JPH06291403A - 光トランスミッタ - Google Patents
光トランスミッタInfo
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- JPH06291403A JPH06291403A JP4315629A JP31562992A JPH06291403A JP H06291403 A JPH06291403 A JP H06291403A JP 4315629 A JP4315629 A JP 4315629A JP 31562992 A JP31562992 A JP 31562992A JP H06291403 A JPH06291403 A JP H06291403A
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- bragg section
- laser
- optical transmitter
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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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/572—Wavelength control
-
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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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
- H01S5/062—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
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- H01S5/06256—Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一縦モード動作のレーザを保持する光トラ
ンスミッタを提供する。 【構成】 モード安定化フィードバック制御手段と分布
ブラッグ反射レーザを有する光トランスミッタを用いる
ことにより、単一縦モード動作のレーザを保持できる。
ンスミッタを提供する。 【構成】 モード安定化フィードバック制御手段と分布
ブラッグ反射レーザを有する光トランスミッタを用いる
ことにより、単一縦モード動作のレーザを保持できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに係わり、
特に単一周波数または単一ファブリ−ペローモード出力
を保持するため半導体レーザを安定化する装置に関す
る。
特に単一周波数または単一ファブリ−ペローモード出力
を保持するため半導体レーザを安定化する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムにおいては波長分割多重
化により非常に多数の種々の光チャネルの伝送が可能で
ある。そのためには、通常次のような複数の光源を有す
ることが必要である。それには、各光源をその他の光源
の動作波長とは異なる特定の動作波長に同調またはセッ
トする必要がある。すなわち、波長分割多重化システム
では、２つの光源が同じ動作波長を共有することはな
い。
化により非常に多数の種々の光チャネルの伝送が可能で
ある。そのためには、通常次のような複数の光源を有す
ることが必要である。それには、各光源をその他の光源
の動作波長とは異なる特定の動作波長に同調またはセッ
トする必要がある。すなわち、波長分割多重化システム
では、２つの光源が同じ動作波長を共有することはな
い。
【０００３】同調可能の単一周波数（波長）レーザ、例
えば分布歸還レーザや分布ブラッグ反射レーザは、波長
分割多重化光通信システムの光源とするのに必要な条件
を十分満足させる汎用性を有する。これについては、例
えば、ＩＥＥＥ Ｊ．ｏｆＱｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅ
ｃ．、第ＱＥ−２３巻、６号、９０３−８頁（１９８７
年）を参照のこと。同調可能の分布ブラッグ反射（ＤＢ
Ｒ）レーザは、電気的に分離された接点を有し、そのた
め１つの電流をブラッグセクションに加え、別の電流を
ゲインセクションに独立して加えることができる。
えば分布歸還レーザや分布ブラッグ反射レーザは、波長
分割多重化光通信システムの光源とするのに必要な条件
を十分満足させる汎用性を有する。これについては、例
えば、ＩＥＥＥ Ｊ．ｏｆＱｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅ
ｃ．、第ＱＥ−２３巻、６号、９０３−８頁（１９８７
年）を参照のこと。同調可能の分布ブラッグ反射（ＤＢ
Ｒ）レーザは、電気的に分離された接点を有し、そのた
め１つの電流をブラッグセクションに加え、別の電流を
ゲインセクションに独立して加えることができる。
【０００４】これについては、例えば、Ｅｌｅｃｔ．Ｌ
ｅｔｔ．、第２４巻、２３号、１４３１−３頁、（１９
８８年）を参照のこと。これは、ブラッグセクションと
フェーズセクションとゲインセクションを有する３セク
ション連続同調可能のＤＢＲレーザを示す。ブラッグセ
