JPH0656908B2 - 波長変換素子 - Google Patents

波長変換素子

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体素子、特に、通信、情報処理用の半
導体素子に係り、注入する電流を変えることによって、
入射光の波長を任意波長の出射光に変換でき、かつ、発
振する光をオン／オフすることができるようにした波長
変換素子に関する。
［従来の技術］ 情報を持った光を電気信号に変換することなく、光のま
まで処理を行う光情報処理、光変換の分野において、あ
る波長の入射光を他の任意波長の出射光に変換する波長
変換素子が実現できたならば、波長多重による大容量情
報処理が可能となるため、この素子の実現が強く望まれ
ている。
このような波長変換素子は、現在のところ実現されてい
ない。しいてあげるとすれば、ニオブ酸リチウムによる
光非線形現象を利用した第２高調波への変換がある。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したニオブ酸リチウムを利用した従来の
変換素子では、入射光の半分の波長への変換しかできな
いという欠点があった。
この発明は、このような背景の下になされたもので、入
射したある波長の光を、他の波長の光に変換できる波長
変換素子を提供することを目的とする。特に、単一の波
長をもつレーザ光を、他の任意の単一波長のレーザ光に
変換でき、しかも、発振する光をオン／オフすることが
できる波長変換素子を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの発明は、単一モードで
発振し、注入する電流を変えることによりその発振波長
をある波長範囲内で任意に設定できる可変波長レーザ部
と、この可変波長レーザ部と光学的に結合された可飽和
吸収領域部とを有し、前記可変波長レーザ部と可飽和吸
収領域部とが同一基板上に近接して集積され、かつ前記
可飽和吸収領域部の端面には無反射コーティング膜が形
成され、前記可飽和吸収領域部に入射する光をオン／オ
フし前記可変波長レーザ部からの発振をオン／オフする
ことを特徴とする。
［作用］ 上記構成において、可飽和吸収領域に入射光を供給する
と、可飽和吸収領域が飽和する間に、この可飽和吸収領
域から供給されるわずかな光により、可変波長レーザ部
が負温度状態となる。そして、可飽和吸収領域が飽和
し、その光出力が急激に増大すると、負温度状態となっ
た可変波長レーザ部から、予め選択された波長の出力光
が得られる。この波長変換素子では、前記可変波長レー
ザ部に注入する電流を変えることにより、この注入され
る電流に対応した波長のレーザ光が発振される。そし
て、前記可飽和吸収領域部に入射する光をオン／オフす
ることにより、入射光の波長と異なる他の波長の光に変
換された単一モードの出射光がオン／オフされる。
［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
第１図は、この発明の第１実施例の構成を示す縦断面図
である。図において、１はn型ＩnＰ基板、２は１．５μ
ｍ帯ＧaＩnＡsＰ活性層、３は１．３μｍ帯ＧaＩnＡsＰ
光導波路、４は光導波路３の上に形成された回折格子、
５はｐ型ＩnＰクラッド層、６,７は、光軸方向に分離し
てクラッド層５上に設けられている注入電極、８は注入
電極６,７と反対極性の注入電極、９,１０は無反射コー
ティング膜、１１は電気的絶縁の溝である。
図中１２で示す、破線で囲んだ部分は、電流注入がない
ために、可飽和吸収領域として働く。この可飽和吸収領
域１２は、第２図に示すような特性を有するが、これに
ついては後述する。
また、この可飽和吸収領域１２を除いた部分は、多電極
分布帰還型半導体レーザとして、可変波長レーザの機能
を持っている(特願昭６０−１３３３４５号参照)。すな
わち、注入電極６に流す電流Ｉ1と、注入電極７に流す
電流Ｉ2とを変えることにより、レーザ内部にキャリヤ
密度の分布差を生じさせると、キャリヤ密度による屈折
率の変化が形成される。これによって、回折格子４の光
学的なピツチが光軸方向に変化して、単一モードでの発
振波長をある範囲内で連続的に変えることができる。
このような構成において、活性層２に吸収される波長を
有する入射光Ｐinを可飽和吸収領域１２に入射すると、
可飽和吸収領域１２からの光出力は第２図のようにな
る。第２図は、横軸に入射光Ｐin入射後の経過時間tを
とり、縦軸に可飽和吸収領域１２からの光出力強度をと
ってある。このグラフから分かるように、光出力強度
は、可飽和吸収領域１２の働きにより、ある時間tdまで
は低出力で漸増し、時間td後に急激に増大する。この時
間tdは、入射光強度に依存しており、入射光が５０μＷ
のとき、０．８nsであった。この場合、可変波長レーザ
部１３に供給する注入電流Ｉ1とＩ2との和Ｉを、レーザ
部１３のしきい値Ｉthの０．９４〜０．９９８倍程度に
設定しておくと、時間tdの間に入射光Ｐinを吸収して生
じたキャリヤにより、レーザ部１３が負温度状態とな
り、注入電流Ｉ1とＩ2との比で決定される単一モードの
発振を行う。
この発振波長は、注入電流Ｉ1とＩ2との比を変えること
により、活性層２がゲインを持つ波長範囲内で任意に変
えられる。よって、時系列的に注入電流Ｉ1とＩ2の比を
変えることにより、これに対応した波長のレーザ光が時
系列的に得られる。
上記の動作において、可飽和吸収領域１２の依存は、本
質的に重要である。もし、可飽和吸収領域１２がなく、
可変波長レーザ部１３だけの場合は、入射光の波長を光
増幅するだけで、波長変換素子としては機能しない。
