JPH069285B2 - 周波数変調通信システムのための分散フィードバックレーザー - Google Patents
周波数変調通信システムのための分散フィードバックレーザーInfo
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- JPH069285B2 JPH069285B2 JP2015128A JP1512890A JPH069285B2 JP H069285 B2 JPH069285 B2 JP H069285B2 JP 2015128 A JP2015128 A JP 2015128A JP 1512890 A JP1512890 A JP 1512890A JP H069285 B2 JPH069285 B2 JP H069285B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は単一周波数フィードバック レーザーを採用す
る周波数変調を行なうための光波システムの分野に関す
る。
る周波数変調を行なうための光波システムの分野に関す
る。
発明の背景 将来の光波システムは、小さなガード バンドにて分離
された多数の伝送チャネルを収容することが期待され
る。高データ速度にて動作する伝送チャネルは網の配達
のため及び他のサービス、例えば、娯楽テレビのため
に、単一モード光ファイバーの現存のバンド幅をより完
全に活用できるように計画される。システム設計者は、
設計パラメータ間、例えば、コヒーレント対ノンコヒー
レント アプローチ、直接対ヘテロダイン検出方法など
の間で妥協を行なうことになるわけであるが、光波送信
機設計に対しては、単一周波数光源、例えば、分散フィ
ードバック（distributed feedback、ＤＢＦ）レーザー
がますます魅力的なアプローチとなってきている。
された多数の伝送チャネルを収容することが期待され
る。高データ速度にて動作する伝送チャネルは網の配達
のため及び他のサービス、例えば、娯楽テレビのため
に、単一モード光ファイバーの現存のバンド幅をより完
全に活用できるように計画される。システム設計者は、
設計パラメータ間、例えば、コヒーレント対ノンコヒー
レント アプローチ、直接対ヘテロダイン検出方法など
の間で妥協を行なうことになるわけであるが、光波送信
機設計に対しては、単一周波数光源、例えば、分散フィ
ードバック（distributed feedback、ＤＢＦ）レーザー
がますます魅力的なアプローチとなってきている。
周波数変調は、高ビット速度においては、通常、振幅変
調或は強度変調よりも好ましい。これは、光源への電流
の変動から発生するチャーピング（chirping）及び電流
スイッチング（curret switching）問題から振幅及び強
度及び強度変調システムが不利となるためである。強度
変調では、多量の電流が光源に素早くスイッチされなけ
ればならない。半導体レーザーに対するドライブ電流の
量は、典型的には、３０−６０ｍＡのレンジである。半
導体レーザーへの電流が変動すると、これは、レーザー
内にチャープと呼ばれる小さいが有意な量の周波数変調
を引き起こす。このチャーピングは放射されるスペクト
ルのライン幅を広げる原因となる。明らかに、スペクト
ルがこのように広げられると、最も良好な単一光源でさ
えも影響を受ける。半導体レーザー、特に、ＤＦＢレー
ザーは、より低いライン幅エンハンスメント係数を持
ち、従って、チャーピングに対してより強くなるような
より良い製造技術の採用によって改良されている。この
うよに改良された光源でさえも、振幅及び強度変調を採
用する光波システムは周波数変調光波システムと比較す
るとかなりの短所を持つ。
調或は強度変調よりも好ましい。これは、光源への電流
の変動から発生するチャーピング（chirping）及び電流
スイッチング（curret switching）問題から振幅及び強
度及び強度変調システムが不利となるためである。強度
変調では、多量の電流が光源に素早くスイッチされなけ
ればならない。半導体レーザーに対するドライブ電流の
量は、典型的には、３０−６０ｍＡのレンジである。半
導体レーザーへの電流が変動すると、これは、レーザー
内にチャープと呼ばれる小さいが有意な量の周波数変調
を引き起こす。このチャーピングは放射されるスペクト
ルのライン幅を広げる原因となる。明らかに、スペクト
ルがこのように広げられると、最も良好な単一光源でさ
えも影響を受ける。半導体レーザー、特に、ＤＦＢレー
ザーは、より低いライン幅エンハンスメント係数を持
ち、従って、チャーピングに対してより強くなるような
より良い製造技術の採用によって改良されている。この
うよに改良された光源でさえも、振幅及び強度変調を採
用する光波システムは周波数変調光波システムと比較す
るとかなりの短所を持つ。
光波通信システムに対する周波数変調の魅力は、これが
簡単な送信機設計を可能なするという事実と関係があ
る。半導体レーザーを直接に変調することによって、或
は半導体レーザーへの注入電流を変化させることによっ
て、レーザーの周波数を変調することが可能である。単
一周波数半導体レーザーに対しては、注入電流に伴う周
波数の変化、Δｆ／Δｉを示すキャリア密度効果は、殆
どのＦＭシステムによって要求される周波数逸脱に対す
る残留強度変調効果を最小にするために十分に大きく、
通常、数百Ｍｈｚ／ｍＡの大きさを持つ。但し、レーザ
ー周波数への温度とキャリア密度効果の競争のために変
調バンド幅を通じてこれらレーザーのＦＭ応答が不均一
になる。
簡単な送信機設計を可能なするという事実と関係があ
る。半導体レーザーを直接に変調することによって、或
は半導体レーザーへの注入電流を変化させることによっ
て、レーザーの周波数を変調することが可能である。単
一周波数半導体レーザーに対しては、注入電流に伴う周
波数の変化、Δｆ／Δｉを示すキャリア密度効果は、殆
どのＦＭシステムによって要求される周波数逸脱に対す
る残留強度変調効果を最小にするために十分に大きく、
通常、数百Ｍｈｚ／ｍＡの大きさを持つ。但し、レーザ
ー周波数への温度とキャリア密度効果の競争のために変
調バンド幅を通じてこれらレーザーのＦＭ応答が不均一
になる。
不均一ＦＭ応答は、単一周波数レーザーの熱遮断との関
係で見ることができる。熱遮断周波数以下においては、
ＦＭ応答は、規模において極端に大きく、Ｇｈｚ／ｍＡ
のオーダーを持ち、一方、位相においては、熱遮断周波
