250ps（4GHzの周期）おきに、
パルス幅10以下の光短パルスを安定に発生させる
ことができた。
本発明においては、以上の実施例の他にも様々
な変形例が可能である。例えば、活性層領域の活
性層の組成を発振波長にして1.3μｍとしてもよい
し、活性層領域の長さを100μｍ〜１mmの間で変
化させることもできる。また変調周波数はフアブ
リーペロの共振周波数間隔の整数倍とすることも
できる。
な変形例が可能である。例えば、活性層領域の活
性層の組成を発振波長にして1.3μｍとしてもよい
し、活性層領域の長さを100μｍ〜１mmの間で変
化させることもできる。また変調周波数はフアブ
リーペロの共振周波数間隔の整数倍とすることも
できる。
以上のように、本発明の光短パルス発生装置に
よれば、戻り光の結合量を大きくできると同時
に、安定に所望の時間間隔で光短パルスを得るこ
とができる。
よれば、戻り光の結合量を大きくできると同時
に、安定に所望の時間間隔で光短パルスを得るこ
とができる。
第１図は、本発明の典型的な実施例の構成図で
ある。 １……基板、１２，５０……光導波路層、１３
……活性層、２０……キヤツプ層、２１……半導
体レーザ集積素子、２２……活性層領域、２３…
…制御領域、３０，４０……クラツド層、３１…
…変調信号源、３２，３３……直流電流源。
ある。 １……基板、１２，５０……光導波路層、１３
……活性層、２０……キヤツプ層、２１……半導
体レーザ集積素子、２２……活性層領域、２３…
…制御領域、３０，４０……クラツド層、３１…
…変調信号源、３２，３３……直流電流源。
Claims (1)
- １ 活性層領域と、この活性層領域に光学的に結
合している光導波路層を有する制御領域と、前記
活性層領域ならびに前記制御領域それぞれに電流
を注入する手段を備えた半導体レーザ集積素子
と、前記活性層領域への注入電流を変調する発振
器とを有し、前記制御領域への注入電流量を変化
させることで、前記半導体レーザ集積素子の共振
器長を変化させ、共振周波数間隔を前記発振器の
発振周波数に合わせることで、前記発振器の周波
数に対応した時間周期で光短パルスを発生させる
ことを特徴とする光短パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161928A JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161928A JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318683A JPS6318683A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0567076B2 true JPH0567076B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=15744700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161928A Granted JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318683A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632785A (en) * | 1979-08-25 | 1981-04-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light amplifier |
| JPS59165480A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61161928A patent/JPS6318683A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6318683A (ja) | 1988-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |