JPS6362915B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6362915B2 JPS6362915B2 JP54159244A JP15924479A JPS6362915B2 JP S6362915 B2 JPS6362915 B2 JP S6362915B2 JP 54159244 A JP54159244 A JP 54159244A JP 15924479 A JP15924479 A JP 15924479A JP S6362915 B2 JPS6362915 B2 JP S6362915B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- semiconductor laser
- modulation method
- modulated
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- H01S5/06209—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
- H01S5/06213—Amplitude modulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光通信における半導体レーザの変調
方式に関するものである。
方式に関するものである。
従来、半導体レーザの直接変調方式としては、
一定の直流バイアス電流に重畳された信号電流に
より、半導体レーザ光を強度変調する方式が用い
られていた。従来の変調方式で半導体レーザに印
加される電流波形の一例を第１図に示す。第１図
で信号電流成分Isは、直流バイアス電流Ibに重畳
されている。なお第１図でａは変調入力信号の波
形、ｂは半導体レーザの電流―光出力特性、ｃは
半導体レーザの光出力特性を示す。
一定の直流バイアス電流に重畳された信号電流に
より、半導体レーザ光を強度変調する方式が用い
られていた。従来の変調方式で半導体レーザに印
加される電流波形の一例を第１図に示す。第１図
で信号電流成分Isは、直流バイアス電流Ibに重畳
されている。なお第１図でａは変調入力信号の波
形、ｂは半導体レーザの電流―光出力特性、ｃは
半導体レーザの光出力特性を示す。
一方、半導体レーザは、電流―光出力の直線性
を改善する為、基本横モード発振が達成され、そ
れに伴い縦モードも単一化する傾向を示し、半導
体レーザ光の可干渉性も増大した。このレーザの
可干渉性により、レーザ光が多モード光フアイバ
を伝播した際フアイバ断面でスペツクル（斑点）
を生じる。このスペツクルパターンの変動は、光
フアイバ伝送系において、その伝送品質を劣化さ
せる要因となり、特に、多モード光フアイバを用
いたアナログ変調方式においては、極めて重大な
問題となる。
を改善する為、基本横モード発振が達成され、そ
れに伴い縦モードも単一化する傾向を示し、半導
体レーザ光の可干渉性も増大した。このレーザの
可干渉性により、レーザ光が多モード光フアイバ
を伝播した際フアイバ断面でスペツクル（斑点）
を生じる。このスペツクルパターンの変動は、光
フアイバ伝送系において、その伝送品質を劣化さ
せる要因となり、特に、多モード光フアイバを用
いたアナログ変調方式においては、極めて重大な
問題となる。
従来の半導体レーザ直接変調方式は、前記の様
な変調方式であつた為、半導体レーザの発振モー
ドは、直流バイアス時に比べて大きな影響を受け
ず、従つてレーザ光の可干渉性は変調信号電流Is
を印加しない直流バイアス時に比較し、あまり変
化せず、その為、レーザ光の可干渉性により多モ
ード光フアイバ伝送系においてスペツクルが生
じ、そのスペツクルパターンの変化によつて波形
歪、雑音を生じやすいという欠点があつた。
な変調方式であつた為、半導体レーザの発振モー
ドは、直流バイアス時に比べて大きな影響を受け
ず、従つてレーザ光の可干渉性は変調信号電流Is
を印加しない直流バイアス時に比較し、あまり変
化せず、その為、レーザ光の可干渉性により多モ
ード光フアイバ伝送系においてスペツクルが生
じ、そのスペツクルパターンの変化によつて波形
歪、雑音を生じやすいという欠点があつた。
従つて本発明は従来の技術の上記欠点を改善す
ることを目的とし、その特徴は、変調信号に、そ
の信号周波数成分より充分高い周波数成分を有す
る高周波信号を重畳する事とした変調方式にあ
り、以下図面により詳細に説明する。
ることを目的とし、その特徴は、変調信号に、そ
の信号周波数成分より充分高い周波数成分を有す
る高周波信号を重畳する事とした変調方式にあ
り、以下図面により詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例であつて、１は変調信
