JPH0715071A - 半導体光パルスソース - Google Patents
半導体光パルスソースInfo
- Publication number
- JPH0715071A JPH0715071A JP6004080A JP408094A JPH0715071A JP H0715071 A JPH0715071 A JP H0715071A JP 6004080 A JP6004080 A JP 6004080A JP 408094 A JP408094 A JP 408094A JP H0715071 A JPH0715071 A JP H0715071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chip
- optical
- frequency
- change
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000005374 Kerr effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 241001464760 Dichagyris constanti Species 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0428—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
-
- 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
- H01S5/06209—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
- 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
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06256—Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
-
- 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
-
- 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
- H01S5/1039—Details on the cavity length
-
- 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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 まずスペクトル幅の狭い未処理光パルスを発
生する半導体チップ、次いでこのチップとソリトンを構
成することが可能なスペクトル幅の狭い圧縮光パルスを
発生する分散伝送路とを含むソースを簡単に製造する。 【構成】 半導体チップを含み、このチップの長手方向
導波路構造と前記チップの２面とがレーザ光の共振空洞
を構成する半導体光パルスソースであって、前記空洞
は、前記チップが前記構造の光学長により制御される周
波数まで前記レーザ光を増幅し且つこの周波数で前記レ
ーザ光を発振できるようにするための活性材料を含み、
前記ソースが更に、前記チップに前記レーザ光を光パル
ス形態で発振させるように前記チップの利得スイッチン
グを行う給電電流発生器を含み、前記チップが、前記パ
ルスのスペクトル幅を制限するように、前記利得スイッ
チングを行い且つ屈折率の寄生変化を伴う利得領域のみ
ならず、前記屈折率の寄生変化のない少なくとも１つの
付加領域をも長手方向に含むことを特徴とする。
生する半導体チップ、次いでこのチップとソリトンを構
成することが可能なスペクトル幅の狭い圧縮光パルスを
発生する分散伝送路とを含むソースを簡単に製造する。 【構成】 半導体チップを含み、このチップの長手方向
導波路構造と前記チップの２面とがレーザ光の共振空洞
を構成する半導体光パルスソースであって、前記空洞
は、前記チップが前記構造の光学長により制御される周
波数まで前記レーザ光を増幅し且つこの周波数で前記レ
ーザ光を発振できるようにするための活性材料を含み、
前記ソースが更に、前記チップに前記レーザ光を光パル
ス形態で発振させるように前記チップの利得スイッチン
グを行う給電電流発生器を含み、前記チップが、前記パ
ルスのスペクトル幅を制限するように、前記利得スイッ
チングを行い且つ屈折率の寄生変化を伴う利得領域のみ
ならず、前記屈折率の寄生変化のない少なくとも１つの
付加領域をも長手方向に含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ情報通信に特
に使用可能な短光パルスの形成に係る。
に使用可能な短光パルスの形成に係る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバにより導入されるカー型（ｔ
ｙｐｅ Ｋｅｒｒ）の分散性及び非線形光効果の組み合
わせ作用により、「ソリトン」と呼称される適切な形態
のパルスが変形せずに伝搬し得ることが知られている。
このようなパルスは高速大洋横断（６０００〜９０００
ｋｍ）伝送に使用できると予想される。エルビウムドー
プ光ファイバ増幅器により損失を補償されたファイバ中
のソリトン伝搬により長距離伝送が達せられる。
ｙｐｅ Ｋｅｒｒ）の分散性及び非線形光効果の組み合
わせ作用により、「ソリトン」と呼称される適切な形態
のパルスが変形せずに伝搬し得ることが知られている。
