JP2761347B2 - 半導体レーザの選別法 - Google Patents
半導体レーザの選別法Info
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- JP2761347B2 JP2761347B2 JP5139655A JP13965593A JP2761347B2 JP 2761347 B2 JP2761347 B2 JP 2761347B2 JP 5139655 A JP5139655 A JP 5139655A JP 13965593 A JP13965593 A JP 13965593A JP 2761347 B2 JP2761347 B2 JP 2761347B2
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- H—ELECTRICITY
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- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの選別法
に関する。さらに詳しくは、高い伝送容量および高いＳ
／Ｎ比を必要とする光データ通信用の半導体レーザにお
いてその高速応答特性を有する半導体レーザを選別する
選別法に関する。
に関する。さらに詳しくは、高い伝送容量および高いＳ
／Ｎ比を必要とする光データ通信用の半導体レーザにお
いてその高速応答特性を有する半導体レーザを選別する
選別法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体レーザの高速応答特性は緩
和振動周波数で制限されることが知られている（たとえ
ば伊藤良一らによる「半導体レーザ」（株式会社培風館
発行、1989年） 268頁参照）。したがって、高速応答特
性が重要なパラメータとなる高速伝送容量光通信用の半
導体レーザにおいては、半導体レーザの緩和振動周波数
を選別することが必要である。
和振動周波数で制限されることが知られている（たとえ
ば伊藤良一らによる「半導体レーザ」（株式会社培風館
発行、1989年） 268頁参照）。したがって、高速応答特
性が重要なパラメータとなる高速伝送容量光通信用の半
導体レーザにおいては、半導体レーザの緩和振動周波数
を選別することが必要である。
【０００３】図４は、半導体レーザの緩和振動周波数を
選別するための従来の選別法を示す図であり、図４にお
いて１は半導体レーザ、７はパルスジェネレータ、８は
バイアスティ、９は超高速受光素子、10はサンプリング
型オシロスコープである。
選別するための従来の選別法を示す図であり、図４にお
いて１は半導体レーザ、７はパルスジェネレータ、８は
バイアスティ、９は超高速受光素子、10はサンプリング
型オシロスコープである。
【０００４】パルスジェネレータ７によってパルス駆動
された半導体レーザ１の光出力は、超高速受光素子９で
受光され、バイアスティ８を経てサンプリング型オシロ
スコープ10上にパルス応答波形として表われる。図５は
このようにしてえられた、パルス応答波形である。この
パルス応答波形波の立上り部分に減衰緩和振動が現わ
れ、オシロスコープ上で緩和振動周期ｔr0を測定し、そ
の逆数を求めることにより緩和振動周波数ｆr を求めて
いる。
された半導体レーザ１の光出力は、超高速受光素子９で
受光され、バイアスティ８を経てサンプリング型オシロ
スコープ10上にパルス応答波形として表われる。図５は
このようにしてえられた、パルス応答波形である。この
パルス応答波形波の立上り部分に減衰緩和振動が現わ
れ、オシロスコープ上で緩和振動周期ｔr0を測定し、そ
の逆数を求めることにより緩和振動周波数ｆr を求めて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザの
緩和振動周波数を測定する方法では、パルス応答波形か
ら緩和振動周期ｔr0を導き出すために、サンプリング型
オシロスコープ10にパルス応答波形を描かせ、波形上か
らその振動周期を読みとっているため、測定系が複雑に
なるばかりでなく、測定処理に時間を要し、測定精度が
低下すると共に生産性の低下を引き起こすなどの問題が
ある。
緩和振動周波数を測定する方法では、パルス応答波形か
ら緩和振動周期ｔr0を導き出すために、サンプリング型
オシロスコープ10にパルス応答波形を描かせ、波形上か
らその振動周期を読みとっているため、測定系が複雑に
