JPH088389B2 - 制御光信号の発生方法及び発生装置 - Google Patents
制御光信号の発生方法及び発生装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体レーザー送信器に関するもので、
特に２個以上のキャビティセクションを有するキャビテ
ィと入力接点からなり、キャビティセクションはキャビ
ティ内において刺激発光方法により連結されるタイプの
半導体レーザー送信器に関するものである。
特に２個以上のキャビティセクションを有するキャビテ
ィと入力接点からなり、キャビティセクションはキャビ
ティ内において刺激発光方法により連結されるタイプの
半導体レーザー送信器に関するものである。
従来、キャリアと隣接するキャビティセクションのフ
ォトン濃度間の入り組んだ関係により、光がこのような
半導体レーザー送信器から放射されることが知られてい
る。しかしながら、この入り組んだ関係がよく理解され
るに至らず、その結果、このようなレーザー送信器はこ
れまであまり実際の利用に供されることがなかったもの
である。
ォトン濃度間の入り組んだ関係により、光がこのような
半導体レーザー送信器から放射されることが知られてい
る。しかしながら、この入り組んだ関係がよく理解され
るに至らず、その結果、このようなレーザー送信器はこ
れまであまり実際の利用に供されることがなかったもの
である。
この発明は、上記のような半導体レーザー送信器の理
解に基づくものである。
解に基づくものである。
本発明は、２個以上のキャビティセクションを有する
刺激発光キャビティと、入力電気接点からなるタイプの
半導体レーザーを送信器から放射される制御光信号の発
生方法を提供するものである。
刺激発光キャビティと、入力電気接点からなるタイプの
半導体レーザーを送信器から放射される制御光信号の発
生方法を提供するものである。
この方法は、レーザー送信器の所定の特質により、入
力接点に対する電流入力信号を制御して、制御放射光信
号を発生させることからなっている。
力接点に対する電流入力信号を制御して、制御放射光信
号を発生させることからなっている。
入力信号は制御されて、波長をほぼ一定に保つ一方で
強度を変化させ、また強度を一定に保つ一方で波長を変
化させる、または所定の方法により波長と強度の両方を
変化させるもこともできる。
強度を変化させ、また強度を一定に保つ一方で波長を変
化させる、または所定の方法により波長と強度の両方を
変化させるもこともできる。
本発明の一実施例では、入力電流接点が、各キャビテ
ィセクション用の個別の入力接点を有し各入力接点に対
する入力信号は分離される。理想的には各入力信号は、
バイアス電流成分と、別個の変動電流成分を含むことが
好ましいものである。
ィセクション用の個別の入力接点を有し各入力接点に対
する入力信号は分離される。理想的には各入力信号は、
バイアス電流成分と、別個の変動電流成分を含むことが
好ましいものである。
後者の実施例において、入力信号は、変動電流成分の
振幅制御または位相差制御によって制御される。もしく
は入力信号はバイアス電流成分の大きさの制御によって
制御される。
振幅制御または位相差制御によって制御される。もしく
は入力信号はバイアス電流成分の大きさの制御によって
制御される。
他の実施例では、２セットの入力信号が、一方はクロ
ック信号からなり、もう一方はクロック信号と同調した
データ信号からなって、変動強度の放射光線中にデータ
成分を発生させるもので、データ信号は、この放射光線
中に時分割多重される。
ック信号からなり、もう一方はクロック信号と同調した
データ信号からなって、変動強度の放射光線中にデータ
成分を発生させるもので、データ信号は、この放射光線
中に時分割多重される。
この発明のもう一つの特徴は、２個以上のキャビティ
セクションと、入力電気接点からなる刺激発光キャビテ
ィを有する半導体レーザー送信器で構成された制御光信
号発生装置を提供することにある。この場合、電流入力
信号回路が、レーザー送信器の所定の特質によって入力
電流接点に対する電流入力信号を制御して、制御放射発
光信号を発生させる。理想的には入力電流接点装置は各
キャビティセクションと連結した個別の入力接点からな
り、入力信号回路は各入力接点に対する個別の入力信号
を供給する装置からなるのが好ましいものである。
セクションと、入力電気接点からなる刺激発光キャビテ
ィを有する半導体レーザー送信器で構成された制御光信
号発生装置を提供することにある。この場合、電流入力
信号回路が、レーザー送信器の所定の特質によって入力
電流接点に対する電流入力信号を制御して、制御放射発
光信号を発生させる。理想的には入力電流接点装置は各
キャビティセクションと連結した個別の入力接点からな
り、入力信号回路は各入力接点に対する個別の入力信号
を供給する装置からなるのが好ましいものである。
更には、入力信号回路がバイアス電流ソースと、電流
入力信号供給用の個別の変動電流ソースを包含し、各ソ
ースがバイアス電流成分と変動電流成分を有することが
望ましい。一実施例では入力回路の制御装置が、各入力
信号における変動電流成分の振幅と位相を制御する装置
を含み、もしくは入力信号の制御装置が入力信号のバイ
アス電流成分の大きさを制御する装置を含んでいる。他
の実施例においては、各入力接点に対する個別の入力信
号がクロック信号と同期データ信号を含んでいるので、
入力データ信号は、時分割多重方式で放射発光の中で記
号化される。
入力信号供給用の個別の変動電流ソースを包含し、各ソ
ースがバイアス電流成分と変動電流成分を有することが
望ましい。一実施例では入力回路の制御装置が、各入力
信号における変動電流成分の振幅と位相を制御する装置
を含み、もしくは入力信号の制御装置が入力信号のバイ
アス電流成分の大きさを制御する装置を含んでいる。他
の実施例においては、各入力接点に対する個別の入力信
号がクロック信号と同期データ信号を含んでいるので、