このようなパルスは高速大洋横断（６０００〜９０００
ｋｍ）伝送に使用できると予想される。エルビウムドー
プ光ファイバ増幅器により損失を補償されたファイバ中
のソリトン伝搬により長距離伝送が達せられる。
【０００３】ソリトン伝送は周期的に発振される短光パ
ルス列を使用する必要がある。例えば１０Ｇｂ／ｓの伝
送の場合、パルスは約２０ｐｓ（半強度）の長さでなけ
ればならない。更に、これらのパルスは「フーリエ変換
限界に近く」なければならず、即ち臨界積（パルス幅と
スペクトル幅の積）は約０．７の限界を越えてはなら
ず、０．３２の最適値にできるだけ近くなければならな
い。
ルス列を使用する必要がある。例えば１０Ｇｂ／ｓの伝
送の場合、パルスは約２０ｐｓ（半強度）の長さでなけ
ればならない。更に、これらのパルスは「フーリエ変換
限界に近く」なければならず、即ち臨界積（パルス幅と
スペクトル幅の積）は約０．７の限界を越えてはなら
ず、０．３２の最適値にできるだけ近くなければならな
い。
【０００４】第１の公知方法によると、外部空洞共振器
付き半導体レーザ（ｌａｓｅｒ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｅｕｒ ａ ｃａｖｉｔｅ ｅｘｔｅｒｎｅ）のモー
ド結合によりこのようなパルスを発生することができ
る。この方法はＤ．Ｍ．ＢＩＲＤ， Ｒ．Ｍ．ＦＡＴＡ
Ｈ， Ｍ．Ｋ．ＣＯＸ， Ｐ．Ｄ．ＣＯＮＳＴＡＮＴＩ
ＮＥ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ２
６， ｐ．２０８６ （１９９０）に記載されている。
第２の公知方法はモノリシック半導体レーザの利得スイ
ッチングを使用するものであり、ＤＯＷＮＥＹの文献：
Ｌ．Ｍ．ＤＯＷＮＥＹ， Ｊ．Ｆ．ＢＯＷＥＲＳ，
Ｒ．Ｓ．ＴＵＣＫＥＲ及びＥ．ＡＧＹＥＫＵＭ ＩＥＥ
Ｅ， Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ．ＱＥ ２３， １０
３９（１９８７）に記載されている。
付き半導体レーザ（ｌａｓｅｒ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｅｕｒ ａ ｃａｖｉｔｅ ｅｘｔｅｒｎｅ）のモー
ド結合によりこのようなパルスを発生することができ
る。この方法はＤ．Ｍ．ＢＩＲＤ， Ｒ．Ｍ．ＦＡＴＡ
Ｈ， Ｍ．Ｋ．ＣＯＸ， Ｐ．Ｄ．ＣＯＮＳＴＡＮＴＩ
ＮＥ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ２
６， ｐ．２０８６ （１９９０）に記載されている。
第２の公知方法はモノリシック半導体レーザの利得スイ
ッチングを使用するものであり、ＤＯＷＮＥＹの文献：
Ｌ．Ｍ．ＤＯＷＮＥＹ， Ｊ．Ｆ．ＢＯＷＥＲＳ，
Ｒ．Ｓ．ＴＵＣＫＥＲ及びＥ．ＡＧＹＥＫＵＭ ＩＥＥ
Ｅ， Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ．ＱＥ ２３， １０
３９（１９８７）に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】第１の方法は取り扱い
が困難な複合レーザを必要とする。従って、この方法を
実地に用いるのは予想し難い。
が困難な複合レーザを必要とする。従って、この方法を
実地に用いるのは予想し難い。
【０００６】第２の方法はスペクトル幅の広いパルスを
発生し、パルスはフーリエ変換限界から著しく遠ざか
る。このようなスペクトル幅は、大幅に変化する電流の
注入によりレーザの利得スイッチングを行うためであ
る。レーザ空洞の材料の屈折率は電流に依存するので、
光周波数は発生されるパルスの各々で著しく変化する。
この屈折率の変化に対応してレーザ空洞（ｃａｖｉｔｅ
ｌａｓｅｒ）の光学長が変化し、従って発生されるパ
ルス中の空洞の共振光周波数も変化する。その結果、そ
の立ち上がり区間が立ち下がり区間よりも光周波数の高
い波により形成されるパルスが発生される（図２）。
発生し、パルスはフーリエ変換限界から著しく遠ざか
る。このようなスペクトル幅は、大幅に変化する電流の
注入によりレーザの利得スイッチングを行うためであ
る。レーザ空洞の材料の屈折率は電流に依存するので、
光周波数は発生されるパルスの各々で著しく変化する。
この屈折率の変化に対応してレーザ空洞（ｃａｖｉｔｅ
ｌａｓｅｒ）の光学長が変化し、従って発生されるパ
ルス中の空洞の共振光周波数も変化する。その結果、そ
の立ち上がり区間が立ち下がり区間よりも光周波数の高
い波により形成されるパルスが発生される（図２）。
【０００７】この周波数変化を利用して「圧縮」と呼称
される公知方法によりパルス幅を狭めることができる。
この方法によると、パルスは光周波数に依存する光路を
有する光学媒質中を伝搬する。特に、シフトの大きい特
殊な分散シフトファイバ（分散を解消する波長がレーザ
により発振されるパルスの中心波長よりも長い）は、低
周波数よりも高周波数のほうが長い光路を有する。
される公知方法によりパルス幅を狭めることができる。
この方法によると、パルスは光周波数に依存する光路を
有する光学媒質中を伝搬する。特に、シフトの大きい特
殊な分散シフトファイバ（分散を解消する波長がレーザ
により発振されるパルスの中心波長よりも長い）は、低
周波数よりも高周波数のほうが長い光路を有する。
【０００８】従って、このようなファイバを使用する
と、立ち上がり区間を立ち下がり区間よりも遅延させる
ことができる。このファイバの長さを調節することによ
り、初期パルス幅よりも著しく短い補正パルス幅と所望
の理論値に近い臨界積とを有するパルスが形成される。
