JPH02262387A - 波長可変レーザおよびその波長制御方法ならびに光検出装置 - Google Patents
波長可変レーザおよびその波長制御方法ならびに光検出装置Info
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- JPH02262387A JPH02262387A JP8158689A JP8158689A JPH02262387A JP H02262387 A JPH02262387 A JP H02262387A JP 8158689 A JP8158689 A JP 8158689A JP 8158689 A JP8158689 A JP 8158689A JP H02262387 A JPH02262387 A JP H02262387A
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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、光通信、光応用計測等に用いる先の出力及び
波長の校正に関するものであり、特にその際光源として
用いる波長可変型レーザの発振波長の制御方法、その方
法を実施するに適した光検出装置及び波長可変レーザに
関するものである。
波長の校正に関するものであり、特にその際光源として
用いる波長可変型レーザの発振波長の制御方法、その方
法を実施するに適した光検出装置及び波長可変レーザに
関するものである。
[従来の技術]
光ファイバーを用いた長距離、大容量伝送を目的とする
光通信システムでは、光ファイバーの波長分散によるパ
ルス幅の拡がりが伝送帯域上問題となる。このため、高
速変調時においても単一縦モードのスペクトラムで発振
する動的単一モードレーザがいくつか提案されている。
光通信システムでは、光ファイバーの波長分散によるパ
ルス幅の拡がりが伝送帯域上問題となる。このため、高
速変調時においても単一縦モードのスペクトラムで発振
する動的単一モードレーザがいくつか提案されている。
また、更なる大容量伝送を可能にする方式として波長多
重方式、コヒーレント通信方式が提案されているが、こ
れらを実現するには発振波長の制御及び安定化が必要と
なる。
重方式、コヒーレント通信方式が提案されているが、こ
れらを実現するには発振波長の制御及び安定化が必要と
なる。
従来、半導体レーザの発振波長を制御するには、動作温
度を制御する方法が一般的であった。
度を制御する方法が一般的であった。
しかしながら、温度による制御は応答速度が遅く、また
使用環境に影響され易い欠点を有している。そこで、電
気的に発振波長を制御できる光源として、ブラッグ波長
制御領域、位相調整領域をもち、10nmの範囲で波長
可変の動的単一モードレーザが報告されている( El
ectronics Letters1988 Vol
、24 No、lOP、577−579)。この波長可
変レーザは、可変分布反射器用電極へ電流注入すること
によりバンド間吸収とプラズマ吸収の分散のために媒質
の屈折率が変化し、導波路の伝搬定数が変化してブラッ
グ波長を制御でき、また位相調整領域への注入電流量も
同時に制御して安定にブラッグ波長発掘を起こしている
。このように広い可変波長域をもつ動的単一モードレー
ザは、波長安定化のためばかりでなく、波長多重化や周
波数変調への応用にも好適である。
使用環境に影響され易い欠点を有している。そこで、電
気的に発振波長を制御できる光源として、ブラッグ波長
制御領域、位相調整領域をもち、10nmの範囲で波長
可変の動的単一モードレーザが報告されている( El
ectronics Letters1988 Vol
、24 No、lOP、577−579)。この波長可
変レーザは、可変分布反射器用電極へ電流注入すること
によりバンド間吸収とプラズマ吸収の分散のために媒質
の屈折率が変化し、導波路の伝搬定数が変化してブラッ
グ波長を制御でき、また位相調整領域への注入電流量も
同時に制御して安定にブラッグ波長発掘を起こしている
。このように広い可変波長域をもつ動的単一モードレー
ザは、波長安定化のためばかりでなく、波長多重化や周
波数変調への応用にも好適である。
[発明が解決しようとしている課題]
上記従来例では、波長の制御が非常に重要であるが、発
振波長の制御には、従来分光器、ファブリベロー干渉計
等の大型システムを用いており、小型化が強く望まれて
