JPH08111567A - 誘導ブリリュアン散乱を抑制する装置 - Google Patents

誘導ブリリュアン散乱を抑制する装置

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JPH08111567A
JPH08111567A JP7270711A JP27071195A JPH08111567A JP H08111567 A JPH08111567 A JP H08111567A JP 7270711 A JP7270711 A JP 7270711A JP 27071195 A JP27071195 A JP 27071195A JP H08111567 A JPH08111567 A JP H08111567A
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tuning
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、誘導ブリリュアン散乱（ＳＢＳ）
を抑制するような同調可能な分散型ブラグリフレクタレ
ーザを提供する。 【解決手段】 本発明の半導体レーザ装置は、ディザー
信号に応答するチューナを有する半導体レーザを用い
て、光ファイバ内のＳＢＳを抑制するものである。この
チューナは、ディザー信号である連続的なシヌソイド電
流に応答し、レーザ発振周波数を制御して半導体レーザ
を同調する。第１の実施例では、このチューナは、半導
体レーザの受動導波路に熱的に結合された抵抗を有し、
この抵抗は、ディザー信号に応答して半導体レーザの同
調を制御する受動導波路を加熱する。そして第２の実施
例では、このチューナは、ディザー信号に応答して半導
体レーザの受動導波路に連続的にバイアスを掛けて半導
体レーザの同調を制御している。このチューナは、バイ
アス電流を半導体レーザの受動導波路に連続的に注入し
て受動導波路に連続的にバイアスを掛けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同調可能なレー
ザ、特に誘導ブリリュアン散乱を抑制する連続的に同調
可能な分散型ブラグリフレクタレーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導ブリリュアン散乱「Stimulated Bri
llouin Scattering (SBS)」を抑制するには、例えばノ
ンリターントゥゼロ「non-return-to-zero (NRZ)」信号
のような８−１０ｄＢｍの平均パワーレベルで送信する
レーザのライン幅を広げる必要がある。このライン幅を
広げることはレーザの直接変調により行われている。大
きなライン幅拡張係数αは、受信機の感度に対し電力消
費を引き起こすような振幅変調（ＡＭ）を再評価するの
に好ましい。非常に高い出力パワーに対してはこの残留
ＡＭは、高いαを有するレーザが採用されそのために数
ｄＢの損失を伴う場合でも極めて大きいものとなる。
【０００３】同調可能な半導体レーザは、特定のレーザ
発振周波数に選択的に同調されるものとして公知であ
る。Ｓ．Ｌ．ウッドワード他の著による「"A DBR Laser
Tunable by Resistive Heating", IEEE PHOTONICS TEC
H. LETTERS, Vol. 4, No. 12,December 1992, pp. 1330
-1332」によれば、ＤＢＲレーザの受動導波路領域及び
／またはプラグ領域を選択的に加熱することにより、レ
ーザを個別のレーザ発振周波数に同調できる旨が記載さ
れている。
【０００４】さらに米国特許出願第０８／２６８，３９
４号（出願人ＡＴ＆Ｔ）は、同調用にＤＢＲレーザの温
度を選択するような抵抗に係る電流を選択できる個別の
同調可能なＤＢＲレーザについて開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、誘導ブリリュアン散乱を抑制するような同調可能な
分散型ブラグリフレクタレーザを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ装置は、
誘導ブリリュアン散乱を低減するために半導体レーザを
連続的に同調するためにディザー信号に応答するチュー
ナを有する半導体レーザを用いて光ファイバ内のＳＢＳ
を抑制するものである。このチューナは、ディザー信号
である連続的に掛けられるシヌソイド電流に応答して、