と、立ち上がり区間を立ち下がり区間よりも遅延させる
ことができる。このファイバの長さを調節することによ
り、初期パルス幅よりも著しく短い補正パルス幅と所望
の理論値に近い臨界積とを有するパルスが形成される。
【０００９】特に、公知ＤＦＢレーザにより発生される
パルスを圧縮すると、約０．７５の臨界積が得られる。
パルスを圧縮すると、約０．７５の臨界積が得られる。
【００１０】本発明の目的は特に、まずスペクトル幅の
狭い未処理光パルスを発生する半導体チップ、次いでこ
のチップとソリトンを構成することが可能なスペクトル
幅の狭い圧縮光パルスを発生する分散伝送路とを含むソ
ースを簡単に製造することである。
狭い未処理光パルスを発生する半導体チップ、次いでこ
のチップとソリトンを構成することが可能なスペクトル
幅の狭い圧縮光パルスを発生する分散伝送路とを含むソ
ースを簡単に製造することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的で本発明は、半
導体チップを含み、該チップの長手方向導波路構造と前
記チップの２面とがレーザ光の共振空洞を構成する光パ
ルス半導体ソースに係り、前記空洞は、前記チップが前
記構造の光学長により制御される周波数まで前記レーザ
光を増幅し且つこの周波数で前記レーザ光を発振できる
ようにするための活性材料を含み、前記ソースは更に、
前記チップに前記レーザ光を光パルス形態で発振させる
ように前記チップの利得スイッチングを行う給電電流発
生器を含み、前記ソースは、前記チップが前記利得スイ
ッチングを行い且つ屈折率の寄生変化を伴う利得領域の
みならず、前記屈折率の寄生変化のない少なくとも１つ
の付加領域をも長手方向に含むことを特徴とする。
導体チップを含み、該チップの長手方向導波路構造と前
記チップの２面とがレーザ光の共振空洞を構成する光パ
ルス半導体ソースに係り、前記空洞は、前記チップが前
記構造の光学長により制御される周波数まで前記レーザ
光を増幅し且つこの周波数で前記レーザ光を発振できる
ようにするための活性材料を含み、前記ソースは更に、
前記チップに前記レーザ光を光パルス形態で発振させる
ように前記チップの利得スイッチングを行う給電電流発
生器を含み、前記ソースは、前記チップが前記利得スイ
ッチングを行い且つ屈折率の寄生変化を伴う利得領域の
みならず、前記屈折率の寄生変化のない少なくとも１つ
の付加領域をも長手方向に含むことを特徴とする。
【００１２】この付加領域は共振空洞の長さにそれ自体
の光学長を加えるので、この共振空洞の長さの相対変化
が低減し、従ってチップの出力における光パルスの光周
波数の相対変化が低減し、即ちこれらのパルスのスペク
トル幅が低減する。光パルスのスペクトル幅のこの低減
は最適圧縮後に維持される。
の光学長を加えるので、この共振空洞の長さの相対変化
が低減し、従ってチップの出力における光パルスの光周
波数の相対変化が低減し、即ちこれらのパルスのスペク
トル幅が低減する。光パルスのスペクトル幅のこの低減
は最適圧縮後に維持される。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参考に本発明の実施例を説
明する。複数の図面に同一要素を示す場合には同一の参
照符号を付した。
明する。複数の図面に同一要素を示す場合には同一の参
照符号を付した。
【００１４】まずこれらの図面を参考に、本発明の前記
ソースと、上記ＤＯＷＮＥＹの文献及びＬＯＵＲＴＩＯ
Ｚの文献：ＥＦＯＣ’ＬＡＮ １９９２， ｐ．２７
３，１９９２に発表されたＪ．Ｍ．ＬＯＵＲＴＩＯＺ，
Ｊ．Ｍ．ＸＩＥ， Ｌ．ＣＨＵＳＳＥＡＵ， Ｊ．
Ｌ．ＢＥＹＬＡＴ， Ｅ．ＢＲＵＮ， Ｊ．Ｐ．ＨＡＭ
ＡＩＤＥ， Ｆ．ＰＯＭＭＥＲＥＡＵの報告による公知
ソースとに共通の構成について説明する。
ソースと、上記ＤＯＷＮＥＹの文献及びＬＯＵＲＴＩＯ
Ｚの文献：ＥＦＯＣ’ＬＡＮ １９９２， ｐ．２７
３，１９９２に発表されたＪ．Ｍ．ＬＯＵＲＴＩＯＺ，
Ｊ．Ｍ．ＸＩＥ， Ｌ．ＣＨＵＳＳＥＡＵ， Ｊ．
Ｌ．ＢＥＹＬＡＴ， Ｅ．ＢＲＵＮ， Ｊ．Ｐ．ＨＡＭ
ＡＩＤＥ， Ｆ．ＰＯＭＭＥＲＥＡＵの報告による公知
ソースとに共通の構成について説明する。
【００１５】これらの共通構成によると、ソースは長手
方向に伸びるモノリシック半導体チップ２を含み、該チ
ップ自体は以下の要素を含む。
方向に伸びるモノリシック半導体チップ２を含み、該チ
ップ自体は以下の要素を含む。
【００１６】−長手方向に光を案内するためにこの方向
に沿って前記チップを貫通する導波路構造４，６。この
構造は活性材料４を含んでおり、この材料に逆型キャリ
ヤを注入すると、この構造により案内されるレーザ光を
増幅するための利得が現れる。この利得及びこの材料の
屈折率はこれらのキャリヤの密度に依存する。
に沿って前記チップを貫通する導波路構造４，６。この
構造は活性材料４を含んでおり、この材料に逆型キャリ
ヤを注入すると、この構造により案内されるレーザ光を
増幅するための利得が現れる。この利得及びこの材料の
屈折率はこれらのキャリヤの密度に依存する。
【００１７】−このチップの２つの端面８，１０はこの
導波路構造の２つの端部を形成し、この構造と共にこの
ようなレーザ光の共振空洞を構成するための反射率を有
する。この空洞は活性材料の屈折率に依存する光学長
と、この光学長に反比例する一連の共振周波数とを有す
る。端面の少なくとも一方８の反射率はこのレーザ光１
２をこの空洞から発振できるように制限される。
導波路構造の２つの端部を形成し、この構造と共にこの
ようなレーザ光の共振空洞を構成するための反射率を有