入力データ信号は、時分割多重方式で放射発光の中で記
号化される。
この発明は、以下に記載する添付図面を参照例として
説明したいくつかの好ましい実施例によって、より一層
理解されると思われる。
説明したいくつかの好ましい実施例によって、より一層
理解されると思われる。
第１図は、本発明の半導体レーザー送信器の上部から
の斜視図、 第２図〜第４図は、第１図表示の半導体レーザー送信
器の操作を表示する線図、 第５図は、レーザー送信器の動作特性を示したグラ
フ。
の斜視図、 第２図〜第４図は、第１図表示の半導体レーザー送信
器の操作を表示する線図、 第５図は、レーザー送信器の動作特性を示したグラ
フ。
第６図は、半導体レーザー送信器と信号入力回路の回
路図、 第７図は、第６図表示の送信器の動作特性を示すグラ
フ。
路図、 第７図は、第６図表示の送信器の動作特性を示すグラ
フ。
第８図は、レーザー送信器と信号入力回路の代替構成
の回路図、 第９図は、第８図表示のレーザー送信器の動作特性を
示すグラフ、 第10図は、半導体レーザの動作特性の数理的表示であ
る。
の回路図、 第９図は、第８図表示のレーザー送信器の動作特性を
示すグラフ、 第10図は、半導体レーザの動作特性の数理的表示であ
る。
第１図は参照番号１で示す通例の半導体レーザー送信
器を表示するものである。レーザー送信器１は活性層３
を有するpn接合ダイオードと刺激発光が起るキャビティ
４からなる。レーザー送信器１はまた入力接点、即ち、
各々がキャビティ４の上部のダイオード２に連結された
信号入力コンダクタ6aと6bを有する２つの駆動接点を有
している。レーザー送信器１は又、低部接点７を有して
いる。キャビティ４から出力されたレーザービーム放射
光線は線８で示されている。この半導体レーザー送信器
１は、通例のものであり、単に本発明の理解のために示
されているものである。
器を表示するものである。レーザー送信器１は活性層３
を有するpn接合ダイオードと刺激発光が起るキャビティ
４からなる。レーザー送信器１はまた入力接点、即ち、
各々がキャビティ４の上部のダイオード２に連結された
信号入力コンダクタ6aと6bを有する２つの駆動接点を有
している。レーザー送信器１は又、低部接点７を有して
いる。キャビティ４から出力されたレーザービーム放射
光線は線８で示されている。この半導体レーザー送信器
１は、通例のものであり、単に本発明の理解のために示
されているものである。
本発明の理解を助けるために、次に記述するのは、い
かにしてこのような半導体レーザーの動作特性について
の理解に至ったかについての方法の記載である。
かにしてこのような半導体レーザーの動作特性について
の理解に至ったかについての方法の記載である。
第２図から第４図までで明らかな様に、入力信号、即
ち駆動電流信号I1とI2は、駆動接点5aと5b各々に供給さ
れる。これらの駆動電流信号は、駆動接点5a及び5bに隣
接するキャビティのフォトンγとキャリヤーＮの濃度を
変化させる。従って、個別の駆動接点5a及び5bは、２つ
の個別のキャビティセクション10、11の各々を作り出す
ことになる。
ち駆動電流信号I1とI2は、駆動接点5aと5b各々に供給さ
れる。これらの駆動電流信号は、駆動接点5a及び5bに隣
接するキャビティのフォトンγとキャリヤーＮの濃度を
変化させる。従って、個別の駆動接点5a及び5bは、２つ
の個別のキャビティセクション10、11の各々を作り出す
ことになる。
図面中、レーザー送信器１の両端面は、番号12及び13
で示され、記号Ｕは両端面に対する当量の入力光束を示
す。
で示され、記号Ｕは両端面に対する当量の入力光束を示
す。
レーザー送信器１のモデル操作には、ファブリー＝ペ
ローアプローチが適していることが判明している。この
アプローチによってレーザー送信器が２つの活性増幅キ
ャビティセクションを含んだ共振器であることが認識さ
れる。このモデル操作によって又、第10図の関係式
（Ｉ）より放射光線の波長が計算される。この関係式に
おいて、Ｎはキャリア濃度、ｎは屈折率である。更に
は、駆動電流信号が単独で制御されると同時に、一方
で、キャリア濃度N1及びN2が刺激発光工程を経た共有フ
ォトン界によって連結されるという事実が認められる。
自然発光は、各端面に対する当量の入力光束U1及びU2で
示してある。
ローアプローチが適していることが判明している。この
アプローチによってレーザー送信器が２つの活性増幅キ
ャビティセクションを含んだ共振器であることが認識さ
れる。このモデル操作によって又、第10図の関係式
（Ｉ）より放射光線の波長が計算される。この関係式に
おいて、Ｎはキャリア濃度、ｎは屈折率である。更に
は、駆動電流信号が単独で制御されると同時に、一方
で、キャリア濃度N1及びN2が刺激発光工程を経た共有フ
ォトン界によって連結されるという事実が認められる。
自然発光は、各端面に対する当量の入力光束U1及びU2で
示してある。
第４図におけるＡ及びＢは２つの逆作用的なフォトン
光束の振幅を示すものである。進行光束の関数としての
フォトン密度と、端面界の条件を現す数式を使って、キ
ャビティ３における位置関数としての進行波Ａ及びＢの
振幅を表す数式が導き出される。そして、これらの数式
から、第10図における数式II及びIIIに記載のモードイ
ンテンシティの分析式が得られる。数式II、IIIにおい
て、記号ｒは端面反射能を、ｇはモデルゲインを、そし
て、Ｌはキャビティセクションの長さを示している。更
に、これらの数式から第10図の数式IV及びＶが得られ、
各端面へのmthモードの出力を現している。数式中、ｈ
υはフォトンエネルギーを、ｄは活性層厚さを示すもの
である。
光束の振幅を示すものである。進行光束の関数としての
フォトン密度と、端面界の条件を現す数式を使って、キ
ャビティ３における位置関数としての進行波Ａ及びＢの
振幅を表す数式が導き出される。そして、これらの数式
から、第10図における数式II及びIIIに記載のモードイ
ンテンシティの分析式が得られる。数式II、IIIにおい
