JPS6164182A - 光帰還型半導体レ−ザ装置 - Google Patents
光帰還型半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6164182A JPS6164182A JP59185843A JP18584384A JPS6164182A JP S6164182 A JPS6164182 A JP S6164182A JP 59185843 A JP59185843 A JP 59185843A JP 18584384 A JP18584384 A JP 18584384A JP S6164182 A JPS6164182 A JP S6164182A
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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、光フアイバ通信用光源として用いることがで
きる光帰還型半導体レーザ装置の改良に関するものであ
る。
きる光帰還型半導体レーザ装置の改良に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
半導体レーザを光通信用光源として用いる際には、半導
体レーザは、単一縦モード発振をしていることが望まし
い。しかし１通常のへき開による共振器面をもつ半導体
レーザ単体では完全な単一縦モード発振を実現するのは
困難であり、また。
体レーザは、単一縦モード発振をしていることが望まし
い。しかし１通常のへき開による共振器面をもつ半導体
レーザ単体では完全な単一縦モード発振を実現するのは
困難であり、また。
光ファイバと結合した場合には、光フアイバ端面からの
微小な戻り光が半導体レーザ素子へ帰還し、半導体レー
ザ素子の雑音増加、縦モードスペクトルの変化を誘起し
、半導体レーザ装置の安定化。
微小な戻り光が半導体レーザ素子へ帰還し、半導体レー
ザ素子の雑音増加、縦モードスペクトルの変化を誘起し
、半導体レーザ装置の安定化。
高品質化への障害となっている。
これを解決する一つの方法として、第１図、に示すよう
な、半導体レーザ素子への帰還光を積極的に利用した複
合共振器構成の半導体レーザ装置がある。半導体レーザ
素子１の共振器端面２から出射しだレーザ光３は、レン
ズ４を通過し反射体５により反射され、反射光６は再び
レンズ４を通過し、半導体レーザ素子１に入射する。
な、半導体レーザ素子への帰還光を積極的に利用した複
合共振器構成の半導体レーザ装置がある。半導体レーザ
素子１の共振器端面２から出射しだレーザ光３は、レン
ズ４を通過し反射体５により反射され、反射光６は再び
レンズ４を通過し、半導体レーザ素子１に入射する。
このような外部共振器の構成では、半導体レーザは非常
に雑音が少なく安定に単一縦モード発振を行い、変調、
特にアナログ変調を行う際、変調に伴う半導体レーザの
発振周波数変化が抑圧される。この時、半導体レーザ素
子と反射体との光路長り或いは１反則体の反則率ｒ。を
大きくするほど発振周波数変化を抑圧することができる
。
に雑音が少なく安定に単一縦モード発振を行い、変調、
特にアナログ変調を行う際、変調に伴う半導体レーザの
発振周波数変化が抑圧される。この時、半導体レーザ素
子と反射体との光路長り或いは１反則体の反則率ｒ。を
大きくするほど発振周波数変化を抑圧することができる
。
半導体レーザの変調による発振周波数変化が大きいと、
これは、実効的に半導体レーザのスペクトル幅が拡がっ
たことと等価である。スペクトル幅が拡がると、波長分
散により伝送系における信号伝送の誤り率が増加し、長
距離伝送が難しくなり、また、アナログ伝送系では歪等
が増加してしまい、実用上大きな問題であった。そのだ
め、いかにこの変調による発振周波数変化を抑圧できる
かが、高品質な信号伝送を行う際の重要な問題となって
くる。それ故、第１図に示しだ構成で、Ｌが大きいほど
発振周波数変化が抑圧されるが、第１図に示した構成で
はＬを大きくすると、半導体レーザ、レンズ、反射体の
軸ずれが起こり易く。
これは、実効的に半導体レーザのスペクトル幅が拡がっ
たことと等価である。スペクトル幅が拡がると、波長分
散により伝送系における信号伝送の誤り率が増加し、長
距離伝送が難しくなり、また、アナログ伝送系では歪等
が増加してしまい、実用上大きな問題であった。そのだ
め、いかにこの変調による発振周波数変化を抑圧できる
かが、高品質な信号伝送を行う際の重要な問題となって