する。この空洞は活性材料の屈折率に依存する光学長
と、この光学長に反比例する一連の共振周波数とを有す
る。端面の少なくとも一方８の反射率はこのレーザ光１
２をこの空洞から発振できるように制限される。
【００１８】−最後に、活性材料４の両側に配置され且
つ前記逆型キャリヤを供給することが可能なドープ層１
４及び１６。
つ前記逆型キャリヤを供給することが可能なドープ層１
４及び１６。
【００１９】このソースは更に以下の要素を含む。
【００２０】−層１４及び１６から前記逆型キャリヤ注
入を生じる給電電流ＪＡをチップ２に流すようにチップ
２に配置された電極１８，１９。このような注入により
レーザ光は空洞の少なくとも１つの共振周波数まで該空
洞内で増大し、この周波数でレーザ光を該空洞から発振
する。
入を生じる給電電流ＪＡをチップ２に流すようにチップ
２に配置された電極１８，１９。このような注入により
レーザ光は空洞の少なくとも１つの共振周波数まで該空
洞内で増大し、この周波数でレーザ光を該空洞から発振
する。
【００２１】−これらの電極に給電電流ＪＡを供給する
給電電流発生器２０，２２。この発生器は給電電流を変
化させ、前記利得スイッチングを行う電流パルス２４を
形成するように選択される。この利得スイッチングは、
レーザ光１２がパルス形態で発振されるように行われ
る。これらのパルスは未処理光パルス２６を構成し、初
期パルス幅２８を有する。このような各電流パルスを形
成する給電電流ＪＡの変化は、活性材料の屈折率の寄生
変化をもたらし、従ってこれらの光パルスの各々で空洞
の光学長の変化をもたらす。この光学長の変化は絶対変
化であり、この光学長に対するこの絶対変化の比により
構成される相対変化を伴う。その結果、レーザ光の周波
数の絶対変化が生じ、光パルスに初期スペクトル幅を与
える。この周波数の相対変化はこの周波数に対するこの
絶対変化の比により構成される。この変化は光学長の相
対変化に等しい。
給電電流発生器２０，２２。この発生器は給電電流を変
化させ、前記利得スイッチングを行う電流パルス２４を
形成するように選択される。この利得スイッチングは、
レーザ光１２がパルス形態で発振されるように行われ
る。これらのパルスは未処理光パルス２６を構成し、初
期パルス幅２８を有する。このような各電流パルスを形
成する給電電流ＪＡの変化は、活性材料の屈折率の寄生
変化をもたらし、従ってこれらの光パルスの各々で空洞
の光学長の変化をもたらす。この光学長の変化は絶対変
化であり、この光学長に対するこの絶対変化の比により
構成される相対変化を伴う。その結果、レーザ光の周波
数の絶対変化が生じ、光パルスに初期スペクトル幅を与
える。この周波数の相対変化はこの周波数に対するこの
絶対変化の比により構成される。この変化は光学長の相
対変化に等しい。
【００２２】−最後に、レーザ光を案内し且つレーザ光
にその周波数に依存する遅延を加えることが可能な分散
伝送路３０。この伝送路は未処理光パルス２６を受信す
るための入力３２と、これに応答して補正パルス幅３８
を有する圧縮光パルス３６を供給するための出力３４と
を有する。前記伝送路は、高周波数光成分の伝搬速度を
低周波数光成分よりも低くする負の波長分散（ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｉｑｕｅ）を光パルスの
中心波長に有する。伝送路の長さは、この補正パルス幅
を最小にするように選択される。
にその周波数に依存する遅延を加えることが可能な分散
伝送路３０。この伝送路は未処理光パルス２６を受信す
るための入力３２と、これに応答して補正パルス幅３８
を有する圧縮光パルス３６を供給するための出力３４と
を有する。前記伝送路は、高周波数光成分の伝搬速度を
低周波数光成分よりも低くする負の波長分散（ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｉｑｕｅ）を光パルスの
中心波長に有する。伝送路の長さは、この補正パルス幅
を最小にするように選択される。
【００２３】本発明によると、チップ２は長手方向に沿
って複数の連続領域を有する。利得領域４０において導
波路構造４，６は活性材料４を含み、給電電流によりキ
ャリヤを注入される。その結果、この電流が変化すると
この材料の屈折率の前記寄生変化が生じる。少なくとも
１つの付加領域４２，４４において導波路構造は、少な
くとも前記寄生変化と同一方向に給電電流の変化により
屈折率の著しい変化が生じないように構成される。この
ような付加領域の存在は共振空洞の光学長を増大させ、
この増大により光学長の相対変化が低減し、従ってレー
ザ光の周波数の相対変化が低減し、この周波数の絶対変
化が低減し、最終的にパルスのスペクトル幅が低減す
る。
って複数の連続領域を有する。利得領域４０において導
波路構造４，６は活性材料４を含み、給電電流によりキ
ャリヤを注入される。その結果、この電流が変化すると
この材料の屈折率の前記寄生変化が生じる。少なくとも
１つの付加領域４２，４４において導波路構造は、少な
くとも前記寄生変化と同一方向に給電電流の変化により
屈折率の著しい変化が生じないように構成される。この
ような付加領域の存在は共振空洞の光学長を増大させ、
この増大により光学長の相対変化が低減し、従ってレー
ザ光の周波数の相対変化が低減し、この周波数の絶対変
化が低減し、最終的にパルスのスペクトル幅が低減す
る。
【００２４】より特定的には、導波路構造は以下の要素
を含む。
を含む。
【００２５】−利得領域４０に制限され且つ活性材料に
より構成される活性帯４。この材料は周囲材料よりも大
きい屈折率を有する。