いた。
振波長の制御には、従来分光器、ファブリベロー干渉計
等の大型システムを用いており、小型化が強く望まれて
いた。
本発明の目的は、システム全体の小型化が可能な波長可
変型レーザの波長制御方法と、その方法を実施するに適
した光検出装置及び波長可変レーザを提供することにあ
る。
変型レーザの波長制御方法と、その方法を実施するに適
した光検出装置及び波長可変レーザを提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段]
本発明は、波長可変レーザに、入力する電気信号を変化
させることによりブラッグ波長が変化しかつ電気信号と
ブラッグ波長の相関が明らかにされている分布反射器を
光学的に結合し、さらに光の強度を検出できる光検出器
を光学的に結合し、波長可変レーザの所望の発振波長λ
1が決められたとき、この所望の波長と等しい値の分布
反射器のブラッグ波長に対応して該相関から分布反射器
の設定電気信号11を決め、この設定電気信号より小さ
な電気信号ΔI(ΔI≦I+)を決め、設定電気信号1
.と電気信号ΔIとの和信号1.+ΔIと設定電気信号
と微小電気信号との差信号■1−ΔIとの間で分布反射
器に入力する電気信号を周期的に変化させながら光検出
器によって光の強度を検出し、該和信号のときの光の強
度と該差信号のときの光の強度との差をとり、波長可変
レーザの発振波長を変化させてこの差がゼロとなるよう
にすることにより、波長可変レーザの発振波長を所望の
発振波長に合わせることを特徴とする波長可変レーザの
波長制御方法である。
させることによりブラッグ波長が変化しかつ電気信号と
ブラッグ波長の相関が明らかにされている分布反射器を
光学的に結合し、さらに光の強度を検出できる光検出器
を光学的に結合し、波長可変レーザの所望の発振波長λ
1が決められたとき、この所望の波長と等しい値の分布
反射器のブラッグ波長に対応して該相関から分布反射器
の設定電気信号11を決め、この設定電気信号より小さ
な電気信号ΔI(ΔI≦I+)を決め、設定電気信号1
.と電気信号ΔIとの和信号1.+ΔIと設定電気信号
と微小電気信号との差信号■1−ΔIとの間で分布反射
器に入力する電気信号を周期的に変化させながら光検出
器によって光の強度を検出し、該和信号のときの光の強
度と該差信号のときの光の強度との差をとり、波長可変
レーザの発振波長を変化させてこの差がゼロとなるよう
にすることにより、波長可変レーザの発振波長を所望の
発振波長に合わせることを特徴とする波長可変レーザの
波長制御方法である。
また、この方法を実施するために特に好適な装置として
、本発明は入力する電気信号を変化させることによりブ
ラッグ波長が変化する分布反射器と、光の強度を検出で
きる光検出器が光学的に結合され、電気的には独立に形
成されてなる光検出装置、および波長可変レーザとこの
光検出装置が同一基板上にモノリシックに形成され、か
つ該波長可変レーザ、該光検出装置の分布反射器および
該光検出装置の光検出器がこの順に光学的に結合されて
なる光検出装置を備えた波長可変レーザも包含する。
、本発明は入力する電気信号を変化させることによりブ
ラッグ波長が変化する分布反射器と、光の強度を検出で
きる光検出器が光学的に結合され、電気的には独立に形
成されてなる光検出装置、および波長可変レーザとこの
光検出装置が同一基板上にモノリシックに形成され、か
つ該波長可変レーザ、該光検出装置の分布反射器および
該光検出装置の光検出器がこの順に光学的に結合されて
なる光検出装置を備えた波長可変レーザも包含する。
以下に原理を示す。
まず、可変分布反射器の入力電気信号、ここでは注入電
流とブラッグ波長との関係について示しておく。周知の
ようにプラズマ効果のため、屈折率はキャリアの注入に
より減少し、その屈折率の減少量δ。はキャリア密度N
に比例する。たとえ0.85μmのAlGaAs系の場
合 δ。ニー1.3 xlO−” N 1.3 μtnのInGaAsP系の場合δ、、ニー3
.7 xlO−” N である。注入する電流を増すとキャリア密度が高くなり
、したがって屈折率は小さくなる。
流とブラッグ波長との関係について示しておく。周知の
ようにプラズマ効果のため、屈折率はキャリアの注入に
より減少し、その屈折率の減少量δ。はキャリア密度N
に比例する。たとえ0.85μmのAlGaAs系の場
合 δ。ニー1.3 xlO−” N 1.3 μtnのInGaAsP系の場合δ、、ニー3