くる。それ故、第１図に示しだ構成で、Ｌが大きいほど
発振周波数変化が抑圧されるが、第１図に示した構成で
はＬを大きくすると、半導体レーザ、レンズ、反射体の
軸ずれが起こり易く。
半導体レーザの不安定化の原因となる。また、装置が大
型化するという問題もあり、Ｌに限界があった。
型化するという問題もあり、Ｌに限界があった。
第２図は、特開昭５７−２８３９１号に示されている外
部共振器型レーザで、７は光ファイバ、７人は球状部、
７Ｂは半透光膜、７Ｇはテーパ部である。このような構
成では、レンズ、平面鏡を用いることなく、その役目を
一本の光ファイバ７によって行っているだめ、光路長り
及び反射率を任意に選択することができ、光路長りを大
きくしても、小型化が可能である。しかしこの例では、
半導体レーザは、外部共振器構成をとっているものの、
半導体レーザを縦モード間隔を密にした縦多モード発振
させることを目的としており、光通信用光源として用い
る場合には、単一モード発振の半導体レーザと比べて誤
り率が高く、雑音レベルも高くなる。また、レーザ光出
力８の取シ出しを、外部共振器の共振器端面であるファ
イバ端面７Ｃから取り出し、半導体レーザへき開面１ａ
に反射増加膜をつけており、光ファイバ了の長さについ
ても、明確に規定していない。。
部共振器型レーザで、７は光ファイバ、７人は球状部、
７Ｂは半透光膜、７Ｇはテーパ部である。このような構
成では、レンズ、平面鏡を用いることなく、その役目を
一本の光ファイバ７によって行っているだめ、光路長り
及び反射率を任意に選択することができ、光路長りを大
きくしても、小型化が可能である。しかしこの例では、
半導体レーザは、外部共振器構成をとっているものの、
半導体レーザを縦モード間隔を密にした縦多モード発振
させることを目的としており、光通信用光源として用い
る場合には、単一モード発振の半導体レーザと比べて誤
り率が高く、雑音レベルも高くなる。また、レーザ光出
力８の取シ出しを、外部共振器の共振器端面であるファ
イバ端面７Ｃから取り出し、半導体レーザへき開面１ａ
に反射増加膜をつけており、光ファイバ了の長さについ
ても、明確に規定していない。。
発明の目的
本発明は、上記従来の問題点を解決し、光ファイバを用
いて、スペクトル線幅の狭い単一縦モード発振を行い、
変調に対する発振周波数変化が抑圧された光通信用光源
に好適な光帰還型半導体レーザ装置を供給することを目
的とする。
いて、スペクトル線幅の狭い単一縦モード発振を行い、
変調に対する発振周波数変化が抑圧された光通信用光源
に好適な光帰還型半導体レーザ装置を供給することを目
的とする。
発明の構成
本発明は、活性層の屈折率がｎ１、共振器長が６１の化
合物半導体よりなる光学長ｎ１β１の半導体レーザ素子
の一方の出射端面に対向して屈折率ｎ２の光ファイバを
配置し、前記光ファイバの前記半導体レーザ素子からの
距離ｅ２の遠端に、高振幅反射率ｒ。を持つ光学素子を
有して、ｎ２ｅ２／ｎ、 ｇ１≧１００ ＋ ｒＯ≧０
・７とし、前記半導体レーザ素子からの出射光を前記半
導体レーザ素子に帰還して、単一縦モード発振の半導体
レーザ素子とし、光速をＣとして、変調周波数へ＜ Ｃ
／２ｎ２ｔ２あるいは九＝Ｃ／２ｎ２β２及びその高調
波で変調を行い、前記半導体レーザ素子の他方の出射端
面から出射光を取シ出す構成である。高振幅反射率ｒ。
合物半導体よりなる光学長ｎ１β１の半導体レーザ素子
の一方の出射端面に対向して屈折率ｎ２の光ファイバを
配置し、前記光ファイバの前記半導体レーザ素子からの
距離ｅ２の遠端に、高振幅反射率ｒ。を持つ光学素子を
有して、ｎ２ｅ２／ｎ、 ｇ１≧１００ ＋ ｒＯ≧０
・７とし、前記半導体レーザ素子からの出射光を前記半
導体レーザ素子に帰還して、単一縦モード発振の半導体
レーザ素子とし、光速をＣとして、変調周波数へ＜ Ｃ
／２ｎ２ｔ２あるいは九＝Ｃ／２ｎ２β２及びその高調
波で変調を行い、前記半導体レーザ素子の他方の出射端
面から出射光を取シ出す構成である。高振幅反射率ｒ。
を持つ光学素子としては、反射増加膜、集束性光伝送体
の一端に形成されたグレーティング等を用いることがで
き、また光学素子に対向して光検出器を配置して、半導
体レーザからの出射光の一部を前記光検出器により受光
し、前記受光出力により前記半導体レーザ素子の駆動電
源回路に電気的帰還を施してもよく、また、光ファイバ
として、偏波面保存光ファイバを用いてもよい。
の一端に形成されたグレーティング等を用いることがで
き、また光学素子に対向して光検出器を配置して、半導
体レーザからの出射光の一部を前記光検出器により受光