より構成される活性帯４。この材料は周囲材料よりも大
きい屈折率を有する。
【００２６】−少なくとも付加領域４２及び４４内を伸
びる受動導波路６。この導波路は活性材料と異なり且つ
同様に周囲材料よりも大きい屈折率を有する導波材料か
ら構成される。
びる受動導波路６。この導波路は活性材料と異なり且つ
同様に周囲材料よりも大きい屈折率を有する導波材料か
ら構成される。
【００２７】この受動導波路の存在により、１つの前記
付加領域は格子領域４４を構成し得る。この領域におい
て受動導波路６の横断方向寸法は周期的に変化し、ブラ
ッグ反射器７を構成する。この反射器はチップにより発
振されるレーザ光１２の周波数を構成するように光空洞
の共振周波数を選択する。
付加領域は格子領域４４を構成し得る。この領域におい
て受動導波路６の横断方向寸法は周期的に変化し、ブラ
ッグ反射器７を構成する。この反射器はチップにより発
振されるレーザ光１２の周波数を構成するように光空洞
の共振周波数を選択する。
【００２８】好ましくは、チップ２の上面３は、利得領
域４０内に配置され且つ給電電流発生器２０，２２によ
り給電される利得電極１８と、周波数調節領域４４に配
置された周波数調節電極１７とを担持する。この周波数
調節電極は導波材料に逆型の電荷キャリヤを注入する周
波数調節電流ＪＢを受動導波路６に流すように周波数調
節電流発生器２３に接続されている。この電流はこうし
てこの材料の屈折率を制御し、従って、ブラッグ反射器
７により選択される共振周波数を制御する。
域４０内に配置され且つ給電電流発生器２０，２２によ
り給電される利得電極１８と、周波数調節領域４４に配
置された周波数調節電極１７とを担持する。この周波数
調節電極は導波材料に逆型の電荷キャリヤを注入する周
波数調節電流ＪＢを受動導波路６に流すように周波数調
節電流発生器２３に接続されている。この電流はこうし
てこの材料の屈折率を制御し、従って、ブラッグ反射器
７により選択される共振周波数を制御する。
【００２９】チップ２は更に別の付加領域を構成する受
動領域４２を含む。
動領域４２を含む。
【００３０】典型的には、チップ２は活性帯４及び活性
導波路６以外はリン化インジウムのような２元材料から
構成される。この２元材料は層１６ではｎ型にドープさ
れる。層１４ではｐ型にドープされる。活性材料及び導
波材料は３元又は４元であり、異なる幅の禁制エネルギ
帯を有する。
導波路６以外はリン化インジウムのような２元材料から
構成される。この２元材料は層１６ではｎ型にドープさ
れる。層１４ではｐ型にドープされる。活性材料及び導
波材料は３元又は４元であり、異なる幅の禁制エネルギ
帯を有する。
【００３１】本発明は更に以下の要素を含む光ソリトン
伝送システムに係る。
伝送システムに係る。
【００３２】−上記のような半導体光パルスソース。
【００３３】−伝送すべき情報を受信し、前記ソースに
光パルス列を供給させるように前記ソースの給電電流発
生器２０，２２を制御する入力回路６０。パルス間の時
間間隔はこの情報を表す。
光パルス列を供給させるように前記ソースの給電電流発
生器２０，２２を制御する入力回路６０。パルス間の時
間間隔はこの情報を表す。
【００３４】−これらの光パルスを受信する長丈光ファ
イバにより構成される伝送路ファイバ６２。該ファイバ
は、該ファイバのソリトンを構成することが可能な強
度、パルス幅及びスペクトル幅を有する光パルスの形態
を維持するように相互に補償し合うような正の波長分散
とカー効果とを有する。このシステムの光パルスソース
はこのようなソリトンを供給する。
イバにより構成される伝送路ファイバ６２。該ファイバ
は、該ファイバのソリトンを構成することが可能な強
度、パルス幅及びスペクトル幅を有する光パルスの形態
を維持するように相互に補償し合うような正の波長分散
とカー効果とを有する。このシステムの光パルスソース
はこのようなソリトンを供給する。
【００３５】−最後に、伝送路ファイバ６２により伝送
される光パルスを受信する受信器６４。この受信器は伝
送すべき情報を再生するようにこれらのパルスを処理す
る。
される光パルスを受信する受信器６４。この受信器は伝
送すべき情報を再生するようにこれらのパルスを処理す
る。
【図１】本発明のソース及び伝送システムの全体図であ
る。
る。
【図２】半導体チップの出力における光パルス電場の変
化を示す。
化を示す。
【図３】本発明のソースの分散伝送路の出力における光
パルス電場の変化を示す。
パルス電場の変化を示す。
【図４】半導体チップの断面図である。
２ 半導体チップ ４，６ 導波路構造 ７ ブラッグ反射器 ８，１０ 端面 １４，１６ ドープ層 １８，１９ 電極 ２０，２２ 給電電流発生器 ２３ 周波数調節電流発生器 ３０ 分散伝送路 ３２ 入力 ３４ 出力 ４０ 利得領域 ４２，４４ 付加領域 ６０ 入力回路 ６２ 伝送路ファイバ ６４ 受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨゼ・シエノア フランス国、75014・パリ、リユ・エミー ル・デユボア、22 (72)発明者 ジヤン−ピエール・アメード フランス国、91180・サン・ジエルマン・ レ・ザルパジヨン、リユ・ドユ・ドクトー ル・エル・バビン、46・ビス (72)発明者 ドミニク・レステルラン フランス国、75007・パリ、リユ・ドユ・ プレ・オ・クレルク、10
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体チップを含み、該チップの長手方
向導波路構造と前記チップの２面とがレーザ光の共振空
洞を構成する半導体光パルスソースであって、前記空洞