クションに所定の電流を加えて、ブラッグ格子を同調す
ることができ、従ってブラッグ波長λＢをレーザの縦モ
ードまたはファブリ−ペローモードの１つの波長に対応
する波長に同調することができる。
ｅｔｔ．、第２４巻、２３号、１４３１−３頁、（１９
８８年）を参照のこと。これは、ブラッグセクションと
フェーズセクションとゲインセクションを有する３セク
ション連続同調可能のＤＢＲレーザを示す。ブラッグセ
クションに所定の電流を加えて、ブラッグ格子を同調す
ることができ、従ってブラッグ波長λＢをレーザの縦モ
ードまたはファブリ−ペローモードの１つの波長に対応
する波長に同調することができる。
【０００５】複数の同調可能のＤＢＲレーザでこの方法
を用いると、対応する複数の個々には相互排他の波長
（ここではそれぞれ個別チャネルに対してであるが）を
得ることができ、従って、波長分割多重化を行うことが
できる。前述の波長分割多重化用に同調可能のＤＢＲレ
ーザを長時間使用すると、老化や材料の欠陥のためにデ
バイスは性能が低下する。その結果、ブラッグ反射特性
の波長がドリフトする。
を用いると、対応する複数の個々には相互排他の波長
（ここではそれぞれ個別チャネルに対してであるが）を
得ることができ、従って、波長分割多重化を行うことが
できる。前述の波長分割多重化用に同調可能のＤＢＲレ
ーザを長時間使用すると、老化や材料の欠陥のためにデ
バイスは性能が低下する。その結果、ブラッグ反射特性
の波長がドリフトする。
【０００６】換言すると、ブラッグ格子の有効周期がド
リフトまたは変化する。格子の波長ドリフトは次の“モ
ードホップ”をひき起こすのに十分に大きいものであ
る。それはブラッグ格子により元のレーザ化縦モードが
冷遇され、先に元のレーザ化モードのサイド縦モードで
あった別のモードが優遇されるものである。
リフトまたは変化する。格子の波長ドリフトは次の“モ
ードホップ”をひき起こすのに十分に大きいものであ
る。それはブラッグ格子により元のレーザ化縦モードが
冷遇され、先に元のレーザ化モードのサイド縦モードで
あった別のモードが優遇されるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このことから、波長分
割多重化用には、チャネルに次のことが起こる。それは
モードホップが波長に現れ、そのため元に割当てられた
ものと異なる縦モードとなる。
割多重化用には、チャネルに次のことが起こる。それは
モードホップが波長に現れ、そのため元に割当てられた
ものと異なる縦モードとなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】老化や欠陥の結果生ずる
波長ドリフトやモードホップは、分布ブラッグ反射レー
ザにおいて次により実質的に除かれる。それはレーザの
ブラッグセクションからのファセット光出力をモニタ
し、モニタされた光出力に応答してレーザのブラッグセ
クションのブラッグ格子の有効周期を制御調節して実質
上一定波長の単一モード動作とするものである。
波長ドリフトやモードホップは、分布ブラッグ反射レー
ザにおいて次により実質的に除かれる。それはレーザの
ブラッグセクションからのファセット光出力をモニタ
し、モニタされた光出力に応答してレーザのブラッグセ
クションのブラッグ格子の有効周期を制御調節して実質
上一定波長の単一モード動作とするものである。
【０００９】ブラッグ周期の制御調節は一例として次の
ように実施される。それは、ブラッグセクション電流に
ついてモニタされた光出力の特性を測定し、長時間動作
中実質上一定波長にレーザの単一縦モード動作を保持す
るように測定された特性に応答してブラッグセクション
電流を調節することにより実施される。
ように実施される。それは、ブラッグセクション電流に
ついてモニタされた光出力の特性を測定し、長時間動作
中実質上一定波長にレーザの単一縦モード動作を保持す
るように測定された特性に応答してブラッグセクション
電流を調節することにより実施される。
【００１０】
【実施例】本発明では、フィードバック制御回路は同調
可能の分布ブラッグ反射レーザからの光出力を検出し、
レーザのブラッグセクションの回折格子の有効周期を制
御調節するものであるが、これにより所定の縦モードの
レーザの単一波長動作を得ることができる。フィードバ
ック制御回路が動作中である場合、レーザ出力は実質的
に単一波長であり、レーザのモードホップは実質的に生
じない。
可能の分布ブラッグ反射レーザからの光出力を検出し、
レーザのブラッグセクションの回折格子の有効周期を制
御調節するものであるが、これにより所定の縦モードの
レーザの単一波長動作を得ることができる。フィードバ
ック制御回路が動作中である場合、レーザ出力は実質的
に単一波長であり、レーザのモードホップは実質的に生
じない。
【００１１】図１はフィードバック制御回路の一例を示
すが、これは外部光学を用いるものではない。エラー信
号はレーザと集積された光検出器から送られる。光検出
器はレーザのブラッグセクションを通る光、すなわちレ
ーザのバックファセット光出力を測る。このエラー信号
を用いてレーザのブラッグセクションに送られる電流を
制御する。ブラッグセクションに流れる電流を変えて、
ブラッグ格子の周期を調節し、それによりブラッグ波長
をレーザの所定の縦またはファブリ−ペローのモードと
一致させる。
すが、これは外部光学を用いるものではない。エラー信
号はレーザと集積された光検出器から送られる。光検出