レーザ発振周波数を制御することにより半導体レーザを
同調するものである。そしてこのチューナは、ディザー
信号を受信する入力領域を有する。
【０００７】本発明の第１の実施例においては、このチ
ューナは、半導体レーザの受動導波路に熱的に結合され
た抵抗を有し、そしてこの抵抗は、ディザー信号に応答
して半導体レーザの同調を制御する受動導波路を加熱す
る。そして第２の実施例においては、このチューナは、
ディザー信号に応答して半導体レーザの受動導波路に連
続的にバイアスを掛けて半導体レーザの同調を制御して
いる。このチューナは、バイアス電流を半導体レーザの
受動導波路に連続的に注入して受動導波路に連続的にバ
イアスを掛けている。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１，２において、同調半導体Ｄ
ＢＲレーザ１０は、活性領域１６と、受動導波路１２
と、ブラグリフレクタ１４と、変調機２０とを有し、レ
ーザ出力を生成する。グレーティング領域を有するブラ
グリフレクタ１４は、入力ＤＣ電流１８が入力される活
性領域１６と、入力データ信号２２に応答してレーザ発
振出力を生成する変調機２０との間に配置されている。
【０００９】表１は、２０℃における入力ＤＣ電流１８
の関数としての同調半導体ＤＢＲレーザ１０の代表的な
出力パワーデータを表す。
【００１０】
【表１】
【００１１】ディザーソース２４は、連続的なディザー
信号、例えば連続的シヌソイド信号を提供する。チュー
ナ２６は、入力領域に結合して動作しディザー信号に応
答して高出力パワーを光ファイバに注入することによっ
て発生するＳＢＳを低減するためにレーザ発振波長を連
続的に調節する。
【００１２】図１に示した第１の実施例においては、こ
のＳＢＳの抑制は、抵抗３０を用いて受動導波路への入
力領域２８を局部的に加熱することによりＤＢＲレーザ
を連続的に同調するチューナ２６により行われる。別法
として、図２に示した、第２の実施例においては、この
連続的な同調は入力領域２８の部分で受動導波路に電流
を注入することにより行う。同調半導体ＤＢＲレーザ１
０を連続的に同調する他の手段は、当業者には公知であ
ろう。
【００１３】この第１の実施例においては、波長のディ
ジタリングは受動導波路１２に隣接して配置された４７
Ｏｈｍの抵抗３０に約１０ｋＨｚでディザーソース２４
からの入力シヌソイドディジタリング信号の振幅により
制御される。出力レーザをディザーするために入力シヌ
ソイド信号を用いることは同調半導体ＤＢＲレーザ１０
の他の性能に大きな影響を与えるものではない。当業者
には、同調半導体ＤＢＲレーザ１０をディザー（ｄｉｔ
ｈｅｒ）するために他の連続的に変化するディザー信号
を与える手段は公知のものである。
【００１４】同調半導体ＤＢＲレーザ１０は、活性領域
１６とブラグリフレクタ１４とを有し、出力ファセット
３４とブラグリフレクタ１４によりキャビティが形成さ
れる。この４７Ｏｎｍの抵抗３０は、この抵抗３０に電
圧をかけることにより発生する局部加熱により、キャビ
ティ３２内のレーザ発振エネルギの往復時間を制御する
ことができる。この方法は、温度を変えることにより、
そしてその結果、レーザ発振波長を変えることにより、
同調半導体ＤＢＲレーザ１０の屈折率を変えるという公
知の原理を利用している。
【００１５】次に第３の実施例においては、活性領域を
加熱してレーザ発振波長に影響を与えるものである。別
法として、同調半導体ＤＢＲレーザ１０のブラグリフレ
クタ１４を局部的に加熱することは、キャビティ３２の
往復時間を大きく変化させることなくレーザ発振モード
を選択することにより同調性を与えるものである。した
がって、一定の出力パワーを有する連続的な同調は、抵
抗３０及び／または受動導波路の入力領域２８をブラグ
リフレクタ１４に最小距離だけ離して配置することによ
り得ることができる。
【００１６】別法として、図２に示したように、この波
長は、入力領域２８で受動導波路層に電流を注入するこ
とにより、順方向バイアスあるいは逆方向バイアスを掛
けるチューナ２６により同調される。
【００１７】図１−２は、モノシリカルに集積された電
磁吸収の変調機２０と共に用いられる代表的な同調可能
なＤＢＲレーザ装置を表す。ここに開示された同調可能
な同調半導体ＤＢＲレーザ１０の性能は、例えば、変調
機２０のような装置を持って測定されここに開示する。
図１−２の実施例に示したように、生成されたレーザ光
は、出力ファセット３４から出力され外部のＮＲＺ変調