は、前記チップが前記構造の光学長により制御される周
波数まで前記レーザ光を増幅し且つこの周波数で前記レ
ーザ光を発振できるようにするための活性材料を含み、
前記ソースが更に、前記チップに前記レーザ光を光パル
ス形態で発振させるように前記チップの利得スイッチン
グを行う給電電流発生器を含み、前記チップが、前記パ
ルスのスペクトル幅を制限するように、前記利得スイッ
チングを行い且つ屈折率の寄生変化を伴う利得領域のみ
ならず、前記屈折率の寄生変化のない少なくとも１つの
付加領域をも長手方向に含むことを特徴とする半導体光
パルスソース。 - 【請求項２】 長手方向に伸びるモノリシック半導体チ
ップを含み、該チップが、 長手方向に光を案内するためにこの方向に沿って前記チ
ップを貫通する導波路構造であって、活性材料を含んで
おり、該材料に逆型キャリヤを注入すると当該構造によ
り案内されるレーザ光を増幅するための利得が現れ、該
利得及び前記材料の屈折率が前記キャリヤの密度に依存
するように構成される前記導波路構造と、該導波路構造
の２つの端部を形成し、前記活性材料の前記屈折率に依
存する光学長と該光学長に反比例する一連の共振周波数
とを有する前記レーザ光の共振空洞を前記構造と共に構
成するための反射率を有しており、少なくとも一方の反
射率が前記レーザ光を前記空洞から発振できるように制
限された２つの端面と、 活性材料の両側に配置され且つ前記逆型キャリヤを供給
することが可能なドープ層とを含み、 前記ソースが更に、 前記空洞の少なくとも１つの前記共振周波数まで前記レ
ーザ光を空洞内で増大させ、この周波数で前記レーザ光
を前記空洞から発振させるように、前記ドープ層から前
記逆型キャリヤ注入を生じる給電電流を前記チップに流
すべく前記チップに配置された電極と、 前記電極に給電電流を供給し、初期パルス幅を有する未
処理光パルスの形態で前記チップに前記レーザ光を発振
させるように、前記利得のスイッチングを行う電流パル
スを形成するように前記給電電流を変化させる給電電流
発生器であって、各電流パルスにおける前記給電電流の
変化が、前記未処理光パルスの各々で前記空洞の光学長
の変化を生じ、前記光学長の変化が絶対変化であり、前
記光学長に対する前記絶対変化の比により構成される相
対変化を伴い、前記光学長の変化が前記レーザ光の周波
数の絶対変化を生じ、前記光パルスに初期スペクトル幅
を与え、前記周波数の相対変化が前記周波数に対する前
記絶対変化の比により構成され且つ光学長の前記相対変
化に等しくなるように構成される前記給電電流発生器
と、 レーザ光を案内し且つレーザ光にその周波数に依存する
遅延を加えることが可能であり、前記未処理光パルスを
受信するための入力と、これに応答して前記初期パルス
幅よりも小さい補正パルス幅を有する圧縮光パルスを供
給するための出力とを有する分散伝送路とを含み、 前記チップが、利得領域と少なくとも１つの付加領域と
を前記長手方向に沿って連続的に有しており、前記利得
領域において導波路構造は前記活性材料を含み、前記給
電電流によりキャリヤを注入され、前記給電電流が変化
すると前記材料の屈折率の寄生変化が生じ、前記少なく
とも１つの付加領域において導波路構造は、前記空洞の
光学長の増加の結果として、屈折率の前記寄生変化と同
一方向に給電電流の前記変化により屈折率の著しい変化
が生じないように構成され、前記増加により前記光学長
の前記相対変化が低減し、前記レーザ光の周波数の前記
相対変化が低減し、前記周波数の前記絶対変化が低減
し、最終的に前記スペクトル幅が低減するように構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載のソース。 - 【請求項３】 前記導波路構造が、前記利得領域に制限
され且つ周囲材料よりも大きい屈折率を有する前記活性
材料により構成される活性帯と、少なくとも前記付加領
域内に伸びており且つ周囲材料よりも大きい屈折率を有
する導波材料から構成される受動導波路とを含む請求項
２に記載のソース。 - 【請求項４】 １つの前記付加領域が格子領域を構成
し、該領域において前記受動導波路の横断寸法は周期的
に変化し、前記レーザ光の周波数を構成するように前記
光空洞の１つの前記共振周波数を選択するのに適したブ
ラッグ反射器を構成する請求項３に記載のソース。 - 【請求項５】 前記チップの上面が、前記利得領域に配
置され且つ前記給電電流発生器により給電される利得電
極を構成する１つの前記電極と、前記周波数調節領域に
配置されており且つ、前記導波材料の屈折率及び前記ブ
ラッグ反射器により選択される共振周波数を制御するよ
うに、前記導波材料に逆型の電化キャリヤを注入する周
波数調節電流を前記受動導波路に流すべく前記ソースの
周波数調節電流発生器に接続された周波数調節電極とを
担持していることを特徴とする請求項４に記載のソー
ス。 - 【請求項６】 前記チップが更に、１つの前記付加領域
を構成する受動領域を含むことを特徴とする請求項４に
記載のソース。 - 【請求項７】 前記チップが前記活性帯及び受動導波路
以外は２元材料から構成され、該材料が前記導波路構造
の下側の層ではｎ型にドープされており、前記導波路構
造の上側の層ではｐ型にドープされており、前記活性材
料及び導波材料が３元又は４元であり且つ異なる幅の禁
制エネルギ帯を有する請求項３に記載のソース。 - 【請求項８】 要求に応じて光パルスを供給するための
半導体光パルスソースと、伝送すべき情報を受信し、伝
送すべき情報がパルス間の時間間隔により表される光パ
ルス列を前記ソースに供給させるように前記ソースの給
電電流発生器を制御する入力回路と、前記光パルス列を
