JPH09252159A

JPH09252159A - モード同期半導体レーザ及び繰返し周波数の可変方法

Info

Publication number: JPH09252159A
Application number: JP5972296A
Authority: JP
Inventors: Shin Arataira; 慎荒平; Yasuhiro Matsui; 康浩松井; Hiroshi Ogawa; 洋小川
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】モード同期半導体レーザの発生する光パルス
列の繰返し周波数を容易に変化させる。【解決手段】ｐ−ＩｎＰクラッド層１６、受動導波路
（ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ）１２およびｎ−ＩｎＰクラッド
層１０で以てダブルヘテロ構造の受動導波路領域２６を
構成しており、この受動導波路領域２６の等価屈折率が
注入される電流に応じて変化することによりモード同期
光の繰返し周波数を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光計測や光通信
用の光源として用いられ、超短光パルス列を発生するモ
ード同期半導体レーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超短光パルス列を発生させるレー
ザ発振方法のひとつとして、モード同期法がある。モー
ド同期法は、縦多モード発振している各レーザ光の位相
を同期させることにより光パルス列を得る方法である。
各縦モード発振しているレーザ光の位相を同期させてモ
ード同期を行わせしめるには、共振器内の利得あるいは
損失を、縦モード間隔と一致した周波数（以下、周回周
波数と称する。）またはこの整数倍の周波数で変調する
必要がある。

【０００３】モード同期法を大別した場合、能動モード
同期法と受動モード同期法とに分類される。能動モード
同期法は、レーザ共振器内の利得あるいは損失を、周回
周波数またはこの整数倍の周波数で外部から変調する方
法である。従来、この能動モード同期法を用いた半導体
レーザとして、文献１「IEEE Photon.Technol.Lett.4,2
15(1992)」に開示されている例がある。

【０００４】また、受動モード同期法は、共振器内に可
飽和吸収体を挿入することにより外部からの変調を必要
とせずに周回周波数と一致した周波数の光パルス列を発
生させる方法である。可飽和吸収体は、強度の強い光に
対しては透明体であり、強度の弱い光に対しては吸収体
として働くという性質を具えており、共振器内の損失が
自発的に変調を受けることになり、モード同期を生じさ
せる。この受動モード同期法の場合、発生するモード同
期光の光パルス幅が小さく、変換リミットの光パルスが
得られ易いといった利点を有している。例えば、文献２
「IEEE Photon.Technol.Lett.5,1362(1993) 」に開示さ
れている受動モード同期法を用いた半導体レーザの場合
には、繰返し周波数が４０．８ＧＨｚ、パルス幅３．５
ｐｓの変換リミットパルスを得ている。

【０００５】以上説明したように、モード同期法によっ
て、数ピコ秒オーダーのパルス幅の光パルスを得ること
が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モード
同期レーザの場合、発生する光パルス列（以下、モード
同期光または出射光と称する場合がある。）の繰返し周
波数は周回周波数によって決められてしまい、この繰返
し周波数を変えるには共振器の長さを変える必要があっ
た。このため、従来、モード同期半導体レーザの出射光
の繰返し周波数を変化させるには、外部共振器を設けた
構成（例えば、文献３「abstracts of FST'95,p.51,199
5 」に開示されている。）にしなくてはならず、この外
部共振器の長さ（共振器長）を変える度に光軸の調整を
行わなければならないので、非常に手間がかかってい
た。

【０００７】従って、従来より、発生する光パルス列の
繰返し周波数を容易に変えることができるモード同期半
導体レーザ及び繰返し周波数の可変方法の出現が望まれ
ていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のモード同期半
導体レーザによれば、単一の半導体基板内で利得領域お
よび受動導波路領域を集積化した構造を具えており、モ
ード同期光を発生するモード同期半導体レーザにおい
て、前記受動導波路領域に、注入電流に応じて等価屈折
率が変化することにより前記モード同期光の繰返し周波
数が変化する、ダブルヘテロ構造を具えることを特徴と
する。

【０００９】このように、注入電流に応じて等価屈折率
が変化する受動導波路領域を共振器の一部として設ける
ことにより、注入される電流量にしたがい共振器の実効
的な長さ（光学距離）を変化させることができ、従っ
て、発生するモード同期光の繰返し周波数を容易に変化
させることができる。ここで、等価屈折率とは、光導波
路内を伝搬する光の伝搬定数と波数の関係を規格化して
表した数値のことである（規格化伝搬定数ともい
う。）。ここでは、受動導波路領域中を伝播する光の位
相速度を決める量であり、受動導波路領域を構成するコ
アおよびクラッド層の両材料の屈折率と導波路構造によ
って決まる量である。

