JPS6318683A - 光短パルス発生装置 - Google Patents
光短パルス発生装置Info
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- JPS6318683A JPS6318683A JP61161928A JP16192886A JPS6318683A JP S6318683 A JPS6318683 A JP S6318683A JP 61161928 A JP61161928 A JP 61161928A JP 16192886 A JP16192886 A JP 16192886A JP S6318683 A JPS6318683 A JP S6318683A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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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
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
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- 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
- H01S5/06216—Pulse modulation or generation
-
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- 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
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1021—Coupled cavities
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/1025—Extended cavities
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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、光通イ３等に用いられる光短パルス発生装置
に関するものである。
に関するものである。
従来、光短パルス発生装置としては、半導体レーザの一
方の端面を無反射コートし、外部に反射鏡を設けて、こ
の無反射コート面を通して光を戻し、半導体レーザのへ
き開面と外部に設けた反射鏡とでファプリーペロ共振器
を構成し、半導体レーザにファプリーペロ共振器の共振
モード間隔周波数の整数倍の周波数の変調を加えること
で、モードロックを起こさせ、光短パルスを発生するも
の゛が報告されている（イソペン、イー、ピー、。
方の端面を無反射コートし、外部に反射鏡を設けて、こ
の無反射コート面を通して光を戻し、半導体レーザのへ
き開面と外部に設けた反射鏡とでファプリーペロ共振器
を構成し、半導体レーザにファプリーペロ共振器の共振
モード間隔周波数の整数倍の周波数の変調を加えること
で、モードロックを起こさせ、光短パルスを発生するも
の゛が報告されている（イソペン、イー、ピー、。
アプライド フイジイックス レター、 ３７．、 ３
号、２６７ページ〜２６９ページ、 １９８０年）。
号、２６７ページ〜２６９ページ、 １９８０年）。
半導体レーザと反射鏡を用いて、モードロックを起こさ
せる光短パルス発生ＷＺにおいては、反射鏡から半導体
レーザへの戻り光短が多いほど、また、半導体レーザへ
の変調電流周波数が、半導体レーザのへき開面と反射鏡
で構成されるファプリーペロ共振器の共振モード間隔周
波数の整数倍に近いほど、光パルスの短縮化が可能とな
る。しかし、従来の光短パルス発生′ｊ装置で５よ、機
械的な微調が必要なため、結合が不安定で低くなる欠点
や、共振モード間隔の調整を行う際、機械的な調整のた
め、不正確、不安定であり、かつ制御する際に応答が遅
くなる等の欠点があった。
せる光短パルス発生ＷＺにおいては、反射鏡から半導体
レーザへの戻り光短が多いほど、また、半導体レーザへ
の変調電流周波数が、半導体レーザのへき開面と反射鏡
で構成されるファプリーペロ共振器の共振モード間隔周
波数の整数倍に近いほど、光パルスの短縮化が可能とな
る。しかし、従来の光短パルス発生′ｊ装置で５よ、機
械的な微調が必要なため、結合が不安定で低くなる欠点
や、共振モード間隔の調整を行う際、機械的な調整のた
め、不正確、不安定であり、かつ制御する際に応答が遅
くなる等の欠点があった。
本発明の目的は、これら問題点を解決し、反射鏡からの
戻り光短を多くすると同時に、所望の時間間隔で光短パ
ルスを発生する装置を提供することにある。
戻り光短を多くすると同時に、所望の時間間隔で光短パ
ルスを発生する装置を提供することにある。
本発明の光短パルス発生装置は、活性層領域と、この活
性層領域に光学的に結合している光導波路層を有する制
御領域と、前記活性層領域ならびに前記制御領域それぞ
れに電流を注入する手段を備えた半導体レーザ集積素子
と、前記活性層領域への注入電流を変調する発振器とを
有し、前記制御領域への注入電流量を変化させることで
、前記半導体レーザ集積素子の共振器長を変化させ、共
振周波数間隔を前記発振器の発振周波数に合わせること
で、前記発振器の周波数に対応した時間周期で光短パル
スを発生させることを特徴としている。
性層領域に光学的に結合している光導波路層を有する制
御領域と、前記活性層領域ならびに前記制御領域それぞ
れに電流を注入する手段を備えた半導体レーザ集積素子
