JP3022437B2 - モード同期半導体レーザ - Google Patents
モード同期半導体レーザInfo
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- JP3022437B2 JP3022437B2 JP9260254A JP26025497A JP3022437B2 JP 3022437 B2 JP3022437 B2 JP 3022437B2 JP 9260254 A JP9260254 A JP 9260254A JP 26025497 A JP26025497 A JP 26025497A JP 3022437 B2 JP3022437 B2 JP 3022437B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光計測、
光情報処理等に有用な高繰り返しの超短光パルス列を発
生させるモード同期半導体レーザに関する。
光情報処理等に有用な高繰り返しの超短光パルス列を発
生させるモード同期半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超高速の光通信、光計測、光情報
処理の基本技術として数十ＧＨｚの繰り返し周波数を有
する光パルス列の発生を可能にする技術への要求が高ま
っている。さらに光計測においては、広範囲の波長可変
性、周波数可変性が要求されている。これらの要求を満
たす光源の例として、可飽和吸収領域および利得領域を
有する２電極半導体レーザを用いた外部共振器型モード
同期半導体レーザが挙げられる。
処理の基本技術として数十ＧＨｚの繰り返し周波数を有
する光パルス列の発生を可能にする技術への要求が高ま
っている。さらに光計測においては、広範囲の波長可変
性、周波数可変性が要求されている。これらの要求を満
たす光源の例として、可飽和吸収領域および利得領域を
有する２電極半導体レーザを用いた外部共振器型モード
同期半導体レーザが挙げられる。
【０００３】この技術については、例えば特開平５−９
５１５２号公報に開示されているように、図３におい
て、可飽和吸収領域７４と、光導波路領域７２と、光増
幅領域７１と、光変調領域７３とが直列に基板２１上に
おいて接続された短光パルス光源７０がある。
５１５２号公報に開示されているように、図３におい
て、可飽和吸収領域７４と、光導波路領域７２と、光増
幅領域７１と、光変調領域７３とが直列に基板２１上に
おいて接続された短光パルス光源７０がある。
【０００４】さらにまた、例えばデリクソンらによるア
イ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ・カンタム・
エレクトロニクス、第２８巻、２１８６〜２２０２頁
（D.J.Derickson et al., IEEE Journal of Quantum El
ectronics Vol. 28, pp. 2186-2202)に示されている技
術がある。本従来例は図４に示すように、可飽和吸収領
域１１１と利得領域１１２を有する半導体レーザ１０１
と、それに直列に配設されたレンズ１３１，１３２、光
フィルタ１３３、反射鏡１５０から構成される。上記の
ように構成されたモード同期半導体レーザにおいては、
可飽和吸収領域１１１にバイアスティー１４５を介し
て、逆バイアスと高周波信号とを印加し、利得領域１１
２に直流電流を注入することにより、適切な条件のもと
でモード同期動作を実現することが可能となっている。
イ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ・カンタム・
エレクトロニクス、第２８巻、２１８６〜２２０２頁
（D.J.Derickson et al., IEEE Journal of Quantum El
ectronics Vol. 28, pp. 2186-2202)に示されている技
術がある。本従来例は図４に示すように、可飽和吸収領
域１１１と利得領域１１２を有する半導体レーザ１０１
と、それに直列に配設されたレンズ１３１，１３２、光
フィルタ１３３、反射鏡１５０から構成される。上記の
ように構成されたモード同期半導体レーザにおいては、
可飽和吸収領域１１１にバイアスティー１４５を介し
て、逆バイアスと高周波信号とを印加し、利得領域１１
２に直流電流を注入することにより、適切な条件のもと
でモード同期動作を実現することが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般的にモード同期半
導体レーザにおいては、光通信の応用上光パルス列の繰