【００１０】また、この発明のモード同期半導体レーザ
の好適な構成例によれば、前記注入電流を０〜１８ｍＡ
の範囲で変化させたとき、この注入電流に応じて前記モ
ード同期光の繰返し周波数を１７．５７〜１７．４５Ｇ
Ｈｚの範囲で変化させるｐ−ＩｎＰ層、ｉ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ層で構成された前記受動導波路
領域を具えることを特徴とする。

【００１１】ここで記号ｐ−およびｎ−は、それぞれ導
電型がｐ型およびｎ型であることを表し、また、記号ｉ
−はノンドープであることを表している。

【００１２】このように、受動導波路領域を、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ層で構成
されたダブルヘテロ構造として構成することにより、こ
の受動導波路領域に注入される電流が０〜１８ｍＡの範
囲で上昇変化するときには、モード同期光の繰り返し周
波数を１７．５７ＧＨｚから１７．４５ＧＨｚにまで減
少させることができる。

【００１３】また、この発明の繰返し周波数の可変方法
によれば、単一の半導体基板内で利得領域および受動導
波路領域を集積化した構造を具えており、モード同期光
を発生するモード同期半導体レーザのこのモード同期光
の繰返し周波数を変化させるに当たり、前記受動導波路
領域に電流を注入させ該受動導波路領域の等価屈折率を
変化させることにより前記モード同期光の繰返し周波数
を変化させることを特徴とする。

【００１４】このように、共振器を構成する受動導波路
領域に電流を注入することにより、この受動導波路領域
の等価屈折率がプラズマ効果により変化し、よって共振
器の長さが実効的に変化し、発生するモード同期光の繰
返し周波数を容易に変化させることができる。

【００１５】また、この発明の繰返し周波数の可変方法
の好適な実施例によれば、ｐ−ＩｎＰ層、ｉ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ層で構成された前記受動導波
路領域に電流を０〜１８ｍＡの範囲で注入させて前記モ
ード同期光の繰返し周波数を１７．５７〜１７．４５Ｇ
Ｈｚの範囲で変化させることを特徴とする。

【００１６】このように、ｐ−ＩｎＰ層、ｉ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ層で構成された受動導波路領
域に注入される電流を０〜１８ｍＡの範囲で上昇変化さ
せることにより、モード同期光の繰り返し周波数を１
７．５７ＧＨｚから１７．４５ＧＨｚにまで減少させる
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図を参照して説明する。尚、図は、この発明の大き
さ、形状および配置関係が理解できる程度に概略的であ
り、また、以下に記載される数値条件等は単なる一例で
あり、従ってこの発明は、この実施の形態に何ら限定さ
れることはない。

【００１８】図１は、実施の形態の構造を示す断面図で
ある。この構成例は受動モード同期半導体レーザの例で
あり、利得領域および受動導波路領域に加えて可飽和吸
収領域を単一の半導体基板内で集積化したものである。
この構成例は、ｎ−ＩｎＰクラッド層１０を半導体基板
として設けており、このｎ−ＩｎＰクラッド層１０の上
側に、受動導波路１２および活性導波路１４を光の導波
方向（図の矢印ａで示される方向。）に沿って設けてい
る。これら受動導波路１２および活性導波路１４の上側
にはｐ−ＩｎＰクラッド層１６が設けられ、受動導波路
１２および活性導波路１４の両側方には図には示されて
いないブロック層が設けられていて、受動導波路１２お
よび活性導波路１４は、ｎ−ＩｎＰクラッド層１０、ｐ
−ＩｎＰクラッド層１６およびブロック層によって囲ま
れて共振器３８を構成している。尚、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層１０の膜厚を１５０μｍ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１
６の膜厚を２μｍとして形成している。

【００１９】ｎ−ＩｎＰクラッド層１０の下側の全面に
はｎ側電極１８が設けてあり、また、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層１６の上面には３つのｐ側電極２０、２２および２
４が設けてある。ｐ側電極２０は、ｎ側電極１８との間
にある受動導波路１２に電流を注入できるようにｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層１６の上面の位置に設けられている。ｐ
側電極２２および２４はそれぞれｎ側電極１８との間に
ある活性導波路１４に対して電流の注入および電圧の印
加を行えるようにｐ−ＩｎＰクラッド層１６の上面の位
置に設けられている。