数より上のＦＭ応答と反対の位相を持つ。熱遮断周波数
よりも非常に上においては、ＦＭ応応答は数百Ｍｈｚ／
ｍＡに接近し、一方、熱遮断周波数以下の位相に対し
て、次第に位相を反転して行く。結果として、変調され
た光学信号の低い周波数成分は、主に、レーザーのアク
ティブ領域への温度或は熱変調効果のために大きな波形
の歪を受ける。
係で見ることができる。熱遮断周波数以下においては、
ＦＭ応答は、規模において極端に大きく、Ｇｈｚ／ｍＡ
のオーダーを持ち、一方、位相においては、熱遮断周波
数より上のＦＭ応答と反対の位相を持つ。熱遮断周波数
よりも非常に上においては、ＦＭ応応答は数百Ｍｈｚ／
ｍＡに接近し、一方、熱遮断周波数以下の位相に対し
て、次第に位相を反転して行く。結果として、変調され
た光学信号の低い周波数成分は、主に、レーザーのアク
ティブ領域への温度或は熱変調効果のために大きな波形
の歪を受ける。
不均一なＦＭ応答を持つレーザーを使用する周波数変調
をベースとする光波通信システムは劣化を受ける。Ｍ−
アレイＦＳＫシステム内においては、不均一なＦＭ応答
は、レーザーがその周波数にレーザーの熱時間定数と比
較して十分に長い時間留まる度にＭレベル／シンボルの
一つを表わす伝送周波数のドリフトを起こす。周波数が
ドリフトすると、クロストークが増加し、結果として、
ビット エラー率性能が低下し、終極的には、この光波
システムに対する影響を受けたリンクが完全に故障する
こととなる。
をベースとする光波通信システムは劣化を受ける。Ｍ−
アレイＦＳＫシステム内においては、不均一なＦＭ応答
は、レーザーがその周波数にレーザーの熱時間定数と比
較して十分に長い時間留まる度にＭレベル／シンボルの
一つを表わす伝送周波数のドリフトを起こす。周波数が
ドリフトすると、クロストークが増加し、結果として、
ビット エラー率性能が低下し、終極的には、この光波
システムに対する影響を受けたリンクが完全に故障する
こととなる。
これら問題は、データ シーケンスの低周波数成分を結
果として排除するために非交代データ パターン（non-
alternating data pattern）の長さを制限することによ
ってある程度は解消できる。一般的に使用される他のア
プローチにおいては、これを低周波数変調領域を避ける
ために、変調フォーマット或はデータ符号化スキームを
採用する方法がレーザーの不均一ＦＭ応答に対処するた
めに使用される。一例としては、マンチェスター符号化
が使用されるが、これは同時に、システム バンド幅要
件を増加させるという代償を伴う。これに加えて、パワ
ー消費及びデバイスの複雑さなどの問題から、殆どの符
号化及び変調技術の使用は現実的ではない。アクティブ
とパシィブ等化網がＤＦＢレーザーの不均一ＦＭ応答に
よって起こされる歪を克服するためにＤＦＢレーザーと
組合わせられている。理論的には、これら網は、ＤＦＢ
レーザーの不均一ＦＭ応答をプレ歪、ポスト歪及びフィ
ードバック制御の組合わせられた方法を使用することに
よって補償し、ある程度均一なＦＭ応答を実現する。ア
クティブ及びパシィブ等化技術は、通常、両者とも比較
的小さなＦＭ応答を与え、従って、ドライブ電流要件を
増す。この結合は均一なＦＭ応答を持つように見える
が、ＤＦＢレーザー自体が完全に不均一なＦＭ応答を示
すことを認識することが重要である。
果として排除するために非交代データ パターン（non-
alternating data pattern）の長さを制限することによ
ってある程度は解消できる。一般的に使用される他のア
プローチにおいては、これを低周波数変調領域を避ける
ために、変調フォーマット或はデータ符号化スキームを
採用する方法がレーザーの不均一ＦＭ応答に対処するた
めに使用される。一例としては、マンチェスター符号化
が使用されるが、これは同時に、システム バンド幅要
件を増加させるという代償を伴う。これに加えて、パワ
ー消費及びデバイスの複雑さなどの問題から、殆どの符
号化及び変調技術の使用は現実的ではない。アクティブ
とパシィブ等化網がＤＦＢレーザーの不均一ＦＭ応答に
よって起こされる歪を克服するためにＤＦＢレーザーと
組合わせられている。理論的には、これら網は、ＤＦＢ
レーザーの不均一ＦＭ応答をプレ歪、ポスト歪及びフィ
ードバック制御の組合わせられた方法を使用することに
よって補償し、ある程度均一なＦＭ応答を実現する。ア
クティブ及びパシィブ等化技術は、通常、両者とも比較
的小さなＦＭ応答を与え、従って、ドライブ電流要件を
増す。この結合は均一なＦＭ応答を持つように見える
が、ＤＦＢレーザー自体が完全に不均一なＦＭ応答を示
すことを認識することが重要である。
この不均一なＦＭ応答問題を克服する為に位相チューナ
ブルＤＦＢレーザーが提案されている。これらデバイス
は、通常、二つの異なる領域、つまり、標準なＤＦＢレ
ーザーとして動作するＤＦＢ領域及びＤＢＦレーザー信
号を変調するための別個にコンタクトされた格子を持た
ない変調領域を含むように製造される。こうしてキャリ
ア密度の影響が電極の分離を通じて人工的に制御され、
疑似均一ＦＭ応答及びチャープの抑制が達成される。２
−電極ＤＢＦレーザーに対する疑似均一ＦＭ応答が数百
メガヘルツまで報告されている。但し、このデバイスに
使用されるＤＢＦ領域は望ましくない不均一ＦＭ応答を
示し、これらは主に、チャープ抑制のために本質的に低
いライン幅エンハンスメント係数を持つように設計され
る。更に、多重セクション構造の設計及び製造の複雑さ
から将来の光波システムに使用するためにはあまり適当
でない。
ブルＤＦＢレーザーが提案されている。これらデバイス
は、通常、二つの異なる領域、つまり、標準なＤＦＢレ
ーザーとして動作するＤＦＢ領域及びＤＢＦレーザー信
号を変調するための別個にコンタクトされた格子を持た
ない変調領域を含むように製造される。こうしてキャリ
ア密度の影響が電極の分離を通じて人工的に制御され、
疑似均一ＦＭ応答及びチャープの抑制が達成される。２
−電極ＤＢＦレーザーに対する疑似均一ＦＭ応答が数百
メガヘルツまで報告されている。但し、このデバイスに
使用されるＤＢＦ領域は望ましくない不均一ＦＭ応答を
示し、これらは主に、チャープ抑制のために本質的に低
いライン幅エンハンスメント係数を持つように設計され
る。更に、多重セクション構造の設計及び製造の複雑さ
から将来の光波システムに使用するためにはあまり適当
でない。
上に説明の代替は直接変調レーザー、特に、ＤＦＢレー