第３図は、この発明の第２実施例の構成を示す縦断面図
である。この第２実施例が、第１図の第１実施例と異な
る点は、次の点である。
上部の注入電極が３分割されており、これらが上部電
極２１,２２,２３を構成している。そして、電極２１と
電極２３とが電気的に結合され、これらの電極への注入
電流Ｉ1と、中心電極２２への注入電極Ｉ2との比を変え
ることにより、変換波長を可変としている。
回折格子４は一様でなく、中心電極２２の下方に、４
分の１位相シフトが入っている。なお、この位相シフト
はなくてもよいが、これを入れることにより、ブラッグ
波長の両側にある２つの縦モードのうち、いずれか一方
のみを確実に発振させることができる。
このような構成においても、第１図の第１実施例と同様
に波長変換素子として機能する。
本波長変換素子の可変波長レーザ部１３としては、いか
なる形態をもつものでもよい。第４図は、エレクトロニ
クスレターズ22巻3号、138頁(1986年)に、東盛らにより
報告されている可変波長レーザを適用した、この発明の
第３実施例の構成を示すものである。
この波長変換素子の可変波長レーザ部１３は、いわゆる
分布反射型半導体レーザであり、回折格子を持たない活
性層２と、この活性層２の左側で、電極３１の下方にあ
たる位置にのみ設けらた回折格子４とを有している。こ
の回折格子４は光反射部として機能する。
このような構成において、電極３２への注入電流Ｉ2を
しきい値電流より少し下に、電極３１への注入電流Ｉ1
を変えることにより、回折格子４の屈折率を変える。こ
れにより、発振波長が変化し、波長変換素子として機能
する。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、注入電流を変えるこ
とによりその単一モードの発振波長をある波長範囲内で
任意に設定できる可変波長レーザ部と、この可変波長レ
ーザ部と光学的に結合された可飽和吸収領域部とを有
し、前記可変波長レーザ部と可飽和吸収領域部とが同一
基板上に近接して集積され、かつ前記可飽和吸収領域部
の端面には無反射コーティング膜が形成され、前記可飽
和吸収領域部に入射する光をオン／オフし前記可変波長
レーザ部からの発振をオン／オフする構成としたので、
可変波長レーザ部に入射する単一波長のレーザ光を、あ
る波長範囲で他の任意の単一波長のレーザ光に変換する
ことができ、前記可飽和吸収領域部に入射する光をオン
／オフすることにより前記可変波長レーザ部から発振す
る単一モードの出射光をオン／オフすることができる。
したがって、情報の多重化や交換が可能となる。これに
より、波長多重化による大容量の情報処理を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す縦断面図、
第２図は可飽和吸収領域の時間に対する光出力変化を示
す図、第３図はこの発明の第２実施例の構成を示す縦断
面図、第４図はこの発明の第３実施例の構成を示す縦断
面図である。 １……n型ＩnＰ基板、 ２……１．５μｍ帯ＧaＩnＡsＰ活性層、 ３……１．３μｍ帯ＧaＩnＡsＰ光導波路、 ４……回折格子、５……p型ＩnＰクラッド層、 ６,７,８,２１,２２,２３,３１,３２……電極、 ９,１０……無反射コーティング膜、 １１……溝、１２……可飽和吸収領域 １３……可変波長レーザ部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】単一モードで発振し、注入する電流を変え
    ることによりその発振波長をある波長範囲内で任意に設
    定できる可変波長レーザ部と、この可変波長レーザ部と
    光学的に結合された可飽和吸収領域部とを有し、前記可
    変波長レーザ部と可飽和吸収領域部とが同一基板上に近
    接して集積され、かつ前記可飽和吸収領域部の端面には
    無反射コーティング膜が形成され、前記可飽和吸収領域
    部に入射する光をオン／オフし前記可変波長レーザ部か
    らの発振をオン／オフすることを特徴とする波長変換素
    子。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0719928B2 (ja) * 1986-11-26 1995-03-06 日本電気株式会社 光フイルタ素子
DE3834929A1 (de) * 1988-10-13 1990-04-19 Siemens Ag Wellenleiterreflektor fuer optoelektronische anwendungen und laser
DE3836802A1 (de) * 1988-10-28 1990-05-03 Siemens Ag Halbleiterlaseranordnung fuer hohe ausgangsleistungen im lateralen grundmodus
JPH02244128A (ja) * 1989-03-17 1990-09-28 Fujitsu Ltd レーザ・ダイオードを用いた光スイッチ
DE69011921T2 (de) * 1989-04-04 1995-03-02 Canon Kk Halbleiterlaser mit veränderbarer Emissionswellenlänge und selektives Wellenlängenfitter und Verfahren zum Betrieb derselben.
JPH0357288A (ja) * 1989-07-17 1991-03-12 Siemens Ag 半導体レーザーを有するデバイスおよびその使用方法