なるばかりでなく、測定処理に時間を要し、測定精度が
低下すると共に生産性の低下を引き起こすなどの問題が
ある。
【０００６】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、生産性の低下を防ぎ、量産性に優れ、
光通信用途に最適な半導体レーザを低コストでうること
ができる半導体レーザの選別法を提供することを目的と
する。
れたものであり、生産性の低下を防ぎ、量産性に優れ、
光通信用途に最適な半導体レーザを低コストでうること
ができる半導体レーザの選別法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、半導体レーザの緩和振動周波数は干渉縞の
明瞭度の減衰比と相関関係があり、例えば緩和振動周波
数がある一定値以上の半導体レーザを選別するばあいに
は、明瞭度の減衰比γがある値以上のものを選別すれば
よいことを見出し、明瞭度の減衰比γは一般に市販され
ている光スペクトルアナライザや波長計などの干渉法計
測器を用いて容易にγ値として測定することができるた
め、簡単に緩和振動周波数を選別することができ、本発
明を完成するに至った。
重ねた結果、半導体レーザの緩和振動周波数は干渉縞の
明瞭度の減衰比と相関関係があり、例えば緩和振動周波
数がある一定値以上の半導体レーザを選別するばあいに
は、明瞭度の減衰比γがある値以上のものを選別すれば
よいことを見出し、明瞭度の減衰比γは一般に市販され
ている光スペクトルアナライザや波長計などの干渉法計
測器を用いて容易にγ値として測定することができるた
め、簡単に緩和振動周波数を選別することができ、本発
明を完成するに至った。
【０００８】ここに明瞭度の減衰比γとは干渉縞の包絡
線において光路差が０のときの光強度の振幅Ｉａ（図３
参照）とそのあと（２番目または３番目などのどれかを
特定）のピークのときの光強度の振幅Ｉｂとの比γ＝Ｉ
ｂ／Ｉａをいう。
線において光路差が０のときの光強度の振幅Ｉａ（図３
参照）とそのあと（２番目または３番目などのどれかを
特定）のピークのときの光強度の振幅Ｉｂとの比γ＝Ｉ
ｂ／Ｉａをいう。
【０００９】一般的に明瞭度の減衰比はコヒーレンシ
（可干渉性）を示しており、γ＝１なら完全にコヒーレ
ントであり、γ＝０ならばインコヒーレントになる。レ
ーザ光のコヒーレンシは、マイケルソン干渉計やマッハ
ツェンダー干渉計などとして知られている干渉計などに
おいて、干渉縞を計測し、干渉縞の山の光強度
（Ｉmax）と谷の光強度（Ｉmin ）からえられる次式で
あらわされる「鮮明度Ｖ」の減衰によって示されること
が知られている（たとえば、霜田光一「レーザー物理入
門」岩波書店、（1983年）27頁）。
（可干渉性）を示しており、γ＝１なら完全にコヒーレ
ントであり、γ＝０ならばインコヒーレントになる。レ
ーザ光のコヒーレンシは、マイケルソン干渉計やマッハ
ツェンダー干渉計などとして知られている干渉計などに
おいて、干渉縞を計測し、干渉縞の山の光強度
（Ｉmax）と谷の光強度（Ｉmin ）からえられる次式で
あらわされる「鮮明度Ｖ」の減衰によって示されること
が知られている（たとえば、霜田光一「レーザー物理入
門」岩波書店、（1983年）27頁）。
【００１０】 Ｖ＝（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ） この干渉縞の包絡線に関して、たとえば光路差が０のと
きの第１番目のピーク強度をＩａ、第２番目のピーク強
度をＩｂとしたとき（図３参照）、その比 γ＝Ｉｂ／Ｉａ をもって、一般的に明瞭度の減衰比として表わされてい
る。
きの第１番目のピーク強度をＩａ、第２番目のピーク強
度をＩｂとしたとき（図３参照）、その比 γ＝Ｉｂ／Ｉａ をもって、一般的に明瞭度の減衰比として表わされてい
る。
【００１１】本発明の半導体レーザの選別法は、緩和振
動を行う半導体レーザの緩和振動周波数を選別する半導
体レーザの選別法であって、（ａ）サンプルにより半導
体レーザの干渉縞の明瞭度の減衰比と緩和振動周波数と
の相関関係を求め、（ｂ）各半導体レーザの干渉縞の明
瞭度の減衰比を測定し、該減衰比より前記相関関係を基
に緩和振動周波数を求めることを特徴とするものであ
る。
動を行う半導体レーザの緩和振動周波数を選別する半導
体レーザの選別法であって、（ａ）サンプルにより半導
体レーザの干渉縞の明瞭度の減衰比と緩和振動周波数と
の相関関係を求め、（ｂ）各半導体レーザの干渉縞の明
瞭度の減衰比を測定し、該減衰比より前記相関関係を基