号電流波形、２は信号の上限周波数1より充分高
い繰り返し周波数2の方形波である。３は、信号
と方形波を混合し、その混合電気信号で半導体レ
ーザを駆動する回路、４は信号入力端子、５は方
形波入力端子、６は半導体レーザ駆動電流波形、
７は半導体レーザ、８は光フアイバ、９は光検波
器、１０は受信増幅器、１１は復調回路である。
号電流波形、２は信号の上限周波数1より充分高
い繰り返し周波数2の方形波である。３は、信号
と方形波を混合し、その混合電気信号で半導体レ
ーザを駆動する回路、４は信号入力端子、５は方
形波入力端子、６は半導体レーザ駆動電流波形、
７は半導体レーザ、８は光フアイバ、９は光検波
器、１０は受信増幅器、１１は復調回路である。
第２図に示す様に、半導体レーザ駆動電流は、
信号周波数より充分高い繰り返し周波数2を有す
る方形波（又は正弦波、パルスなど）で変調され
ている。即ち駆動電流波形のスペクトルは、信号
成分のほかに、それより充分高い周波数成分を有
している。半導体レーザは、一般に、発振しきい
値電流より十分小さいバイアス値、或いはゼロバ
イアスに設定し、高周波パルス変調した場合に多
モード化する（この現象については、電子通信学
会誌Vol.60、No.６に記載されている）。従つて本
発明で述べた変調方式を用いる事により、直流バ
イアス時には単一軸モード発振或いは、それに近
い発振を行なう半導体レーザにおいて、 軸モードが多モード化する。
信号周波数より充分高い繰り返し周波数2を有す
る方形波（又は正弦波、パルスなど）で変調され
ている。即ち駆動電流波形のスペクトルは、信号
成分のほかに、それより充分高い周波数成分を有
している。半導体レーザは、一般に、発振しきい
値電流より十分小さいバイアス値、或いはゼロバ
イアスに設定し、高周波パルス変調した場合に多
モード化する（この現象については、電子通信学
会誌Vol.60、No.６に記載されている）。従つて本
発明で述べた変調方式を用いる事により、直流バ
イアス時には単一軸モード発振或いは、それに近
い発振を行なう半導体レーザにおいて、 軸モードが多モード化する。
各軸モードのスペクトル幅が広がる。
等の効果がある。
一方、レーザの可干渉距離lcは、
lc＝λ2／2πnΔλ (1)
で表わされる。ここでλはレーザの発振波長の中
心値、Δλは発振スペクトルのスペクトル幅、ｎ
は媒質の屈折率、である。半導体レーザ光が多モ
ードフアイバを伝播する際、モード間遅延差がレ
ーザの可干渉時間lc／Ｃ（Ｃ：真空中の光速）よ
りも小さい場合、スペツクルが生じる。このスペ
ツクルパタンの変動は、フアイバ伝播光信号波形
の波形歪特性、雑音特性を大きく劣化させる。一
方、伝送路として単一モードフアイバを用いた場
合はスペツクルは生じない。または多軸モード発
振を行なう可干渉性の悪い半導体レーザを用いた
場合は、スペツクルはほとんど生じない為、スペ
ツクルパタンの変動に帰因する波形劣化は生じな
い。
心値、Δλは発振スペクトルのスペクトル幅、ｎ
は媒質の屈折率、である。半導体レーザ光が多モ
ードフアイバを伝播する際、モード間遅延差がレ
ーザの可干渉時間lc／Ｃ（Ｃ：真空中の光速）よ
りも小さい場合、スペツクルが生じる。このスペ
ツクルパタンの変動は、フアイバ伝播光信号波形
の波形歪特性、雑音特性を大きく劣化させる。一
方、伝送路として単一モードフアイバを用いた場
合はスペツクルは生じない。または多軸モード発
振を行なう可干渉性の悪い半導体レーザを用いた
場合は、スペツクルはほとんど生じない為、スペ
ツクルパタンの変動に帰因する波形劣化は生じな
い。
従つて、本発明で述べた光変調方式を用いる事
により達成される軸モードの多モード化、または
各軸モードのスペクトル幅の広がりは、レーザの
可干渉性を悪くする事になり、その結果可干渉距
離が短かくなり、マルチモードフアイバ伝送系に
おいて、レーザの可干渉性に帰因するスペツクル
パタンの変動によつて引き起こされる波形劣化、
雑音劣化を低減する事が可能となる。なお変調さ
れた受信信号は、復調回路１１で復調され原信号
を得る。しかしながら、半導体レーザ出射光に含
まれる所望信号以外の高周波成分は、信号波形を
変調する高周波信号を伝送路であるフアイバ８、
或いは光検波器９、或いは増幅器１０の帯域より
十分高くとる事により、これらの帯域制限によつ
てカツトされ、復調回路を用いずとも原信号を得
る事が可能であり、この場合には、復調回路は特
に必要としないという利点もある。
により達成される軸モードの多モード化、または
各軸モードのスペクトル幅の広がりは、レーザの
可干渉性を悪くする事になり、その結果可干渉距
離が短かくなり、マルチモードフアイバ伝送系に
おいて、レーザの可干渉性に帰因するスペツクル