し、前記受光出力により前記半導体レーザ素子の駆動電
源回路に電気的帰還を施してもよく、また、光ファイバ
として、偏波面保存光ファイバを用いてもよい。
実施例の説明
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。第３
図に第１の実施例を示す。第３図において、半導体レー
ザ素子９の出射端面１Ｑから出射したレーザ光１１は光
ファイバ１２に結合され。
図に第１の実施例を示す。第３図において、半導体レー
ザ素子９の出射端面１Ｑから出射したレーザ光１１は光
ファイバ１２に結合され。
高振幅反射率を持つ光学素子、ここでは反射増加膜１３
によって反射され、再び半導体レーザ素子９に入射する
。まだ、半導体レーザ素子９の出射端面１４から出射し
たレーザ光１５を光ファイバ１６に結合する。
によって反射され、再び半導体レーザ素子９に入射する
。まだ、半導体レーザ素子９の出射端面１４から出射し
たレーザ光１５を光ファイバ１６に結合する。
一部に、外部共振器構成の半導体レーザと言ってもその
特性は、外部共振器長、光帰還量、帰還光の出射光に対
する位相条件等により、半導体レーザの特性は極めて異
なるものである。本発明の目的は、半導体レーザの発振
縦モードを完全な単一モード発振とし、低雑音であり、
変調を行っても発振周波数が変化しないことを特徴とす
る半導体レーザを供給することにある。この観点から、
半導体レーザの特性を解析すると、０２ｇ□／ｎ、β。
特性は、外部共振器長、光帰還量、帰還光の出射光に対
する位相条件等により、半導体レーザの特性は極めて異
なるものである。本発明の目的は、半導体レーザの発振
縦モードを完全な単一モード発振とし、低雑音であり、
変調を行っても発振周波数が変化しないことを特徴とす
る半導体レーザを供給することにある。この観点から、
半導体レーザの特性を解析すると、０２ｇ□／ｎ、β。
＞１００ 、 ｒｏ≧０・７の場合、半導体レーザを変
調を行っても発振周波数変化が極めて小さく、また反射
雑音が抑圧され、スペクトル線幅の狭い単一縦モード発
振が実現され、非常に優れた特性を得ることができた。
調を行っても発振周波数変化が極めて小さく、また反射
雑音が抑圧され、スペクトル線幅の狭い単一縦モード発
振が実現され、非常に優れた特性を得ることができた。
また変調に関してこのような半導体レーザを変調した場
合、通常、変調度ｍを大きくしていくと雑音が増加し易
いが、変調周波数を九＜、Ｃ／２ｎ、、１２とすること
により、ｍ ＝ ０．７としても相対雑音強度ＲＩＮ＝
１ｓ５ｄＢ／Ｈｚ という低雑音が実現できる。また
、ｆ、 ＝ Ｃ／２ｎ２１２ 及びその高調波で変調
することにより、変調度ｍ′：１とすることができる。
合、通常、変調度ｍを大きくしていくと雑音が増加し易
いが、変調周波数を九＜、Ｃ／２ｎ、、１２とすること
により、ｍ ＝ ０．７としても相対雑音強度ＲＩＮ＝
１ｓ５ｄＢ／Ｈｚ という低雑音が実現できる。また
、ｆ、 ＝ Ｃ／２ｎ２１２ 及びその高調波で変調
することにより、変調度ｍ′：１とすることができる。
また、外部共振器として光ファイバを用いているので、
外部共振器長を大きくしても、小型化が可能である。
外部共振器長を大きくしても、小型化が可能である。
第４図は、第２の実施例であり、高振幅反射率を持つ光
学素子として、集束性光伝送体の一端に形成されたグレ
ーティング１７を用いたものである。
学素子として、集束性光伝送体の一端に形成されたグレ
ーティング１７を用いたものである。
このようにすれば、グレーティング１６の形成角度を変
えることにより、発振周波数を選択することができる。
えることにより、発振周波数を選択することができる。
第５図は第３の実施例であり、グレーティング１７に対
向して光検出器１８を配置し、半導体レーザ素子８から
の出射光の一部を光検出器１８により受光し、受光出力
により半導体レーザ素子９の、駆動電源回路１９に電気
的帰還を行っている。
向して光検出器１８を配置し、半導体レーザ素子８から
の出射光の一部を光検出器１８により受光し、受光出力
により半導体レーザ素子９の、駆動電源回路１９に電気
的帰還を行っている。
このようにすれば、パワーサーボ機構を備えた半導体レ
ーザ装置となり、光出力の安定化が図られる。
ーザ装置となり、光出力の安定化が図られる。
また、光ファイバ１２を偏波面保存光ファイノくとすれ
ば、ＴＥモモ−発振している半導体レーザを有効に光フ
ァイバに結合でき、また、半導体レーザへの帰還光を同