.7 xlO−” N である。注入する電流を増すとキャリア密度が高くなり
、したがって屈折率は小さくなる。
回折格子のブラッグ反射の条件は、格子ピッチΔ、回折
次数m、等偏屈折率nとするとブラッグ波長λBは、 λ8=2nA となる。すなわち、屈折率が大きいほどブラッグ波長は
長くなる。
次数m、等偏屈折率nとするとブラッグ波長λBは、 λ8=2nA となる。すなわち、屈折率が大きいほどブラッグ波長は
長くなる。
これらのことにより、電流注入の増大はブラッグ波長λ
8を小さくすることになる。このため、あらかじめ注入
電流■、を決めておけば、ブラッグ波長の設定が可能と
なる。
8を小さくすることになる。このため、あらかじめ注入
電流■、を決めておけば、ブラッグ波長の設定が可能と
なる。
さて、第2図に示したように、波長λ1にチューニング
したい被検出光(波長λ′I)が、本発明の光検出装置
へ人力する場合について説明する。このとき、光検出器
の前部(被検出光入射側)に設けた可変分布反射器に電
流IIを注入しブラッグ波長をλ1としλ1の波長光の
透過光を最大となるように11をあらかじめ設定してお
く。
したい被検出光(波長λ′I)が、本発明の光検出装置
へ人力する場合について説明する。このとき、光検出器
の前部(被検出光入射側)に設けた可変分布反射器に電
流IIを注入しブラッグ波長をλ1としλ1の波長光の
透過光を最大となるように11をあらかじめ設定してお
く。
可変分布反射器への注入電流が時間的に変化する信号を
もつような発振波長の制御方法は、その信号に応じてさ
まざまな方法が考えられるが、例えば、第4図(a)に
示すように、所望のブラッグ波長を得るための注入電流
■、を中心に1.+ΔIと1.−ΔIの3値を光源のデ
ータ信号よりも十分長く、各信号ごとのデータパルス数
の差が小さい程度の周期時間的に繰り返す場合が考えら
れる。このとき注入電流が1.−Δr、r、。
もつような発振波長の制御方法は、その信号に応じてさ
まざまな方法が考えられるが、例えば、第4図(a)に
示すように、所望のブラッグ波長を得るための注入電流
■、を中心に1.+ΔIと1.−ΔIの3値を光源のデ
ータ信号よりも十分長く、各信号ごとのデータパルス数
の差が小さい程度の周期時間的に繰り返す場合が考えら
れる。このとき注入電流が1.−Δr、r、。
■、+Δ■のときの分布反射器のブラッグ波長はλ1+
Δλ、λ1.λ1−Δλにそれぞれ対応する。被検出光
の波長λ′がλ1〈λ°くλ1+Δλにずれている場合
、光検出器の出力は第4図(b)に示すように、注入電
流11−ΔIと1.+ΔIのときの光出力レベルには差
が生じる。そこでこの差をゼロにするように光源の発振
波長を修正していくと第4図(b)の右側のようにそれ
らの差は減少していき出力は等しくなり、それと同時に
注入電流!、のときの光出力レベルは増加していきある
レベルに達することになる。このような状態になったと
き、被検出光の波長は所望の波長λ、に一致している。
Δλ、λ1.λ1−Δλにそれぞれ対応する。被検出光
の波長λ′がλ1〈λ°くλ1+Δλにずれている場合
、光検出器の出力は第4図(b)に示すように、注入電
流11−ΔIと1.+ΔIのときの光出力レベルには差
が生じる。そこでこの差をゼロにするように光源の発振
波長を修正していくと第4図(b)の右側のようにそれ
らの差は減少していき出力は等しくなり、それと同時に
注入電流!、のときの光出力レベルは増加していきある
レベルに達することになる。このような状態になったと
き、被検出光の波長は所望の波長λ、に一致している。
そして、その後注入電流1.での光出力レベルを所望の
光出力に合わせるべく光源の光出力を波長を変化させな
いように増加させるわけである。
光出力に合わせるべく光源の光出力を波長を変化させな
いように増加させるわけである。
しかし、このときやはり波長もずれてしまうため、前述
の操作をくり返してフィードバックをかけながら必要な
光出力と波長に制御することになる。
の操作をくり返してフィードバックをかけながら必要な
光出力と波長に制御することになる。
このように分布反射器への注入電流を時間的に変化させ
て、この信号と光検出器の出力信号から、被検出光の光
出力と波長のずれを検知でき、光源側へ帰還させること
によりそれらの制御が可能である。
て、この信号と光検出器の出力信号から、被検出光の光
出力と波長のずれを検知でき、光源側へ帰還させること
によりそれらの制御が可能である。