て、記号ｒは端面反射能を、ｇはモデルゲインを、そし
て、Ｌはキャビティセクションの長さを示している。更
に、これらの数式から第10図の数式IV及びＶが得られ、
各端面へのmthモードの出力を現している。数式中、ｈ
υはフォトンエネルギーを、ｄは活性層厚さを示すもの
である。
出力についての数式を展開させていくと、第10図の数
式VIに示すように、標準となるファブリー＝ペロー位相
閉鎖条件から出力の波長が求められる。この数式は屈折
率のクャリア密度への従属性を示すものである。
式VIに示すように、標準となるファブリー＝ペロー位相
閉鎖条件から出力の波長が求められる。この数式は屈折
率のクャリア密度への従属性を示すものである。
任意モードの出力及び波長についてのこれらの数式
は、キャリア濃度N1及びN2を使って展開されている。こ
の分析をより効果的にするには、キャリア密度プレーン
（N1、N2）から電流密度プレーン（J1、J2）又は電流マ
グニチュードプレーン（I1、I2）への変換が必要であ
る。このためには、キャリア密度と電流密度間の必須リ
ンクを提供する第10図の数式VIIに示されるチャージ保
存の等式が使用される。この数式VIIにおいて、RSPは全
自然放射率、Γは光制限ファクター、Vgは有効な群速度
を表わしている。
は、キャリア濃度N1及びN2を使って展開されている。こ
の分析をより効果的にするには、キャリア密度プレーン
（N1、N2）から電流密度プレーン（J1、J2）又は電流マ
グニチュードプレーン（I1、I2）への変換が必要であ
る。このためには、キャリア密度と電流密度間の必須リ
ンクを提供する第10図の数式VIIに示されるチャージ保
存の等式が使用される。この数式VIIにおいて、RSPは全
自然放射率、Γは光制限ファクター、Vgは有効な群速度
を表わしている。
この数式中、フォトン密度Smには位置独立平均値が使
われている。Sm値は第10図の数式VIIIのようにキャビテ
ィセクション長にわたりフォトン密度sm(z)の軸方向分
配を平均化して求められる。数式VII及びVIIIは駆動電
流密度J1とJ2用の数式展開に使われるものである。
われている。Sm値は第10図の数式VIIIのようにキャビテ
ィセクション長にわたりフォトン密度sm(z)の軸方向分
配を平均化して求められる。数式VII及びVIIIは駆動電
流密度J1とJ2用の数式展開に使われるものである。
上記の数式は非線形であるので、２段階方式で数値解
明すべくアルゴリズムを展開している。まずキャリア密
度プレーンN1及びN2における定電力と波長の軌跡を展開
して、次にこのN1プレーンとN2プレーンを電流密度プレ
ーンJ1、J2にプレーン変換する方式である。
明すべくアルゴリズムを展開している。まずキャリア密
度プレーンN1及びN2における定電力と波長の軌跡を展開
して、次にこのN1プレーンとN2プレーンを電流密度プレ
ーンJ1、J2にプレーン変換する方式である。
結果を示す第５図において、定電力曲線は20で示し、
定波長曲線は21で示してある。これらの曲線をグラフ上
に記載することによって、半導体レーザー送信器１の動
作が明らかに読みとれる。描かれた曲線が温度、端面の
反射、チップ材料、構造、及び駆動接点長さ等によって
変動があることはもちろんのことである。
定波長曲線は21で示してある。これらの曲線をグラフ上
に記載することによって、半導体レーザー送信器１の動
作が明らかに読みとれる。描かれた曲線が温度、端面の
反射、チップ材料、構造、及び駆動接点長さ等によって
変動があることはもちろんのことである。
どのような入力駆動状態でも、放射光線のパワーと波
長エクスカーションは簡単に測定できる。第５図に示す
結果は主要なレージングモードによるもので、その他の
モードによる同様な方法で、サイドモード抑制のような
デバイス操作の種々の特徴の測定が可能である。第５図
に相当する曲線は既述のファブリー＝ペロー分析によら
ず、走行波分析を使っても得ることができる。
長エクスカーションは簡単に測定できる。第５図に示す
結果は主要なレージングモードによるもので、その他の
モードによる同様な方法で、サイドモード抑制のような
デバイス操作の種々の特徴の測定が可能である。第５図
に相当する曲線は既述のファブリー＝ペロー分析によら
ず、走行波分析を使っても得ることができる。
これまで、電気ではなく光方式による信号送信の方に
多くの利点があると考えられてきている。その結果、光
信号の制御を改良し、より多くの情報を含みより解読可
能な方式を得る試みが数多くなされている。この発明
は、半導体レーザー操作の理解を駆使して発生した光信
号の制御の重要な改良を提供することろにある。
多くの利点があると考えられてきている。その結果、光
信号の制御を改良し、より多くの情報を含みより解読可
能な方式を得る試みが数多くなされている。この発明
は、半導体レーザー操作の理解を駆使して発生した光信
号の制御の重要な改良を提供することろにある。
次に記載するのは、半導体レーザーの動作特性の理解
を駆使して、光信号を制御するための回路のいくつかの
例である。これらの例だけに限らず他の応用例も考えら
れる。
を駆使して、光信号を制御するための回路のいくつかの
例である。これらの例だけに限らず他の応用例も考えら
れる。
第６図に示されているのは、信号入力回路に接続され
たレーザー送信器１を含む半導体レーザーアセンブリ30
である。信号入力回路は、各々分離誘導器43と44を有す
る駆動接点5aと5bに対応するDCバイアス電流ソース31及
び32とからなる。この信号入力回路は又、駆動増幅器39
と遮断コンデンサ41とで直列にインバータ37に連結しさ
らに駆動接点5aに連結した共通信号入力ライン36からな
る変動交流回路35を含む。共通入力信号ライン36は、駆
動増幅器40と遮断コンデンサ42とで、遅延回路38を経由
して直列に連結されている。
たレーザー送信器１を含む半導体レーザーアセンブリ30
である。信号入力回路は、各々分離誘導器43と44を有す
