JPS61260728A - 光アナログ情報伝送方式 - Google Patents

光アナログ情報伝送方式

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JPS61260728A
JPS61260728A JP60103365A JP10336585A JPS61260728A JP S61260728 A JPS61260728 A JP S61260728A JP 60103365 A JP60103365 A JP 60103365A JP 10336585 A JP10336585 A JP 10336585A JP S61260728 A JPS61260728 A JP S61260728A
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Japan
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layer
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semiconductor laser
optical
noise
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JP60103365A
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JPH0368577B2 (ja
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Haruhisa Takiguchi
治久 瀧口
Shinji Kaneiwa
進治 兼岩
Tomohiko Yoshida
智彦 吉田
Kaneki Matsui
完益 松井
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Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06817Noise reduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、半導体レーザをアナログ信号で直接駆動して
変調を行う光アナログ情報伝送方式に関し、特に、半導
体レーザの戻り光による雑音、多モードファイバにおけ
るスペックル雑音及び非直線伝送歪を低減しようとする
ものである。
〈従来技術〉 従来の屈折率導波路型半導体し〜ザを用いたアナログ信
号伝送方式においては、半導体レーザと光ファイバーの
結合部や光フアイバ一連結部からの光反射及びスペック
ル雑音によ−るS7.比の劣化並びに光フアイバー接続
部の結合効率の光波長依存性や上記雑音に起因する非直
線歪が生じ、良好な伝送特性を実現することは困難であ
った。どの点については、IEEE Journal 
of Quantumelectronics vol
、QE−19、(佐藤健−著)及び電子通信学会技術報
告0QE−83−9(楓和久他著〕に詳述されている。
従来の半導体レーザでは、出射光のコヒーレンス長が数
十m程度ある。このため光ファイバーからの反射により
、出射光の一部が戻シ光となって半導体レーザの共振器
端面に帰還されたとき、出射光と戻り光のコヒーレント
な相互作用により大きな強度雑音が発生する。また、コ
ヒーレンス長内では光フアイバー内に各モードの伝播速
度の相違からスペックルが発生しており、半導体レーザ
を直接変調することによる波長変動によってスペックル
パターンが変化する。
このため、このコヒーレンス長内に接続部があるとスペ
ックルパターンの変化によって接続部の結合効率が変化
し受信側での雑音となる。
また、従来の屈折率導波型の半導体レーザは、直流動作
時には縦単一モード発振するが、直接変調時には縦多モ
ード発振となる。そして、この多モード発振は変調の全
ての時間に亘って一様ではなく、信号の起ち上り時や、
下降時ではスペクトルが異なっている。一方、ファイバ
ー接続の結合効率は波長の変化で著しく変化することが
知られている。このため、変調時の発振スペクトルの変
化は、結合効率の変化となり、非直線歪劣化が生じる。
寸た、縦モードの一部のみが接続部で犬きく通過するの
で、各縦モードの負の相関性が失われ、雑音が増大する
以上、詳述したように、従来の屈折率導波型の半導体レ
ーザを用いた光アナログ信弓伝送には、幾多の欠点があ
った。
〈発明の概要ン 本発明は、半導体レーザを用いた光アナログ情報伝送系
において、反射雑音、スペックル雑音、縦モードの負の
相関性が失われることによって起る雑音及びファイバー
接続部の結合効率の変化による非直線歪劣化を解消した
S、、/N比の高い伝送特性の良好な光アナログ情報伝
送方式を提供することを目的とする。
本発明においては、コヒーレンス長が十分に短くなるよ
うにスペクトルライン幅が十分に広く丑た直接変調時も
単一縦モードで発振することを【可能とした半導体レー
ザを光源として使用し、上記種々の雑音と非直線歪を抑
圧してアナログ情報の伝送特性と信頼性を改善したこと
を特徴としているO 〈実施例ン 第1図は本発明に係る光アナログ情報伝送方式の1実施
例を示すブロック構成図である。データ入力端子1より
入力されたアナログ信号を加算増幅器2の入力側端子へ
供給し、加算増幅器2の出力で半導体レーザ3を直接変
調する。アナログ信号に応じて半導体レーザ3より出射
される出力光信号Poを伝送する情報信号として光ファ
イバー6へ送信すると共にその一部を監視用受光素子4
に照射し、受光素子4で出力レーザ光強度に対応した出
力電気信号eに変換する。変換された出力電気信号eを
副増幅器5でレベル調整した後、加算増幅器2に帰還さ
せる。半導体レーザ3の出力光強度変化に応じて電気信
号eが増減し、半導体レーザ3を駆動する加算増幅器2
の出力が電気信号eによって制御される。従って半導体
レーザ3は安定なレーザ発振を持続する。半導体レーザ
3の出力光信号Poは光ファイバー6に結合され、光フ
アイバー6内で複数個の接続点を通って受信側の光検出
器7に入射される。
上記実施例に使用される半導体レーザ3の素子構造を第
2図に例示する。
p型GaAs基板8上にn型GaAs電流狭窄層9を成
長させ、電流通路となるV字型チャンネル溝を形成した
ウェハー上に、n型GaAtAsクラッド層10、ノン
ドープGaAs活性層11、p型GaAtAsガイド層
12、p型InGaAsPガイド層13を液相エピタキ
シャル成長法により連続的に成長させる。ここで、光ガ
イド層13は禁制帯幅及び屈折率ともに活性層11とク
ラッド層10双方の中間の値を有する四元混晶である。
7(に、光ガイド層13上にホトレジスト膜を塗布し、
紫外線レーザを用いた干渉露光によりピッチ周期250
0Aに設定されたホトレジストの回折格子を形成する。
これをマスクとして化学エツチングにより光ガイド層1
3上に溝を刻設し、ホトレジスト膜を除去する。以上に
より光ガイド層13上に周期2500Aの凹凸状回折格
子が形成される。この表面に回折格子を備えた光ガイド
層13上に同様の液相エピタキシャル成長法により、n
型GaAtAsクラッド層14、n型GaAsキャソプ
層15を順次成長させた後、キャップ層15上及び基板
8上にそれぞれ寸−ミック性金属電極16.17を形成
する。このようにして形成したレーザは、分布帰還型半
導体レーザと呼ばれており、回折格子におけるブラッグ
反射によって単一波長を選択的に増幅する機能を有して
おり、CW(室温連続)発揚時のみならずパルス変調時
においても、安定な単一モード発振が可能である。
ところで第2図に示す構造の半導体レーザにおいては、
V字型チャンネル溝の電流狭窄層9が除去された部分の
みに電流が流れ、この直上の活性層11でレーザ発振が
行なわれる。またチャンネル溝の内と外の等価屈折率差
Δnによって光を活性層11のチャンネル溝内方側へ導
波している。
このΔnの値は、導波路で基本横モードのみが発振利得
を得るように決定される。本発明者等は先にこのΔnの
値を基本横モードのみが発振する範囲において、適当な
値となる構造要因を設定することによって、自励発振現
象を再現性よく実現することができることを見い出した
(電子通信学会技術報告MW84−24 )。以下、自
励発振レーザの概略を記す。第3図は自励発振レーザの
発振スペクトルを示す特性図である。スペクトルの特徴
は、該図に示すように各縦モードの幅がIA以上と幅広
いことである。これは、注入キャリア分布の時間的変動
に起因して活性層屈折率が時間的に変化し、その結果、
発振波長が速い周波数で変動しているためと考えられる
。この自励発振は、レーザ発振領域において光とキャリ
アとの相互作用でキャリア分布が横方向に振動し、その
屈折率の変動によって発振波長が振動するものであり、
上記Δnの制御によって安定に実現できる。自励発振レ
ーザではスペクトル幅がIA程度以上と広く、レーザ光
のコヒーレンス長は1個以下の値として測定されている
本発明の課題であるアナログ伝送系における問題点のう
ち戻り光雑音はレーザ出射光と戻り光のコヒーレントな
相互作用、スペックル雑音は各横モード間のコヒーレン
トな相互作用によって生ずる。しかしながら、上述した
自励発振レーザのようにコヒーレンス長の短い半導体レ
ーザを用いると相互作用が起こらず、雑音が発生しない
上記実施例に使用される半導体レーザは、分布帰還型共
振器を有しているのでスペクトル幅が広くかつ単一軸モ
ードとなる。これは、変調時においても保持され、しか
もスペクトル幅が十分広いので通常の分布帰還型半導体
レーザにおいて見られるような変調時の発振波長のアナ
ログ変調信号に追従した波長変動がない。即ち直接強度
変調に伴なう発振波長の変動がない。このために、ファ
イバー接続部の結合効率の波長依存性によって発振波長
の変動が引き起こす非直線歪劣化も発生しないO 〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明によれば、スペクトルの幅
がIA程度以上と広くしかも単一軸モード特性である半
導体レーザを信号光源として使用するので、従来の光ア
ナログ伝送方式の欠点である戻り光雑音、スペックル雑
音および非直線歪劣化等が解消され、S7.比が高く伝
送特性の良好な光アナログ伝送方式を得ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す光アナログ情報伝送方
式のブロック構成図である。第2図は第1図に示す半導
体レーザの構造を例示する斜視図である。第3図は第2
図に示す半導体レーザのスペクトルを示す特性図である
。 1・・・入力端子 2・・加算増幅器 3・・半導体レ
ーザ 4・・・監視用受光素子 5・・・副増幅器 6
・・光ファイバー 7・・・光検出器 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 (a 2??>斗1
暮4体、レーザの4呼方表図 $2 図 0C 半填捲しヂのスペクトル特1性口 第3 区