器はレーザのブラッグセクションを通る光、すなわちレ
ーザのバックファセット光出力を測る。このエラー信号
を用いてレーザのブラッグセクションに送られる電流を
制御する。ブラッグセクションに流れる電流を変えて、
ブラッグ格子の周期を調節し、それによりブラッグ波長
をレーザの所定の縦またはファブリ−ペローのモードと
一致させる。
【００１２】この同調の結果、レーザ出力は最大サイド
モード抑制比を示す。図１はフィードバック制御回路例
と共に同調可能のマルチセクション分布ブラッグ反射レ
ーザを単純化して示す模式図である。この分布ブラッグ
反射レーザには、ブラッグセクション１０、ゲインセク
ション１１および集積フォトダイオードセクション１４
がある。ブラッグセクション１０には回折格子（ブラッ
グ格子）１６および金属接点１２がある。ゲインセクシ
ョン１３は接点１３により制御される活性領域の多重量
子井戸スタックを用いる。
モード抑制比を示す。図１はフィードバック制御回路例
と共に同調可能のマルチセクション分布ブラッグ反射レ
ーザを単純化して示す模式図である。この分布ブラッグ
反射レーザには、ブラッグセクション１０、ゲインセク
ション１１および集積フォトダイオードセクション１４
がある。ブラッグセクション１０には回折格子（ブラッ
グ格子）１６および金属接点１２がある。ゲインセクシ
ョン１３は接点１３により制御される活性領域の多重量
子井戸スタックを用いる。
【００１３】検出光電流はフォトダイオード１４により
接点１５で出力される。この種の同調可能分布ブラッグ
反射レーザは、作成や実用について詳しく知られてお
り、それらはＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ、第５８巻、１２３９−４０頁（１９９１
年）、に記載されている。図１に示すフィードバック制
御回路では、フィードバック動作がレーザのブラッグセ
クションを誤って逆バイアスできぬように、ブラッグセ
クションに流れる電流（Ｉｄｂｒ）はバイアスされる。
接点１５で出力される。この種の同調可能分布ブラッグ
反射レーザは、作成や実用について詳しく知られてお
り、それらはＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ、第５８巻、１２３９−４０頁（１９９１
年）、に記載されている。図１に示すフィードバック制
御回路では、フィードバック動作がレーザのブラッグセ
クションを誤って逆バイアスできぬように、ブラッグセ
クションに流れる電流（Ｉｄｂｒ）はバイアスされる。
【００１４】高速ディザー信号は、発振器２１によりロ
ックイン増幅器回路エレメント２０に加えられる。この
高速ディザー信号は、フォトダイオード１４からの検出
光電流（Ｉｄｅｔ）と組合せられてロックイン増幅器に
より検出できる。検出に続きこの信号は、増幅され、加
えられたブラッグ電流のエレメントとしてブラッグセク
ションにフィードバックされる。ブラッグセクションの
ｄｃバイアスは、電流Ｉｄｂｒ、ＤＣとして加えられ
る。
ックイン増幅器回路エレメント２０に加えられる。この
高速ディザー信号は、フォトダイオード１４からの検出
光電流（Ｉｄｅｔ）と組合せられてロックイン増幅器に
より検出できる。検出に続きこの信号は、増幅され、加
えられたブラッグ電流のエレメントとしてブラッグセク
ションにフィードバックされる。ブラッグセクションの
ｄｃバイアスは、電流Ｉｄｂｒ、ＤＣとして加えられ
る。
【００１５】この回路の動作は次の通りである。発振器
２１から、周波数約１００ｋＨｚで約０．２ｍＡ（ピー
ク間）のａｃ小電流がレーザのブラッグセクションに加
えられる。ブラッグセクション１０からの出力パワー
は、集積フォトダイオード１４により検出される。フォ
トダイオードからの信号は、直接ロックイン増幅器エレ
メント２０に加えられる。ブラッグセクションに加えら
れた電流（Ｉｄｂｒ）に関して光出力の１次導関数は、
ロックイン増幅器エレメント２０を用いて出力パワーの
１００ｋＨｚコンポーネントを検出することにより得ら
れる。
２１から、周波数約１００ｋＨｚで約０．２ｍＡ（ピー
ク間）のａｃ小電流がレーザのブラッグセクションに加
えられる。ブラッグセクション１０からの出力パワー
は、集積フォトダイオード１４により検出される。フォ
トダイオードからの信号は、直接ロックイン増幅器エレ
メント２０に加えられる。ブラッグセクションに加えら
れた電流（Ｉｄｂｒ）に関して光出力の１次導関数は、
ロックイン増幅器エレメント２０を用いて出力パワーの
１００ｋＨｚコンポーネントを検出することにより得ら
れる。
【００１６】それには、レーザのブラッグセクションか
らの光出力の少なくとも１つの特性を測定する手段とし
てフォトダイオード１４とロックイン増幅器エレメント
２０がある。増幅器２２により検出された信号の増幅に
続き、増幅器出力はレーザのブラッグセクションにフィ
ードバックされ、そしてフィードバックループを閉じ
る。それにはフィードバック手段はロックイン増幅器２
０、増幅器２２および発振器２１を有する。フィードバ
ック制御回路の個々のコンポーネントの動作と構成は当
業者にはよく知られているのでさらには詳述しない。
らの光出力の少なくとも１つの特性を測定する手段とし
てフォトダイオード１４とロックイン増幅器エレメント
２０がある。増幅器２２により検出された信号の増幅に
続き、増幅器出力はレーザのブラッグセクションにフィ