る駆動接点5aと5bに対応するDCバイアス電流ソース31及
び32とからなる。この信号入力回路は又、駆動増幅器39
と遮断コンデンサ41とで直列にインバータ37に連結しさ
らに駆動接点5aに連結した共通信号入力ライン36からな
る変動交流回路35を含む。共通入力信号ライン36は、駆
動増幅器40と遮断コンデンサ42とで、遅延回路38を経由
して直列に連結されている。
入力信号回路は、駆動接点5a、5b各々に入力駆動電流
信号を供給する。各駆動電流信号はDCバイアス成分と交
流成分を含む。バイアス電流の数値は電流密度はまたレ
ーザー送信器１が操作される電流利得プレーンの領域に
応じて選択される。交流電流成分は所望のフォーマット
によって波長及び放射光線出力を制御するため、駆動電
流信号のマグニチュードを変化させ、情報が放射光線中
に記号化されるのである。この実施例で、交流成分が互
いのインバース関係により変化するのは、一つの駆動接
点への送信前に逆転され、もう一方の駆動接点への送信
前にインバーター37の遅延相当量によって遅延された共
通入力信号から誘導されているからである。波長及び放
射光線出力の変化は、第７図の矢印45で示される。交流
成分は逆転的に変化するので、一つのセクションの利得
は他のセクションの利得が減じるにつれて増加し、また
その反対に一方の増加につれて減少する。駆動フォーマ
ットは直線状である。これは駆動増幅器39及び40が線形
動作をするからである。言うまでもなく、駆動増幅器
は、放射光線パラメーターを曲線により近づかせる非線
形方法で動作できるように変更することができる。この
実施例から明らかなように、信号出力はほぼ定波長であ
るが、異なる強さのレベルに変化する。従って、もし、
共通入力の信号ライン36に送信された電気データが非ゼ
ロ復帰状態でインバート（NZRI）フォームであれば、放
射光線内の記号化された情報はゼロ（RZ）フォーマット
にもどっている。半導体レザー１はこのように、異なる
コードフォーマット間の記号変換用にオプトエレクトリ
ックデジタル切替装置として使用することができる。こ
の方法を利用して、例えば、レーザー送信器１がパルス
幅変調とパルス位置変調フォーマット間の変換用として
の使用も可能である。この場合、データアドレスはタイ
ムディレー状態にあるレーザー出力に負荷される。もし
共通入力信号ライン36上にあるデータ入力がビット間隔
Ｔを有する場合、出力レーザー光線は、ビット間隔Ｔに
よって分離された２つのショートパルスの光となる。も
し、受信器がこの間隔が特定の方向に正しいものである
というチェックをしてからしかデータを受信できない場
合、このアドレスがレーザー光線信号の一部となる。た
とえば、100Mビット／秒データの10個のアドレスへの自
己経路指示はこの方法で達成されることが判明してい
る。
信号を供給する。各駆動電流信号はDCバイアス成分と交
流成分を含む。バイアス電流の数値は電流密度はまたレ
ーザー送信器１が操作される電流利得プレーンの領域に
応じて選択される。交流電流成分は所望のフォーマット
によって波長及び放射光線出力を制御するため、駆動電
流信号のマグニチュードを変化させ、情報が放射光線中
に記号化されるのである。この実施例で、交流成分が互
いのインバース関係により変化するのは、一つの駆動接
点への送信前に逆転され、もう一方の駆動接点への送信
前にインバーター37の遅延相当量によって遅延された共
通入力信号から誘導されているからである。波長及び放
射光線出力の変化は、第７図の矢印45で示される。交流
成分は逆転的に変化するので、一つのセクションの利得
は他のセクションの利得が減じるにつれて増加し、また
その反対に一方の増加につれて減少する。駆動フォーマ
ットは直線状である。これは駆動増幅器39及び40が線形
動作をするからである。言うまでもなく、駆動増幅器
は、放射光線パラメーターを曲線により近づかせる非線
形方法で動作できるように変更することができる。この
実施例から明らかなように、信号出力はほぼ定波長であ
るが、異なる強さのレベルに変化する。従って、もし、
共通入力の信号ライン36に送信された電気データが非ゼ
ロ復帰状態でインバート（NZRI）フォームであれば、放
射光線内の記号化された情報はゼロ（RZ）フォーマット
にもどっている。半導体レザー１はこのように、異なる
コードフォーマット間の記号変換用にオプトエレクトリ
ックデジタル切替装置として使用することができる。こ
の方法を利用して、例えば、レーザー送信器１がパルス
幅変調とパルス位置変調フォーマット間の変換用として
の使用も可能である。この場合、データアドレスはタイ
ムディレー状態にあるレーザー出力に負荷される。もし
共通入力信号ライン36上にあるデータ入力がビット間隔
Ｔを有する場合、出力レーザー光線は、ビット間隔Ｔに
よって分離された２つのショートパルスの光となる。も
し、受信器がこの間隔が特定の方向に正しいものである
というチェックをしてからしかデータを受信できない場
合、このアドレスがレーザー光線信号の一部となる。た
とえば、100Mビット／秒データの10個のアドレスへの自
己経路指示はこの方法で達成されることが判明してい
る。
レーザーアセンブリー30が光通信受信器用の活性可調
整フィルターとして使用することもできる。適度に駆動
信号I1及びI2を制御して、かつ一端面を経由した他のレ
ーザー光線からの受信光を注入することにより、レーザ
ー送信器は波長スペクトルに択一的に反応し、必要な波
長を増幅し、不要な波長を排除する動きをする。
整フィルターとして使用することもできる。適度に駆動
信号I1及びI2を制御して、かつ一端面を経由した他のレ
ーザー光線からの受信光を注入することにより、レーザ
ー送信器は波長スペクトルに択一的に反応し、必要な波
長を増幅し、不要な波長を排除する動きをする。
この実施例において、入力信号の制御は交流成分の位
相差を制御することによって行われる。しかしバイアス
電流が制御されるか、または交流成分の振幅が制御され