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、信号伝送用光源として半導体レーザを配置し該半導
    体レーザの出力光を変調してアナログ情報を伝送する光
    アナログ情報伝送方式において前記半導体レーザを、直
    流動作時にキャリアの空間的または時間的またはその双
    方の自励振動によってスペクトルライン幅が十分に広い
    素子構造としかつその共振器に単一波長選択性を付与し
    て変調時のスペクトルを単一縦モードとしたことを特徴
    とする光アナログ情報伝送方式。 2、前記半導体レーザのレーザ発振用活性層の近傍に該
    活性層よりも禁制帯幅が広く屈折率の小さな光ガイド層
    を配設し、該光ガイド層に回折格子を設けて単一波長選
    択性を付与した特許請求の範囲第1項記載の光アナログ
    情報伝送方式。
JP60103365A 1985-05-14 1985-05-14 光アナログ情報伝送方式 Granted JPS61260728A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60103365A JPS61260728A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 光アナログ情報伝送方式

Applications Claiming Priority (1)

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JP60103365A JPS61260728A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 光アナログ情報伝送方式

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JPS61260728A true JPS61260728A (ja) 1986-11-18
JPH0368577B2 JPH0368577B2 (ja) 1991-10-29

Family

ID=14352093

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JP60103365A Granted JPS61260728A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 光アナログ情報伝送方式

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JP (1) JPS61260728A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012504338A (ja) * 2008-09-30 2012-02-16 マイクロビジョン,インク. スペックルアーチファクトを減少させるように構成されている光学的フィードバックを備えたレーザーディスプレイシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012504338A (ja) * 2008-09-30 2012-02-16 マイクロビジョン,インク. スペックルアーチファクトを減少させるように構成されている光学的フィードバックを備えたレーザーディスプレイシステム

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JPH0368577B2 (ja) 1991-10-29

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