に緩和振動周波数を求めることを特徴とするものであ
る。
【００１２】
【作用】本発明によれば、あらかじめ可干渉性の尺度で
ある明瞭度の減衰比γと半導体レーザの緩和振動周波数
との関係を求めているので、簡単な方法で減衰比γを測
定するだけで各半導体レーザの緩和振動周波数のレベル
を知ることができ、容易に選別することができる。
ある明瞭度の減衰比γと半導体レーザの緩和振動周波数
との関係を求めているので、簡単な方法で減衰比γを測
定するだけで各半導体レーザの緩和振動周波数のレベル
を知ることができ、容易に選別することができる。
【００１３】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら、本発明の半導
体レーザの選別法について詳細について説明する。図１
は、本発明の半導体レーザの選別法に用いる装置構成の
概略説明図、図２は、本発明の半導体レーザの選別法の
可干渉性と緩和振動周波数との関係の一例を示す図、図
３は半導体レーザの出力光の干渉縞の包絡線の例を示す
図である。
体レーザの選別法について詳細について説明する。図１
は、本発明の半導体レーザの選別法に用いる装置構成の
概略説明図、図２は、本発明の半導体レーザの選別法の
可干渉性と緩和振動周波数との関係の一例を示す図、図
３は半導体レーザの出力光の干渉縞の包絡線の例を示す
図である。
【００１４】本発明の半導体レーザの選別法は、図１に
示されるように、まず直流電源11に接続された半導体レ
ーザ１から発せられたレーザ光を通常用いられるマイケ
ルソン干渉計２などの干渉計により干渉の強度を測定す
る。具体的には、マイケルソン干渉計２の入射側レンズ
12を通して平行に入射された光は、まず、ハーフミラー
３に約45゜の入射角で入射する。そのとき、レーザ光の
半分程度はハーフミラー３を透過するが、残りは入射光
に対して約90゜をなす方向（図１の上方向）に反射す
る。ハーフミラー３を透過したレーザ光は、移動可能な
移動ミラー４で反射したのち、再びハーフミラー３に戻
り、入射光に対して約90゜をなす方向（図１の下方向）
に反射し、集光レンズ13によって絞られたのち、フォト
ダイオードなどからなる光検出器６に入力される。
示されるように、まず直流電源11に接続された半導体レ
ーザ１から発せられたレーザ光を通常用いられるマイケ
ルソン干渉計２などの干渉計により干渉の強度を測定す
る。具体的には、マイケルソン干渉計２の入射側レンズ
12を通して平行に入射された光は、まず、ハーフミラー
３に約45゜の入射角で入射する。そのとき、レーザ光の
半分程度はハーフミラー３を透過するが、残りは入射光
に対して約90゜をなす方向（図１の上方向）に反射す
る。ハーフミラー３を透過したレーザ光は、移動可能な
移動ミラー４で反射したのち、再びハーフミラー３に戻
り、入射光に対して約90゜をなす方向（図１の下方向）
に反射し、集光レンズ13によって絞られたのち、フォト
ダイオードなどからなる光検出器６に入力される。
【００１５】また、ハーフミラー３によって反射された
レーザ光は、固定ミラー５で反射したのち、再びハーフ
ミラー３に戻り、ハーフミラー３を透過し、前述と同様
に、光検出器６に入力される。したがって、ハーフミラ
ー３と移動ミラー４とのあいだの距離がハーフミラー３
と固定ミラー５とのあいだの距離の差の２倍、すなわち
光路差ΔＬが異なれば、２つの経路を通るレーザ光によ
って干渉が発生する。この干渉の強度は、移動ミラー４
の移動距離ｘが変化するにつれて強弱の変化を繰り返
し、その包絡線は図３に示すようになる。この干渉の強
度より明瞭度の減衰比γを求める。この減衰比γは前述
のように光路差が０のばあいの干渉の強度Ｉａと２番目
以降のいずれか特定したピークの干渉強度Ｉｂとの比γ
＝Ｉｂ／Ｉａにより求まるが、この減衰比γは光検出器
６の出力よりたとえば市販されているアドバンテスト社
製の光スペクトラムアナライザなどにより容易に求める
ことができる。
レーザ光は、固定ミラー５で反射したのち、再びハーフ
ミラー３に戻り、ハーフミラー３を透過し、前述と同様
に、光検出器６に入力される。したがって、ハーフミラ
ー３と移動ミラー４とのあいだの距離がハーフミラー３
と固定ミラー５とのあいだの距離の差の２倍、すなわち
光路差ΔＬが異なれば、２つの経路を通るレーザ光によ
って干渉が発生する。この干渉の強度は、移動ミラー４
の移動距離ｘが変化するにつれて強弱の変化を繰り返
し、その包絡線は図３に示すようになる。この干渉の強