ザーの不均一なＦＭ応答に対処するために提案及び実演
されたものであるが、最近になって、潜在的に最も有望
な解決法は、本質的に均一なＦＭ応答を持つレーザーを
構成することであることが解ってきた。これに関して
は、Ｊ．of Lightwave Tech.Vol.７、No.１、ページ１
１−２３（１９８９年１月）を参照すること。上の説明
から解るように、各々のレーザー要素はまだ本質的に不
均一なＦＭ応答を示す。この事実を認識し、上に引用の
論文の著者は、“残念なことに、単一モード動作、高出
力パワー、狭バンド幅、長寿、並びに均一ＦＭ応答を、
様々な波長の広範囲の市販デバイスにおいて達成すると
いう目標は、いまだに捕らえどころがない”と嘆いてい
る。
ザーの不均一なＦＭ応答に対処するために提案及び実演
されたものであるが、最近になって、潜在的に最も有望
な解決法は、本質的に均一なＦＭ応答を持つレーザーを
構成することであることが解ってきた。これに関して
は、Ｊ．of Lightwave Tech.Vol.７、No.１、ページ１
１−２３（１９８９年１月）を参照すること。上の説明
から解るように、各々のレーザー要素はまだ本質的に不
均一なＦＭ応答を示す。この事実を認識し、上に引用の
論文の著者は、“残念なことに、単一モード動作、高出
力パワー、狭バンド幅、長寿、並びに均一ＦＭ応答を、
様々な波長の広範囲の市販デバイスにおいて達成すると
いう目標は、いまだに捕らえどころがない”と嘆いてい
る。
発明の要旨 単一モード動作及び均一なＦＭ応答が本発明の原理に従
う光波システムに対する周波数変調送信機によってモー
ダル或は有効屈折率 を持つ分解フィードバック レーザーを周波数変調する
ことによって達成される。このフィードバック レーザ
ーは、特性波長を利得媒体及びフィードバック構造、例
えば、この利得媒体に結合された格子を持ち、このフィ
ードバック構造が、レーザーが特性波長よりも大きなブ
ラッグ波長λＢの所の光波信号を放射するように制御す
る。周波数変調信号の結果としての光波送信機内におい
ては、分散フィードバック レーザーが増加されたキャ
リア密度効果にて動作し、これによって、実質的に利得
ピーク波長の所よりも高いライン幅エンハンスメント係
数を示す。この結果、レーザーは均一なＦＭ応答を持つ
一方において、単一モード動作を保持する。
う光波システムに対する周波数変調送信機によってモー
ダル或は有効屈折率 を持つ分解フィードバック レーザーを周波数変調する
ことによって達成される。このフィードバック レーザ
ーは、特性波長を利得媒体及びフィードバック構造、例
えば、この利得媒体に結合された格子を持ち、このフィ
ードバック構造が、レーザーが特性波長よりも大きなブ
ラッグ波長λＢの所の光波信号を放射するように制御す
る。周波数変調信号の結果としての光波送信機内におい
ては、分散フィードバック レーザーが増加されたキャ
リア密度効果にて動作し、これによって、実質的に利得
ピーク波長の所よりも高いライン幅エンハンスメント係
数を示す。この結果、レーザーは均一なＦＭ応答を持つ
一方において、単一モード動作を保持する。
本発明の一つの実施態様によると、分散フィードバック
レーザー内のこの集積フィードバック構造は、波形格
子を含み、ここで、この格子は、フラッグ波長と、 という関係にある有効格子周期Λeffを持ち、ここで、
Ｍは１以上の格子の次数を同定する整数である。本発明
の原理によると、このブラッグ波長λＢは利得媒体の特
性波長よりも大きく選択される。
レーザー内のこの集積フィードバック構造は、波形格
子を含み、ここで、この格子は、フラッグ波長と、 という関係にある有効格子周期Λeffを持ち、ここで、
Ｍは１以上の格子の次数を同定する整数である。本発明
の原理によると、このブラッグ波長λＢは利得媒体の特
性波長よりも大きく選択される。
詳細な説明 本発明は、本発明の一例としての実施態様の以下の説明
を図面に参照しながら読むことによって一層明白となる
ものである。
を図面に参照しながら読むことによって一層明白となる
ものである。
第１図は、送信機位置において周波数変調を採用する光
波通信システム１０の略図を示す。光波通信システム１
０は周波数変調された信号１４を生成し、これを伝送媒
体１５に供給するための送信機、ローカル位置から遠隔
位置への光波信号の伝播をサポートするための伝送媒体
１５、及び伝送媒体１５から光波信号１６を得るための
受信機１７を含む。遠隔とは、微視的な意味例えば、同
一半導体チップ上に位置する、或は巨視的な意味、例え
ば、地理的に離れているという両方において、送信機か
ら離れた位置を示すために用いられる。
波通信システム１０の略図を示す。光波通信システム１
０は周波数変調された信号１４を生成し、これを伝送媒
体１５に供給するための送信機、ローカル位置から遠隔
位置への光波信号の伝播をサポートするための伝送媒体
１５、及び伝送媒体１５から光波信号１６を得るための
受信機１７を含む。遠隔とは、微視的な意味例えば、同
一半導体チップ上に位置する、或は巨視的な意味、例え
ば、地理的に離れているという両方において、送信機か
ら離れた位置を示すために用いられる。
送信機は経路１３を通じて分散フィードバック（distri
buted feedback、ＤＦＢ）レーザー１２に接続された変
調器１１を含む。変調器１１はＤＦＢレーザー１２の周
波数変調を行ない、光波信号１４が周波数変調信号とし
て生成される。変調器１１は、レーザーに加えられる電
流を変化することによって直接変調するためにＤＦＢレ
ーザー１２に電気的に接続することもできる。別の方法
として、変調器１１は、ＤＦＢレーザー１２によって生
成された光波信号を周波数変調するためのイン ライン
要素としてＤＦＢレーザー１２に光学的に接続すること
もできる。
buted feedback、ＤＦＢ）レーザー１２に接続された変
調器１１を含む。変調器１１はＤＦＢレーザー１２の周
波数変調を行ない、光波信号１４が周波数変調信号とし
て生成される。変調器１１は、レーザーに加えられる電
流を変化することによって直接変調するためにＤＦＢレ
ーザー１２に電気的に接続することもできる。別の方法
として、変調器１１は、ＤＦＢレーザー１２によって生
成された光波信号を周波数変調するためのイン ライン
要素としてＤＦＢレーザー１２に光学的に接続すること
もできる。
周波数変調は、アナログ、デジタルを問わず、全ての形
式の周波数変調を含むものと解釈される。従って、ここ