受信する長丈光ファイバにより構成され、該ファイバの
ソリトンの特徴を表す強度、パルス幅及びスペクトル幅
を有する光パルスの形態を維持するべく相互に補償し合
うような波長分散とカー効果を有する伝送路ファイバ
と、該伝送路ファイバにより伝送される光パルスを受信
し、伝送すべき前記情報を再生するように前記受信パル
スを処理する受信器とを含む光ソリトン伝送システムで
あって、前記光パルスソースが、前記光パルスを前記伝
送路ファイバからソリトン形態で供給できるように請求
項１、２、５及び７のいずれか一項に記載のソースであ
ることを特徴とする光ソリトン伝送システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9300473 | 1993-01-19 | ||
| FR9300473A FR2700643B1 (fr) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | Source semi-conductrice d'impulsions optiques à commutation de gain et système de transmission à solitons. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715071A true JPH0715071A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=9443161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6004080A Pending JPH0715071A (ja) | 1993-01-19 | 1994-01-19 | 半導体光パルスソース |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5434879A (ja) |
| EP (1) | EP0608165B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0715071A (ja) |
| DE (1) | DE69400756T2 (ja) |
| ES (1) | ES2093489T3 (ja) |
| FR (1) | FR2700643B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19622012A1 (de) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | Siemens Ag | Ferngepumpter optischer Leistungsverstärker mit verteilter Verstärkung |
| US5611016A (en) * | 1996-06-07 | 1997-03-11 | Lucent Technologies Inc. | Dispersion-balanced optical cable |
| KR100818448B1 (ko) | 2005-08-11 | 2008-04-01 | 유디나 디바이스 가부시끼가이샤 | 반도체 레이저, 광학 부품, 레이저 장치 및 반도체레이저의 제어 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0632332B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-04-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63299291A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ |
| JPH084186B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1996-01-17 | 国際電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
| FR2639773B1 (fr) * | 1988-11-25 | 1994-05-13 | Alcatel Nv | Laser a semi-conducteur accordable |
| US5177758A (en) * | 1989-06-14 | 1993-01-05 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device with plural active layers and changing optical properties |
| EP0477987B1 (en) * | 1990-09-28 | 1995-12-20 | Nec Corporation | Circuit and electrode arrangement for inducing flat frequency modulation response in semiconductor laser |
-
1993