じＴＥモードのみとできるため優れた特性が安定に得ら
れる。
ば、ＴＥモモ−発振している半導体レーザを有効に光フ
ァイバに結合でき、また、半導体レーザへの帰還光を同
じＴＥモードのみとできるため優れた特性が安定に得ら
れる。
発明の効果
以上のように本発明は、光ファイバを用いて。
ｎ２Ａ２／ｎ＋Ｌ≧１００ 、 ｒｏ≧０．７ とする
ことにより、半導体レーザへの光帰還を行うことによっ
て、反射雑音を抑圧し、スペクトル線幅の狭い単一縦モ
ード発振とすることができ、変調を行っても発振周波数
変化の極めて小さいレーザを供給でき、変調周波数を九
≦Ｃ／２ｎ２ｇ２とすることにより、変調度を大きくし
ても低雑音が実現でき、九＝Ｃ／２ｎ２β２及びその高
調波で変調することにより、変調度をｍ＝１とすること
ができ、また、外部共振器長を大キクシても小型化が可
能であり、光通信用光源あるいは光フアイバセンサー用
光源等に用いる場合に極めて有利な従来にない効果を発
揮する光帰還型半導体レーザ装置を実現するものである
。
ことにより、半導体レーザへの光帰還を行うことによっ
て、反射雑音を抑圧し、スペクトル線幅の狭い単一縦モ
ード発振とすることができ、変調を行っても発振周波数
変化の極めて小さいレーザを供給でき、変調周波数を九
≦Ｃ／２ｎ２ｇ２とすることにより、変調度を大きくし
ても低雑音が実現でき、九＝Ｃ／２ｎ２β２及びその高
調波で変調することにより、変調度をｍ＝１とすること
ができ、また、外部共振器長を大キクシても小型化が可
能であり、光通信用光源あるいは光フアイバセンサー用
光源等に用いる場合に極めて有利な従来にない効果を発
揮する光帰還型半導体レーザ装置を実現するものである
。
第１図、第２図は従来例の光帰還型半導体レーザ装置の
概略断面図、第３図〜第５図は本発明の実施例の光帰還
型半導体レーザ装置の構成図である。 ９・・・・・・半導体レーザ素子、１０．１４・・・・
・・出射端面、１１．１５・・・…レーザ光、１２．１
６・・・・・・光ファイバ、１３・・・・・・反射増加
膜、１了・・・・・・グレーティング、１８・・・・・
・光検出器、１９・・・・・・駆動電源回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 Ｉり
概略断面図、第３図〜第５図は本発明の実施例の光帰還
型半導体レーザ装置の構成図である。 ９・・・・・・半導体レーザ素子、１０．１４・・・・
・・出射端面、１１．１５・・・…レーザ光、１２．１
６・・・・・・光ファイバ、１３・・・・・・反射増加
膜、１了・・・・・・グレーティング、１８・・・・・
・光検出器、１９・・・・・・駆動電源回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 Ｉり
Claims (5)
- （１）活性層の屈折率がｎ＿１、共振器長がｌ＿１の化
合物半導体よりなる光学長ｎ＿１ｌ＿１の半導体レーザ
素子の一方の出射端面に対向して屈折率ｎ＿２の光ファ
イバを配置し、前記光ファイバの前記半導体レーザ素子
からの距離ｌ＿２の遠端に、高振幅反射率ｒ＿０を持つ
光学素子を有してｎ＿２ｌ＿２／ｎ＿１ｌ＿１≧１００
、ｒ＿０≧０．７とし、前記半導体レーザ素子からの出
射光を前記半導体レーザ素子に帰還して単一縦モード発
振の半導体レーザ素子とし、光速をＣとして変調周波数
０≦ｆ＿ｍ≦Ｃ／２ｎ＿２ｌ＿２あるいはｆ＿ｍ＝Ｃ／
２ｎ＿２ｌ＿２及びその高周波で変調を行い、前記半導
体レーザ素子の他方の出射端面から出射光を取り出すこ
とを特徴とする光帰還型半導体レーザ装置。 - （２）高振幅反射率ｒ＿０を持つ光学素子として、反射
増加膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光帰還型半導体レーザ装置。 - （３）高振幅反射率ｒ＿０を持つ光学素子として、集束
性光伝送体の一端に形成されたグレーティングを用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光帰還型
半導体レーザ装置。 - （４）高振幅反射率ｒ＿０を持つ光学素子に対向して、
光検出器を配置し、半導体レーザからの出射光の一部を
前記光検出器により受光し、前記受光出力により前記半
導体レーザ素子の駆動電源回路に電気的帰還を施すこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光帰還型半導
体レーザ装置。 - （５）屈折率ｎ＿２の光ファイバとして、偏波面保存光
ファイバを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光帰還型半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185843A JPS6164182A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 光帰還型半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185843A JPS6164182A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 光帰還型半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164182A true JPS6164182A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16177846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185843A Pending JPS6164182A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 光帰還型半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832011A (en) * | 1993-03-25 | 1998-11-03 | British Telecommunications Public Limited Company | Laser |
| KR100594059B1 (ko) | 2004-09-17 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체 광증폭기 광원 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214389A (en) * | 1975-07-14 | 1977-02-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
| JPS5690584A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light pulse generator |
| JPS5728391A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-16 | Fujitsu Ltd | Optical semiconductor device |
| JPS5754384A (ja) * | 1980-08-06 | 1982-03-31 | Philips Nv |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185843A patent/JPS6164182A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214389A (en) * | 1975-07-14 | 1977-02-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
| JPS5690584A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light pulse generator |
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| JPS5754384A (ja) * | 1980-08-06 | 1982-03-31 | Philips Nv |
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| US5832011A (en) * | 1993-03-25 | 1998-11-03 | British Telecommunications Public Limited Company | Laser |
| KR100594059B1 (ko) | 2004-09-17 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체 광증폭기 광원 |
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