パタンの変動によつて引き起こされる波形劣化、
雑音劣化を低減する事が可能となる。なお変調さ
れた受信信号は、復調回路１１で復調され原信号
を得る。しかしながら、半導体レーザ出射光に含
まれる所望信号以外の高周波成分は、信号波形を
変調する高周波信号を伝送路であるフアイバ８、
或いは光検波器９、或いは増幅器１０の帯域より
十分高くとる事により、これらの帯域制限によつ
てカツトされ、復調回路を用いずとも原信号を得
る事が可能であり、この場合には、復調回路は特
に必要としないという利点もある。
第３図に、従来の変調方式と、今回新たに発明
した変調方式で半導体レーザを駆動した場合の半
導体レーザの発振スペクトルを示す。第３図ａは
従来の光変調方式により半導体レーザを変調した
場合、第３図ｂは今回発明した光変調方式により
半導体レーザを400MHzのくり返し波形で変調し
た場合の半導体レーザの発振スペクトルの測定例
である。両図を比較する事により、今回の発明の
変調方式を用いる事により、軸モードの多モード
化と各軸モードのスペクトル幅が広がつている事
がわかる。この効果はパルス占有率が小さい程ま
た周波数が大きい程大きい。
した変調方式で半導体レーザを駆動した場合の半
導体レーザの発振スペクトルを示す。第３図ａは
従来の光変調方式により半導体レーザを変調した
場合、第３図ｂは今回発明した光変調方式により
半導体レーザを400MHzのくり返し波形で変調し
た場合の半導体レーザの発振スペクトルの測定例
である。両図を比較する事により、今回の発明の
変調方式を用いる事により、軸モードの多モード
化と各軸モードのスペクトル幅が広がつている事
がわかる。この効果はパルス占有率が小さい程ま
た周波数が大きい程大きい。
なお、前記高周波は、方形式に限らず、正弦
波、三角波等の波形を用いてもよい。又重畳する
周波数は100MHz程度でも十分な効果が得られる。
波、三角波等の波形を用いてもよい。又重畳する
周波数は100MHz程度でも十分な効果が得られる。
以上説明した様に、半導体レーザ光を直接変調
する際に、信号周波数成分より充分高い周波数成
分を有する高周波を重畳する変調方式は、半導体
レーザの発振スペクトルの多モード化及び各軸モ
ードのスペクトル幅を増大させる効果があり、そ
の為、半導体レーザ光の可干渉距離は減少する。
この半導体レーザ光の可干渉性の低減は、半導体
レーザを用いた多モード光フアイバ伝送系におい
て、半導体レーザの可干渉性に帰因するスペツク
ルパターンが変動する事によつて生じる波形歪特
性、雑音特性の劣化を軽減するものであり、特に
アナログ伝送系においてその効果が大きく、半導
体レーザを用いた多モード光フアイバ伝送系にお
いて極めて有用である。さらに、占有率の小さい
パルスを重畳波として使用する場合は平均変調電
流が小さくなる事により、レーザの長寿命化にも
有利である。
する際に、信号周波数成分より充分高い周波数成
分を有する高周波を重畳する変調方式は、半導体
レーザの発振スペクトルの多モード化及び各軸モ
ードのスペクトル幅を増大させる効果があり、そ
の為、半導体レーザ光の可干渉距離は減少する。
この半導体レーザ光の可干渉性の低減は、半導体
レーザを用いた多モード光フアイバ伝送系におい
て、半導体レーザの可干渉性に帰因するスペツク
ルパターンが変動する事によつて生じる波形歪特
性、雑音特性の劣化を軽減するものであり、特に
アナログ伝送系においてその効果が大きく、半導
体レーザを用いた多モード光フアイバ伝送系にお
いて極めて有用である。さらに、占有率の小さい
パルスを重畳波として使用する場合は平均変調電
流が小さくなる事により、レーザの長寿命化にも
有利である。
第１図は、従来の変調方式の説明図で、半導体
レーザに印加される電流波形の一例、第２図は、
本発明の実施例、第３図ａは従来の変調方式によ
り、半導体レーザを変調した場合の半導体レーザ
の発振スペクトル、第３図ｂは、本発明による変
調方式により、半導体レーザを変調した場合の半
導体レーザの発振スペクトルの測定例である。 １…信号電流波形、２…信号の上限周波数1よ
り充分高い繰り返し周波数2の方形波、３…信号
と方形波を混合し、その混合電気信号で、半導体
レーザを駆動する回路、４…信号入力端子、５…
方形波入力端子、６…半導体レーザ、駆動電流波
形、７…半導体レーザ、８…光フアイバ、９…光
検波器、１０…受信増幅器、１１…復調回路。
レーザに印加される電流波形の一例、第２図は、
本発明の実施例、第３図ａは従来の変調方式によ
り、半導体レーザを変調した場合の半導体レーザ
の発振スペクトル、第３図ｂは、本発明による変
調方式により、半導体レーザを変調した場合の半
導体レーザの発振スペクトルの測定例である。 １…信号電流波形、２…信号の上限周波数1よ
