JPS61214492A - 半導体レ−ザの駆動方法 - Google Patents
半導体レ−ザの駆動方法Info
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- JPS61214492A JPS61214492A JP60055327A JP5532785A JPS61214492A JP S61214492 A JPS61214492 A JP S61214492A JP 60055327 A JP60055327 A JP 60055327A JP 5532785 A JP5532785 A JP 5532785A JP S61214492 A JPS61214492 A JP S61214492A
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- Japan
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- semiconductor laser
- frequency
- current
- waveform
- currents
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- 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
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-
- 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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06817—Noise reduction
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光フアイバ通信装置およびその測定装置に利
用するに適する。本発明は、光ファイバの一端から入力
する光信号の光源として利用される半導体レーザの駆動
方法に関する。特に、半導体レーザのモーダルノイズを
抑圧する方法に関するものである。
用するに適する。本発明は、光ファイバの一端から入力
する光信号の光源として利用される半導体レーザの駆動
方法に関する。特に、半導体レーザのモーダルノイズを
抑圧する方法に関するものである。
ここでモーダルノイズとは、光源の発振波長がわずかに
変動すると、光ファイバの接続部あるいは受光部で伝搬
光が失われ光エネルギの量が変動し、伝搬モード間の干
渉の状態が変化して受信パワーが実効的にゆらぐ現象を
いう。
変動すると、光ファイバの接続部あるいは受光部で伝搬
光が失われ光エネルギの量が変動し、伝搬モード間の干
渉の状態が変化して受信パワーが実効的にゆらぐ現象を
いう。
半導体レーザ光源の発振波長は、活性領域の温度変動あ
るいはレーザ共振器外部からの反射光により変動する。
るいはレーザ共振器外部からの反射光により変動する。
したがって、接続部等を含む実際の伝送路のモーダルノ
イズを抑圧するためには、光源のコヒーレンス性を劣化
させることが一つの有効な解決策である。
イズを抑圧するためには、光源のコヒーレンス性を劣化
させることが一つの有効な解決策である。
光源のコヒーレンス性を劣化させるために、従来は第２
図に示すように、信号電流に半導体レーザの緩和振動の
周波数に近い正弦波状の高周波を重畳する方法が試みら
れてきた。重畳する高周波の周波数は数百ＭＧ！ないし
数ＧＨｚである。従来の高周波重畳法は、半導体レーザ
の発振閾値以下に直流バイアスをかけ、これに信号電流
と高周波電流を重畳するものである。
図に示すように、信号電流に半導体レーザの緩和振動の
周波数に近い正弦波状の高周波を重畳する方法が試みら
れてきた。重畳する高周波の周波数は数百ＭＧ！ないし
数ＧＨｚである。従来の高周波重畳法は、半導体レーザ
の発振閾値以下に直流バイアスをかけ、これに信号電流
と高周波電流を重畳するものである。
しかしこの方法は、信号電流と重畳する高周波電流の和
が半導体レーザに注入されることになるため、信号振幅
が大きくなると瞬時的注入電流が半導体レーザの発振し
きい値を超え、縦モードが多モード化されない欠点があ
る。したがって、モーダルノイズによる信号のゆらぎの
抑圧効果は不十分であり、かつその効果は半導体レーザ
の内部パラメータ、あるいは外部からの反射に依存し、
高周波重畳の効果が生じない場合もある欠点があった。
が半導体レーザに注入されることになるため、信号振幅
が大きくなると瞬時的注入電流が半導体レーザの発振し
きい値を超え、縦モードが多モード化されない欠点があ
る。したがって、モーダルノイズによる信号のゆらぎの
抑圧効果は不十分であり、かつその効果は半導体レーザ
の内部パラメータ、あるいは外部からの反射に依存し、
高周波重畳の効果が生じない場合もある欠点があった。
本発明はこれを改良するもので、モーダルノイズを十分
に改善することのできる半導体レーザの駆動方法を提供
することを目的とする。
に改善することのできる半導体レーザの駆動方法を提供
することを目的とする。
本発明は、直流バイアス電流に信号電流を重畳した駆動
電流で信号光源となる半導体レーザを駆動し、この駆動