で使用される特定の用語、例えば、ＦＭ（frequency mo
dulation）あるいはＦＳＫ（frequency-shift-keying）
は、本発明の範囲を制限するためではなく、本発明の実
施態様の原理を理解することを助ける目的で使用され
る。更に、用語ＦＳＫには、二進ＦＳＫ及びＭ−アレイ
ＦＳＫなどのようなバリエーションも含まれる。最後に
他の変調技術、例えば、連続（ＡＭ或はＩＭ）或は離散
（Ｍ−アレイＡＳＫ、Ｍ＝２、３、・・・）の強度変
調、及び連続（ＰＭ）或は離散（Ｍ−アレイＰＳＫ、Ｍ
＝２、３、・・・）の位相変調も本発明の原理の精神及
び範囲から逸脱することなく周波数変調とともに使用で
きるものである。
式の周波数変調を含むものと解釈される。従って、ここ
で使用される特定の用語、例えば、ＦＭ（frequency mo
dulation）あるいはＦＳＫ（frequency-shift-keying）
は、本発明の範囲を制限するためではなく、本発明の実
施態様の原理を理解することを助ける目的で使用され
る。更に、用語ＦＳＫには、二進ＦＳＫ及びＭ−アレイ
ＦＳＫなどのようなバリエーションも含まれる。最後に
他の変調技術、例えば、連続（ＡＭ或はＩＭ）或は離散
（Ｍ−アレイＡＳＫ、Ｍ＝２、３、・・・）の強度変
調、及び連続（ＰＭ）或は離散（Ｍ−アレイＰＳＫ、Ｍ
＝２、３、・・・）の位相変調も本発明の原理の精神及
び範囲から逸脱することなく周波数変調とともに使用で
きるものである。
伝送媒体１５は光波送信機と光波受信機との間の光波信
号に対する伝播経路を提供する。一般に、伝送媒体１５
は誘電導波路、例えば光学ファイバー、半導体導波路、
金属−非拡散（metal-indiffused）ニオブ酸リチウム或
はタンタル酸リチウム導波路要素等を含むものと理解さ
れるべきである。勿論、他の要素、例えばコンバイナ
ー、カップラー、星形分散網、スイッチング要素、光学
増幅器、信号再生生器、リコンバイナー、及びリピータ
ー等も伝送媒体１５内に本発明の原理の一般性及び適用
性を損なうことなく存在できる。この最も単純な実施態
様においては、伝送媒体１５が入力信号、つまり光波信
号１４の光学伝播を、出力信号、つまり光波信号１６が
最終的にこの伝槽媒体の遠隔端の所の受信機に配達され
るまでサポートする。
号に対する伝播経路を提供する。一般に、伝送媒体１５
は誘電導波路、例えば光学ファイバー、半導体導波路、
金属−非拡散（metal-indiffused）ニオブ酸リチウム或
はタンタル酸リチウム導波路要素等を含むものと理解さ
れるべきである。勿論、他の要素、例えばコンバイナ
ー、カップラー、星形分散網、スイッチング要素、光学
増幅器、信号再生生器、リコンバイナー、及びリピータ
ー等も伝送媒体１５内に本発明の原理の一般性及び適用
性を損なうことなく存在できる。この最も単純な実施態
様においては、伝送媒体１５が入力信号、つまり光波信
号１４の光学伝播を、出力信号、つまり光波信号１６が
最終的にこの伝槽媒体の遠隔端の所の受信機に配達され
るまでサポートする。
受信機１７は伝送媒体からの光波信号１６の受信する。
システム アーキテクチュア及び受信機の実際の機能に
基づいて、受信機１７は受信された光波信号１６を所定
の方法にて処理する。例えば、受信機は、光波信号１６
のホモダイン或はヘテロダイン受信を介してコヒーレン
ト検出を提供する。受信機の所のローカル発振器の必要
性は、光波信号１４内に含まれるＭ−１個の異なる波長
にチューニングされたＭ−１個の帯域光学フィルター、
例えば、ファブリペロ フィルター内に、Ｍ−アレイＦ
ＳＫ信号を含まることによって排除される。後者の構成
においては、ＭアレイＦＳＫ信号が検出され、Ｍ−アレ
イＡＳＫ信号として出力される。
システム アーキテクチュア及び受信機の実際の機能に
基づいて、受信機１７は受信された光波信号１６を所定
の方法にて処理する。例えば、受信機は、光波信号１６
のホモダイン或はヘテロダイン受信を介してコヒーレン
ト検出を提供する。受信機の所のローカル発振器の必要
性は、光波信号１４内に含まれるＭ−１個の異なる波長
にチューニングされたＭ−１個の帯域光学フィルター、
例えば、ファブリペロ フィルター内に、Ｍ−アレイＦ
ＳＫ信号を含まることによって排除される。後者の構成
においては、ＭアレイＦＳＫ信号が検出され、Ｍ−アレ
イＡＳＫ信号として出力される。
光波通信システム１０をより大きな光波システム、例え
ば、波長分割多重（wavelegth division multip lexe
d、ＷＤＭ）システム内に一般性を失うことなく含める
ことができることは当業者において容易に理解できるこ
とである。
ば、波長分割多重（wavelegth division multip lexe
d、ＷＤＭ）システム内に一般性を失うことなく含める
ことができることは当業者において容易に理解できるこ
とである。
上に説明の変調器、伝送媒体及び受信機の実施態様は、
当業者において周知である。従って、以下においては、
送信機、特に、ＤＦＢレーザー１２について説明する。
ＤＦＢレーザーのバックグラウンドについては、ここに
参考のために編入された合衆国特許第3,760,292号にお
いて詳細に述べられている。
当業者において周知である。従って、以下においては、
送信機、特に、ＤＦＢレーザー１２について説明する。
ＤＦＢレーザーのバックグラウンドについては、ここに
参考のために編入された合衆国特許第3,760,292号にお
いて詳細に述べられている。
第２図は本発明の原理に従う光波システム１０内におい
てＤＦＢレーザー１２として使用される一例としての分
散フィードバック半導体レーザーの断面図を示す。第２
図に示されるＤＦＢレーザーは逆バイアスされたｐ−ｎ
ブロッキング領域を持つ埋め込みヘテロ構造を持つ。他
の構造、例えば、埋め込み峰、三日月形或はＶ溝ダブル
チャネル プレーナー埋め込みヘテロ構造、半絶縁ブ
ロッキング領域プレーナー埋め込みヘテロ構造等をＤＦ
Ｂレーザー１２の実施態様として使用することもでき
る。
てＤＦＢレーザー１２として使用される一例としての分
散フィードバック半導体レーザーの断面図を示す。第２
図に示されるＤＦＢレーザーは逆バイアスされたｐ−ｎ
ブロッキング領域を持つ埋め込みヘテロ構造を持つ。他
の構造、例えば、埋め込み峰、三日月形或はＶ溝ダブル
チャネル プレーナー埋め込みヘテロ構造、半絶縁ブ
ロッキング領域プレーナー埋め込みヘテロ構造等をＤＦ