ードバックされ、そしてフィードバックループを閉じ
る。それにはフィードバック手段はロックイン増幅器２
０、増幅器２２および発振器２１を有する。フィードバ
ック制御回路の個々のコンポーネントの動作と構成は当
業者にはよく知られているのでさらには詳述しない。
【００１７】図２は、ブラッグ電流の関数としてブラッ
グ波長の変動をプロットした例を示す。ブラッグ波長
は、ブラッグ格子１６の反射率特性に対する中心波長で
ある。図３にこのような反射率特性の１つを曲線３００
として示す。図３および図５に示すように、レーザの所
望の縦モードがブラッグ反射率特性またはブラッグバン
ドの中心もしくは中心近くにある場合にサイドモード抑
制比は最大となる。
グ波長の変動をプロットした例を示す。ブラッグ波長
は、ブラッグ格子１６の反射率特性に対する中心波長で
ある。図３にこのような反射率特性の１つを曲線３００
として示す。図３および図５に示すように、レーザの所
望の縦モードがブラッグ反射率特性またはブラッグバン
ドの中心もしくは中心近くにある場合にサイドモード抑
制比は最大となる。
【００１８】図３から分るように、これが起るのはメイ
ンモードが反射率特性の点３０１に対応するブラッグ波
長にある場合で、かつサイド縦モードが反射率特性の点
３０２と点３０３に対応する波長にある場合である。図
５に示すように、メイン縦モード５０１は次のサイド縦
モード５０２と５０３をはるかに超過するものである
が、後者は両方とも実質的に同じパワーレベルで現れ
る。ところが、メイン縦モードがブラッグ波長の中心に
ない場合、レーザのサイドモード抑制比は低下する。
ンモードが反射率特性の点３０１に対応するブラッグ波
長にある場合で、かつサイド縦モードが反射率特性の点
３０２と点３０３に対応する波長にある場合である。図
５に示すように、メイン縦モード５０１は次のサイド縦
モード５０２と５０３をはるかに超過するものである
が、後者は両方とも実質的に同じパワーレベルで現れ
る。ところが、メイン縦モードがブラッグ波長の中心に
ない場合、レーザのサイドモード抑制比は低下する。
【００１９】この状態は反射率特性曲線３００の点３０
１´、点３０２´および点３０３´で示される。さらに
図４は、サイドモード抑制比の低下を示すが、ここで出
力スペクトル４００はメイン縦モード４０１と非常に高
いサイド縦モード４０２を示す。モードパワーのこのア
ンバランスがレーザのサイドモード抑制比を厳しく低下
させる。ここで注目すべきは、ブラッグセクションの格
子１６の反射率は、ブラッグ波長で最大となるので、ブ
ラッグ波長で動作する場合ほんの少しの割合の光がブラ
ッグセクションを通りフォトダイオード１４に向けて送
られる。
１´、点３０２´および点３０３´で示される。さらに
図４は、サイドモード抑制比の低下を示すが、ここで出
力スペクトル４００はメイン縦モード４０１と非常に高
いサイド縦モード４０２を示す。モードパワーのこのア
ンバランスがレーザのサイドモード抑制比を厳しく低下
させる。ここで注目すべきは、ブラッグセクションの格
子１６の反射率は、ブラッグ波長で最大となるので、ブ
ラッグ波長で動作する場合ほんの少しの割合の光がブラ
ッグセクションを通りフォトダイオード１４に向けて送
られる。
【００２０】図１に示すフィードバック制御回路はブラ
ッグセクション電流を次のように制御調節する。それは
ブラッグセクションを通る光量が最小となり、それによ
り次にレーザの所望の動作波長が同時にブラッグ波長も
しくはその近くのブラッグバンドの中心近くに調節され
る。勿論これはレーザのサイドモード抑制比が最大に近
づくことを意味するものである。
ッグセクション電流を次のように制御調節する。それは
ブラッグセクションを通る光量が最小となり、それによ
り次にレーザの所望の動作波長が同時にブラッグ波長も
しくはその近くのブラッグバンドの中心近くに調節され
る。勿論これはレーザのサイドモード抑制比が最大に近
づくことを意味するものである。
【００２１】いったん所望の動作波長にセットされる
と、老化の影響を補償するようにフィードバック制御回
路によりブラッグセクション電流を自動的に変えてレー
ザはその波長に保持される。実験の実施例として、レー
ザのｄｃバイアスを約１０ｍＡにセットし、フィードバ
ック制御なしで１．５２８μｍの所望の動作波長でサイ
ドモード抑制比３６．６ｄＢを得た。フィードバック制
御回路を閉じた後、ブラッグセクション電流は１４．７
ｍＡに変化した。
と、老化の影響を補償するようにフィードバック制御回
路によりブラッグセクション電流を自動的に変えてレー
ザはその波長に保持される。実験の実施例として、レー
ザのｄｃバイアスを約１０ｍＡにセットし、フィードバ
ック制御なしで１．５２８μｍの所望の動作波長でサイ
ドモード抑制比３６．６ｄＢを得た。フィードバック制
御回路を閉じた後、ブラッグセクション電流は１４．７
ｍＡに変化した。
【００２２】これは、フォトダイオード１４による検出
光が最小になる点に相当した。このブラッグセクション
電流におけるサイドモード抑制比は５３．２ｄＢに上昇
した。レーザの動作波長は０．６オングストロームだけ
シフトした。フィードバック制御回路のオンオフによる
この種の動作は図３の例では次のように考えられる。そ
れはレーザのメイン縦モードが点３０１であるブラッグ
バンドの点３０１、点３０２および点３０３にモードが
引張られているものである。
光が最小になる点に相当した。このブラッグセクション
電流におけるサイドモード抑制比は５３．２ｄＢに上昇