【００２０】ここで、ｐ側電極２０およびｎ側電極１８
間には順方向に電流が注入されるようにして順バイアス
電流源３２が接続されており、電流が注入される領域を
受動導波路領域２６と称している。また、ｐ側電極２２
およびｎ側電極１８間にも同様に順方向に電流を注入で
きるように順バイアス電流源３４が接続されていて、電
流が注入される領域が利得領域２８である。この利得領
域２８は電流が注入されることで利得媒体として働き、
光の発生および発生した光に対してレーザ発振に必要な
増幅作用を及ぼす領域である。

【００２１】ｐ側電極２４およびｎ側電極１８間には逆
バイアス電圧が印加されるようにして逆バイアス電圧源
３６が接続されている。逆バイアスが印加される領域は
可飽和吸収領域３０である。この可飽和吸収領域３０
は、逆バイアス電圧が印加されることで共振器３０内を
導波されている光に対して光スイッチとして働く領域で
ある。

【００２２】この実施の形態では、ｎ側電極１８、ｐ側
電極２０、２２および２４をオーミック電極として形成
している。ｐ側電極２０、２２および２４は、Ａｕをｐ
−ＩｎＰクラッド層１６の上側の全面に蒸着して化学エ
ッチングで分離部分を形成することにより得た。

【００２３】受動導波路１２は、バンドギャップ波長が
１．２μｍのｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層で構成されており、
上下に設けられているｎ−ＩｎＰクラッド層１０および
ｐ−ＩｎＰクラッド層１６と相俟ってダブルヘテロ構造
の受動導波路領域２６を構成している。

【００２４】活性導波路１４は、ＩｎＧａＡｓＰガイド
層４０および４２間にバンドギャップ波長が１．５６μ
ｍ近傍の半導体量子井戸構造４４を有した構造となって
いる。この半導体量子井戸構造４４は、ウエルが膜厚７
０ÅのＩｎＧａＡｓ（バンドギャップ波長１．６７μ
ｍ）であり、バリアが膜厚１４０ÅのＩｎＧａＡｓＰ
（バンドギャップ波長１．２μｍ）であり、これらを３
層づつ交互に積層することにより、全６層から構成され
ている。尚、半導体量子井戸構造４４の上側に設けられ
ているＩｎＧａＡｓＰガイド層４０の膜厚は１２００Å
とし、半導体量子井戸構造４４の下側に設けられている
ＩｎＧａＡｓＰガイド層４２の膜厚は６００Åとしてい
る。

【００２５】また、この実施の形態の共振器３８の導波
方向に沿った長さ（共振器長）は２．４５ｍｍである。
この共振器３８を構成する各領域の導波方向に沿った長
さは、受動導波路領域２６の長さが１４６０μｍ、利得
領域２８の長さが９４０μｍ、および可飽和吸収領域３
０の長さが５０μｍとして構成してある。

【００２６】このように、この実施の形態のモード同期
半導体レーザを構成している受動導波路１２は、活性導
波路１４のバンドギャップ波長よりも十分に短いバンド
ギャップ波長を示す材料で以て構成されており、また、
活性導波路１４内で発生した光を低い損失で伝播する材
料が用いられている。さらに、後述するように、受動導
波路１２の材料は、電流の注入に応じて屈折率が変化す
る材料でもある。

【００２７】また、上述の各領域（受動導波路領域２
６、利得領域２８および可飽和吸収領域３０）間は電気
的なアイソレーションが保たれており、電気的な干渉効
果が十分に抑えられている。

【００２８】次に、この実施の形態のモード同期半導体
レーザの動作につき説明する。先ず、受動モード同期に
ついて説明する。受動モード同期は、前述した可飽和吸
収領域３０による光スイッチ作用と、利得領域２８の光
増幅作用とが相俟って機能することにより発生する。可
飽和吸収領域３０の光吸収係数は入射光強度に応じて変
化し、光強度の増加に対しては吸収係数が減少するよう
な特性を示す。従って、可飽和吸収領域３０は、入力さ
れる光信号のうちの光強度が比較的大きい光のみを選択
的に透過させて、光強度が比較的小さい光は透過させな
い、といった自発的なスイッチとして働く。このスイッ
チ作用が、共振器３８内を導波される光に対して繰り返
して働くから、光信号は急峻化（波形のパルス化）され
て受動モード同期が発生する。以上説明した動作過程に
おいて、利得領域２８は、共振器３８内の損失を補い、
レーザ発振を実現するための利得を与える機能を果たし
ている。