Ｂレーザー１２の実施態様として使用することもでき
る。
第２図に示されるように半導体構造は、液相エピタキシ
ー、分子ビーム エピタキシー、化学ビーム エピタキ
シー及び気相エピタキシーなどのようなエピタキシャル
成長技術を使用て成長される。これら技術は文献におい
て説明されており、当業者には周知である。これに関し
ては、例えば、Ｈ．Ｃ．ケーシー（H.C.Casey）らによ
るヘテロ構造レーザー（Heterostructure Lasers）、Vo
l.Ａ及びＢ、アカデミック プレス（１９７８年）を参
照すること。又図面に示されるレーザー ヘテロ構造に
類似する分散フィードバック レーザーを製造する為の
方法の説明に関しては、合衆国特許第4,023,993号を参
照すること。
ー、分子ビーム エピタキシー、化学ビーム エピタキ
シー及び気相エピタキシーなどのようなエピタキシャル
成長技術を使用て成長される。これら技術は文献におい
て説明されており、当業者には周知である。これに関し
ては、例えば、Ｈ．Ｃ．ケーシー（H.C.Casey）らによ
るヘテロ構造レーザー（Heterostructure Lasers）、Vo
l.Ａ及びＢ、アカデミック プレス（１９７８年）を参
照すること。又図面に示されるレーザー ヘテロ構造に
類似する分散フィードバック レーザーを製造する為の
方法の説明に関しては、合衆国特許第4,023,993号を参
照すること。
第２図に示されるように、ＤＦＢレーザーはｎ−タイプ
Ｓｎ：ＩｎＰ基板２３を含み、この上に逆バイアスｎ−
ｐブロッキング領域及び埋め込みヘテロ構造が成長され
る。コンタクト層２４及び２５がバイアス及び電流注入
のためのＤＦＢレーザーの裏側面上に堆積された広い領
域の金属コンタクトとして示される。標準のオーミック
コンタクト製造技術、例えば、金属膜の多層蒸着、合
金蒸着、スパッタリング及びアニーリングなどをこのＤ
ＦＢレーザーに対するオーミック コンタクトを実現す
るために使用することができる。第２図に示されるレー
ザーにおいては、コンタクト２４は標準のＡｕ−Ｚｕコ
ンタクトであり、一方、コンタクト２５は、蒸着Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎｉコンタクトである。
Ｓｎ：ＩｎＰ基板２３を含み、この上に逆バイアスｎ−
ｐブロッキング領域及び埋め込みヘテロ構造が成長され
る。コンタクト層２４及び２５がバイアス及び電流注入
のためのＤＦＢレーザーの裏側面上に堆積された広い領
域の金属コンタクトとして示される。標準のオーミック
コンタクト製造技術、例えば、金属膜の多層蒸着、合
金蒸着、スパッタリング及びアニーリングなどをこのＤ
ＦＢレーザーに対するオーミック コンタクトを実現す
るために使用することができる。第２図に示されるレー
ザーにおいては、コンタクト２４は標準のＡｕ−Ｚｕコ
ンタクトであり、一方、コンタクト２５は、蒸着Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎｉコンタクトである。
標準のエピタキシャル成長技術を使用して、ヘテロ構造
が基板２３上に、以下の順番に成長される。つまり、約
５μｍ厚の追加のｎ−タイプＳｎ−ＩｎＰバッフアー層
（図示無し）；約０．１５μｍ厚を持ち、実質的に要求
される利得プロフィル曲線のピークの所に、この例にお
いては、約１．５１μｍに選択される特性波長λｐを生
成するのに適当なモル分率ｘ及びｙを持つアンドープ４
元素（ＩｎｘＧａ1-xＡｓｙＰ1-y）アクティブ層２６；
約１．５μｍの厚さ、及び約１．３μｍに対して適当な
モル分率ｘ、ｙを持つＺｎ：ＩｎｘＧａ1-xＡｓｙＰ1-y
から成るｐ−タイプ ガイド層２７；約３μｍの厚さの
ｐ−タイプＺｎ：ＩｎＰクラッド層２８；及び０．７μ
ｍの厚さのｐ−タイプ４元素キャップ層２９が順に成長
される。フォトリソグラフィー及びエッチング技術（例
えば、臭素メタノール エッチング剤）を使用する標準
ストリップ マスキングがこのヘテロ構造メサを製造す
るために使用される。
が基板２３上に、以下の順番に成長される。つまり、約
５μｍ厚の追加のｎ−タイプＳｎ−ＩｎＰバッフアー層
（図示無し）；約０．１５μｍ厚を持ち、実質的に要求
される利得プロフィル曲線のピークの所に、この例にお
いては、約１．５１μｍに選択される特性波長λｐを生
成するのに適当なモル分率ｘ及びｙを持つアンドープ４
元素（ＩｎｘＧａ1-xＡｓｙＰ1-y）アクティブ層２６；
約１．５μｍの厚さ、及び約１．３μｍに対して適当な
モル分率ｘ、ｙを持つＺｎ：ＩｎｘＧａ1-xＡｓｙＰ1-y
から成るｐ−タイプ ガイド層２７；約３μｍの厚さの
ｐ−タイプＺｎ：ＩｎＰクラッド層２８；及び０．７μ
ｍの厚さのｐ−タイプ４元素キャップ層２９が順に成長
される。フォトリソグラフィー及びエッチング技術（例
えば、臭素メタノール エッチング剤）を使用する標準
ストリップ マスキングがこのヘテロ構造メサを製造す
るために使用される。
ヘテロ構造メサが形成された後に、ｐ−ブロッキング層
２２及びｎ−ブロッキング層２１に対する一連の成長ス
テップが基板２５上に遂行される。ブロッキング層２２
は約０．５μｍの厚さのＺｎ：ＩｎＰから成り、ブロッ
キング層２１は、コンタクトのために半導体構造全体を
実質的に平坦化するための十分な厚さまで成長されたＳ
ｎ：ＩｎＰから成る。
２２及びｎ−ブロッキング層２１に対する一連の成長ス
テップが基板２５上に遂行される。ブロッキング層２２
は約０．５μｍの厚さのＺｎ：ＩｎＰから成り、ブロッ
キング層２１は、コンタクトのために半導体構造全体を
実質的に平坦化するための十分な厚さまで成長されたＳ
ｎ：ＩｎＰから成る。
上に説明のＤＦＢレーザーのこれらの層内のＳｎ及びＺ
ｎドーパントに対する適当なドーパント濃度は約１０17
から１０18ｃｍ-3が適当である。最終的な準備の後に、
レーザーがこのヘテロ構造内にサポートされる光の伝播
の方向に対して垂直のプレーン内に少なくとも二つの端
面を形成するために切り開かれる。示されるレーザーは
この端面間の集積フィードバック構造として波形格子を
持つため、通常、端面反射を最小限に押えるために、こ
の少なくとも二つの端面に反射防止コーティングが塗ら
れる。
ｎドーパントに対する適当なドーパント濃度は約１０17
から１０18ｃｍ-3が適当である。最終的な準備の後に、
レーザーがこのヘテロ構造内にサポートされる光の伝播