した。レーザの動作波長は０．６オングストロームだけ
シフトした。フィードバック制御回路のオンオフによる
この種の動作は図３の例では次のように考えられる。そ
れはレーザのメイン縦モードが点３０１であるブラッグ
バンドの点３０１、点３０２および点３０３にモードが
引張られているものである。
【００２３】レーザのアクティブまたはゲインセクショ
ンのファセット反射体の強度に対して格子の強度がモー
ド安定化装置の挙動に影響すると考えられる。特に、ブ
ラッグ格子強度がゲインセクションのファセット反射体
の強度に十分に近い場合、ロックイン増幅器はＩｄｅｔ
の１次導関数がゼロである点を検出することができな
い。図７は、実施した実験でみられたこれらの状態に相
当する１つの特定例を示す。図７に示す例では、ブラッ
グ格子１６の格子強度はκＬｄｂｒ〜１であった。
ンのファセット反射体の強度に対して格子の強度がモー
ド安定化装置の挙動に影響すると考えられる。特に、ブ
ラッグ格子強度がゲインセクションのファセット反射体
の強度に十分に近い場合、ロックイン増幅器はＩｄｅｔ
の１次導関数がゼロである点を検出することができな
い。図７は、実施した実験でみられたこれらの状態に相
当する１つの特定例を示す。図７に示す例では、ブラッ
グ格子１６の格子強度はκＬｄｂｒ〜１であった。
【００２４】曲線７０１にみられるように、フォトダイ
オード１４からの電流にはその１次導関数がゼロに等し
い点はない。そこでロックするのに適当な波長をフィー
ドバック制御回路は見出すことができない。図６の示す
例は、κＬｄｂｒがほぼ１より大きく（図６の例の格子
強度は約１．３）、またファセット反射率が約３２％で
ある適度に強い格子のものである。この種の適度に強い
ブラッグ格子では、ミラーロスはフロントファセットが
主であって、格子の同調は、全ミラーロスに対しほとん
ど影響を及ぼさない。
オード１４からの電流にはその１次導関数がゼロに等し
い点はない。そこでロックするのに適当な波長をフィー
ドバック制御回路は見出すことができない。図６の示す
例は、κＬｄｂｒがほぼ１より大きく（図６の例の格子
強度は約１．３）、またファセット反射率が約３２％で
ある適度に強い格子のものである。この種の適度に強い
ブラッグ格子では、ミラーロスはフロントファセットが
主であって、格子の同調は、全ミラーロスに対しほとん
ど影響を及ぼさない。
【００２５】レーザの出力パワーは、同調動作に強く依
存しない。ブラッグセクションを通る光が最小になるよ
うにレーザのブラッグセクションに流れる電流を調節す
ることにより、レーザの所望の動作波長は、ブラッグバ
ンドの中心近くに、すなわちブラッグ波長にもしくはそ
の近くに同時に調節される。このことはレーザのサイド
モード抑制比が最大に近いことを指す。図６に示すよう
に、最小、すなわち曲線６０１において１次導関数がゼ
ロになる点は、サイドモード抑制比の最大に対応するも
のである。
存しない。ブラッグセクションを通る光が最小になるよ
うにレーザのブラッグセクションに流れる電流を調節す
ることにより、レーザの所望の動作波長は、ブラッグバ
ンドの中心近くに、すなわちブラッグ波長にもしくはそ
の近くに同時に調節される。このことはレーザのサイド
モード抑制比が最大に近いことを指す。図６に示すよう
に、最小、すなわち曲線６０１において１次導関数がゼ
ロになる点は、サイドモード抑制比の最大に対応するも
のである。
【００２６】ブラッグセクションの反射率がファセット
反射率にほぼ等しいような非常に弱い格子を有するレー
ザでは、ブラッグセクション電流の変化は、全ミラーロ
スに大きく影響し、従ってレーザに流れるしきい値電流
に大きく影響する。この場合、全光出力はブラッグセク
ション電流とともに大きく変化し、ブラッグ反射率がそ
の最大もしくは最大に近い場合に最大に達する。ブラッ
グセクションを通りフォトダイオード１４に送られる光
の割合はこの点で最小となるが、検出光の変化は全出力
パワーの変化が支配的である。
反射率にほぼ等しいような非常に弱い格子を有するレー
ザでは、ブラッグセクション電流の変化は、全ミラーロ
スに大きく影響し、従ってレーザに流れるしきい値電流
に大きく影響する。この場合、全光出力はブラッグセク
ション電流とともに大きく変化し、ブラッグ反射率がそ
の最大もしくは最大に近い場合に最大に達する。ブラッ
グセクションを通りフォトダイオード１４に送られる光
の割合はこの点で最小となるが、検出光の変化は全出力
パワーの変化が支配的である。
【００２７】従って、レーザの所望の動作波長がブラッ
グバンドの中心に近い場合、ブラッグセクションを通る
光は最大となる。十分に弱いブラッグ格子によるレーザ
では、ブラッグセクションを通る光が最小よりむしろ最
大になる点にブラッグ電流を調節することにより高いサ
イドモード抑制比を得ることができる。この点はフォト
ダイオード１４により出力の電流の第１導関数のゼロに
対応する点である。図８は、ブラッグ格子強度が約０．
４でファセット反射率が約３２％の弱いブラッグ格子の
場合を示す。
グバンドの中心に近い場合、ブラッグセクションを通る
光は最大となる。十分に弱いブラッグ格子によるレーザ
では、ブラッグセクションを通る光が最小よりむしろ最
大になる点にブラッグ電流を調節することにより高いサ
イドモード抑制比を得ることができる。この点はフォト
ダイオード１４により出力の電流の第１導関数のゼロに
対応する点である。図８は、ブラッグ格子強度が約０．