[実施例]
第1図は本発明の光検出器を具備した波長可変分布ブラ
ッグ反射型(DBR)レーザの共振方向断面の概略図で
ある。DBRレーザは活性領域[I]9位相調整領域[
■コ、DBR領域[m]と、本発明の光検出装置の分布
ブラッグ反射領域[IV]および光検出領域[V]から
構成される。
ッグ反射型(DBR)レーザの共振方向断面の概略図で
ある。DBRレーザは活性領域[I]9位相調整領域[
■コ、DBR領域[m]と、本発明の光検出装置の分布
ブラッグ反射領域[IV]および光検出領域[V]から
構成される。
全ての領域は光学的に結合されDBRレーザの前側出力
端面は第1図中左側である。また、それぞれの領域は電
気的に分離されており、光学的には分離されないように
形成しである。共振方向に垂直な方向については電流及
び光の閉じ込めが有効になされており、屈折率導波型と
なっていれば全てのレーザ構造が用いられる。
端面は第1図中左側である。また、それぞれの領域は電
気的に分離されており、光学的には分離されないように
形成しである。共振方向に垂直な方向については電流及
び光の閉じ込めが有効になされており、屈折率導波型と
なっていれば全てのレーザ構造が用いられる。
この実施例では、InP系、埋込み型レーザ構造を採用
している。
している。
その製造方法はまず、n−1nPよりなる基板上に、G
a1nAsPからなる活性層!、検出器用の吸収層5.
Ga1nAsPもしくはInPからなる保護膜を工ピ
タキシャル成長する。この際、活性層1、検出器用吸収
層5は同一組成でも構わないので、−度の成長で同時に
形成できる。
a1nAsPからなる活性層!、検出器用の吸収層5.
Ga1nAsPもしくはInPからなる保護膜を工ピ
タキシャル成長する。この際、活性層1、検出器用吸収
層5は同一組成でも構わないので、−度の成長で同時に
形成できる。
次に、フォトレジストによるパターンニングとエツチン
グにより活性層1と光検出器用吸収層5に相当する部分
を残して上記エピタキシャル層を取り去る。
グにより活性層1と光検出器用吸収層5に相当する部分
を残して上記エピタキシャル層を取り去る。
次に、可変分布反射器[I[1]、 [IV]に対す
る位置で基板に所定のピッチのグレーティングを形成す
る。[II[]と[rV]のグレーティングのピッチは
同じでよい。
る位置で基板に所定のピッチのグレーティングを形成す
る。[II[]と[rV]のグレーティングのピッチは
同じでよい。
次に、基板上にInGaAsPからなり発振波長に対し
て透明である導波路層(2,3,4) 、 p−1nP
から成るクラッド層を順次エピタキシャル成長する。次
にフォトレジストによるパターンニングと反応性イオン
ビームエツチングによりメサ構造にエツチング除去し、
更に、埋込み構造を得るようにブロック層InPをメサ
の両側にエピタキシャル成長する。
て透明である導波路層(2,3,4) 、 p−1nP
から成るクラッド層を順次エピタキシャル成長する。次
にフォトレジストによるパターンニングと反応性イオン
ビームエツチングによりメサ構造にエツチング除去し、
更に、埋込み構造を得るようにブロック層InPをメサ
の両側にエピタキシャル成長する。
その後、各領域の電気的分離を得るように上部クラッド
層の中まで分離溝を作り込み、1−InPを再度埋込む
。
層の中まで分離溝を作り込み、1−InPを再度埋込む
。
最後に、第1図に示すように活性領域[工]。
位相調整領域[■]、可変分布反射器[■]。
[■]、検出器[V]を電気的に絶縁・分離するように
、それぞれの領域に電極を付は分離形成すると、本発明
の光検出装置付き波長可変DBRレーザが得られる。
、それぞれの領域に電極を付は分離形成すると、本発明
の光検出装置付き波長可変DBRレーザが得られる。
さて上記DBRレーザにおいて、可変分布反射器は注入
電流制御器23により半導体からなる導波路に電流を注
入することにより、バンド間吸収とプラズマ吸収の分散
のために媒質の屈折率が変わり、導波路3の伝搬定数が
変化することを用いて、そのブラッグ波長を電気的に変
えることができる。また、位相調整領域[11]におい
ても同様の原理を用い注入電流制御器22により導波路
2の伝搬定数を変化させ位相を制御できる。このため、
DBR領域[m]と位相調整領域[Ir]への注入電流
量をしきい電流が最小になるよう制御することにより、
結果として発振波長を電気的に制御でき、安定な動的単