り返し周波数の精度や動作の安定性を高めるために、安
定化高周波電源による電気的な制御が必要であり、上述
した従来のモード同期半導体レーザにおいては可飽和吸
収領域または利得領域のどちらかに高周波信号とバイア
ス電圧とを重畳させる方法が用いられている。この高周
波重畳の方法においては、高周波信号を効率よく注入す
るために寄生容量の低減やインピーダンス整合等による
高周波回路の最適化が必要である。
導体レーザにおいては、光通信の応用上光パルス列の繰
り返し周波数の精度や動作の安定性を高めるために、安
定化高周波電源による電気的な制御が必要であり、上述
した従来のモード同期半導体レーザにおいては可飽和吸
収領域または利得領域のどちらかに高周波信号とバイア
ス電圧とを重畳させる方法が用いられている。この高周
波重畳の方法においては、高周波信号を効率よく注入す
るために寄生容量の低減やインピーダンス整合等による
高周波回路の最適化が必要である。
【０００６】しかしながら、モード同期には最適な領域
長およびバイアス条件等があり、上述した従来の技術に
よる半導体装置においては、デバイス設計に制限を受け
るために、高周波特性を最適化するのは非常に困難であ
った。そのため、高周波信号源への負荷が大きいという
問題があった。
長およびバイアス条件等があり、上述した従来の技術に
よる半導体装置においては、デバイス設計に制限を受け
るために、高周波特性を最適化するのは非常に困難であ
った。そのため、高周波信号源への負荷が大きいという
問題があった。
【０００７】本発明の目的は、上述した従来の外部共振
器型モード同期半導体レーザのもつ欠点を除去して、高
周波信号の注入効率が高く、高周波信号源への負荷が小
さく、かつ波長が広範囲に可変であり、かつ繰り返し周
波数可変なモード同期半導体レーザを提供することにあ
る。
器型モード同期半導体レーザのもつ欠点を除去して、高
周波信号の注入効率が高く、高周波信号源への負荷が小
さく、かつ波長が広範囲に可変であり、かつ繰り返し周
波数可変なモード同期半導体レーザを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明のモード同期
半導体レーザは、第１のベース上に設けられた、可飽和
吸収領域および利得領域を有する半導体レーザと、第２
のベース上に設けられた電界吸収型光変調器と、前記半
導体レーザと前記電界吸収型光変調器とを光学的に結合
させる光結合手段とを有し、前記半導体レーザを構成す
る光共振器の出力側端面と前記電界吸収型光変調器の一
端面とにより外部共振器が構成されたことを特徴とす
る。
半導体レーザは、第１のベース上に設けられた、可飽和
吸収領域および利得領域を有する半導体レーザと、第２
のベース上に設けられた電界吸収型光変調器と、前記半
導体レーザと前記電界吸収型光変調器とを光学的に結合
させる光結合手段とを有し、前記半導体レーザを構成す
る光共振器の出力側端面と前記電界吸収型光変調器の一
端面とにより外部共振器が構成されたことを特徴とす
る。
【０００９】上記の場合、前記半導体レーザは、光共振
器の出力側端面の側に可飽和吸収領域、他方の端面の側
に利得領域を有し、該利得領域側の端面に反射防止膜が
形成され、前記電界吸収型光変調器は、前記外部共振器
の一端面を構成する端面に高反射膜が形成され、前記利
得領域側の端面と対向する他端面に反射防止膜が形成さ
れた構成としてもよい。
器の出力側端面の側に可飽和吸収領域、他方の端面の側
に利得領域を有し、該利得領域側の端面に反射防止膜が
形成され、前記電界吸収型光変調器は、前記外部共振器
の一端面を構成する端面に高反射膜が形成され、前記利
得領域側の端面と対向する他端面に反射防止膜が形成さ
れた構成としてもよい。
【００１０】また、前記外部共振器におけるレーザ発振
波長を制御するための波長制御素子をさらに有するよう
にしてもよい。この場合、前記光結合手段が、前記波長
制御素子としての光フィルタを含む構成としてもよい。
波長を制御するための波長制御素子をさらに有するよう
にしてもよい。この場合、前記光結合手段が、前記波長
制御素子としての光フィルタを含む構成としてもよい。
【００１１】さらに、前記光結合手段は、前記半導体レ
ーザと前記電界吸収型光変調器との間において同軸上に
直列に配設された１対の光学レンズを含んでいてもよ
い。この場合、前記１対の光学レンズの一方が前記第１
のベース上に固定され、他方が前記第２のベース上に固
定されてもよい。
ーザと前記電界吸収型光変調器との間において同軸上に
直列に配設された１対の光学レンズを含んでいてもよ
い。この場合、前記１対の光学レンズの一方が前記第１