４でファセット反射率が約３２％の弱いブラッグ格子の
場合を示す。
【００２８】以上、加える電流でブラッグセクションを
同調する方法についてのみ述べたが、ブラッグセクショ
ンを同調するのに同じ回路で加える電圧で行うこともで
きる。このように、以上の説明は、本発明の一実施例に
関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明
の種々の変形例が考え得られ、それらはいずれも本発明
の技術的範囲に包含される。
同調する方法についてのみ述べたが、ブラッグセクショ
ンを同調するのに同じ回路で加える電圧で行うこともで
きる。このように、以上の説明は、本発明の一実施例に
関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明
の種々の変形例が考え得られ、それらはいずれも本発明
の技術的範囲に包含される。
【００２９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の分布ブラッグ
反射レーザとモード安定化フィードバック手段を有する
光エミッタを用いることにより、レーザを単一縦モード
動作に保持することができ、モードホップが起こり元の
ものと異なる縦モードになることがなく、波長分割多重
化に有用である。
反射レーザとモード安定化フィードバック手段を有する
光エミッタを用いることにより、レーザを単一縦モード
動作に保持することができ、モードホップが起こり元の
ものと異なる縦モードになることがなく、波長分割多重
化に有用である。
【図１】所望の縦モードの単一波長動作を保持するため
にフィードバック制御回路と組合せた分布ブラッグ反射
レーザを示す模式図である。
にフィードバック制御回路と組合せた分布ブラッグ反射
レーザを示す模式図である。
【図２】ブラッグ波長対ブラッグセクションに加えられ
た電流のプロット例を示す図である。
た電流のプロット例を示す図である。
【図３】ブラッグ格子の反射率対レーザの縦モードとブ
ラッグ波長との波長差のグラフを示す図である。
ラッグ波長との波長差のグラフを示す図である。
【図４】ブラッグセクション電流制御の有無を比較する
ため分布ブラッグ反射レーザ例の出力スペクトルを示す
図である。
ため分布ブラッグ反射レーザ例の出力スペクトルを示す
図である。
【図５】ブラッグセクション電流制御の有無を比較する
ため分布ブラッグ反射レーザ例の出力スペクトルを示す
図である。
ため分布ブラッグ反射レーザ例の出力スペクトルを示す
図である。
【図６】同調可能の分布ブラッグ反射レーザにおける変
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
【図７】同調可能の分布ブラッグ反射レーザにおける変
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
【図８】同調可能の分布ブラッグ反射レーザにおける変
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
動強度のブラッグ格子のブラッグセクション電流対検出
光電流とサイドモード抑制比（ＳＭＳＲ）を示す図であ
る。
１０ ブラッグセクション １１ ゲインセクション １２ 金属接点 １３ ゲインセクション（接点） １４ 集積フォトダイオードセクション １５ 接点 １６ 回折格子（ブラッグ格子） ２０ ロックイン増幅器回路エレメント ２１ 発振器 ２２ 増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シェリル エル．ウッドワード アメリカ合衆国 07738 ニュージャージ ー、リンクロフト、リーズヴィル ドライ ヴ 84
Claims (12)
- 【請求項１】 ゲインセクションと有効周期を持つブラ
ッグセクションとを有するマルチセクション分布ブラッ
グ反射レーザと、 前記ブラッグセクションに加えられた電流に関して前記
ブラッグセクションからの光出力の少なくとも１つの特
性を測定する手段と、 前記特性に応答して、所望のスペクトル値にレーザ出力
を保持するために、前記ブラッグセクションの前記有効
周期を制御調節するフィードバック手段とを有すること
を特徴とする光トランスミッタ。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの特性は、前記ブラ
ッグセクションを通る前記電流に関して光出力強度の１
次導関数を有することを特徴とする請求項１に記載の光
トランスミッタ。 - 【請求項３】 前記フィードバック手段は、前記１次導
関数をゼロにほぼ近い値に保持することを特徴とする請
求項２に記載の光トランスミッタ。 - 【請求項４】 前記フィードバック手段は、光出力パワ
ー対ブラッグセクション電流特性曲線の極大においてゼ
ロにほぼ近い値を保持することを特徴とする請求項３に
記載の光トランスミッタ。 - 【請求項５】 前記ブラッグセクションは、前記有効周
期を持つ回折格子を有し、 前記光トランスミッタは、前記回折格子の前記有効周期
を制御するために前記ブラッグセクションに流れるブラ
ッグセクション電流を調節する手段をさらに有すること
を特徴とする請求項４に記載の光トランスミッタ。 - 【請求項６】 前記少なくとも１つの特性は、光出力強
度を有することを特徴とする請求項１に記載の光トラン
スミッタ。 - 【請求項７】 前記フィードバック手段は、光出力パワ