ることが考えられる。
相差を制御することによって行われる。しかしバイアス
電流が制御されるか、または交流成分の振幅が制御され
ることが考えられる。
第８図には、本発明に基づく半導体レーザーアセンブ
リーの代替構成が描かれており、参照番号50で示してあ
る。第６図記載のパーツと同様なパーツが同一の参照番
号で示されている。レーザーアセンブリー50はレーザー
アセンブリー30に類似しているが、この実施例では、イ
ンバーター37の出力口と遅延回路38の出力口の各々に別
途、端子51及び52が設けられている点で異なっている。
リーの代替構成が描かれており、参照番号50で示してあ
る。第６図記載のパーツと同様なパーツが同一の参照番
号で示されている。レーザーアセンブリー50はレーザー
アセンブリー30に類似しているが、この実施例では、イ
ンバーター37の出力口と遅延回路38の出力口の各々に別
途、端子51及び52が設けられている点で異なっている。
この調整によって、周波数2fの電気クロック信号は共
通入力信号36に入力される。従って、駆動接点5a及び5b
は互いに逆転したクロック信号を交流成分の一部として
受信する。これらのクロック信号で生じた駆動フォーマ
ットが第９図のグラフ中、矢印55で描かれている。この
駆動フォーマットは第７図記載のものに類似している。
しかしながら、これらのクロック信号に加えて、交流成
分をもった端子51及び52に入力されたデータ信号D1及び
D2を含んでいる。これらのデータ入力信号D1及びD2はラ
イン36で、クロック信号入力と同調される。データビッ
トD1は第９図の矢印56で示されるように出力と波長曲線
を横切ってレーザー光出力を駆動する。
通入力信号36に入力される。従って、駆動接点5a及び5b
は互いに逆転したクロック信号を交流成分の一部として
受信する。これらのクロック信号で生じた駆動フォーマ
ットが第９図のグラフ中、矢印55で描かれている。この
駆動フォーマットは第７図記載のものに類似している。
しかしながら、これらのクロック信号に加えて、交流成
分をもった端子51及び52に入力されたデータ信号D1及び
D2を含んでいる。これらのデータ入力信号D1及びD2はラ
イン36で、クロック信号入力と同調される。データビッ
トD1は第９図の矢印56で示されるように出力と波長曲線
を横切ってレーザー光出力を駆動する。
更にデータビットD2はクロック信号の半周期の間だけ
ではあるが第９図の矢印57によって示されるようなエク
スカーションを引き起す。この過程は次に来る各クロッ
ク期間毎に反復される。これによって、時分割多重方式
の介在オプチカルデータを発生させることができる。デ
ータストリームD1及びD2のエクスカーションは、必須オ
プティカルピークピーク出力を提供するよう、またデー
タ記号化、デスティネーションアドレス用の適当な波長
切換えを提供するように設定されている。更に、適当な
デバイスにおいて出力と波長切換えの組み合せによっ
て、結合波長と時分割多重を促進し、4:1MUXを達成する
ことができる。これはまた、レーザー送信器に２つ以上
のキャビティセクションを与えるため更に駆動接点を加
えることによっても達成できる。
ではあるが第９図の矢印57によって示されるようなエク
スカーションを引き起す。この過程は次に来る各クロッ
ク期間毎に反復される。これによって、時分割多重方式
の介在オプチカルデータを発生させることができる。デ
ータストリームD1及びD2のエクスカーションは、必須オ
プティカルピークピーク出力を提供するよう、またデー
タ記号化、デスティネーションアドレス用の適当な波長
切換えを提供するように設定されている。更に、適当な
デバイスにおいて出力と波長切換えの組み合せによっ
て、結合波長と時分割多重を促進し、4:1MUXを達成する
ことができる。これはまた、レーザー送信器に２つ以上
のキャビティセクションを与えるため更に駆動接点を加
えることによっても達成できる。
第８図に、データストリームD1及びD2の入力用端子53
と54が択一用として記載されている。
と54が択一用として記載されている。
第６図及び第８図の実施例は、駆動電流信号を制御し
て放射光線の波長と強度が制御される方法を利用する方
法の本の数例である。駆動フォーマットは所望の方法で
調整され、定波長出力、定出力またはパワーと波長双方
の変化を提供することができる。出力と強度と入力電流
の関係が明確にされていることから、レーザー送信器の
デザインをどんな特殊な用途にも適するようにこれら曲
線を変化させるよう調整することが考えられる。又、入
力信号回路が、特殊なレーザー送信器用としてこれらの
曲線または機能を備え、これらの曲線と所望の光のタイ
プによって駆動電流を制御するマイクロプロセッサーを
含むことも考えられる。
て放射光線の波長と強度が制御される方法を利用する方
法の本の数例である。駆動フォーマットは所望の方法で
調整され、定波長出力、定出力またはパワーと波長双方
の変化を提供することができる。出力と強度と入力電流
の関係が明確にされていることから、レーザー送信器の
デザインをどんな特殊な用途にも適するようにこれら曲
線を変化させるよう調整することが考えられる。又、入
力信号回路が、特殊なレーザー送信器用としてこれらの
曲線または機能を備え、これらの曲線と所望の光のタイ
プによって駆動電流を制御するマイクロプロセッサーを
含むことも考えられる。
第１図は、本発明の半導体レーザー送信器の上部からの
斜視図、 第２図〜第４図は、第１図表示の半導体レーザー送信器
の操作を表示する線図、 第５図は、レーザー送信器の動作特性を示したグラフ。 第６図は、半導体レーザー送信器と信号入力回路の回路
図、 第７図は、第６図表示の送信器の動作特性を示すグラ
フ。 第８図は、レーザー送信器と信号入力回路の代替構成の
回路図、 第９図は、第８図表示のレーザー送信器の動作特性を示
すグラフ、 第10図は、半導体レーザの動作特性の数理的表示であ
る。
斜視図、 第２図〜第４図は、第１図表示の半導体レーザー送信器