のベース上に固定され、他方が前記第２のベース上に固
定されてもよい。
【００１２】上述の第１の発明のモード同期半導体レー
ザのいずれかの形態において、前記第１および第２のベ
ースの間隔が調整可能に構成されてもよい。
ザのいずれかの形態において、前記第１および第２のベ
ースの間隔が調整可能に構成されてもよい。
【００１３】第２の発明のモード同期半導体レーザは、
第１のベース上に設けられた、電界吸収型光変調領域お
よび利得領域を有する半導体レーザと、第２のベース上
に設けられた、多重量子井戸構造を有する可飽和吸収鏡
と、前記半導体レーザと前記可飽和吸収鏡とを光学的に
結合させる光結合手段とを有し、前記可飽和吸収鏡は、
鏡面の面内方向において多重量子井戸の膜厚の分布に差
を有し、前記光結合手段の光軸に対して垂直方向に移動
可能に構成され、前記半導体レーザを構成する光共振器
の出力側端面と前記可飽和吸収鏡とにより外部共振器が
構成されたことを特徴とする。
第１のベース上に設けられた、電界吸収型光変調領域お
よび利得領域を有する半導体レーザと、第２のベース上
に設けられた、多重量子井戸構造を有する可飽和吸収鏡
と、前記半導体レーザと前記可飽和吸収鏡とを光学的に
結合させる光結合手段とを有し、前記可飽和吸収鏡は、
鏡面の面内方向において多重量子井戸の膜厚の分布に差
を有し、前記光結合手段の光軸に対して垂直方向に移動
可能に構成され、前記半導体レーザを構成する光共振器
の出力側端面と前記可飽和吸収鏡とにより外部共振器が
構成されたことを特徴とする。
【００１４】上記の場合、前記外部共振器におけるレー
ザ発振波長を制御するための波長制御素子をさらに有す
る構成としてもよい。この場合、前記光結合手段が、前
記波長制御素子としての光フィルタを含むようにしても
よい。
ザ発振波長を制御するための波長制御素子をさらに有す
る構成としてもよい。この場合、前記光結合手段が、前
記波長制御素子としての光フィルタを含むようにしても
よい。
【００１５】また、前記光結合手段が、前記半導体レー
ザと前記可飽和吸収鏡との間において同軸上に配設され
た光学レンズを含むように構成されてもよい。この場
合、前記光学レンズが前記第１のベース上に固定されて
もよい。
ザと前記可飽和吸収鏡との間において同軸上に配設され
た光学レンズを含むように構成されてもよい。この場
合、前記光学レンズが前記第１のベース上に固定されて
もよい。
【００１６】上述の第２の発明のモード同期半導体レー
ザのいずれかの形態において、前記第１および第２のベ
ースの間隔が調整可能に構成されてもよい。
ザのいずれかの形態において、前記第１および第２のベ
ースの間隔が調整可能に構成されてもよい。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】上述の第１の発明の構成においては、光変
調器がモード同期条件を決定する可飽和吸収領域と利得
領域から分離して設けられ、かつそれらの間に光結合手
段を設け、さらに分離した光変調器と、可飽和吸収領域
および利得領域とを別個のベースに搭載して互いに軸方
向に可動としたため、モード同期条件と高周波特性を独
立に最適化することが可能である。すなわちモード同期
状態が最適になるように可飽和吸収領域と利得領域の領
域長および材料組成設計を行い、高周波特性が最適にな
るように独立に電界吸収型光変調器の素子長および材料
組成設計が可能である。そのため、高周波信号源の負担
を軽くすることが可能であり、超短光パルス列の繰り返
し周波数の精度や発振モードの安定性を容易に高めるこ
とができる。
調器がモード同期条件を決定する可飽和吸収領域と利得
領域から分離して設けられ、かつそれらの間に光結合手
段を設け、さらに分離した光変調器と、可飽和吸収領域
および利得領域とを別個のベースに搭載して互いに軸方
向に可動としたため、モード同期条件と高周波特性を独
立に最適化することが可能である。すなわちモード同期
状態が最適になるように可飽和吸収領域と利得領域の領
域長および材料組成設計を行い、高周波特性が最適にな
るように独立に電界吸収型光変調器の素子長および材料
組成設計が可能である。そのため、高周波信号源の負担
を軽くすることが可能であり、超短光パルス列の繰り返
し周波数の精度や発振モードの安定性を容易に高めるこ
とができる。
【００２１】また、上述の第２の発明の構成においても
同様に、光変調領域がモード同期条件を決定する可飽和
吸収鏡および利得領域とは別個に設けられているため、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
可能である。さらに、モード同期半導体レーザの共振器