り充分高い繰り返し周波数2の方形波、３…信号
と方形波を混合し、その混合電気信号で、半導体
レーザを駆動する回路、４…信号入力端子、５…
方形波入力端子、６…半導体レーザ、駆動電流波
形、７…半導体レーザ、８…光フアイバ、９…光
検波器、１０…受信増幅器、１１…復調回路。
Claims (1)
- １ 変調信号により半導体レーザの出力を直接強
度変調しマルチモードフアイバに出力する光変調
方式において、二つの入力信号を加算して出力す
る重畳手段を具え、上記重畳手段の一方の入力信
号を上記変調信号とし、もう一方の入力信号を上
記変調信号の周波数より十分高く、かつ前記マル
チモードフアイバおよび受信側の光検波器、増幅
器のいずれかの帯域より高い周波数の繰り返し波
形とし、その出力として得られる重畳電気信号を
前記半導体レーザの発振しきい値電流以下で前記
半導体レーザに入力し、変調光信号出力を前記繰
り返し波形の信号によりオン・オフさせることを
特徴とする光変調方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15924479A JPS5683089A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Light modulation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15924479A JPS5683089A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Light modulation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683089A JPS5683089A (en) | 1981-07-07 |
| JPS6362915B2 true JPS6362915B2 (ja) | 1988-12-05 |
Family
ID=15689488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15924479A Granted JPS5683089A (en) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | Light modulation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5683089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106410602A (zh) * | 2015-07-28 | 2017-02-15 | 海信集团有限公司 | 一种半导体激光器驱动方法及驱动电路 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4799069A (en) * | 1986-04-18 | 1989-01-17 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Laser recording apparatus |
| JP2000338242A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-12-08 | Topcon Corp | 光源手段と光波距離計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5354905A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-18 | Nec Corp | Optical transmitting/receiving device |
-
1979
- 1979-12-10 JP JP15924479A patent/JPS5683089A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106410602A (zh) * | 2015-07-28 | 2017-02-15 | 海信集团有限公司 | 一种半导体激光器驱动方法及驱动电路 |
| CN106410602B (zh) * | 2015-07-28 | 2019-07-05 | 海信集团有限公司 | 一种半导体激光器驱动方法及驱动电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683089A (en) | 1981-07-07 |
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