の方向に対して垂直のプレーン内に少なくとも二つの端
面を形成するために切り開かれる。示されるレーザーは
この端面間の集積フィードバック構造として波形格子を
持つため、通常、端面反射を最小限に押えるために、こ
の少なくとも二つの端面に反射防止コーティングが塗ら
れる。
第２図及び第３図に示されるように、ＤＦＢレーザーの
集積フィードバック構造は波形格子３１を含むが、これ
はガイド層２７内にアクティブ層２６との界面の反対側
に形成される。この格子の形状、深さ及びピッチ、つま
り周期は変数であり、格子の位置及びそれから要求され
る結果に依存する。
集積フィードバック構造は波形格子３１を含むが、これ
はガイド層２７内にアクティブ層２６との界面の反対側
に形成される。この格子の形状、深さ及びピッチ、つま
り周期は変数であり、格子の位置及びそれから要求され
る結果に依存する。
原則として、ＤＦＢレーザーの集積フィードバック構造
は、レーザー導波路内の光波の伝播の方向に沿って実質
的に連続的に、そしてこの導波路内の光学エネルギーの
伝播の方向を実質的に横断して形成されるレーザー導波
路の伝送特性内に空間的周期摂動を含む。この導波路の
伝送特性の空間的周期摂動は、このレーザーに対する導
波路媒体の利得、屈折率、伝播定数、或は他のパラメー
タの変動の形式をとる。
は、レーザー導波路内の光波の伝播の方向に沿って実質
的に連続的に、そしてこの導波路内の光学エネルギーの
伝播の方向を実質的に横断して形成されるレーザー導波
路の伝送特性内に空間的周期摂動を含む。この導波路の
伝送特性の空間的周期摂動は、このレーザーに対する導
波路媒体の利得、屈折率、伝播定数、或は他のパラメー
タの変動の形式をとる。
本発明の原理によると、ブラッグ反射器領域内のレーザ
ーのガイド領域上で有効な格子周期は、 によつて与えられるが、ここで、λｐは半導体構造の利
得領域に対する実質的に利得ピーク或は利得最大の所の
特性波長を示し、Ｍは１以上の整数として表わされる格
子のオーダーであり、そして、 はこの半導体レーザーの導波路モードに対するモーダル
或は有効屈折率である。格子ラインの横方向の位置決め
が要求されるが、格子ラインの角度変位（ねじれ）が発
生し、格子ラインがＤＦＢレーザーに対する光波伝播の
方向に対して実質的に横たわる結果となる。
ーのガイド領域上で有効な格子周期は、 によつて与えられるが、ここで、λｐは半導体構造の利
得領域に対する実質的に利得ピーク或は利得最大の所の
特性波長を示し、Ｍは１以上の整数として表わされる格
子のオーダーであり、そして、 はこの半導体レーザーの導波路モードに対するモーダル
或は有効屈折率である。格子ラインの横方向の位置決め
が要求されるが、格子ラインの角度変位（ねじれ）が発
生し、格子ラインがＤＦＢレーザーに対する光波伝播の
方向に対して実質的に横たわる結果となる。
一次（Ｍ＝１）或は高次（Ｍ＝２、３、・・・）集積フ
ィードバック構造、例えば、波形格子の使用が考えられ
る。これら格子は、標準の電子ビーム、フォトリソグラ
フィツク及び／或はホログラフィック パターニング技
術及びその後必要とされる湿式或は乾式エッチング ス
テッブを使用して製造される。格子の形状は、第２図及
び第３図に示されるように正弦であっても、或は、三角
形、長方形、台形、半円形、或は他の周知の複雑な関係
であってもよい。様々な格子プロフィル及び製造技術に
関しては、エレクト．レター（Elect.Lett.,）、Vol.１
９No.２５／２６、ページ１０７６−７（１９８３年）
を参照すること。
ィードバック構造、例えば、波形格子の使用が考えられ
る。これら格子は、標準の電子ビーム、フォトリソグラ
フィツク及び／或はホログラフィック パターニング技
術及びその後必要とされる湿式或は乾式エッチング ス
テッブを使用して製造される。格子の形状は、第２図及
び第３図に示されるように正弦であっても、或は、三角
形、長方形、台形、半円形、或は他の周知の複雑な関係
であってもよい。様々な格子プロフィル及び製造技術に
関しては、エレクト．レター（Elect.Lett.,）、Vol.１
９No.２５／２６、ページ１０７６−７（１９８３年）
を参照すること。
カイド層に対する格子の位置は、格子がガイド層の下の
基板上に、或はガイド層上に、或はブラッグ反射器領域
内のガイド層に接近した他の層上に置かれるような様々
なバリエーションが考えられる。勿論、格子位置の選択
に当っては格子結合強度を考慮する必要がある。これ
は、格子結合強度が格子位置対導波路モード、ピークか
ら谷に向かって測定された格子或は波形の深さ、及び格
子或は波形の境界を作る材料間の屈折率の差によって決
定されるためである。
基板上に、或はガイド層上に、或はブラッグ反射器領域
内のガイド層に接近した他の層上に置かれるような様々
なバリエーションが考えられる。勿論、格子位置の選択
に当っては格子結合強度を考慮する必要がある。これ
は、格子結合強度が格子位置対導波路モード、ピークか
ら谷に向かって測定された格子或は波形の深さ、及び格
子或は波形の境界を作る材料間の屈折率の差によって決
定されるためである。
この格子構造の一つの追加の修正バージョンとして、こ
の格子内にλ／４シフト領域を含めることが知られてい
る。これらλ／４シフト領域はＤＦＢレーザーに対する
追加の周波数安定性を提供することが知られている。一
例としてのλ／４シフトが第３図に領域３０として示さ
れる。これら領域は格子構造の中心に置かれる必要はな
い。合衆国特許第4,096,446号、第4,648,096号、第4,66
5,528号及び第4,701,930号において開示されているよう
な他のタイプのシフト領域、例えば、ガイド層内のステ
ップ的な屈折率の変化、或はガイド層の厚さの線型的増
加などを使用することも考えられる。ＤＦＢレーザー及
び集積フィードバック（格子）構造に関するこれら特許
の教示はここにも参照の目的で明示的に示される。
の格子内にλ／４シフト領域を含めることが知られてい
る。これらλ／４シフト領域はＤＦＢレーザーに対する
追加の周波数安定性を提供することが知られている。一
例としてのλ／４シフトが第３図に領域３０として示さ
れる。これら領域は格子構造の中心に置かれる必要はな
い。合衆国特許第4,096,446号、第4,648,096号、第4,66
5,528号及び第4,701,930号において開示されているよう
な他のタイプのシフト領域、例えば、ガイド層内のステ