ー対ブラッグセクション電流特性曲線の極大で前記特性
を保持することを特徴とする請求項６に記載の光トラン
スミッタ。 - 【請求項８】 前記ブラッグセクションは、前記有効周
期を持つ回折格子を有し、 前記光トランスミッタは、前記回折格子の前記有効周期
を制御するために前記ブラッグセクションに流れるブラ
ッグセクション電流を調節する手段をさらに有すること
を特徴とする請求項４に記載の光トランスミッタ。 - 【請求項９】 前記フィードバック手段は、光出力パワ
ー対ブラッグセクション電流特性曲線の極小でゼロにほ
ぼ近い値を保持することを特徴とする請求項３に記載の
光トランスミッタ。 - 【請求項１０】 前記ブラッグセクションは、有効周期
を持つ回折格子を有し、 前記光トランスミッタは、前記回折格子の前記有効周期
を制御するために前記ブラッグセクションに流れるブラ
ッグセクション電流を調節する手段をさらに有すること
を特徴とする請求項９に記載の光トランスミッタ。 - 【請求項１１】 前記フィードバック手段は、光出力パ
ワー対ブラッグセクション電流特性曲線の極大で前記特
性を保持することを特徴とする請求項６に記載の光トラ
ンスミッタ。 - 【請求項１２】 前記ブラッグセクションは、有効周期
を持つ回折格子を有し、 前記光トランスミッタは、前記回折格子の前記有効周期
を制御するために前記ブラッグセクションに流れるブラ
ッグセクション電流を調節する手段をさらに有すること
を特徴とする請求項１１に記載の光トランスミッタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/786,480 US5220578A (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Long term mode stabilization for distributed bragg reflector laser |
| US786480 | 1991-11-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291403A true JPH06291403A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=25138721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4315629A Pending JPH06291403A (ja) | 1991-11-01 | 1992-11-02 | 光トランスミッタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5220578A (ja) |
| EP (1) | EP0545534B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06291403A (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5418802A (en) * | 1993-11-12 | 1995-05-23 | Eastman Kodak Company | Frequency tunable waveguide extended cavity laser |
| US6222861B1 (en) * | 1998-09-03 | 2001-04-24 | Photonic Solutions, Inc. | Method and apparatus for controlling the wavelength of a laser |
| US6327402B1 (en) | 1999-02-04 | 2001-12-04 | Lucent Technologies, Inc. | Lightwave transmission system having wide pump wavebands |
| SE518827C2 (sv) | 1999-02-17 | 2002-11-26 | Altitun Ab | Metod för karakterisering av en avstämbar laser |
| US6064681A (en) * | 1999-06-11 | 2000-05-16 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength stabilized, tunable optical transmitter with high SMSR |
| JP2002043698A (ja) * | 1999-12-22 | 2002-02-08 | Yokogawa Electric Corp | Ｓｈｇレーザ光源及びｓｈｇレーザ光源の変調方法 |
| SE518381C2 (sv) * | 2000-04-05 | 2002-10-01 | Altitun Ab | Metod för frekvens- och modstabilisering av en avstämbar laser |
| US6829262B1 (en) * | 2000-09-22 | 2004-12-07 | Tri Quint Technology Holding Co. | Aging in tunable semiconductor lasers |