と、前記活性層領域への注入電流を変調する発振器とを
有し、前記制御領域への注入電流量を変化させることで
、前記半導体レーザ集積素子の共振器長を変化させ、共
振周波数間隔を前記発振器の発振周波数に合わせること
で、前記発振器の周波数に対応した時間周期で光短パル
スを発生させることを特徴としている。
以下、本発明の原理について説明する。
一般に半導体へ電流を注入すると、キャリア密度が変化
するため屈折率が変化する。このため、活性層領域とこ
の・活性層領域に光学的に結合した光導波路層を有する
制御領域とを持つ半導体レーザ集積素子では、先導波路
層への注入電流量を変化させることで、活性層のへき開
面ミラーと光導波路層の端面のミラーとで構成されるフ
ァプリーペロ共振器のミラー間隔を、変化させることが
できる。このため、所望の光短パルス周期に合致するよ
う、ファプリーペロ共振器の共振モード間隔を変化させ
れば所望の時間間隔ごとの光短パルスを発生させること
ができる。
するため屈折率が変化する。このため、活性層領域とこ
の・活性層領域に光学的に結合した光導波路層を有する
制御領域とを持つ半導体レーザ集積素子では、先導波路
層への注入電流量を変化させることで、活性層のへき開
面ミラーと光導波路層の端面のミラーとで構成されるフ
ァプリーペロ共振器のミラー間隔を、変化させることが
できる。このため、所望の光短パルス周期に合致するよ
う、ファプリーペロ共振器の共振モード間隔を変化させ
れば所望の時間間隔ごとの光短パルスを発生させること
ができる。
また、集積化したことにより、戻り光光路に光導波構造
を持つため、戻り光の結合量も上げることができる。従
って、小型で安定かつ所望の時間間隔で光短パルス発生
が可能な光短パルス発生装置を得ることができる。
を持つため、戻り光の結合量も上げることができる。従
って、小型で安定かつ所望の時間間隔で光短パルス発生
が可能な光短パルス発生装置を得ることができる。
第１図は本発明の光短パルス発生装置の一実施例の構成
図である。
図である。
この光短パルス発生装置は、半導体レーザ集積素子２１
と、この半導体レーザ集積素子の活性層領域２２に電流
を注入する直流電流Ｒ３３と、制御領域２３に電流を注
入する直流電流源３２と、活性層領域への注入電流を変
調する発振器である変調信号源３１とから構成されてい
る。
と、この半導体レーザ集積素子の活性層領域２２に電流
を注入する直流電流Ｒ３３と、制御領域２３に電流を注
入する直流電流源３２と、活性層領域への注入電流を変
調する発振器である変調信号源３１とから構成されてい
る。
この実施例で用いた半導体レーザ集積素子２１は、次の
ようにして構成した。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１の上にｎ
−ＴｎＧａＡｓＰ光導波路層１２を０．２μｍｓ Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層１３を０．１ ｐｍ （発振波長に
して１．５ ｐｍ ） 、ｐ−１ｎＰクラツドＩ’！３
０を０．２μｍ成長させる。この上に全面を覆うように
ＳｉＣ２膜を作成し、フォトレジストを用いてバターニ
ングを行い、活性層領域２２以外のＳｉＯ□膜を除去し
、ｐ−１ｎＰクラッド層３０およびＩｎＧａＡｓＰ活性
層１３を選択的にエツチングする。
ようにして構成した。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１の上にｎ
−ＴｎＧａＡｓＰ光導波路層１２を０．２μｍｓ Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層１３を０．１ ｐｍ （発振波長に
して１．５ ｐｍ ） 、ｐ−１ｎＰクラツドＩ’！３
０を０．２μｍ成長させる。この上に全面を覆うように
ＳｉＣ２膜を作成し、フォトレジストを用いてバターニ
ングを行い、活性層領域２２以外のＳｉＯ□膜を除去し
、ｐ−１ｎＰクラッド層３０およびＩｎＧａＡｓＰ活性
層１３を選択的にエツチングする。
この後、ＩｎＧａＡｓＰの光導波路層５０（発光波長に
して１，１５μｍｍ成）を０．２ ｐｍ成長し、Ｓｉ０
□膜をエツチングし、その上にｐ−１ｎＰクラッド層４
０を０．８μｍ成長し平坦とした後、ｐ”−ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層２０を順次エピタキシャル成長させる。
して１，１５μｍｍ成）を０．２ ｐｍ成長し、Ｓｉ０
□膜をエツチングし、その上にｐ−１ｎＰクラッド層４
０を０．８μｍ成長し平坦とした後、ｐ”−ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層２０を順次エピタキシャル成長させる。
制御領域２３は、光導波路層５０を有し、この光導波路
層は活性層領域２２に光学的に結合している。
層は活性層領域２２に光学的に結合している。
さらに、活性層領域２２および制御領域２３のキャップ
層２０上に変調電極６１．制御電極６２をそれぞれ形成
し、ＩｎＰ基板１の下にはｎ（！１．！Ｉ電極８を形成
した。また変調電極６１と制御電極６２の間には、両電
極間の電気的アイソレーションをよくするために、キャ
ップ層２０より深い溝９０を形成した。さらに光導波路
層５０の出射端に絶縁膜であるＳｉＯ□膜９１と、その
上にＡｕ膜９２を形成することによって、光の反射率を
９５％以上とした。
層２０上に変調電極６１．制御電極６２をそれぞれ形成
し、ＩｎＰ基板１の下にはｎ（！１．！Ｉ電極８を形成
した。また変調電極６１と制御電極６２の間には、両電
極間の電気的アイソレーションをよくするために、キャ
ップ層２０より深い溝９０を形成した。さらに光導波路
層５０の出射端に絶縁膜であるＳｉＯ□膜９１と、その
上にＡｕ膜９２を形成することによって、光の反射率を