度より明瞭度の減衰比γを求める。この減衰比γは前述
のように光路差が０のばあいの干渉の強度Ｉａと２番目
以降のいずれか特定したピークの干渉強度Ｉｂとの比γ
＝Ｉｂ／Ｉａにより求まるが、この減衰比γは光検出器
６の出力よりたとえば市販されているアドバンテスト社
製の光スペクトラムアナライザなどにより容易に求める
ことができる。
【００１６】つぎに、減衰比γを測定した各試料につい
て、前述の従来の方法であるオシロスコープにより緩和
振動の周波数を求め、その周期から求めた緩和振動周波
数を求め、各試料について前記減衰比γと緩和振動周波
数との関係を図２に示すように求める。この試料数とし
ては100 〜200 個程度測定すれば、統計的な関係図がえ
られる。
て、前述の従来の方法であるオシロスコープにより緩和
振動の周波数を求め、その周期から求めた緩和振動周波
数を求め、各試料について前記減衰比γと緩和振動周波
数との関係を図２に示すように求める。この試料数とし
ては100 〜200 個程度測定すれば、統計的な関係図がえ
られる。
【００１７】このようにしてえられた図２の関係は、た
とえば、半導体レーザとして平均出力３ｍＷ程度の汎用
レーザで４番目のピーク強度に対する１番目のピーク強
度の比によるγと緩和振動数との関係である。図２より
減衰比γが０から0.7 の範囲では緩和振動周波数ｆr は
1.3 ＧＨｚから2.1 ＧＨｚ程度まで緩やかに増加する
が、0.7 を超えて0.9 から１の範囲内では2.3 ＧＨｚか
ら3.5 ＧＨｚ程度まで急激に増加する。したがって、た
とえば緩和振動周波数が2.3 ＧＨｚ以上の半導体レーザ
を選別するばあい、図２のグラフにもとづいて、たとえ
ばγ＝0.8 以下であれば、不合格、それ以上であれば合
格として選別を行うことができる。このようにして従来
用いられる干渉計を用いて可干渉性を測定することによ
り、簡単に半導体レーザの選別を行うことができる。
とえば、半導体レーザとして平均出力３ｍＷ程度の汎用
レーザで４番目のピーク強度に対する１番目のピーク強
度の比によるγと緩和振動数との関係である。図２より
減衰比γが０から0.7 の範囲では緩和振動周波数ｆr は
1.3 ＧＨｚから2.1 ＧＨｚ程度まで緩やかに増加する
が、0.7 を超えて0.9 から１の範囲内では2.3 ＧＨｚか
ら3.5 ＧＨｚ程度まで急激に増加する。したがって、た
とえば緩和振動周波数が2.3 ＧＨｚ以上の半導体レーザ
を選別するばあい、図２のグラフにもとづいて、たとえ
ばγ＝0.8 以下であれば、不合格、それ以上であれば合
格として選別を行うことができる。このようにして従来
用いられる干渉計を用いて可干渉性を測定することによ
り、簡単に半導体レーザの選別を行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、通常用いられる可干渉
性の測定法を用いて緩和振動周波数の測定を簡単に行う
ことができるため、高速応答性を有する半導体レーザの
選別を容易に行うことができ、光データ通信用に最適な
半導体レーザを低コストでうることができる。
性の測定法を用いて緩和振動周波数の測定を簡単に行う
ことができるため、高速応答性を有する半導体レーザの
選別を容易に行うことができ、光データ通信用に最適な
半導体レーザを低コストでうることができる。
【図１】本発明の半導体レーザの選別法を説明する構成
例の説明図である。
例の説明図である。
【図２】本発明の半導体レーザの選別法に使用する可干
渉性と緩和振動周波数との関係の例を示す図である。
渉性と緩和振動周波数との関係の例を示す図である。
【図３】干渉縞の明瞭度の減衰比を説明するための干渉
縞の包絡線を示す図である。
縞の包絡線を示す図である。
【図４】従来の半導体レーザの選別法に用いられる検出
回路の一例の回路図である。
回路の一例の回路図である。
【図５】半導体レーザのパルス応答波形を示す図であ
る。
る。
１ 半導体レーザ ２ マイケルソン干渉計 ６ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01T 11/00 G01R 31/26 G01J 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 緩和振動を行う半導体レーザの緩和振動
周波数を選別する半導体レーザの選別法であって、
（ａ）サンプルにより半導体レーザの干渉縞の明瞭度の
減衰比と緩和振動周波数との相関関係を求め、（ｂ）各
半導体レーザの干渉縞の明瞭度の減衰比を測定し、該減