中の光学系を簡略化できるため実装コストの低減が可能
である。また可飽和吸収鏡の材料組成、材料膜厚の面内
分布を利用することにより、モード同期条件の最適化を
容易に行うことができる。
同様に、光変調領域がモード同期条件を決定する可飽和
吸収鏡および利得領域とは別個に設けられているため、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
可能である。さらに、モード同期半導体レーザの共振器
中の光学系を簡略化できるため実装コストの低減が可能
である。また可飽和吸収鏡の材料組成、材料膜厚の面内
分布を利用することにより、モード同期条件の最適化を
容易に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は本発明のモード同
期半導体レーザの第１の実施の形態の模式的縦断面図で
ある。
て、図面を参照して説明する。図１は本発明のモード同
期半導体レーザの第１の実施の形態の模式的縦断面図で
ある。
【００２３】半導体レーザ１は、２電極平行平面ファブ
リーペロー型半導体レーザであって、長さ７５μｍの可
飽和吸収領域１１と、長さ５００μｍの利得領域１２と
の２分割された電極を備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰ多重量子井戸構造を有している。さらにファブリー
ペロー型共振器の対向する端面の利得領域側の端面には
反射防止膜１３が設けられている。可飽和吸収領域１１
には、逆バイアスを印加するための直流電圧源４１が接
続され、利得領域１２には、順電流を注入するための直
流電流源４２が接続されている。
リーペロー型半導体レーザであって、長さ７５μｍの可
飽和吸収領域１１と、長さ５００μｍの利得領域１２と
の２分割された電極を備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰ多重量子井戸構造を有している。さらにファブリー
ペロー型共振器の対向する端面の利得領域側の端面には
反射防止膜１３が設けられている。可飽和吸収領域１１
には、逆バイアスを印加するための直流電圧源４１が接
続され、利得領域１２には、順電流を注入するための直
流電流源４２が接続されている。
【００２４】電界吸収型光変調器２は、半導体レーザ１
と同軸上に直列に、距離を隔てて配設されてレーザ共振
器を形成している。光変調器２の軸方向の対向する端面
には、半導体レーザ１の側の端面に反射防止膜２３が施
され、反対側の端面には高反射膜２４が施されている。
さらにバイアスティー４５を介して、光変調器２に対し
て逆バイアスを印加するための直流電圧源４３と、正弦
波を重畳するための安定化高周波電源４４とが接続され
ている。
と同軸上に直列に、距離を隔てて配設されてレーザ共振
器を形成している。光変調器２の軸方向の対向する端面
には、半導体レーザ１の側の端面に反射防止膜２３が施
され、反対側の端面には高反射膜２４が施されている。
さらにバイアスティー４５を介して、光変調器２に対し
て逆バイアスを印加するための直流電圧源４３と、正弦
波を重畳するための安定化高周波電源４４とが接続され
ている。
【００２５】半導体レーザ１と光変調器２との間には、
両者を光学的に結合するための手段として、両者と同一
軸上に光軸を有する１組のレンズ３１および３２と、両
レンズの間に波長制御素子である光フィルタ３３とが設
けられている。ここにおいて、半導体レーザ１とレンズ
３１とはベース１ａ上に固設され、電界吸収型光変調器
２とレンズ３２とは別のベース２ａ上に固設されてい
る。ベース１ａと２ａとは、半導体レーザ１および光変
調器２の中心軸と平行に互いに可動である。したがっ
て、ベース１ａとベース２ａとの間の距離を変えること
により、共振器の光路長を変えることができるので、光
パルスの周回周波数を広範囲に変化させることができ
る。さらにまた、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して
変えることにより、フィルタ３３の中心周波数を変化さ
せることができるから、発振波長を広帯域で変化させる
ことが可能となる。
両者を光学的に結合するための手段として、両者と同一
軸上に光軸を有する１組のレンズ３１および３２と、両
レンズの間に波長制御素子である光フィルタ３３とが設
けられている。ここにおいて、半導体レーザ１とレンズ
３１とはベース１ａ上に固設され、電界吸収型光変調器
２とレンズ３２とは別のベース２ａ上に固設されてい
る。ベース１ａと２ａとは、半導体レーザ１および光変
調器２の中心軸と平行に互いに可動である。したがっ