一モードで発振させることができる。
電流制御器23により半導体からなる導波路に電流を注
入することにより、バンド間吸収とプラズマ吸収の分散
のために媒質の屈折率が変わり、導波路3の伝搬定数が
変化することを用いて、そのブラッグ波長を電気的に変
えることができる。また、位相調整領域[11]におい
ても同様の原理を用い注入電流制御器22により導波路
2の伝搬定数を変化させ位相を制御できる。このため、
DBR領域[m]と位相調整領域[Ir]への注入電流
量をしきい電流が最小になるよう制御することにより、
結果として発振波長を電気的に制御でき、安定な動的単
一モードで発振させることができる。
さて、共振器より発生したレーザ光は第1図左側活性領
域端面から出射するが、後側は可変分布反射器[rV]
を通過する。レーザ光の波長をλ。
域端面から出射するが、後側は可変分布反射器[rV]
を通過する。レーザ光の波長をλ。
とすると、光検出部の可変分布反射器[rt/]への注
入電流は!、のときブラッグ波長人!で透過率が最大と
なるため、検出器の信号は最大となる。
入電流は!、のときブラッグ波長人!で透過率が最大と
なるため、検出器の信号は最大となる。
今、レーザ光(被検出光)の波長をλ゛1とし、所望の
波長λ1から第2図に示すようにずれていると仮定する
。また、可変分布反射器[IV]への注入電流を11を
中心に■1−ΔIからI、+ΔIの範囲において注入し
た場合、光導波路の媒体の屈折率はプラズマ効果とバン
ド端のシフトのためにブラッグ波長はλ1+Δλからλ
。
波長λ1から第2図に示すようにずれていると仮定する
。また、可変分布反射器[IV]への注入電流を11を
中心に■1−ΔIからI、+ΔIの範囲において注入し
た場合、光導波路の媒体の屈折率はプラズマ効果とバン
ド端のシフトのためにブラッグ波長はλ1+Δλからλ
。
Δλ1まで直線的に変化し、注入電流■1−ΔI。
! 、、! 、+Δ■に対する分布反射器[1’t/]
の透過率の波長依存性は第3図に示すB、A、Cとなる
。以下では、注入電流として第4図(a)のように、■
、+ΔI、1..I、−Δ■の3値を光源のデータ信号
よりも十分長い周期で繰り返す場合について説明する。
の透過率の波長依存性は第3図に示すB、A、Cとなる
。以下では、注入電流として第4図(a)のように、■
、+ΔI、1..I、−Δ■の3値を光源のデータ信号
よりも十分長い周期で繰り返す場合について説明する。
注入電流がI、−ΔI、I、、I、+ΔIのときの分布
反射器のブラッグ波長はλ1+Δλ。
反射器のブラッグ波長はλ1+Δλ。
λ1.λ1−Δλにそれぞれ対応する。被検出光の波長
λ′がλ、くλ°〈λ1+Δλにずれている場合、光検
出器の出力は第4図(b)に示すように注入電流■1−
ΔIと1.+ΔIのときの先出力レベルには差が生じて
しまう。そこでこの差をゼロにするように光源の波長を
修正していくと第4図(b)の右側のようにそれらの差
は減少していき出力、は等しくなり、それと同時に注入
電流11の時間に対する光出力レベルは増加していき、
あるレベルに達することになる。この方法では、波長可
変型レーザのDBR領域[I11]の注入電流を変化さ
せることになる。このような状態になったとき、被検出
光の波長は所望の波長λ1に一致している。
λ′がλ、くλ°〈λ1+Δλにずれている場合、光検
出器の出力は第4図(b)に示すように注入電流■1−
ΔIと1.+ΔIのときの先出力レベルには差が生じて
しまう。そこでこの差をゼロにするように光源の波長を
修正していくと第4図(b)の右側のようにそれらの差
は減少していき出力、は等しくなり、それと同時に注入
電流11の時間に対する光出力レベルは増加していき、
あるレベルに達することになる。この方法では、波長可
変型レーザのDBR領域[I11]の注入電流を変化さ
せることになる。このような状態になったとき、被検出
光の波長は所望の波長λ1に一致している。
そして、その後注入電流11での光出力レベルを所望の
光出力に合わせるべく光源の光出力を波長を変化させな
いように増加させるわけである。
光出力に合わせるべく光源の光出力を波長を変化させな
いように増加させるわけである。
しかし、このときやはり波長もずれてしまうため、前述
の操作をくり返してフィードバックをかけながら必要な
光出力と波長に制御することになる。
の操作をくり返してフィードバックをかけながら必要な
光出力と波長に制御することになる。
次に第5図(a)に示すように、分布反射器[IV]へ
の注入電流をI、+ΔI、I、−ΔIの2値を周期的に
繰り返す場合について説明する。
の注入電流をI、+ΔI、I、−ΔIの2値を周期的に
繰り返す場合について説明する。
この場合も上記注入電流の変調の周期はデータ信号に比
べて十分大きいものとする。被検出光の波長λ°1が所
望の波長λ、かうずれているとき、注入電流11+ΔI
、I、−ΔIの時の分布反射器[rV]の透過率の波長
依存性は、第3図に示すCとBにそれぞれ対応する。そ
のためλ°1がλ1〈λ°1<λ1+Δλに変化した場
合、注入電流11+ΔIのとき光検出器の出力は小さく
、注入電流11−Δ■のとき光検出器の出力は大きくな
る。
べて十分大きいものとする。被検出光の波長λ°1が所
望の波長λ、かうずれているとき、注入電流11+ΔI
、I、−ΔIの時の分布反射器[rV]の透過率の波長
依存性は、第3図に示すCとBにそれぞれ対応する。そ
のためλ°1がλ1〈λ°1<λ1+Δλに変化した場
合、注入電流11+ΔIのとき光検出器の出力は小さく
、注入電流11−Δ■のとき光検出器の出力は大きくな
る。
この2つの状態における光出力を等しくすることが被検
出光の波長をλ°宜からλ1に等しくすることであるか
ら、波長可変型レーザのDBR領域[m]への注入電流
の値を変化させて両者の光出力を時間的に一定となるよ
うに制御する。この−定になった光出力はレーザ素子の
発振している光出力に対応するから、これにより光出力
制御が可能である。
出光の波長をλ°宜からλ1に等しくすることであるか
ら、波長可変型レーザのDBR領域[m]への注入電流
の値を変化させて両者の光出力を時間的に一定となるよ
うに制御する。この−定になった光出力はレーザ素子の
発振している光出力に対応するから、これにより光出力
制御が可能である。
また、第6図(a)に示すように、分布反射器[rt/
]への注入電流が連続的に変化する場合でも本発明は可
能である。可変分布領域[IV]への注入電流をI、+
ΔIと!、−Δ■間で直線的に変化させる場合、光検出
器の出力特性は、第6図(b)に示すように被検出光の
波長に一致する分布反射器のブラッグ波長の時に出力は
最大となり、■、±ΔIのときに極小値をとる。これら
の極小値の出力レベルを等しくするように波長可変型レ
ーザのDBR領域[m]への注入キャリア量を変化させ
て帰還すれば被検出光は所望の波長λ1に近づいていく
。また、検出器の光出力レベルの最大値は被検出光の波
長がλ、−Δλからλ1+Δλの間にあれば必ず生じる
が、このレベルから被検出光の全光出力が検出できるの
で上記レーザのAPC駆動も可能である。
]への注入電流が連続的に変化する場合でも本発明は可
能である。可変分布領域[IV]への注入電流をI、+
ΔIと!、−Δ■間で直線的に変化させる場合、光検出
器の出力特性は、第6図(b)に示すように被検出光の
波長に一致する分布反射器のブラッグ波長の時に出力は
最大となり、■、±ΔIのときに極小値をとる。これら
の極小値の出力レベルを等しくするように波長可変型レ
ーザのDBR領域[m]への注入キャリア量を変化させ
て帰還すれば被検出光は所望の波長λ1に近づいていく
。また、検出器の光出力レベルの最大値は被検出光の波
長がλ、−Δλからλ1+Δλの間にあれば必ず生じる
が、このレベルから被検出光の全光出力が検出できるの
で上記レーザのAPC駆動も可能である。
本実施例の波長可変型DBRレーザを用いると、λ1か
らλ2に設定波長を変えても安定化させることが容易で
ある。この際あらかじめ可変分布反射器[rV]のブラ
ッグ波長がλ2になるようそこへの注入電流をI2に設
定しておく。大きく数十メートル程度波長を変化させる
場合、DBRレーザ側への注入電流もおおよそわかって
いるので、いったんレーザ発振させてから、その出力光
モ後部の検出部を用いてλ2にしぼり込むことになる。
らλ2に設定波長を変えても安定化させることが容易で
ある。この際あらかじめ可変分布反射器[rV]のブラ
ッグ波長がλ2になるようそこへの注入電流をI2に設
定しておく。大きく数十メートル程度波長を変化させる
場合、DBRレーザ側への注入電流もおおよそわかって
いるので、いったんレーザ発振させてから、その出力光
モ後部の検出部を用いてλ2にしぼり込むことになる。
以上のように本発明の光検出装置を備えた波長可変型D
BRレーザ装置によれば、波長調整手段が集積化された
波長可変型レーザが得られる。分布反射器[IV]への
注入電流信号と光検出器の出力信号からレーザの可変分
布反射器[m]の導波路に流す電流を制御することによ
り、容易に発振波長を電気的に制御できる。また、同時
に光出力をも検出できるので、光出力制御も容易である
。
BRレーザ装置によれば、波長調整手段が集積化された
波長可変型レーザが得られる。分布反射器[IV]への
注入電流信号と光検出器の出力信号からレーザの可変分
布反射器[m]の導波路に流す電流を制御することによ
り、容易に発振波長を電気的に制御できる。また、同時
に光出力をも検出できるので、光出力制御も容易である
。
上述の実施例においては、InP系の埋め込み型半導体
レーザについて説明してきたが、本発明は、GaAlA
s系等の他の化合物半導体材料にも適用され、レーザ構
造もリッジ導波路型等の屈折率導波型金てに適用できる
ことは言うまでもない。
レーザについて説明してきたが、本発明は、GaAlA
s系等の他の化合物半導体材料にも適用され、レーザ構
造もリッジ導波路型等の屈折率導波型金てに適用できる
ことは言うまでもない。
また、動的単一モードレーザとして、ここでは分布ブラ
ッグ反射型構造を用いたが、分布帰還型構造でも他の構
造でも波長可変であれば適用できる。
ッグ反射型構造を用いたが、分布帰還型構造でも他の構
造でも波長可変であれば適用できる。
本実施例では、可変分布反射器の導波路の伝搬定数を変
化させる手段として電流を注入しキャリア密度を変化さ
せてバンド間吸収とプラズマ効果による媒質の屈折率変
化のために伝搬定数が変化することを用いてブラッグ波
長を制御したが、電気光学効果を用いて導波路の屈折率
を変えても良い。
化させる手段として電流を注入しキャリア密度を変化さ
せてバンド間吸収とプラズマ効果による媒質の屈折率変
化のために伝搬定数が変化することを用いてブラッグ波
長を制御したが、電気光学効果を用いて導波路の屈折率
を変えても良い。
本発明の光検出装置は、単体素子としても用いることが
可能で、通信システムのマスターの光制御用に波長の標
準化、光出力の標準化のために前述と同様に用いること
ができる。
可能で、通信システムのマスターの光制御用に波長の標
準化、光出力の標準化のために前述と同様に用いること
ができる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、波長制御手段が
容易に半導体レーザ素子に一体集積化することができ、
発振波長及び光出力を制御可能なシステムをコンパクト
に構成できる効果がある。
容易に半導体レーザ素子に一体集積化することができ、
発振波長及び光出力を制御可能なシステムをコンパクト
に構成できる効果がある。
東1図は、本発明を実施した波長制御用光検出装置付き
波長可変型DBRレーザ装置の共振方向断面図の模式図
及び電気制御回路図、 第2図は、被検出光の波長スペクトル、第3図は可変分
布反射器の透過波長スペクトル、第4図(a)、第5図
(a)および第6図(a)は可変分布反射器への注入電
流波形図、 第4図(b)、第5図(b)右よび第6図(b)は被検
出光λ゛1の光検出器における出力信号図である。 [工]・−波長可変型DBRレーザの活性領域[■]・
−波長可変型DBRレーザの位相調整領域 [I[1]・−波長可変型DBRレーザの可変分布反射
領域 [rV]・・・光検出装置の可変分布反射領域[V]・
・・光検出装置の光検出領域 1・・・利得導波路 2・・・光導波路 3.4・・・DBR導波路 5・・・吸収導波路 11〜15・・・各領域の電極 21〜24・・・注入電流制御器 25・・・光検出制御器 特許出願人 キャノン株式会社
波長可変型DBRレーザ装置の共振方向断面図の模式図
及び電気制御回路図、 第2図は、被検出光の波長スペクトル、第3図は可変分
布反射器の透過波長スペクトル、第4図(a)、第5図
(a)および第6図(a)は可変分布反射器への注入電
流波形図、 第4図(b)、第5図(b)右よび第6図(b)は被検
出光λ゛1の光検出器における出力信号図である。 [工]・−波長可変型DBRレーザの活性領域[■]・
−波長可変型DBRレーザの位相調整領域 [I[1]・−波長可変型DBRレーザの可変分布反射
領域 [rV]・・・光検出装置の可変分布反射領域[V]・