の操作を表示する線図、 第５図は、レーザー送信器の動作特性を示したグラフ。 第６図は、半導体レーザー送信器と信号入力回路の回路
図、 第７図は、第６図表示の送信器の動作特性を示すグラ
フ。 第８図は、レーザー送信器と信号入力回路の代替構成の
回路図、 第９図は、第８図表示のレーザー送信器の動作特性を示
すグラフ、 第10図は、半導体レーザの動作特性の数理的表示であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/04 10/06 10/14 10/28 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｂ
Claims (14)
- 【請求項１】電子データ信号を処理し光データ信号を発
生させるためのオプトエレクトロニクスによるデータプ
ロセッサとしての半導体レーザ送信器の操作方法におい
て、該半導体レーザ送信器が２個以上の分離入力電子接
点を有する誘導放出キャビティからなり、各電子接点は
誘導放出キャビティの分離領域と連結しており；電子デ
ータ信号を２個以上の接点に用いて、連結したキャビテ
ィ領域の各々を誘導放出しきい値以上で駆動させて、各
領域のキャリアによるフォトンの交互作用によって交差
対となった誘導放出を発生させる段階と、電子データ信
号が光強度及び光周波数を、光強度及び光周波数の、キ
ャビティ領域内のキャリア密度の変化に対するレスポン
スを表示する所定の特性により制御して、該キャリア密
度が誘導放出により交差対となる段階とからなる半導体
レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項２】半導体レーザ送信器が時分割多重器として
操作されて、２個以上の接点にデータ信号を用いる段階
が、各接点に分離チャンネルからデータ信号が配送され
る段階と、クロック信号が各接点に対して、接点の数に
より増加された各データチャンネルにおけるデータ信号
の割合と等しく配送される段階とからなり、該クロック
信号は二つのキャリア密度状態間を駆動させて、各状態
においてはかなりの光強度エクスカーションが単一接点
のみでも電子データ入力のため起こることを特徴とする
請求項１記載の半導体レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項３】半導体レーザ送信器が結合時分割、データ
チャンネル用波長マルチプレクサー及び追加データチャ
ンネルとして操作されて、データ信号を更に加える段階
が追加チャンネルから接点に対して配送されることから
なり、電子データ信号を変化させる段階が各接点に配送
されたクロック信号を変化させて光データ信号が各操作
状態で異なる波長を有することからなることを特徴とす
る請求項２記載の半導体レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項４】二つのデータチャンネルが各接点に４対１
の割合のマルチプレクシングで配送されることを特徴と
する請求項３記載の半導体レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項５】半導体レーザ送信器がパルス幅／パルス位
置用のトランスコーダとして操作されて、電子データ信
号を変化させる段階が、電子データ信号を接点の二つに
可逆関係において変化させて、完全サイクルの光強度エ
クスカーションを発生させ各電子データレベル変化用の
パルスを形成することを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項６】電子データ信号が、二つの接点の一方に直
接配送され他の接点に配送される前に反転された単一の
データ信号から誘導されることを特徴とする請求項５記
載の半導体レーザ送信器の操作方法。 - 【請求項７】二個以上の分離入力電子接点を有する誘導
放出キャビティからなり、各接点が誘導放出キャビティ
の分離領域と連結している半導体レーザ送信器と；電子
データ信号を２個以上の接点に配送し、連結したキャビ
ティ領域の各々を誘導放出しきい値以上で駆動させて、
各領域のキャリアによるフォトンの交互作用によって交
差対となった誘導放出を発生させる方法と；電子データ
信号が光強度及び光周波数を、光強度及び光周波数の、
キャビティ領域内のキャリア密度の変化に対するレスポ
ンスを表示する所定の特性により制御して、該キャリア
密度が誘導放出により交差対となる方法とからなる、電
子データ信号を処理して光データ信号を発生させる光・
電子データプロセッサ。 - 【請求項８】クロック信号でデータチャンネルを同期す
ることにより各接点にデータチャンネルの２倍の割合で
配送されたデータチャンネルの時分割多重器として半導
体レーザ送信器の操作方法において、該クロック信号が
二つのキャリア密度状態間を駆動させて、各状態におい
てはかなりの光強度エクスカーションが単一接点のみで
も電子データ入力のため起こることを特徴とする請求項
７記載のデータプロセッサ。 - 【請求項９】半導体レーザ送信器が結合時分割、データ
チャンネル用波長マルチプレクサーとして操作されて、
追加データチャンネルが、各接点に配送されたクロック
信号を変化させることによって接点に対して配送されて
光データ信号が各操作状態で異なる波長を有するように
したことを特徴とする請求項８記載のデータプロセッ
サ。 - 【請求項１０】二つのデータチャンネルが各接点に４対
１の割合のマルチプレクシングで配送されることを特徴
とする請求項９記載のデータプロセッサ。 - 【請求項１１】電子データ信号を接点の二つに可逆関係
において変化させて、完全サイクルの光強度エクスカー
ションを発生させ各電子データレベル変化用のパルスを
形成することにより、半導体レーザ送信器がパルス幅／
パルス位置用のトランスコーダとして操作されることを
特徴とする請求項７記載のデータプロセッサ。 - 【請求項１２】電子データ信号が、一つの接点に直接配