て、ベース１ａとベース２ａとの間の距離を変えること
により、共振器の光路長を変えることができるので、光
パルスの周回周波数を広範囲に変化させることができ
る。さらにまた、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して
変えることにより、フィルタ３３の中心周波数を変化さ
せることができるから、発振波長を広帯域で変化させる
ことが可能となる。
【００２６】上述のように構成したモード同期半導体レ
ーザにおいて、半導体レーザ１の可飽和吸収領域１１に
直流電圧源４１により逆バイアス−１Ｖを印加し、利得
領域１２に直流電源４２によって順電流１００ｍＡを注
入した。また電界吸収型光変調器２には、バイアスティ
ー４５を介して直流電圧源４３により逆バイアス−２Ｖ
を印加し、安定化高周波電源４４により約＋７ｄＢｍで
１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。その結果として、光パ
ルス幅が約３ｐｓで、タイミングジッタが約０．４ｐｓ
の超短光パルス出力が得られた。
ーザにおいて、半導体レーザ１の可飽和吸収領域１１に
直流電圧源４１により逆バイアス−１Ｖを印加し、利得
領域１２に直流電源４２によって順電流１００ｍＡを注
入した。また電界吸収型光変調器２には、バイアスティ
ー４５を介して直流電圧源４３により逆バイアス−２Ｖ
を印加し、安定化高周波電源４４により約＋７ｄＢｍで
１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。その結果として、光パ
ルス幅が約３ｐｓで、タイミングジッタが約０．４ｐｓ
の超短光パルス出力が得られた。
【００２７】次に、本発明のモード同期半導体レーザの
第２の実施の形態について、図２に示す模式的縦断面図
を参照して説明する。
第２の実施の形態について、図２に示す模式的縦断面図
を参照して説明する。
【００２８】半導体レーザ１０は、２電極平行面ファブ
リーペロー型半導体レーザであって、選択成長により形
成した長さ２５０μｍの電界吸収型光変調領域３と、長
さ５００μｍの利得領域１２ａとの２分割された電極を
備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造
を有している。電界吸収型光変調領域３には、バイアス
ティー４５を介して逆バイアスを印加するための直流電
圧源４３と、正弦波を重畳するための安定化高周波電源
４４とが接続され、また利得領域１２ａには順電流を注
入するための直流電流源４２が接続されている。
リーペロー型半導体レーザであって、選択成長により形
成した長さ２５０μｍの電界吸収型光変調領域３と、長
さ５００μｍの利得領域１２ａとの２分割された電極を
備えたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造
を有している。電界吸収型光変調領域３には、バイアス
ティー４５を介して逆バイアスを印加するための直流電
圧源４３と、正弦波を重畳するための安定化高周波電源
４４とが接続され、また利得領域１２ａには順電流を注
入するための直流電流源４２が接続されている。
【００２９】半導体レーザ１０の軸に直角に配設された
可飽和吸収鏡５０には、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ
多重量子井戸の片面に金蒸着を施して形成された鏡面を
有し、他方の面には反射防止膜が施されている。ここで
可飽和吸収鏡５０は製作時に基板を傾斜させて結晶成長
を行わせることにより、多重量子井戸の膜厚の基板面内
での分布に差を生じさせておくことが可能である。
可飽和吸収鏡５０には、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ
多重量子井戸の片面に金蒸着を施して形成された鏡面を
有し、他方の面には反射防止膜が施されている。ここで
可飽和吸収鏡５０は製作時に基板を傾斜させて結晶成長
を行わせることにより、多重量子井戸の膜厚の基板面内
での分布に差を生じさせておくことが可能である。
【００３０】半導体レーザ１０と可飽和吸収鏡５０との
間には、半導体レーザ１０の軸と光軸を一致させてレン
ズ３２ａが設けられ、レンズ３２ａと可飽和吸収鏡５０
との間に、波長制御素子である光フィルタ３３が設けら
れている。
間には、半導体レーザ１０の軸と光軸を一致させてレン
ズ３２ａが設けられ、レンズ３２ａと可飽和吸収鏡５０
との間に、波長制御素子である光フィルタ３３が設けら
れている。
【００３１】半導体レーザ１０とレンズ３２ａはベース