電流に信号電流の周波数より高い周波数の高周波電流の
重畳を行う半導体レーザの駆動方法において、高周波電
流の重畳は、上記駆動電流の波形がその高周波電流の周
期毎に一定の直流バイアス値に復帰する波形となる方法
で行うことを特徴とする。
電流で信号光源となる半導体レーザを駆動し、この駆動
電流に信号電流の周波数より高い周波数の高周波電流の
重畳を行う半導体レーザの駆動方法において、高周波電
流の重畳は、上記駆動電流の波形がその高周波電流の周
期毎に一定の直流バイアス値に復帰する波形となる方法
で行うことを特徴とする。
高周波電流の周波数は半導体レーザの緩和振動の周波数
に近い値であり、０．５〜５ ＧＨｚに選ぶことが適当
である。
に近い値であり、０．５〜５ ＧＨｚに選ぶことが適当
である。
駆動電流の波形が高周波電流の周期毎に一定の直流バイ
アス値に復帰する波形とする方法は、高周波電流を信号
電流により変調してから、直流バイアス電流を重畳する
方法であることが好ましい。
アス値に復帰する波形とする方法は、高周波電流を信号
電流により変調してから、直流バイアス電流を重畳する
方法であることが好ましい。
この方法によれば、信号振幅の大きさ、半導体レーザの
内部パラメタ、外部からの反射光の状態にかかわらず、
半導体レーザの発振線モーｒを多モード化することがで
きる。したがって、出力光のコヒーレント性が小さくな
り、モーダルノイズを小さくすることができる。また、
この方法によれば、従来方法にくらべて周波数スペクト
ルの拡がりが大きいので、高周波電流の周波数を半導体
レーザの緩和振動の周波数に厳密に一致させなくとも、
モーダルノイズを小さくすることができる。
内部パラメタ、外部からの反射光の状態にかかわらず、
半導体レーザの発振線モーｒを多モード化することがで
きる。したがって、出力光のコヒーレント性が小さくな
り、モーダルノイズを小さくすることができる。また、
この方法によれば、従来方法にくらべて周波数スペクト
ルの拡がりが大きいので、高周波電流の周波数を半導体
レーザの緩和振動の周波数に厳密に一致させなくとも、
モーダルノイズを小さくすることができる。
第３図は本発明実施例装置のブロック構成図である。重
畳回路１には信号電流ｆｓおよび高周波電流ｆ□が入力
する。この重畳回路１では高周波電流ｆＨが信号電流ｆ
ｓにより変調され、その後に直流バイアス電流が重畳さ
れて、半導体レーザ２に供給される。半導体レーザ２の
出力光は光フアイバ伝送路３を伝搬して、受信回路４に
入力する。この受信回路４にはその信号通路に低域濾波
器を含む。
畳回路１には信号電流ｆｓおよび高周波電流ｆ□が入力
する。この重畳回路１では高周波電流ｆＨが信号電流ｆ
ｓにより変調され、その後に直流バイアス電流が重畳さ
れて、半導体レーザ２に供給される。半導体レーザ２の
出力光は光フアイバ伝送路３を伝搬して、受信回路４に
入力する。この受信回路４にはその信号通路に低域濾波
器を含む。
ここで本発明の特徴とすることろは半導体レーザ２に供
給される駆動電流にある。第１図は本発明実施例装置の
駆動電流の説明図である。第１図の上段は半導体レーザ
２の駆動電流に対する光出力特性を示し、その下段に駆
動電流の波形を示す。
給される駆動電流にある。第１図は本発明実施例装置の
駆動電流の説明図である。第１図の上段は半導体レーザ
２の駆動電流に対する光出力特性を示し、その下段に駆
動電流の波形を示す。
すなわち、駆動電流は半導体レーザ２の発振闇値より少
し低く設定された直流バイアス電流に対して、第１図に
示すように高周波電流の周期毎にこの直流バイアス電流
に復帰する波形であるところに特徴がある。このような
波形で半導体レーザ２を駆動することにより、半導体レ
ーザ２のパラメタの変動に対しても、また、信号電流の
振幅に対しても影響を受けずに、出力光のコヒーレント
性を小さくすることができる。これを試験結果により示
す。
し低く設定された直流バイアス電流に対して、第１図に
示すように高周波電流の周期毎にこの直流バイアス電流
に復帰する波形であるところに特徴がある。このような
波形で半導体レーザ２を駆動することにより、半導体レ
ーザ２のパラメタの変動に対しても、また、信号電流の
振幅に対しても影響を受けずに、出力光のコヒーレント
性を小さくすることができる。これを試験結果により示
す。
第４図は半導体レーザを信号電流のみで駆動した場合の
発振スペクトルを示す。（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ１はそれ
ぞれ別の時刻において測定した発振スペクトルであり、
この場合は、発振スペクトル半値幅が１ｎＩＩ＋程度と
狭（、かつ中心波長が時間的に変動している。
発振スペクトルを示す。（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ１はそれ
ぞれ別の時刻において測定した発振スペクトルであり、
この場合は、発振スペクトル半値幅が１ｎＩＩ＋程度と
狭（、かつ中心波長が時間的に変動している。
第５図はこの半導体レーザに第２図に示す従来方法によ
る高周波電流の重畳を行った場合の発振スペクトルを示
す。このときには半値幅は２．４ ｎｍ程度となってい
る。
る高周波電流の重畳を行った場合の発振スペクトルを示
す。このときには半値幅は２．４ ｎｍ程度となってい
る。