送され他の接点に配送される前に反転された単一のデー
タ信号から誘導されることを特徴とする請求項11記載の
データプロセッサ。 - 【請求項１３】電子データ信号ソース連結用の共通信号
入力ラインと；入力点及び出力点を有し、該入力点が共
通信号入力ラインに連結されているインバータと；ソー
スから伝搬された反転電子データ信号を、第一接点と連
結された誘導放出キャビティの第一領域において所望の
フォトンとキャリア密度を生むに十分な程度まで増幅さ
せるための、インバータの出力点に連結された入力点と
入力電子接点の第一接点に連結された出力点を有する第
一駆動増幅器と；入力点及び出力点を有し、該入力点が
共通信号入力ラインに連結された遅延回路と；ソースか
ら伝搬された遅延電子データ信号を、第二接点と連結さ
れた誘導放出キャビティの第二領域において所望のフォ
トンとキャリア密度を生むに十分な程度まで増幅させる
ための、遅延回路の出力点に連結された入力点と入力電
子接点の第二接点に連結された出力点を有する第二駆動
増幅器とからなる、二個以上の分離入力電子接点を有す
る誘導放出キャビティからなり、各接点が誘導放出キャ
ビティの分離領域と連結している半導体レーザ送信器。 - 【請求項１４】二個以上の分離入力電子接点を有する誘
導放出キャビティからなり、各接点が誘導放出キャビテ
ィの分離領域と連結している半導体レーザ送信器と；所
定割合の電子クロック信号ソースと；入力点及び出力点
を有し、該入力点が電子クロック信号ソースと連結され
ているインバータと；入力点及び出力点を有し、該入力
点が電子クロック信号ソースに連結されている遅延回路
と；インバータの出力点に連結された入力点と入力電子
接点の第一接点と連結された出力点を有する第一駆動増
幅器と；遅延回路の出力点に連結された入力点と入力電
子接点の第二接点に連結された出力点を有する第二駆動
増幅器とからなり、第一及び第二増幅器の入力点が、ク
ロック信号の半分の割合で同期・配送される電子データ
信号の第一及び第二のソースに連結するようにした、光
データ信号を発生させる電子データ信号を処理するため
の光・電子データプロセッサ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IE243488A IE62336B1 (en) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | Improvements in and relating to semiconductor lasers |
| IE2434/88 | 1988-08-10 | ||
| IE365388 | 1988-12-08 | ||
| IE3653/88 | 1988-12-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100385A JPH02100385A (ja) | 1990-04-12 |
| JPH088389B2 true JPH088389B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=26319258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209474A Expired - Lifetime JPH088389B2 (ja) | 1988-08-10 | 1989-08-10 | 制御光信号の発生方法及び発生装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972352A (ja) |
| EP (1) | EP0354776B1 (ja) |
| JP (1) | JPH088389B2 (ja) |
| DE (1) | DE68912681T2 (ja) |
| GB (1) | GB2222022B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5040183A (en) * | 1990-07-20 | 1991-08-13 | At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising optical pulse-generating means |
| DE19534937C1 (de) * | 1995-09-20 | 1996-12-05 | Siemens Ag | Wellenlängenabstimmbare Laservorrichtung |
| US6744987B1 (en) * | 2000-04-17 | 2004-06-01 | Delphi Technologies, Inc | Tertiary optical media interface |
| GB2373369A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Univ Bristol | Laser diodes |
| WO2018105733A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 古河電気工業株式会社 | パルスレーザ装置、加工装置及びパルスレーザ装置の制御方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3504302A (en) * | 1964-09-24 | 1970-03-31 | Gen Electric | Frequency controlled semiconductor junction laser |
| US3477041A (en) * | 1968-06-05 | 1969-11-04 | Rca Corp | Production of amplitude modulated light by a solid state oscillator |