１０ａの上に固設され、可飽和吸収鏡５０はベース５０
ａ上に固設されて、ベース１０ａとベース５０ａとは半
導体レーザ１０の軸と平行に互いに可動である。したが
ってベース間の距離を変えることによって、共振器の光
路長を変えることができるので、光パルスの周回周波数
を広範囲に変化させることが可能になっている。さらに
また、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して変えること
により、光フィルタ３３の中心周波数を変化させること
ができるから、発振波長を広帯域で変化させることが可
能となる。
１０ａの上に固設され、可飽和吸収鏡５０はベース５０
ａ上に固設されて、ベース１０ａとベース５０ａとは半
導体レーザ１０の軸と平行に互いに可動である。したが
ってベース間の距離を変えることによって、共振器の光
路長を変えることができるので、光パルスの周回周波数
を広範囲に変化させることが可能になっている。さらに
また、光フィルタ３３の傾斜を光軸に対して変えること
により、光フィルタ３３の中心周波数を変化させること
ができるから、発振波長を広帯域で変化させることが可
能となる。
【００３２】また、可飽和吸収鏡５０の多重量子井戸の
膜厚の分布の差を設けたため、可飽和吸収鏡５０を光軸
に垂直方向に移動させることにより、可飽和吸収特性を
変化させることができ、したがってモード同期条件の最
適化を行うことができる。
膜厚の分布の差を設けたため、可飽和吸収鏡５０を光軸
に垂直方向に移動させることにより、可飽和吸収特性を
変化させることができ、したがってモード同期条件の最
適化を行うことができる。
【００３３】上述のように構成したモード同期半導体レ
ーザにおいて、半導体レーザ１０の利得領域１２ａに直
流電流源４２より順電流１００ｍＡを注入し、電界吸収
型光変調領域３にバイアスティー４５を介して直流電圧
源４３より逆バイアス−２Ｖと安定化高周波電源４４に
より約＋７ｄＢｍで１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。そ
の結果として光パルス幅が約３ｐｓでタイミングジッタ
が約０．４ｐｓの超短光パルス出力が得られた。
ーザにおいて、半導体レーザ１０の利得領域１２ａに直
流電流源４２より順電流１００ｍＡを注入し、電界吸収
型光変調領域３にバイアスティー４５を介して直流電圧
源４３より逆バイアス−２Ｖと安定化高周波電源４４に
より約＋７ｄＢｍで１０ＧＨｚの正弦波を重畳した。そ
の結果として光パルス幅が約３ｐｓでタイミングジッタ
が約０．４ｐｓの超短光パルス出力が得られた。
【００３４】なお、上述の実施形態では、ＩｎＧａＡｓ
系多重量子井戸構造を有する半導体レーザについて記載
したが、本発明は原理的な見地から、特定の材料系に限
定されないことは明らかである。
系多重量子井戸構造を有する半導体レーザについて記載
したが、本発明は原理的な見地から、特定の材料系に限
定されないことは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光変調器
をモード同期条件を決定する可飽和吸収領域および利得
領域から分離したため、モード同期条件と高周波特性と
を独立にそれぞれ最適化することができるので、高周波
信号源の負荷を軽減することが可能となり、したがっ
て、光パルス列の繰り返し周波数の精度や発振モードの
安定性を容易に高めることができるという効果がある。
をモード同期条件を決定する可飽和吸収領域および利得
領域から分離したため、モード同期条件と高周波特性と
を独立にそれぞれ最適化することができるので、高周波
信号源の負荷を軽減することが可能となり、したがっ
て、光パルス列の繰り返し周波数の精度や発振モードの
安定性を容易に高めることができるという効果がある。
【００３６】さらにまた、光変調領域をモード同期条件
を決定する可飽和吸収鏡および利得領域とは別個に設け
た本発明の別の発明においても、上述の発明と同様に、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
できるので、上述と同様の効果があるほか、さらにモー
ド同期半導体レーザの共振器中の光学系を簡略化するこ
とができるため実装コストを低減できるという効果があ
る。
を決定する可飽和吸収鏡および利得領域とは別個に設け
た本発明の別の発明においても、上述の発明と同様に、
モード同期条件と高周波特性を独立に最適化することが
できるので、上述と同様の効果があるほか、さらにモー
ド同期半導体レーザの共振器中の光学系を簡略化するこ
とができるため実装コストを低減できるという効果があ
る。