第６図は同様に第１図に示すように、本発明の方法によ
る高周波電流の重畳を行った場合の発振スペクトルを示
す。この場合の半値幅は４．８ ｎｍであり、従来の方
法と比較して２倍程度の波長拡がりが達成されている。
る高周波電流の重畳を行った場合の発振スペクトルを示
す。この場合の半値幅は４．８ ｎｍであり、従来の方
法と比較して２倍程度の波長拡がりが達成されている。
上記試験では信号周波数は１００ ＭＨｚであり、重畳
する高周波電流の周波数は１．３ＧＨｚである。
する高周波電流の周波数は１．３ＧＨｚである。
第７図は第３図に示す構成の系で測定した信号振幅ゆら
ぎとスペクトル半値幅を示す。使用した光フアイバ伝送
路のコア径は５０μｍ、比屈折率差は１％であり、ファ
イバ総長は２０ｋｆｆｉである。また信号振幅のゆらぎ
は、光ファイバの入射端に振幅を加えることにより測定
した。この結果から従来方法による場合には（図の○印
）、ゆらぎ振幅は０．６ ｄＢ程度に達している。一方
、本発明の方法による場合には（図の△印）、ゆらぎ振
幅は０．２ ｄＢ以下となり、ゆらぎ振幅は従来法の１
／３程度に抑圧されたことがわかる。
ぎとスペクトル半値幅を示す。使用した光フアイバ伝送
路のコア径は５０μｍ、比屈折率差は１％であり、ファ
イバ総長は２０ｋｆｆｉである。また信号振幅のゆらぎ
は、光ファイバの入射端に振幅を加えることにより測定
した。この結果から従来方法による場合には（図の○印
）、ゆらぎ振幅は０．６ ｄＢ程度に達している。一方
、本発明の方法による場合には（図の△印）、ゆらぎ振
幅は０．２ ｄＢ以下となり、ゆらぎ振幅は従来法の１
／３程度に抑圧されたことがわかる。
本発明の方法は材料分散の大きな０．８μｍ帯で使用す
ると材料分散による帯域制限が問題となるが、１゜３μ
凱帯で使用する場合は材料分散の影響は極めて小さい。
ると材料分散による帯域制限が問題となるが、１゜３μ
凱帯で使用する場合は材料分散の影響は極めて小さい。
ちなみに１．３μ−帯における材料分散を２ｎｓとする
と、光源のスペクトル拡がりが１０ｎ＊でも材料分散に
よる帯域制限は１．１ＧＨｚである。
と、光源のスペクトル拡がりが１０ｎ＊でも材料分散に
よる帯域制限は１．１ＧＨｚである。
表は他の半導体レーザに本発明の方法を実施した場合の
スペクトル半値幅を示す。表から試料Ｎｏ、１〜Ｎｏ、
６の全てのモジュールについて、スペクトル半値幅が５
ｎｓ＋以上に拡がっており、本発明は内部パラメータお
よび外部からの反射の状況が異なる半導体レーザに対し
ても有効であることがわかる。
スペクトル半値幅を示す。表から試料Ｎｏ、１〜Ｎｏ、
６の全てのモジュールについて、スペクトル半値幅が５
ｎｓ＋以上に拡がっており、本発明は内部パラメータお
よび外部からの反射の状況が異なる半導体レーザに対し
ても有効であることがわかる。
表
以上の結果から明らかなように、本発明の方法によれば
モーダルノイズの抑圧は、従来の方法に比べてスペクト
ル半値幅の拡大による光源のコヒーレンス性が低減され
、モーダルノイズによる受信信号のゆらぎ抑圧に有効で
あることがわかった。
モーダルノイズの抑圧は、従来の方法に比べてスペクト
ル半値幅の拡大による光源のコヒーレンス性が低減され
、モーダルノイズによる受信信号のゆらぎ抑圧に有効で
あることがわかった。
第３図の構成で受信回路４の濾波器を帯域通過形とする
ことにより、この装置を光ファイバの伝送帯域測定に使
用すれば周波数掃引法における測定精度の向上に役立た
せることができる。
ことにより、この装置を光ファイバの伝送帯域測定に使
用すれば周波数掃引法における測定精度の向上に役立た
せることができる。
以上説明したように、本発明によれば、多モード光ファ
イバを用いた伝送システムのモーダルノイズを抑圧でき
る。したがって、多モード光ファイバを用いても伝送品
質の優れたアナログおよびディジタル伝送が可能となる
。また周波数掃引法による伝送帯域測定法における測定
精度の向上に有用である。
イバを用いた伝送システムのモーダルノイズを抑圧でき
る。したがって、多モード光ファイバを用いても伝送品
質の優れたアナログおよびディジタル伝送が可能となる
。また周波数掃引法による伝送帯域測定法における測定
精度の向上に有用である。
第１図は本発明実施例方法による特性図および波形図。
第２図は従来例の高周波重畳法による特性原理図。
第３図は本発明の高周波重畳法を用いた伝送系あるいは
伝送帯域測定系のブロック構成図。 第４図は高周波重畳を行う場合の半導体レーザの発振ス
ペクトルを示す図。 第５図は従来例方法による高周波重畳を行った場合の半
導体レーザの発振スペクトルを示す図。 第６図は本発明実施例方法による高周波重畳を行った場
合の半導体レーザの発振スペクトルを示す図。 第７図は光ファイバに外乱を与えた場合のゆらぎ振幅の
発振スペクトル幅依存性を測定した結果を示す図。 特許出願人 日本電信電話公社 、 代理人 弁理士 井 出 直 孝 光出力 ？）１ 図 光出力 肩 ２ 図 ′Ｍ ４ 図 液長（ｎｍ） 月 ５ 回 （羊籠惜４．８ｎｍ） 兄 ６ 回
伝送帯域測定系のブロック構成図。 第４図は高周波重畳を行う場合の半導体レーザの発振ス
ペクトルを示す図。 第５図は従来例方法による高周波重畳を行った場合の半
導体レーザの発振スペクトルを示す図。 第６図は本発明実施例方法による高周波重畳を行った場