【００２９】この受動モード同期作用においては、受動
導波路領域２６は本質的には寄与していない。受動導波
路領域２６は、共振器３８の共振器長を決定し、発生す
る光パルス列の繰返し周波数を決定する役割を果たして
いる。次に、この繰返し周波数および共振器長の関係に
つき説明する。

【００３０】発生する光パルス列（モード同期光）の繰
返し周波数ｆ_rtは実効的な共振器長によって決まり、お
おむね次式（１）と一致する。

【００３１】ｆ_rt＝ｃ／｛２（ｎ_alＬ_al＋ｎ_pcＬ_pc）｝・・・（１）ここで、ｃは真空中での光速、ｎ_alは利得領域２８およ
び可飽和吸収領域３０の等価屈折率を表しており、ｎ_pc
は受動導波路領域２６の等価屈折率を表す。また、Ｌ_al
は利得領域２８および可飽和吸収領域３０の光導波方向
ａに沿う方向の長さであり、Ｌ_pcは受動導波路領域２６
の光導波方向ａに沿う方向の長さである。Ｌ_alとＬ_pcと
の和が共振器３８の実際の長さであり、長さ（ｎ_alＬ_al
＋ｎ_pcＬ_pc）は媒質の屈折率を考慮した共振器の実効的
な長さである。

【００３２】このように、実質的な受動導波路領域２６
の長さを表すｎ_pcＬ_pcを変化させれば、共振器３８の実
質的な長さを変化させることになり、繰返し周波数ｆ_rt
の可変特性が得られることが理解される。このような方
法によれば、電気的な手段のみにより繰返し周波数を変
化させることができ、煩雑な手段を必要としないことが
理解される。

【００３３】この実施の形態のモード同期半導体レーザ
は、受動導波路領域２６に、注入電流に応じて等価屈折
率ｎ_pcが変化することによりモード同期光（出射光）の
繰返し周波数ｆ_rtが変化する、ダブルヘテロ構造を具え
ている。前述したようにこの受動導波路領域２６は、ｎ
−ＩｎＰクラッド層１０、受動導波路（ｉ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層）１２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６で以てダ
ブルヘテロ構造を形成している。このダブルヘテロ構造
には、ｐ側電極２０、ｎ側電極１８および順バイアス電
流源３２によってキャリア（電子および正孔）が注入さ
れる。それぞれの層が接合されている部分ではエネルギ
バンド構造に不連続性が現れており、この不連続性によ
ってｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層１２には効率良くキャリアが
閉じ込められる。そして、注入されたキャリアはプラズ
マ状態となり、いわゆるプラズマ効果を介してｉ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層１２の屈折率を変え、その結果、受動導波
路領域２６の等価屈折率ｎ_pcを変化させる。

【００３４】このように、受動導波路領域２６の等価屈
折率ｎ_pcは注入電流の増加に応じて増大し、結果とし
て、繰返し周波数ｆ_rtを連続的に変化させることが可能
になる（繰返し周波数ｆ_rtは注入電流の増加に応じて減
少する）。従って、この実施の形態のモード同期半導体
レーザは、繰返し周波数を注入電流の大きさを変えるだ
けで簡単に調節することができ、また、この繰返し周波
数を変化させるに当たっては電気的な手段のみを用いる
から、他の電気回路との集積化を行って用いることも可
能である。

【００３５】次に、この実施の形態の特性の実測結果に
つき説明する。先ず、作成した素子（この実施の形態の
モード同期半導体レーザ）の可飽和吸収領域３０と利得
領域２８とに対して、電流を均一に注入した場合の素子
のしきい値は４０ｍＡ程度であった。そして、可飽和吸
収領域３０に約０．７Ｖの逆バイアス電圧を加えて、利
得領域２８に約２４０ｍＡの電流を注入したところ、光
パルス列が発生することが確認された。

【００３６】図２は、この実施の形態のＳＨＧ相関波形
の実測結果を示すグラフである。横軸に遅延時間を８．
４７ｐｓごとに目盛って取り、縦軸にＳＨＧ強度を任意
強度（ａ．ｕ．）で取って示した。この測定されたパル
ス波形の包絡線としてｓｅｃｈの２乗型を仮定して解析
した結果、パルス幅は４．６５ｐｓと見積もられた。ま
た、マイクロ波スペクトラムアナライザで調べた結果、
パルス繰返し周波数は１７．５７２７ＧＨｚであり、共
振器長が２．４５ｍｍである場合の周回周波数と良好な
一致を示している。従って、受動モード同期によって光
パルス列が発生していることが確認された。