【図１】本発明のモード同期半導体レーザの実施の形態
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図２】本発明の別のモード同期半導体レーザの実施の
形態の模式的断面図である。
形態の模式的断面図である。
【図３】従来のモード同期半導体レーザの一構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】図３と同様の模式図である。
１，１０，１０１ 半導体レーザ １ａ，２ａ，１０ａ，５０ａ ベース ２ 電界吸収型光変調器 ３ 電界吸収型光変調領域 １１，７４，１１１ 可飽和吸収領域 １２，１２ａ，１１２ 利得領域 １３，２３，２３ａ，１１３ 反射防止膜 ２１ 基板 ２４ 高反射膜 ３１，３２，３２ａ，１３１，１３２ レンズ ３３，１３３ 光フィルタ ４１，４３，１４３ 直流電圧源 ４２，１４２ 直流電流源 ４４，１４４ 安定化高周波電源 ４５，１４５ バイアスティー ５０ 可飽和吸収鏡 ７０ 光パルス光源 ７１ 光増幅領域 ７２ 光導波路領域 ７３ 光変調領域 １５０ 反射鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−77188（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−56293（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−321663（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ，Ｖｏｌ．28，Ｎｏ．10（1992）ｐ. 2186−2201 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (13)
- 【請求項１】 第１のベース上に設けられた、可飽和吸
収領域および利得領域を有する半導体レーザと、 第２のベース上に設けられた電界吸収型光変調器と、 前記半導体レーザと前記電界吸収型光変調器とを光学的
に結合させる光結合手段とを有し、 前記半導体レーザを構成する光共振器の出力側端面と前
記電界吸収型光変調器の一端面とにより外部共振器が構
成された ことを特徴とするモード同期半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記半導体レーザは、光共振器の出力側端面の側に可飽
和吸収領域、他方の端面の側に利得領域を有し、該利得
領域側の端面に反射防止膜が形成され、 前記電界吸収型光変調器は、前記外部共振器の一端面を
構成する端面に高反射膜が形成され、前記利得領域側の
端面と対向する他端面に反射防止膜が形成されているこ
とを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記外部共振器におけるレーザ発振波長を制御するため
の波長制御素子をさらに有することを特徴とする モード
同期半導体レーザ。 - 【請求項４】 請求項３に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記光結合手段が、前記波長制御素子としての光フィル
タを含むことを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項５】 請求項１に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記光結合手段は、 前記半導体レーザと前記電界吸収型
光変調器との間において同軸上に直列に配設された１対
の光学レンズを含むことを特徴とするモード同期半導体
レーザ。 - 【請求項６】 請求項５に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記１対の光学レンズの一方が前記第１のベース上に固
定され、他方が前記第２のベース上に固定されているこ
とを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
モード同期半導体レ ーザにおいて、 前記第１および第２のベースの間隔が調整可能に構成さ
れていることを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項８】 第１のベース上に設けられた、電界吸収
型光変調領域および利得領域を有する半導体レーザと、 第２のベース上に設けられた、多重量子井戸構造を有す
る可飽和吸収鏡と、 前記半導体レーザと前記可飽和吸収鏡とを光学的に結合
させる光結合手段とを有し、 前記可飽和吸収鏡は、鏡面の面内方向において多重量子