| US6993050B2 (en) | 2001-03-14 | 2006-01-31 | At&T Corp. | Transmit and receive system for cable data service |
| GB0124217D0 (en) * | 2001-10-09 | 2001-11-28 | Denselight Semiconductors Pte | Two-section distributed bragg reflector laser |
| FR2838877B1 (fr) * | 2002-04-18 | 2006-07-28 | Cit Alcatel | Procede de stabilisation pour source laser a reflecteur distribue |
| GB0408415D0 (en) * | 2004-04-15 | 2004-05-19 | Univ Cambridge Tech | Control device and method |
| US7242701B2 (en) * | 2005-02-15 | 2007-07-10 | Lucent Technologies Inc. | Laser wavelength control arrangement and method |
| US7483458B2 (en) * | 2006-10-16 | 2009-01-27 | Corning Incorporated | Wavelength control in semiconductor lasers |
| US7586960B2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-09-08 | Corning Incorporated | Forced wavelength chirping in semiconductor lasers |
| US7505492B2 (en) * | 2007-05-11 | 2009-03-17 | Corning Incorporated | Alignment of lasing wavelength with wavelength conversion peak using modulated wavelength control signal |
| US8204091B2 (en) * | 2008-07-03 | 2012-06-19 | Corning Incorporated | Wavelength normalization in phase section of semiconductor lasers |
| US20160134080A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-12 | Pd-Ld, Inc. | Single longitudinal mode laser diode system |
| GB2554652B (en) * | 2016-09-30 | 2022-08-10 | Lumentum Tech Uk Limited | Active mode centre control |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170587A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置と半導体光検出器及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4785454A (en) * | 1983-05-13 | 1988-11-15 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Stabilized cleaved-coupled cavity laser |
| US5119393A (en) * | 1989-06-14 | 1992-06-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device capable of controlling wavelength shift |
-
1991
- 1991-11-01 US US07/786,480 patent/US5220578A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-21 EP EP92309618A patent/EP0545534B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-02 JP JP4315629A patent/JPH06291403A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170587A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置と半導体光検出器及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5220578A (en) | 1993-06-15 |
| EP0545534A1 (en) | 1993-06-09 |
| EP0545534B1 (en) | 1998-06-17 |
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