- 1993-01-19 FR FR9300473A patent/FR2700643B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-14 ES ES94400095T patent/ES2093489T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-14 DE DE69400756T patent/DE69400756T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-14 EP EP94400095A patent/EP0608165B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-18 US US08/182,507 patent/US5434879A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-19 JP JP6004080A patent/JPH0715071A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0608165B1 (fr) | 1996-10-23 |
| DE69400756T2 (de) | 1997-02-27 |
| DE69400756D1 (de) | 1996-11-28 |
| US5434879A (en) | 1995-07-18 |
| FR2700643A1 (fr) | 1994-07-22 |
| ES2093489T3 (es) | 1996-12-16 |
| FR2700643B1 (fr) | 1995-02-24 |
| EP0608165A1 (fr) | 1994-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0674372B1 (en) | Oscillation polarization selective semiconductor laser and optical communication system using the same | |
| US7873079B2 (en) | Carrier-suppressed optical pulse train generation method and mode-locked semiconductor laser diode for realizing this method | |
| Lang et al. | Theory of grating-confined broad-area lasers | |
| EP0911921B1 (en) | Laser transmitter with a reduced signal distortion | |
| US4920542A (en) | Tunable semiconductor laser | |
| KR970007117B1 (ko) | 반도체 레이저 | |
| JPH084186B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP4770077B2 (ja) | 波長可変半導体レーザおよび光モジュール | |
| US6438148B1 (en) | Method and device for encoding data into high speed optical train | |
| JP4288953B2 (ja) | 波長可変半導体レーザ | |
| US5790581A (en) | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser | |
| US8270783B2 (en) | Silicon integrated photonic optical parametric amplifier oscillator and wavelength converter | |
| JPH06103778B2 (ja) | 半導体分布帰還形レーザを含む光学装置およびその駆動方法 | |
| KR100256157B1 (ko) | 위상공역파의 발생장치, 파장변환방법, 광분산보상방법 및 다파장광발생장치 | |
| US4675873A (en) | Single mode injection laser structure | |
| JP4301925B2 (ja) | 半導体レーザ、半導体レーザの駆動方法および波長変換素子 | |
| US4639922A (en) | Single mode injection laser structure | |
| JPH0715071A (ja) | 半導体光パルスソース | |
| JP3382471B2 (ja) | 半導体光デバイス及びそれを用いた光ネットワーク | |
| RU2540233C1 (ru) | Инжекционный лазер с многоволновым модулированным излучением | |
| JPH10117047A (ja) | 出力光の偏波を切り換えることができる半導体レーザ及び半導体レーザ装置及びその駆動方法 | |
| JP2005159118A (ja) | ミリ波光源 | |
| Zhang et al. | Enhancing Single-Mode Stability and Dynamic Characteristics in Complex-Coupled Grating WireLike Active-Region Membrane Distributed Reflector Lasers | |
| JPS61107781A (ja) | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ装置 | |
| JP3397511B2 (ja) | 偏波変調可能な半導体レーザ |