井戸の膜厚の分布に差を有し、前記光結合手段の光軸に
対して垂直方向に移動可能に構成され、 前記半導体レーザを構成する光共振器の出力側端面と前
記可飽和吸収鏡とにより外部共振器が構成されたことを
特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項９】 請求項８に記載のモード同期半導体レー
ザにおいて、 前記外部共振器におけるレーザ発振波長を制御するため
の波長制御素子をさらに有することを特徴とする モード
同期半導体レーザ。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のモード同期半導体レ
ーザにおいて、 前記光結合手段が、前記波長制御素子としての光フィル
タを含むことを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項１１】 請求項８に記載のモード同期半導体レ
ーザにおいて、 前記光結合手段は、前記半導体レーザと前記可飽和吸収
鏡との間において同軸上に配設された光学レンズを含む
ことを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のモード同期半導体
レーザにおいて、 前記光学レンズが前記第１のベース上に固定されている
ことを特徴とする モード同期半導体レーザ。 - 【請求項１３】 請求項８から１２のいずれか１項に記
載のモード同期半導体レーザにおいて、 前記第１および第２のベースの間隔が調整可能に構成さ
れていることを特徴とする モード同期半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260254A JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260254A JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103122A JPH11103122A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3022437B2 true JP3022437B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17345499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9260254A Expired - Fee Related JP3022437B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | モード同期半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022437B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449301B1 (en) * | 1999-06-22 | 2002-09-10 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for mode locking of external cavity semiconductor lasers with saturable Bragg reflectors |
| JP2011187579A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及びその駆動方法 |
| JP2014007434A (ja) * | 2013-10-18 | 2014-01-16 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及び半導体レーザ装置組立体 |
| CN112166534A (zh) * | 2018-05-03 | 2021-01-01 | 宽腾矽公司 | 表征光学元件 |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP9260254A patent/JP3022437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１０（１９９２）ｐ．２１８６−２２０１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11103122A (ja) | 1999-04-13 |
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