US5088097A (en) * 1990-04-04 1992-02-11 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor laser element capable of changing emission wavelength, and method of driving the same
JPH0457384A (ja) * 1990-06-27 1992-02-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP2804838B2 (ja) * 1990-10-11 1998-09-30 国際電信電話株式会社 波長可変半導体レーザ
DE69101693T2 (de) * 1990-11-07 1994-08-11 Nippon Telegraph & Telephone Halbleiter-Wellenlängenwandler.
US5325392A (en) * 1992-03-06 1994-06-28 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Distributed reflector and wavelength-tunable semiconductor laser
DE4301830A1 (de) * 1993-01-23 1994-07-28 Ant Nachrichtentech 3-Sektions-DFB-Halbleiterlaser mit erweitertem Wellenlängen-Durchstimmungsbereich
FR2758669B1 (fr) * 1997-01-23 1999-02-19 Alsthom Cge Alcatel Procede de modulation et modulateur optique a semi conducteur
US6717964B2 (en) * 2001-07-02 2004-04-06 E20 Communications, Inc. Method and apparatus for wavelength tuning of optically pumped vertical cavity surface emitting lasers
GB0117526D0 (en) * 2001-07-18 2001-09-12 Marconi Comm Ltd Optical wavelength convertors
JP4411540B2 (ja) * 2005-09-15 2010-02-10 ソニー株式会社 半導体レーザ装置
KR101381235B1 (ko) * 2010-08-31 2014-04-04 한국전자통신연구원 이중 모드 반도체 레이저 및 이를 이용한 테라헤르츠파 장치
CN119602082A (zh) * 2024-11-01 2025-03-11 甬江实验室 半导体脉冲激光器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3440562A (en) * 1964-06-15 1969-04-22 Warner Lambert Pharmaceutical Bistable laser structure
JPS5242358B2 (ja) * 1971-12-20 1977-10-24
US4055815A (en) * 1975-12-24 1977-10-25 International Business Machines Q-switching injection laser with oxygen implanted region
JPS5844785A (ja) * 1981-08-27 1983-03-15 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 半導体レ−ザ
US4562569A (en) * 1982-01-05 1985-12-31 California Institute Of Technology Tandem coupled cavity lasers with separate current control and high parasitic resistance between them for bistability and negative resistance characteristics and use thereof for optical disc readout
JPS58140177A (ja) * 1982-02-16 1983-08-19 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 分布帰還形半導体レ−ザ
JPH0642577B2 (ja) * 1985-06-19 1994-06-01 日本電信電話株式会社 多電極分布帰還型半導体レーザの駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0285393A3 (en) 1989-07-26
US4856005A (en) 1989-08-08
JPS63244783A (ja) 1988-10-12
DE3881737D1 (de) 1993-07-22
EP0285393A2 (en) 1988-10-05
EP0285393B1 (en) 1993-06-16
DE3881737T2 (de) 1993-12-02

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