合の半導体レーザの発振スペクトルを示す図。 第７図は光ファイバに外乱を与えた場合のゆらぎ振幅の
発振スペクトル幅依存性を測定した結果を示す図。 特許出願人 日本電信電話公社 、 代理人 弁理士 井 出 直 孝 光出力 ？）１ 図 光出力 肩 ２ 図 ′Ｍ ４ 図 液長（ｎｍ） 月 ５ 回 （羊籠惜４．８ｎｍ） 兄 ６ 回
Claims (4)
- （１）直流バイアス電流に信号電流を重畳した駆動電流
で信号光源となる半導体レーザを駆動し、この駆動電流
に信号電流の周波数より高い周波数の高周波電流の重畳
を行う半導体レーザの駆動方法において、 高周波電流の重畳は、上記駆動電流の波形がその高周波
電流の周期毎に一定の直流バイアス値に復帰する波形と
なる方法で行う ことを特徴とする半導体レーザの駆動方法。 - （２）高周波電流の周波数は半導体レーザの緩和振動の
周波数に近い値である特許請求の範囲第（１）項に記載
の半導体レーザの駆動方法。 - （３）高周波電流の周波数は０．５〜５ＧＨｚである特
許請求の範囲第（１）項に記載の半導体レーザの駆動方
法。 - （４）駆動電流の波形が高周波電流の周期毎に一定の直
流バイアス値に復帰する波形となる方法は、高周波電流
を信号電流により変調してから直流バイアス電流を重畳
する方法を含む特許請求の範囲第（１）項に記載の半導
体レーザの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055327A JPS61214492A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レ−ザの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055327A JPS61214492A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レ−ザの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214492A true JPS61214492A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=12995438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055327A Pending JPS61214492A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レ−ザの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029892A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Laser light source, planar light source, and liquid crystal display device |
| US7812520B2 (en) | 2003-07-01 | 2010-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Full color display based on organic light-emitting device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5792883A (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser driving circuit |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP60055327A patent/JPS61214492A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5792883A (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser driving circuit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7812520B2 (en) | 2003-07-01 | 2010-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Full color display based on organic light-emitting device |
| WO2008029892A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Laser light source, planar light source, and liquid crystal display device |
| JPWO2008029892A1 (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-21 | パナソニック株式会社 | レーザ光源、面光源及び液晶表示装置 |
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