【００３７】図３は、この実施の形態の受動導波路領域
２６に注入した電流と、発生する光のパルス繰返し周波
数との関係の実測結果を示すグラフである。横軸に注入
電流を０〜２０ｍＡの範囲で取り、縦軸にパルス繰返し
周波数を１７．４〜１７．６ＧＨｚの範囲で取って示し
た。測定は、注入電流を０ｍＡから２ｍＡごとに１８ｍ
Ａまで変えて行った。注入電流に対する繰返し周波数の
測定データは記号○でグラフ上に示されている。

【００３８】また、図３の同一グラフ上には、注入電流
に対するパルス幅の変化の実測結果も示してある。別の
縦軸にパルス幅を３〜６ｐｓの範囲で取って示した。測
定は注入電流を０ｍＡから１６ｍＡまで４ｍＡごとに変
えて行った。注入電流に対するパルス幅の測定データは
記号△でグラフ上に示されている。

【００３９】さらに、図３に示された各測定データの値
は表１に示されている。

【００４０】

【表１】

【００４１】図３および表１から明らかなように、注入
電流を０ｍＡから１８ｍＡまで増加させたとき、モード
同期光の繰返し周波数が１７．５７２７ＧＨｚから１
７．４４５４ＧＨｚまで減少することが分かる。このよ
うに、約１３０ＭＨｚの繰返し周波数の変化量（チュー
ニング帯域幅）が得られた。また、注入電流を０ｍＡか
ら１６ｍＡまで増加させたときのパルス幅の変化は０．
２ｐｓ程度であり、ほとんど変化しないことが分かっ
た。つまり、発生したパルス光の特性に影響を与えるこ
となく、繰返し周波数のチューニングが可能であること
が確認された。

【００４２】この実施の形態のモード同期半導体レーザ
の繰返し周波数のチューニング帯域を制限する要素とし
て、以下の２点が挙げられる。一つは、受動導波路領域
２６のダブルヘテロ構造に閉じ込められるキャリアの最
大密度である。電流注入量を増加させてゆくと、ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層に注入されるキャリアの密度は最初は増
加するが、このキャリアの密度の増加に伴ってｉ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層とクラッド層１０および１６との間のバン
ド不連続量（前述した、エネルギバンドの不連続性の度
合いを示す量。）が小さくなってゆくので、ｉ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層に注入されて閉じ込められていたキャリアが
クラッド層１０および１６の方へ漏れ出してしまい、ｉ
−ＩｎＧａＡｓＰ層にキャリアを有効に閉じ込められな
くなってしまう。

【００４３】従って、電流の注入を増加させてゆくと、
ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層に閉じ込められるキャリアの密度
の増加率は次第に小さくなり、ついには飽和に至ってし
まう。前述したように、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層の等価屈
折率の変化は、キャリアのプラズマ効果によって生じる
ものであり、その値はキャリアの密度の増大に伴って大
きくなるものであった。このように、キャリア密度の変
化率が飽和してしまうので、等価屈折率の変化率も飽和
してしまい、そのため受動導波路１２の実効長ｎ_pcＬ_pc
の可変範囲が有限となり、結局、繰返し周波数ｆ_rtの可
変範囲も制限されてしまう。

【００４４】上述のチューニング帯域幅の制限を低減さ
せるには、予めバンド不連続量を大きくしておけばよ
く、受動導波路領域２６のダブルヘテロ構造を構成する
材料を、バンド不連続量が大きい材料とすればよい。こ
のように、キャリア注入前のバンド不連続量を予め大き
くしておけば、キャリア密度の飽和レベルをより高くす
ることができ、繰返し周波数のより広帯域な可変特性が
得られるようになる。この実施の形態では、ダブルヘテ
ロ構造をｐ−ＩｎＰ、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰおよびｎ−Ｉ
ｎＰで構成したが、他に、例えば、ＩｎＡｌ（Ｇａ）Ａ
ｓ、ＩｎＧａＡｓＰおよびＩｎＡｌ（Ｇａ）Ａｓが順次
に積層された量子井戸構造を用いてもよい。