ップ的な屈折率の変化、或はガイド層の厚さの線型的増
加などを使用することも考えられる。ＤＦＢレーザー及
び集積フィードバック（格子）構造に関するこれら特許
の教示はここにも参照の目的で明示的に示される。
第２図及び第３図の一例として実施態様においては、一
次格子は、上に数学的に記述される利得ピーク或は利得
最大波長より長い波長の所に格子をデチューニングする
ための上に説明の基準を満す有効外格子周期Λeffを持
つように示される。図面に示される波長格子は、約２３
８４Åのピッチ及び約８００Åの深さを持つ。この格子
は、約１．５１μｍ（λｐ）の利得ピーク波長から１．
５５μｍ（λＢ）の動作波長への約４００Åのデチュー
ニングを達成するように選択される。
次格子は、上に数学的に記述される利得ピーク或は利得
最大波長より長い波長の所に格子をデチューニングする
ための上に説明の基準を満す有効外格子周期Λeffを持
つように示される。図面に示される波長格子は、約２３
８４Åのピッチ及び約８００Åの深さを持つ。この格子
は、約１．５１μｍ（λｐ）の利得ピーク波長から１．
５５μｍ（λＢ）の動作波長への約４００Åのデチュー
ニングを達成するように選択される。
このデチューニングを達成するためには、要求されるデ
チューニングの波長の量を選択することが必要である。
当業者に周知標準の計算技術を使用して、このレーザー
構造のモーダル屈折率がＤＦＢレーザーに対する組成及
び層の寸法を使用して決定される。屈折率の値はIEEE
J.of Quant.Elect.,ＱＥ−２１，ページ１８８７以降
（１９８５年）から得られる。
チューニングの波長の量を選択することが必要である。
当業者に周知標準の計算技術を使用して、このレーザー
構造のモーダル屈折率がＤＦＢレーザーに対する組成及
び層の寸法を使用して決定される。屈折率の値はIEEE
J.of Quant.Elect.,ＱＥ−２１，ページ１８８７以降
（１９８５年）から得られる。
ブラッグ波長がその半導体材料に対する利得ピークの波
長よりも長くなるように格子周期をデチューニングする
と、結果としてのＤＦＢレーザーは通常ではない大きな
ライン幅エンハンスメント係数αを持つようになる。ラ
イン幅エンハンスメント係数の測定の一般的議論に関し
ては、IEEE J.of Quant.Elect.,ＱＥ−１８，ページ２
５９以降（１９８２年）；Appl.Phys.Lett.,４２
（８）、ページ６３１以降（１９８３年）；Elect.Let
t.,２３、ページ３９３−４（１９８７年）；及びElec
t.Lett.,２２、ページ５８０−１（１９８６年）を参照
すること。本発明の原理に従っての正しいデチューニン
グの結果として、結果としてのＤＦＢレーザーは電流ド
ライブ隣要件を低減し、又ＦＭ応答を実質的に均一にな
るように平坦化する大きなキャリア調節（large carrie
r-mediated）ＦＭ応答を提供する。
長よりも長くなるように格子周期をデチューニングする
と、結果としてのＤＦＢレーザーは通常ではない大きな
ライン幅エンハンスメント係数αを持つようになる。ラ
イン幅エンハンスメント係数の測定の一般的議論に関し
ては、IEEE J.of Quant.Elect.,ＱＥ−１８，ページ２
５９以降（１９８２年）；Appl.Phys.Lett.,４２
（８）、ページ６３１以降（１９８３年）；Elect.Let
t.,２３、ページ３９３−４（１９８７年）；及びElec
t.Lett.,２２、ページ５８０−１（１９８６年）を参照
すること。本発明の原理に従っての正しいデチューニン
グの結果として、結果としてのＤＦＢレーザーは電流ド
ライブ隣要件を低減し、又ＦＭ応答を実質的に均一にな
るように平坦化する大きなキャリア調節（large carrie
r-mediated）ＦＭ応答を提供する。
第４図はライン幅エンハンスメント係数と波長の関係
（曲線４２及び４３）並びに利得と波長の関係（曲線４
１）の両者が組合わせられた図面である。アクティブ層
は４元素III−Ｖ族半導体材料、ＩｎＧａＡｓＰから成
り、λｐが１．３μｍよりも少し小さくなるように、モ
ル分率ｘ＝０．７４，ｙ＝０．６の値とされる。ライン
幅エンハンスメント係数は、曲線４２の埋め込みヘテロ
構造ＤＦＢレーザーに対して、及び曲線４３の多重量子
井戸ＤＦＢレーザーに対して、波長の増加とともに増加
することが示される。つまり、両者のＤＦＢレーザーは
波長の増加とともにより多くのチャープを示す。影を与
えられた領域４４は、集積フィードバック構造、例え
ば、ブラッグ格子が、レーザーの動作波長（λＢ）がよ
り大きなライン幅エンハンスメント及び優れた直接電流
周波数変調動作を達成するために利得ピーク波長よりも
大きくなるようにＤＦＢレーザーに対してチューニング
されるべき波長を示す。
（曲線４２及び４３）並びに利得と波長の関係（曲線４
１）の両者が組合わせられた図面である。アクティブ層
は４元素III−Ｖ族半導体材料、ＩｎＧａＡｓＰから成
り、λｐが１．３μｍよりも少し小さくなるように、モ
ル分率ｘ＝０．７４，ｙ＝０．６の値とされる。ライン
幅エンハンスメント係数は、曲線４２の埋め込みヘテロ
構造ＤＦＢレーザーに対して、及び曲線４３の多重量子
井戸ＤＦＢレーザーに対して、波長の増加とともに増加
することが示される。つまり、両者のＤＦＢレーザーは
波長の増加とともにより多くのチャープを示す。影を与
えられた領域４４は、集積フィードバック構造、例え
ば、ブラッグ格子が、レーザーの動作波長（λＢ）がよ
り大きなライン幅エンハンスメント及び優れた直接電流
周波数変調動作を達成するために利得ピーク波長よりも
大きくなるようにＤＦＢレーザーに対してチューニング
されるべき波長を示す。
実験からのもう一例においては、正しく設計された格子
及び導波路構造を持つＤＦＢレーザーが４ｍＡの最高最
低電流ドライブにてＮＲＺデータ シーケンスを用いて
直接に周波数変調された。残留強度変調は７％以下であ
り、負均一なＦＭ応答に起因する明らかな劣化は見られ
なかった。これは、本発明によるレーザー構造が先行技
術の持つ問題を実質的に不均一のＦＭ応答をを排除する
ことによって克服することを示す。劣化が存在するとす
れば、これは、この疑似ランダム シーケンスが２Ｇｂ
ｐｓのデータ速度においては長さ２23−１を持ち、これ
が熱遮断周波数よりも十分に低い１ＫＨｚ以下のスペク
トル成分を与え、これが旧来の不均一ＦＭ応答として同
定されためである。