衰比より前記相関関係を基に緩和振動周波数を求めるこ
とを特徴とする半導体レーザの選別法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139655A JP2761347B2 (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 半導体レーザの選別法 |
| US08/255,704 US5475699A (en) | 1993-06-10 | 1994-06-07 | Method for selecting a semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139655A JP2761347B2 (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 半導体レーザの選別法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347507A JPH06347507A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2761347B2 true JP2761347B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=15250331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5139655A Expired - Lifetime JP2761347B2 (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 半導体レーザの選別法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5475699A (ja) |
| JP (1) | JP2761347B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5808770A (en) * | 1995-12-29 | 1998-09-15 | Lucent Technologies, Inc. | Method and apparatus for using on-off-keying using laser relaxation oscillation |
| JP3780650B2 (ja) * | 1997-08-05 | 2006-05-31 | ソニー株式会社 | 半導体レーザの平均光出力の設定方法および半導体レーザの高周波電流の重畳条件の設定方法 |
| FR2823298B1 (fr) * | 2001-04-04 | 2003-12-12 | Yves Surrel | Nouveau lambdametre de haute precision fonctionnant sans elements optiques mobiles |
| JP2004172237A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Sharp Corp | 光送信制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01204491A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Hitachi Ltd | 光伝送システムおよび半導体レーザの選別方法 |
| JPH03191879A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの選別方法 |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP5139655A patent/JP2761347B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-07 US US08/255,704 patent/US5475699A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06347507A (ja) | 1994-12-22 |
| US5475699A (en) | 1995-12-12 |
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