【００４５】チューニング帯域を制限する二つ目の要因
として、キャリア密度の増加に伴う受動導波路（ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層）１２の損失の増加といった要因があ
る。電流の注入の増加に伴い、受動導波路１２内の自由
キャリアによる吸収が増加するので、受動導波路１２の
損失は増加する。よって、共振器３８内を導波されてい
る光の強度は減少し、可飽和吸収領域３０の透明化に必
要な強度の光を得ることができなくなり（従って、可飽
和吸収領域３０は光スイッチ機能を果たさなくなり、）
受動モード同期を生じさせることができなくなってしま
う。従って、キャリア密度を大きくできれば繰返し周波
数の可変範囲を大きくできるのであるが、同時に、受動
モード同期の状態に保つことができなくなるから、キャ
リア密度をある程度以上の大きさにすることができな
い。

【００４６】このような問題に対処するには、受動導波
路１２の初期損失を低減させることが有効である。自由
キャリア損失に対しては、ダブルヘテロ構造におけるｐ
型ドーパントが支配的であり、結局、ｉ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層およびｐ−ＩｎＰクラッド層のｐ型ドーパントの濃
度を減少させるのが有効な手段となる。また、例えば、
この実施の形態のｐ−ＩｎＰクラッド層１６およびｉ−
ＩｎＧａＡｓＰ層１２との間に薄いｉ−ＩｎＰ層を挿入
することによってドーパント濃度を低減させることが可
能である。

【００４７】以上の説明から明らかなように、この実施
の形態のモード同期半導体レーザ及び繰返し周波数の可
変方法によれば、容易に繰返し周波数を変化させること
が可能であることが理解される。

【００４８】

【発明の効果】この発明のモード同期半導体レーザによ
れば、注入電流に応じて等価屈折率が変化する受動導波
路領域を共振器の一部として設けることにより、発生す
る光パルス列の繰返し周波数を注入電流にしたがい変化
させることができる。このように、注入する電流の大き
さを変化させるという電気的手段だけで繰返し周波数を
変化させることができるから、光軸の調整等の煩雑な手
順が必要ない。また、繰返し周波数を変化させるための
手段としては電気的手段のみであるから、他の電気回路
と集積化して用いることも可能である。

【００４９】また、この発明の繰返し周波数の可変方法
によれば、注入電流に応じて受動導波路の等価屈折率を
変化させることにより、発生する光パルス列の繰返し周
波数を変化させることができるから、繰返し周波数の変
化を容易に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の構成を示す図である。

【図２】実施の形態のＳＨＧ相関波形を示す図である。

【図３】実施の形態の注入電流および繰返し周波数の関
係を示す図である。

【符号の説明】

１０：ｎ−ＩｎＰクラッド層１２：受動導波路１４：活性導波路１６：ｐ−ＩｎＰクラッド層１８：ｎ側電極２０、２２、２４：ｐ側電極２６：受動導波路領域２８：利得領域３０：可飽和吸収領域３２、３４：順バイアス電流源３６：逆バイアス電圧源３８：共振器４０、４２：ＩｎＧａＡｓＰガイド層４４：半導体量子井戸構造

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一の半導体基板内で利得領域および受
動導波路領域を集積化した構造を具えており、モード同
期光を発生するモード同期半導体レーザにおいて、前記受動導波路領域に、注入電流に応じて等価屈折率が
変化することにより前記モード同期光の繰返し周波数が
変化する、ダブルヘテロ構造を具えることを特徴とする
モード同期半導体レーザ。
【請求項２】請求項１に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、前記注入電流を０〜１８ｍＡの範囲で変化させたとき、
該注入電流に応じて前記モード同期光の繰返し周波数を
１７．５７〜１７．４５ＧＨｚの範囲で変化させるｐ−
ＩｎＰ層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ層で
構成された前記受動導波路領域を具えることを特徴とす
るモード同期半導体レーザ。
【請求項３】単一の半導体基板内で利得領域および受
動導波路領域を集積化した構造を具えており、モード同
期光を発生するモード同期半導体レーザの該モード同期
光の繰返し周波数を変化させるに当たり、前記受動導波路領域に電流を注入させ該受動導波路領域
の等価屈折率を変化させることにより前記モード同期光
の繰返し周波数を変化させることを特徴とする繰返し周
波数の可変方法。
【請求項４】請求項３に記載の繰返し周波数の可変方
法において、ｐ−ＩｎＰ層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ−ＩｎＰ
層で構成された前記受動導波路領域に電流を０〜１８ｍ
Ａの範囲で注入させて前記モード同期光の繰返し周波数
を１７．５７〜１７．４５ＧＨｚの範囲で変化させるこ
とを特徴とする繰返し周波数の可変方法。