９５％以上とした。
以上の工程により、第１図のような半導体レーザ集積素
子２１が製作できた。なお活性層領域２２゜制御領域２
３の長さは、それぞれ３００μｍ 、 １．１ ｃｍと
した。この時、レーザのへき開面９３とＡｕ膜９２とで
構成されるファプリーペロ共振器の共振周波数間隔は、
約４ＧＨｚとした（共振器長は実効長で約３．７５ｃｍ
）。
子２１が製作できた。なお活性層領域２２゜制御領域２
３の長さは、それぞれ３００μｍ 、 １．１ ｃｍと
した。この時、レーザのへき開面９３とＡｕ膜９２とで
構成されるファプリーペロ共振器の共振周波数間隔は、
約４ＧＨｚとした（共振器長は実効長で約３．７５ｃｍ
）。
次に、この半導体レーザ集積素子２１の変調電極６Ｉに
直流電流源３３から直流電流を流入し、レーザ発振させ
た後、変調信号源３１から４ＧＨｚの正弦波信号を重畳
させ、変調を行った。この時、出力光１００をストリー
クカメラで観測し、光パルス幅が最小となるように直流
電流源３２を調整した。その結果、２５０ｐ ｓ （
４ＧＨｚの周期）おきに、パルス幅１ｏｐｓ以下の光短
パルスを安定に発生させることができた。
直流電流源３３から直流電流を流入し、レーザ発振させ
た後、変調信号源３１から４ＧＨｚの正弦波信号を重畳
させ、変調を行った。この時、出力光１００をストリー
クカメラで観測し、光パルス幅が最小となるように直流
電流源３２を調整した。その結果、２５０ｐ ｓ （
４ＧＨｚの周期）おきに、パルス幅１ｏｐｓ以下の光短
パルスを安定に発生させることができた。
本発明においては、以上の実施例の他にも様々な変形例
が可能である。例えば、活性層領域の活性層の組成を発
振波長にして１．３ μｍとしてもよいし、活性層領域
の長さを１００ μｍ−１１■の間で変化させることも
できる。また変調周波数はファプリーペロの共振周波数
間隔の整数倍とすることもできる。
が可能である。例えば、活性層領域の活性層の組成を発
振波長にして１．３ μｍとしてもよいし、活性層領域
の長さを１００ μｍ−１１■の間で変化させることも
できる。また変調周波数はファプリーペロの共振周波数
間隔の整数倍とすることもできる。
以上のように、本発明の光短パルス発生装置によれば、
戻り光の結合量を大きくできると同時に、安定に所望の
時間間隔て光短パルスを得ることができる。
戻り光の結合量を大きくできると同時に、安定に所望の
時間間隔て光短パルスを得ることができる。
第１図は、本発明の典型的な実施例の構成図である。
１・・・基板
１２、５０・・・光導波路層
１３・・・活性層
２０・・・キャップ層
２１・・・半導体レーザ集積素子
２２・・・活性層領域
２３・・・制御領域
３０．４０・・・クラッド層
３１・・・変調信号源
３２．３３・・・直流電流源
Claims (1)
- （１）活性層領域と、この活性層領域に光学的に結合し
ている光導波路層を有する制御領域と、前記活性層領域
ならびに前記制御領域それぞれに電流を注入する手段を
備えた半導体レーザ集積素子と、前記活性層領域への注
入電流を変調する発振器とを有し、前記制御領域への注
入電流量を変化させることで、前記半導体レーザ集積素
子の共振器長を変化させ、共振周波数間隔を前記発振器
の発振周波数に合わせることで、前記発振器の周波数に
対応した時間周期で光短パルスを発生させることを特徴
とする光短パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161928A JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161928A JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318683A true JPS6318683A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0567076B2 JPH0567076B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=15744700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161928A Granted JPS6318683A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光短パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318683A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632785A (en) * | 1979-08-25 | 1981-04-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light amplifier |
| JPS59165480A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61161928A patent/JPS6318683A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632785A (en) * | 1979-08-25 | 1981-04-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light amplifier |
| JPS59165480A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567076B2 (ja) | 1993-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |