JPH04343283A - Integrated semiconductor laser ray source - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信あるい
は光計測等の目的に用いられる、単一波長の光を発生す
る半導体レーザ光源に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser light source that generates light of a single wavelength and is used for purposes such as optical fiber communication or optical measurement.
【０００２】0002
【従来の技術】光ファイバ通信や光計測の分野において
は、単一波長の光を発生するコンパクトな半導体レーザ
が用いられており、その発生した光の波長広がり（以下
、線幅という）を狭くすることは、応用分野において必
要不可欠である。従来は、半導体レーザの単一波長性の
向上のために回折格子を内蔵した分布帰還型レーザ（以
下、ＤＦＢレーザという）や分布反射型レーザ（以下、
ＤＢＲレーザという）の検討が盛んに行われており、素
子単体で１００ｋＨｚ程度の線幅が得られている。（例
えば、Ｍ．Ｏｋａｉ等、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
ｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏ
ｌ．２，Ｎｏ．８，ｐｐ．５２９−５３０，１９９０，
“Ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ−ｐｉｔｃｈ−ｍｏｄｕｌａ
ｔｅｄ ＭＱＷ−ＤＦＢ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ
ｎａｒｒｏｗ ｓｐｅｃｔｒａｌｌｉｎｅｗｉｄ
ｔｈ（１７０ｋＨｚ）”．）しかしさらなる線幅低減及
びその発振波長の安定化は、応用分野の特性向上の点で
必要なことである。単一波長半導体レーザの線幅、及び
発振波長の安定化には、波長依存性のある反射率を有す
る鏡により、半導体レーザの外部に共振器を形成する方
法がある。（例えば、Ｂ．Ｄａｈｍａｎｉ等、Ｏｐｔｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１１，
ｐｐ．８７６−８７８，１９８７，“Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｒｅｓ
ｏｎａｎｔｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ”，Ｈ
．Ｌｉ等、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２５
，Ｎｏ．３，ｐｐ．２５７−２６４，１９８９，“Ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｎｏｉｓｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＧａＡｌＡｓ ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｙ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒｏｍａｎ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．，ａｎｄ ｖｏｌ．２５，Ｎ
ｏ．８，ｐｐ．１７８２−１７９３，１９８９，“Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｉｓｅ ｓ
ｐｅｃｔｒａ ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ ｄｉｏ
ｄｅ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｂａ
ｃｋ ｆｒｏｍ ａ ｈｉｇｈ−ｆｉｎｅｓｓｅ
ｒｅｓｏｎａｔｏｒ”．）しかしこの技術を実現す
る方法としては、光学定盤上でレンズ，微動器等を用い
て光学系を組むことが行われており、機械的振動に非常
に弱かった。また安定化された光の光周波数を半導体レ
ーザへの直接変調により変調することはできなかった。[Prior Art] In the fields of optical fiber communication and optical measurement, compact semiconductor lasers that generate light of a single wavelength are used, and the wavelength spread (hereinafter referred to as linewidth) of the generated light is narrowed. It is essential to do this in applied fields. Conventionally, distributed feedback lasers (hereinafter referred to as DFB lasers) and distributed reflection lasers (hereinafter referred to as DFB lasers) have been used to improve the single wavelength property of semiconductor lasers.
DBR lasers (DBR lasers) are being actively studied, and a linewidth of about 100 kHz has been obtained with a single device. (For example, M. Okay et al., IEEE Photonic
s Technology Letters, vo
l. 2, No. 8, pp. 529-530, 1990,
“Corrugation-pitch-modula
ted MQW-DFB laser with
narrow spectral line wide
th (170kHz)".) However, further linewidth reduction and stabilization of the oscillation wavelength are necessary from the viewpoint of improving the characteristics of the application field. Stabilization of the linewidth and oscillation wavelength of single wavelength semiconductor lasers There is a method in which a resonator is formed outside a semiconductor laser by a mirror having a wavelength-dependent reflectance (for example, B. Dahmani et al., Opti
cs Letters, vol. 12, No. 11,
pp. 876-878, 1987, “Frequenc.
y stabilization of semic
onductor lasers by res
onantoptical feedback”,H
．． Li et al., IEEE Journal of Q.
uantum Electronics, vol. 25
, No. 3, pp. 257-264, 1989, “Ef.
fficient frequency
reduction of GaAlAs se
micondactor lasers by o
physical feedback froman
external high-finesse
resonator”., and vol.25, N
o. 8, pp. 1782-1793, 1989, “An
lysis of the noise
pectra of a laser dio
with optical feedba
ck from a high-finesse
However, the method to realize this technology was to assemble an optical system using lenses, fine movers, etc. on an optical surface plate, which was extremely susceptible to mechanical vibration. It was not possible to modulate the optical frequency of the emitted light by direct modulation to a semiconductor laser.
【０００３】また数個の単一波長半導体レーザの出力光
波長を、特定の光周波数間隔とし、同一光ファイバによ
り情報を伝送する方法においては（以下、光ＦＤＭ方式
という）、数個の半導体レーザからの出力光波長を、特
定の光周波数間隔に固定するためにファブリペロ型分光
器の共振特性を利用し、出力光波長をその隣接する共振
ピークに固定するという方法がとられていた。（例えば
、Ｈ．Ｔｏｂａ等、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．
１９，ｐｐ．５０−５４，１９８８，“Ａ ｍｕｌｔ
ｉ−ｃｈａｎｎｅｌ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｆｏｒｎ
ａｒｒｏｗｌｙ ｓｐａｃｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”．）こ
のため光源は非常に大きなものとなり、また機械的振動
等に非常に弱いものであった。Furthermore, in a method in which the output light wavelengths of several single-wavelength semiconductor lasers are set at specific optical frequency intervals and information is transmitted through the same optical fiber (hereinafter referred to as optical FDM method), several semiconductor lasers In order to fix the output light wavelength from a spectrometer to a specific optical frequency interval, a method has been used in which the resonance characteristics of the Fabry-Perot spectrometer are used to fix the output light wavelength to adjacent resonance peaks. (For example, H. Toba et al., Journal of Opt.
ical Communications, vol.
19, pp. 50-54, 1988, “A mult
i-channel laser diode
frequency stabilizerforn
arrowly spaced optical
frequency-division-multi
(plexing transmission).) Therefore, the light source is extremely large and is also extremely susceptible to mechanical vibrations and the like.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、従来の
ＤＦＢレーザ，ＤＢＲレーザあるいは光ＦＤＭ方式にお
いては、機械的振動に弱く、安定化された光の周波数を
半導体レーザへの直接変調によって変調することができ
ず、あるいは光源が非常に大形になるという欠点があっ
た。[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, conventional DFB lasers, DBR lasers, and optical FDM systems are susceptible to mechanical vibration, and it is difficult to modulate the stabilized frequency of light by direct modulation to a semiconductor laser. However, there were disadvantages in that it was not possible to do so, or the light source became very large.
【０００５】本発明はこの様な従来の欠点を解決し、半
導体レーザと導波型光学フィルタとを同一半導体基板上
に形成することにより、光学系の機械的不安定さを除去
した、コンパクトな線幅の狭い、発振波長の安定化され
た集積型半導体レーザ光源を提供することを目的とする
。The present invention solves these conventional drawbacks and provides a compact optical system that eliminates the mechanical instability of the optical system by forming a semiconductor laser and a waveguide optical filter on the same semiconductor substrate. An object of the present invention is to provide an integrated semiconductor laser light source with a narrow linewidth and a stabilized oscillation wavelength.
【０００６】さらに、前記導波型光学フィルタを、電界
を印加する、あるいは電流を注入することが可能となる
構造とすることにより、安定化された出力光の光周波数
を変調可能とした集積型半導体レーザ光源を提供するこ
とを目的とする。[0006]Furthermore, the waveguide type optical filter has a structure that allows an electric field to be applied or a current to be injected, thereby making it possible to modulate the optical frequency of the stabilized output light. The purpose is to provide a semiconductor laser light source.
【０００７】また、本発明による光源において、導波型
半導体光フィルタを多重干渉型とし、長さ，形状を同一
としたものをアレー化することにより、光周波数間隔が
一定で、線幅が狭く、かつ発振波長が安定化された光Ｆ
ＤＭ方式用光源を構築することを目的としている。In addition, in the light source according to the present invention, the waveguide semiconductor optical filter is a multiple interference type, and by arranging filters with the same length and shape, the optical frequency interval is constant and the line width is narrow. , and the light F whose oscillation wavelength is stabilized
The purpose is to construct a light source for DM system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は単一波長で発振を行う半導体レーザと、
反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタとが半導体
光導波路を介して、同一半導体基板上に形成されてなる
ことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser that oscillates at a single wavelength,
A waveguide type optical filter whose reflectance is wavelength dependent is formed on the same semiconductor substrate via a semiconductor optical waveguide.
【０００９】さらに本発明はそれぞれ単一波長で発振を
行う半導体レーザと、反射率が波長依存性を持つ導波型
光フィルタとが半導体光導波路を介して、同一半導体基
板上に形成されている半導体レーザ光源が複数集積され
、かつ前記導波型光フィルタが多重干渉型であり、かつ
その長さおよび形状が同一であることを特徴とする。Further, in the present invention, a semiconductor laser that oscillates at a single wavelength and a waveguide optical filter whose reflectance is wavelength dependent are formed on the same semiconductor substrate via a semiconductor optical waveguide. It is characterized in that a plurality of semiconductor laser light sources are integrated, and the waveguide type optical filter is a multiple interference type, and has the same length and shape.
【００１０】0010
【作用】反射率が波長依存性を有する導波型光フィルタ
を半導体光導波路を介して単一波長半導体レーザに結合
する構造を、同一半導体基板上に形成することにより、
当該導波型光フィルタからの戻り光で、半導体レーザか
らの出力光の線幅が狭くなり、かつその波長安定化が行
われる光源が実現できる。また導波型半導体光フィルタ
に電界印加あるいは電流注入を行うことで等価屈折率を
変化させ、光フィルタの透過帯域を変化させることによ
り光源からの出力光の光周波数を変調することができる
光源が実現できる。[Operation] By forming on the same semiconductor substrate a structure in which a waveguide optical filter whose reflectance is wavelength dependent is coupled to a single wavelength semiconductor laser via a semiconductor optical waveguide,
It is possible to realize a light source in which the line width of the output light from the semiconductor laser is narrowed by the return light from the waveguide optical filter, and its wavelength is stabilized. In addition, there are light sources that can modulate the optical frequency of the output light from the light source by applying an electric field or injecting current to a waveguide semiconductor optical filter to change the equivalent refractive index and change the transmission band of the optical filter. realizable.
【００１１】また、導波型半導体光フィルタを多重干渉
型とし、その長さ、形状を同一として、本発明による集
積型半導体レーザ光源をアレー化することにより、線幅
が狭く、波長が安定化された光を一定の光周波数間隔で
出力するアレー化光源が実現できる。Furthermore, by making the waveguide semiconductor optical filter a multiple interference type, making the length and shape the same, and arranging the integrated semiconductor laser light source according to the present invention, the linewidth is narrow and the wavelength is stabilized. It is possible to realize an arrayed light source that outputs light at regular optical frequency intervals.
【００１２】図１は、本発明による集積型半導体レーザ
光源の原理を示す図である。図中の曲線Ａは、光学フィ
ルタの反射率の光周波数依存性を示す。光学フィルタへ
入射した光は、その光周波数に応じた反射率で反射され
、単一波長半導体レーザへもどる。光学フィルタへ入射
する半導体レーザの波長が、図の黒丸で示された値をと
った場合を考える。このとき半導体レーザへは、一定の
光強度Ｐがある距離離れた光学フィルタから帰還されて
おり、外部共振器が形成されている。この効果により、
半導体レーザの発振波長はある程度安定化され、線幅は
ある程度狭くなる。光学フィルタへの入射光の光周波数
が△ｆだけ高周波数側へ変動した場合、本構成の光源で
は、光学フィルタからの反射光強度は△Ｐだけ増加する
。このため半導体レーザへ帰還される光強度が増加し、
半導体レーザ内のキャリア密度を減少させる。キャリア
密度の減少は共振器内の屈折率を増加させ、発生する光
の光周波数が低周波数側へ変動し、負帰還が達成され、
半導体レーザの発振波長は強く安定化され、線幅は狭く
なる。この負帰還の行われる周波数帯域は半導体レーザ
のイントリンシックな周波数変調帯域で決まり、１０Ｇ
Ｈｚ以上の帰還周波数帯域となる。このため、光学フィ
ルタの共振ピークの光周波数を変化したときに、その変
化速度が周波数換算で１０ＧＨｚ程度までは、半導体レ
ーザの発振周波数は追従して変化し、本光源の光周波数
が変調される。FIG. 1 is a diagram showing the principle of an integrated semiconductor laser light source according to the present invention. Curve A in the figure shows the optical frequency dependence of the reflectance of the optical filter. The light incident on the optical filter is reflected with a reflectance according to the optical frequency and returns to the single wavelength semiconductor laser. Consider the case where the wavelength of the semiconductor laser incident on the optical filter takes the value indicated by the black circle in the figure. At this time, a constant light intensity P is fed back to the semiconductor laser from an optical filter located a certain distance away, forming an external resonator. This effect causes
The oscillation wavelength of the semiconductor laser is stabilized to some extent, and the linewidth is narrowed to some extent. When the optical frequency of the light incident on the optical filter changes toward the higher frequency side by Δf, in the light source of this configuration, the intensity of the reflected light from the optical filter increases by ΔP. Therefore, the light intensity returned to the semiconductor laser increases,
Decrease the carrier density within the semiconductor laser. The decrease in carrier density increases the refractive index within the resonator, and the optical frequency of the generated light changes to the lower frequency side, achieving negative feedback.
The oscillation wavelength of the semiconductor laser is strongly stabilized, and the linewidth is narrowed. The frequency band in which this negative feedback occurs is determined by the intrinsic frequency modulation band of the semiconductor laser, and is 10G
The feedback frequency band is Hz or higher. Therefore, when the optical frequency of the optical filter's resonance peak is changed, the oscillation frequency of the semiconductor laser will follow and change, and the optical frequency of this light source will be modulated until the rate of change is about 10 GHz in terms of frequency. .
【００１３】[0013]
実施例１
図２に本発明の一実施例を示す。半導体基板１上にレー
ザ光源２および導波型光フィルタ５が光導波路４を介し
て形成されている。本実施例においては、導波型光フィ
ルタとして、導波型回折格子５１と素子端面に形成され
た高反射膜５２とにより構成された多重干渉型ファブリ
ペロ干渉計５を用いた。多重干渉型ファブリペロ干渉計
５は、導波型回折格子５１と高反射膜５２との間の光の
多重干渉によりフィルタ特性を有する。本実施例に述べ
る構造は、すべて半導体のＩｎＰ基板１上に作成され、
光導波路４は、図３に示すように、光導波層を１．３μ
ｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ４１で形成し、それを単一モー
ド条件を満たすようにｐ−ＩｎＰ４２およびｎ−ＩｎＰ
４３で埋め込んだ構造を有する。当該光導波路は、ｐ−
ｎ接合を有し、電圧印加あるいは電流注入ができるよう
に形成した。また、導波型回折格子は、当該光導波層に
化学的エッチングを行うことにより凹凸を形成すること
により作成した。凹凸のピッチは約２０００Å程度であ
った。へき開面に形成された高反射膜５２は、ＳｉＯ２
とＴｉＯ２ の誘電体膜を２０層ずつ蒸着することに
より作成した。単一波長で発振する半導体レーザ２とし
て、ここでは基板１をＩｎＰとする、内部に回折格子を
有するＤＦＢレーザを用いた。また、当該ＤＦＢレーザ
と光導波路は、ＤＦＢレーザの１．５５μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰよりなる活性層２１と光導波路の光導波層４
１とを図４に示すごとくに突き合わせることにより結合
させた。図５にはこの光フィルタの反射率の光周波数依
存性を示す。本光源の出力光周波数は、図中の黒丸で示
された光周波数で安定化される。導波型光フィルタ５は
、光導波路４により単一波長で発振を行う半導体レーザ
２に結合されており、構成要素は同一の半導体基板１上
に形成されている。本光源の出力光周波数が、図５中の
どの光周波数（どの黒丸の点）で安定化されるかは、半
導体レーザへの注入電流量を調整することにより調整さ
れる。この集積型半導体レーザ光源は、半導体レーザへ
の電流注入量を変化したときに、出力光の光周波数が図
５の黒丸で示す不連続な値をとり、そのときの線幅は２
０ｋＨｚ、発振波長変動は３０分間で１ＭＨｚ以下であ
った。Example 1 FIG. 2 shows an example of the present invention. A laser light source 2 and a waveguide type optical filter 5 are formed on a semiconductor substrate 1 via an optical waveguide 4 . In this embodiment, a multiple interference Fabry-Perot interferometer 5 composed of a waveguide diffraction grating 51 and a high reflection film 52 formed on the end face of the element was used as the waveguide optical filter. The multiple interference type Fabry-Perot interferometer 5 has filter characteristics due to multiple interference of light between the waveguide type diffraction grating 51 and the high reflection film 52. The structure described in this example is all created on a semiconductor InP substrate 1,
As shown in FIG. 3, the optical waveguide 4 has an optical waveguide layer with a thickness of 1.3μ.
m-composition InGaAsP41, and p-InP42 and n-InP to satisfy the single mode condition.
It has a structure embedded with 43. The optical waveguide is p-
It has an n-junction and is formed so that voltage can be applied or current can be injected. Moreover, the waveguide type diffraction grating was created by chemically etching the optical waveguide layer to form irregularities. The pitch of the unevenness was about 2000 Å. The high reflection film 52 formed on the cleavage plane is made of SiO2
The dielectric film was prepared by depositing 20 dielectric films of TiO2 and TiO2. As the semiconductor laser 2 that oscillates at a single wavelength, a DFB laser whose substrate 1 is made of InP and has a diffraction grating inside is used here. In addition, the DFB laser and the optical waveguide are made of Indium with a composition of 1.55 μm in the DFB laser.
Active layer 21 made of GaAsP and optical waveguide layer 4 of the optical waveguide
1 and were joined by butting each other as shown in FIG. FIG. 5 shows the optical frequency dependence of the reflectance of this optical filter. The output optical frequency of this light source is stabilized at the optical frequency indicated by the black circle in the figure. The waveguide type optical filter 5 is coupled to the semiconductor laser 2 that oscillates at a single wavelength through the optical waveguide 4, and its components are formed on the same semiconductor substrate 1. The optical frequency (black circle point) in FIG. 5 at which the output optical frequency of this light source is stabilized is adjusted by adjusting the amount of current injected into the semiconductor laser. In this integrated semiconductor laser light source, when the amount of current injected into the semiconductor laser is changed, the optical frequency of the output light takes discontinuous values as shown by the black circles in Figure 5, and the line width at that time is 2.
0 kHz, and the oscillation wavelength fluctuation was 1 MHz or less in 30 minutes.
【００１４】また、導波型光フィルタ５の電極５３に電
圧印加あるいは電流注入を行うことにより光フィルタ５
の共振ピークの光周波数をシフトすることができ、この
共振ピークに安定化された光源の光周波数は、フィルタ
の共振ピークの光周波数のシフトにともない変化した。
本実施例の光源の変調可能な周波数は構成要素である半
導体レーザの変調帯域で決まり、１０ＧＨｚ以上の速度
で変調ができた。Furthermore, by applying a voltage or injecting a current to the electrode 53 of the waveguide type optical filter 5, the optical filter 5 can be
The optical frequency of the resonant peak of the filter can be shifted, and the optical frequency of the light source stabilized at this resonant peak changes with the shift of the optical frequency of the resonant peak of the filter. The frequency that can be modulated by the light source of this example is determined by the modulation band of the component semiconductor laser, and modulation can be performed at a speed of 10 GHz or more.
【００１５】実施例２
図６は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例におい
ては、導波型光フィルタとして、リング型光フィルタ７
を用いている。リング型光フィルタは直線光導波路７３
とリング型光導波路７４とから形成され、両者は隣接す
る導波路部分で方向性結合器を形成しており、リング型
光フィルタが構成されている。リング型光フィルタ７の
片端面側には、光を反射すべく高反射膜７１が形成され
ている。このフィルタの逆端面は単一波長で発振を行う
半導体レーザ２に結合しており、構成要素は同一基板１
上に形成されている。本実施例による素子は、実施例１
と同一原理で動作する。また本実施例中のリング型光フ
ィルタ７は、図６中のリング部に形成された電極７２か
ら導波路へ電圧印加、あるいは電流注入することにより
、共振ピークの光周波数を変化できる。これにより、光
源の出力光周波数を変調することができる。Embodiment 2 FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a ring type optical filter 7 is used as a waveguide type optical filter.
is used. The ring type optical filter is a straight optical waveguide 73
and a ring-shaped optical waveguide 74, and adjacent waveguide portions of both form a directional coupler, forming a ring-shaped optical filter. A high reflection film 71 is formed on one end surface of the ring-shaped optical filter 7 to reflect light. The opposite end face of this filter is coupled to a semiconductor laser 2 that oscillates at a single wavelength, and the components are the same substrate 1.
formed on top. The device according to this example is Example 1
It operates on the same principle. Further, in the ring type optical filter 7 in this embodiment, the optical frequency of the resonance peak can be changed by applying a voltage or injecting a current to the waveguide from the electrode 72 formed in the ring portion in FIG. Thereby, the output optical frequency of the light source can be modulated.
【００１６】実施例３
図７は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、第
１の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
５の長さ、形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ５の反射特性は一致して
いる。導波型回折格子の終端から素子のへき開面までの
距離は、すべての構成要素で同一になるように形成した
。これにより全構成要素の光フィルタのフィルタ特性は
同一になった。個々の半導体レーザの光出力周波数を制
御することによって、構成要素である個々の集積型半導
体レーザ光源で、安定化させる光フィルタの共振ピーク
光周波数を異ならせることにより、出力光周波数間隔が
光フィルタの共振ピーク間隔に一致した、等間隔の光周
波数を有する狭線幅，波長安定化アレー光源が実現でき
た。Embodiment 3 FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is an array of integrated semiconductor laser light sources according to the first embodiment. The length and shape of the waveguide optical filters 5 of each of the constituent light sources are manufactured to be the same. Therefore, the reflection characteristics of all the waveguide optical filters 5 are the same. The distance from the end of the waveguide diffraction grating to the cleavage plane of the element was formed to be the same for all components. As a result, the filter characteristics of the optical filters of all the constituent elements became the same. By controlling the optical output frequency of each semiconductor laser, and by varying the resonance peak optical frequency of the optical filter to be stabilized in each integrated semiconductor laser light source that is a constituent element, the output optical frequency interval can be adjusted according to the optical filter. We have realized a narrow linewidth, wavelength-stabilized array light source with equally spaced optical frequencies matching the resonance peak spacing of .
【００１７】実施例４
図７は、本発明の第４の実施例を示す。本実施例は、第
２の実施例による集積型半導体レーザ光源をアレー化し
たものである。構成する個々の光源の導波型光フィルタ
７の長さ，形状は同一となるように製作されている。こ
のため全ての導波型光フィルタ７の反射特性は一致して
いる。さらに、すべての構成要素内のリング型光導波路
の大きさは同一とし、これにより全構成要素内の光フィ
ルタのフィルタ特性は同一になった。個々の半導体レー
ザの光出力周波数を制御することによって、構成要素で
ある個々の集積型半導体レーザ光源で、安定化に用いる
光フィルタの共振ピーク光周波数を異ならせることによ
り、出力光周波数間隔が光フィルタの共振ピーク間隔に
一致した、等間隔の光周波数を有する狭線幅，波長安定
化アレー光源が実現できた。Embodiment 4 FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is an array of integrated semiconductor laser light sources according to the second embodiment. The length and shape of the waveguide optical filters 7 of each of the constituent light sources are manufactured to be the same. Therefore, the reflection characteristics of all the waveguide optical filters 7 are the same. Furthermore, the sizes of the ring-shaped optical waveguides in all the components were made the same, so that the filter characteristics of the optical filters in all the components were made the same. By controlling the optical output frequency of each semiconductor laser, and by varying the resonant peak optical frequency of the optical filter used for stabilization in each integrated semiconductor laser light source that is a component, the output optical frequency interval can be adjusted. A narrow linewidth, wavelength-stabilized array light source with equally spaced optical frequencies matching the resonant peak spacing of the filter was realized.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上、具体的な実施例により説明したよ
うに、本発明により、発振波長が安定化され、線幅の狭
い、コンパクトで機械的振動に強い、集積型半導体レー
ザ光源が実現できた。さらに、本発明により、発振波長
間隔が一定で、個々の波長が安定化されており、かつ線
幅の狭いアレー光源が実現できた。[Effects of the Invention] As described above with reference to specific examples, the present invention makes it possible to realize an integrated semiconductor laser light source that is compact, resistant to mechanical vibration, with a stabilized oscillation wavelength and a narrow linewidth. Ta. Further, according to the present invention, an array light source in which the oscillation wavelength interval is constant, the individual wavelengths are stabilized, and the line width is narrow can be realized.
【図１】本発明の集積型半導体レーザ光源の原理を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of an integrated semiconductor laser light source of the present invention.
【図２】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図３】光導波路の構造を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an optical waveguide.
【図４】半導体レーザと光導波路の結合を示す模式的断
面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing coupling between a semiconductor laser and an optical waveguide.
【図５】本発明の一実施例を構成する導波型光フィルタ
の反射率の光周波数依存性を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the optical frequency dependence of the reflectance of a waveguide type optical filter constituting an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
１ 半導体基板
２ 単一波長半導体レーザ
３ 半導体レーザへの電流注入用電極４ 光導波路
５ ファブリペロ型光フィルタ
５１ 導波型回折格子
５２ 高反射膜
５３ 光フィルタへの電圧印加あるいは電流注入用電
極７ リング共振器型光フィルタ
７１ 高反射膜1 Semiconductor substrate 2 Single wavelength semiconductor laser 3 Electrode for injecting current into the semiconductor laser 4 Optical waveguide 5 Fabry-Perot optical filter 51 Waveguide type diffraction grating 52 Highly reflective film 53 Electrode for applying voltage to the optical filter or injecting current 7 Ring Cavity type optical filter 71 High reflection film
Claims (2)
、反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタとが半導
体光導波路を介して、同一半導体基板上に形成されてな
ることを特徴とする集積型半導体レーザ光源。[Claim 1] A semiconductor laser that oscillates at a single wavelength and a waveguide optical filter whose reflectance is wavelength dependent are formed on the same semiconductor substrate via a semiconductor optical waveguide. An integrated semiconductor laser light source.
レーザと、反射率が波長依存性を持つ導波型光フィルタ
とが半導体光導波路を介して、同一半導体基板上に形成
されている半導体レーザ光源が複数集積され、かつ前記
導波型光フィルタが多重干渉型であり、かつその長さお
よび形状が同一であることを特徴とする集積型半導体レ
ーザ光源。[Claim 2] A semiconductor laser in which a semiconductor laser that oscillates at a single wavelength and a waveguide optical filter whose reflectance is wavelength dependent are formed on the same semiconductor substrate via a semiconductor optical waveguide. An integrated semiconductor laser light source characterized in that a plurality of light sources are integrated, and the waveguide type optical filter is of a multiple interference type and has the same length and shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484891A JPH04343283A (en) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Integrated semiconductor laser ray source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484891A JPH04343283A (en) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Integrated semiconductor laser ray source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343283A true JPH04343283A (en) | 1992-11-30 |
Family
ID=14648227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11484891A Pending JPH04343283A (en) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Integrated semiconductor laser ray source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04343283A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028393A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Korea Electronics Telecommun | Long cavity single-mode laser diode |
| US7738794B2 (en) * | 2005-11-15 | 2010-06-15 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
| JP2013156288A (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical semiconductor device |
| JP2015002335A (en) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 日本電信電話株式会社 | Integrated semiconductor light source |
| WO2017056474A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 日本電気株式会社 | Semiconductor laser light source |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP11484891A patent/JPH04343283A/en active Pending
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| US8068744B2 (en) | 2005-11-15 | 2011-11-29 | Fujitsu Limted | Optical transmitter |
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