・・光検出装置の光検出領域 1・・・利得導波路 2・・・光導波路 3.4・・・DBR導波路 5・・・吸収導波路 11〜15・・・各領域の電極 21〜24・・・注入電流制御器 25・・・光検出制御器 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、波長可変レーザに、入力する電気信号を変化させる
ことによりブラッグ波長が変化しかつ電気信号とブラッ
グ波長の相関が明らかにされている分布反射器を光学的
に結合し、さらに光の強度を検出できる光検出器を光学
的に結合し、波長可変レーザの所望の発振波長が決めら
れたとき、この所望の波長と等しい値の分布反射器のブ
ラッグ波長に対応して該相関から分布反射器の設定電気
信号を決め、この設定電気信号より小さな電気信号を決
め、設定電気信号と該電気信号との和信号と、設定電気
信号と該電気信号との差信号との間で分布反射器に入力
する電気信号を周期的に変化させながら光検出器によっ
て光の強度を検出し、該和信号のときの光の強度と該差
信号のときの光の強度との差をとり、波長可変レーザの
発振波長を変化させてこの差がゼロとなるようにするこ
とにより、波長可変レーザの発振波長を所望の発振波長
に合わせることを特徴とする波長可変レーザの波長制御
方法。 2、電流注入が可能なように電極が形成されており、入
力する電気信号を変化させることによりブラッグ波長が
変化する回折格子が形成された光導波路からなる分布反
射器と、光の強度を検出できる電気信号検出のための電
極が形成された光検出器が光学的に結合され、電気的に
は独立に形成されてなる光検出装置。 3、波長可変レーザと請求項2に記載の光検出装置が同
一基板上にモノリシックに形成され、かつ該波長可変レ
ーザ、該光検出装置の分布反射器および該光検出装置の
光検出器がこの順に光学的に結合されて電気的に独立に
形成されてなる光検出装置を備えた波長可変レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8158689A JPH02262387A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 波長可変レーザおよびその波長制御方法ならびに光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8158689A JPH02262387A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 波長可変レーザおよびその波長制御方法ならびに光検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02262387A true JPH02262387A (ja) | 1990-10-25 |
Family
ID=13750425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8158689A Pending JPH02262387A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 波長可変レーザおよびその波長制御方法ならびに光検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02262387A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007227723A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変光源装置、及び、波長可変光源制御方法 |
JP2011249619A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長可変半導体レーザ |
-
1989
- 1989-04-03 JP JP8158689A patent/JPH02262387A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007227723A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変光源装置、及び、波長可変光源制御方法 |
JP2011249619A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長可変半導体レーザ |
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