及び導波路構造を持つＤＦＢレーザーが４ｍＡの最高最
低電流ドライブにてＮＲＺデータ シーケンスを用いて
直接に周波数変調された。残留強度変調は７％以下であ
り、負均一なＦＭ応答に起因する明らかな劣化は見られ
なかった。これは、本発明によるレーザー構造が先行技
術の持つ問題を実質的に不均一のＦＭ応答をを排除する
ことによって克服することを示す。劣化が存在するとす
れば、これは、この疑似ランダム シーケンスが２Ｇｂ
ｐｓのデータ速度においては長さ２23−１を持ち、これ
が熱遮断周波数よりも十分に低い１ＫＨｚ以下のスペク
トル成分を与え、これが旧来の不均一ＦＭ応答として同
定されためである。
材料系ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰが上の説明では分散フィ
ードバック レーザーを製造するための材料として説明
されたが、他の材料の組合わせを他の半導体グループII
I−Ｖ系、例えば、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ、Ｇ
ａＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳｂ及びＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
から選択することもできる。これら半導体系において
は、層は適当なＧａＡｓ或はＩｎＰ基板に対して格子マ
ッチングされる。基板材料上に歪を持つ層が成長される
場合のようなミスマッチングも考えられる。最後に、デ
バイス構造のII−XI族の半導体化合物への拡張も考えら
れる。
ードバック レーザーを製造するための材料として説明
されたが、他の材料の組合わせを他の半導体グループII
I−Ｖ系、例えば、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ、Ｇ
ａＡｓＳｂ／ＧａＡｌＡｓＳｂ及びＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
から選択することもできる。これら半導体系において
は、層は適当なＧａＡｓ或はＩｎＰ基板に対して格子マ
ッチングされる。基板材料上に歪を持つ層が成長される
場合のようなミスマッチングも考えられる。最後に、デ
バイス構造のII−XI族の半導体化合物への拡張も考えら
れる。
第１図は周波数変調光波通信システムの略図； 第２図は本発明の原理に従う第１図の光波システム内に
使用するための分散フィードバック半導体レーザーの断
面を示す図； 第３図は第２図のレーザーの代替実施態様の線Ｘ−Ｘに
沿って切断した断面を示す図；そして 第４図はライン幅エンハンスメント係数及び利得包絡線
を波長の関数として示す図である。 ＜主要部分の符号の説明＞１０ ……光波通信システム １４……周波数変調された信号 １５……伝送媒体 １６……光波信号
使用するための分散フィードバック半導体レーザーの断
面を示す図； 第３図は第２図のレーザーの代替実施態様の線Ｘ−Ｘに
沿って切断した断面を示す図；そして 第４図はライン幅エンハンスメント係数及び利得包絡線
を波長の関数として示す図である。 ＜主要部分の符号の説明＞１０ ……光波通信システム １４……周波数変調された信号 １５……伝送媒体 １６……光波信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ダブリュ．テカッチ アメリカ合衆国 07739 ニュージャーシ ィ，リットル シルヴァー，ウェストウッ ド ロード 27
Claims (4)
- 【請求項１】分散フィードバック レーザー及び該レー
ザーを周波数変調するための手段を含む光波送信機にお
いて、該レーザーが特性波長λＰ及びモーダル屈折率 を持つ利得媒体及び該利得媒体に光学的に結合された集
積フィードバック手段を含む半導体ヘテロ構造からな
り、該集積フィードバック手段が半導体ヘテロ構造の伝
送特性の空間的周期摂動を含み、また、有効格子周期Λ
effを持ち、 該有効格子周期が該特性波長に対して、 の関係を持ち、ここでＭが集積フィードバック手段の次
数を特性化する１以上の整数からなることを特徴とする
光波送信機。 - 【請求項２】分散フィードバック レーザー及び該レー
ザーを周波数変調するための手段を含む光波送信機にお
いて、該レーザーが導波路及びこの中に含まれる利得媒
体を含み、該導波路が特性波長λＰを持ち、該レーザー
が更に該利得媒体に光学的に結合された集積フィードバ
ック手段を含み、該集積フィードバック手段が該導波路
の伝送特性の空間的周期摂動を含み、又レーザーをブラ
ッグ波長λＢにて動作させる有効格子周期を持ち、 該ブラッグ波長が該特性波長よりも大きなことを特徴と
する光波送信機。 - 【請求項３】光波送信機、光波受信機及び該光波送信機
と該光波受信機にこれらの間で光波信号伝播をサポート
するために光学的連帯的に結合された伝送媒体を含む光
波通信システムにおいて、該光波送信機が分散フィード
バック レーザー及び該レーザーを周波数変調するため
の手段を含み、該レーザーが特性波長λＰ及びモーダル
屈折率 を持つ利得媒体及び該利得媒体に光学的に結合された集
積フィードバック手段を含む半導体ヘテロ構造からな
り、該集積ィードバック手段が該半導体ヘテロ構造の伝
送特性の空間的周期摂動を含み、また、有効格子周期Λ
effを持ち、 該有効格子周期が該特性波長に対して、 の関係を持ち、ここで Ｍが集積フィードバック手段の次数を特性化する１以上
の整数からなることを特徴とする光波送信機。 - 【請求項４】光波送信機、光波受信機及び該光波送信機
と該光波受信機にこれらの間で光波信号伝播をサポート
するために光学的連帯的に結合された伝送媒体を含む光
波通信システムにおいて、該光波送信機が分散フィード
バック レーザー及び該レーザーを周波数変調するため
の手段を含み、該レーザーが導波路及びその中に含まれ
る利得媒体を含み、該導波路が特性波長λｐを持ち、 該レーザーが更に該利得媒体に光学的に結合された集積
フィードバック手段を含み、該集積フィードバック手段
が該導波路の伝送特性の空間的周期摂動を含み、又レー
ザーをブラッグ波長λＢにて動作させる有効格子周期を
持ち、 該ブラッグ波長が該特性波長よりも大きなことを特徴と
する光波通信システム。
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