| US3724926A (en) * | 1971-08-09 | 1973-04-03 | Bell Telephone Labor Inc | Optical pulse modulator |
| JPS59101961A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-12 | Hitachi Ltd | レ−ザ変調回路 |
| JPS59188988A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Nec Corp | 半導体レ−ザおよびその駆動方法 |
| JPS6079788A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-07 | Nec Corp | 光双安定素子 |
| JPH0632332B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-04-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS61107781A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-26 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ装置 |
| JPH0626276B2 (ja) * | 1985-01-14 | 1994-04-06 | 日本電気株式会社 | レ−ザ光直接周波数変調方法 |
| US4748630A (en) * | 1985-01-17 | 1988-05-31 | Nec Corporation | Optical memory device comprising a semiconductor laser having bistability and two injection current sources for individually controlling the bistability |
| US4674096A (en) * | 1985-03-04 | 1987-06-16 | California Institute Of Technology | Lateral coupled cavity semiconductor laser |
| US4719632A (en) * | 1985-06-19 | 1988-01-12 | California Institute Of Technology | Single contact tailored gain chirped arrays of diode lasers for supermode control with single-lobed farfield patterns |
| US4893353A (en) * | 1985-12-20 | 1990-01-09 | Yokogawa Electric Corporation | Optical frequency synthesizer/sweeper |
| FR2598862B1 (fr) * | 1986-05-16 | 1994-04-08 | Bouley Jean Claude | Laser a semi-conducteur a reaction distribuee et a longueur d'onde continument accordable. |
| GB2197531B (en) * | 1986-11-08 | 1991-02-06 | Stc Plc | Distributed feedback laser |
| US4796269A (en) * | 1987-05-22 | 1989-01-03 | Oregon Graduate Center | Two-dimensional phase-locked surface emitting semiconductor laser array |
-
1989
- 1989-08-08 US US07/390,879 patent/US4972352A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-09 DE DE68912681T patent/DE68912681T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-09 EP EP89308082A patent/EP0354776B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-09 GB GB8918155A patent/GB2222022B/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-10 JP JP1209474A patent/JPH088389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68912681D1 (de) | 1994-03-10 |
| GB2222022B (en) | 1993-03-17 |
| EP0354776A3 (en) | 1990-07-11 |
| EP0354776B1 (en) | 1994-01-26 |
| DE68912681T2 (de) | 1994-08-04 |
| JPH02100385A (ja) | 1990-04-12 |
| GB2222022A (en) | 1990-02-21 |
| GB8918155D0 (en) | 1989-09-20 |
| US4972352A (en) | 1990-11-20 |
| EP0354776A2 (en) | 1990-02-14 |
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