機を用いて入力データ信号２２を符号化する。
【００１８】活性領域１６を加熱する第３の実施例にお
いては、図３−１０に示すような出力性能データを有す
る。同図に開示したように、波長ディザリングを伴う残
留ＡＭは、この場合１０ＧＨｚまで、特に拡張した場合
でも１％以下である。図３−４は、レーザ発振波長の変
化をＧＨｚで表したもので、第１の実施例の抵抗３０に
かかる入力ＤＣ電流１８対出力パワーのパーセント変化
を表している。かくして１０ＧＨｚの周波数変化は、同
調半導体ＤＢＲレーザ１０の光学出力パワーのわずか１
％の変化だけでもって得られる。
【００１９】表２は、温度Ｔ＝２０℃でＤＣ電流ＩLD＝
５３．３ｍＡにおける図３−４に対応するチューニング
データを表す。
【００２０】図３は、表２の第４列対第１列を表したも
ので、第４列の各値は、第４列の第１の値１９２．４０
８９だけ減算して図３にプロットしてある。図４は、表
２の第２列対第１列を表したもので、第２列の各値は、
第２列の第１値２．２０だけ減算し、そしてこの減算し
た値を２．２で除算して図４にプロットしたものであ
る。
【００２１】
【表２】
【００２２】図５は、周波数シフトの関数として振幅変
調をプロットしたものである。ここに開示した実施例に
おいては、最適の線形フィットは０．０８３％／ＧＨｚ
の傾斜を有する。図６は、同調半導体ＤＢＲレーザ１０
の代表的な最適スペクトルを表し、この最適スペクトル
は、電流が５０ｍＡのチューニング範囲全体に亘ってシ
ングルモードを維持している。
【００２３】表３は、温度が２０℃で、ＤＣ電流ＩLDが
６２ｍＡで、１０ｋＨｚで動作する同調半導体ＤＢＲレ
ーザ１０のディザーデータを表す。１．５ｄＢｍ損失の
アイソレータを用いて反射を防止している。ＳＢＳの抑
制には、７ｋＨｚ以上のディザー周波数が必要であり、
４．９７ＧＨｚに対しての構成値は９５７μｓである。
【００２４】
【表３】
【００２５】図７は、表３のデータを表し第３列対第１
列がプロットされており、ディザーソースからのディザ
ー信号として１０ｋＨｚのシヌソイド信号のピーク間電
流の関数として範値全幅「full width at half maximum
(FWHM)」 のスペクトルを表す。１４．４ＧＨｚのスペ
クトル幅は、４０ｍＡのピーク間（ｐｐ）電流に対し測
定された。１０ｋＨｚのシヌソイド変調に対し測定され
たスペクトル幅は、熱拡散時定数のために、抵抗３０を
流れる入力ＤＣ電流１８での波長の変化よりも約３ｄＢ
小さい。しかし、同調半導体ＤＢＲレーザ１０の屈折率
とゲイン（あるいは損失）の両方は、１ピコ秒（ｐｓ）
以下の時間スケールで材料の温度に局部的に反応する。
したがって、周波数と周波数の変動と振幅の変動との間
の比率は、ディザー周波数から独立しているものと考え
られる。
【００２６】図８は、１．３ＶPPの電圧でもってディザ
ーソース２４からのディザー信号として、２７．７ｍＡ
PPで得られた６．７ＧＨｚ幅のスペクトルを表す。図５
から予測残留ＡＭ信号は、０．７％以下である。図９に
示したように、２７．７ｍＡPPディザー信号においての
同調半導体ＤＢＲレーザ１０の性能のアイパターンでは
特に可視できるＡＭを表していない。これに対し、比較
例として抵抗３０に入力されるいかなるディザー信号も
有さない場合に測定されたアイパターンを図１０に示
す。図９−１０は、ほぼ同一であるが、ここに開示した
ような連続的なディザーリングによりＳＢＳを抑制する
ことは、レーザ出力のＡＭには何等寄与しない。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、誘導ブリリ
ュアン散乱を抑制するような同調可能な分散型ブラグリ
フレクタレーザを提供する。このレーザ装置は、誘導ブ
リリュアン散乱を低減するために半導体レーザを連続的
に同調するために、ディザー信号に応答するチューナを
有する半導体レーザを用いて、光ファイバ内のＳＢＳを
抑制するものである。このチューナは、ディザー信号で
ある連続的に掛けられるシヌソイド電流に応答し、レー
ザ発振周波数を制御する事により半導体レーザを同調す
るものである。そしてこのチューナは、ディザー信号を
受信する入力領域を有する。第１の実施例においては、
このチューナは、半導体レーザの受動導波路に熱的に結
合された抵抗を有し、そしてこの抵抗は、ディザー信号
に応答して半導体レーザの同調を制御する受動導波路を
加熱する。そして第２の実施例においては、このチュー
ナは、ディザー信号に応答して半導体レーザの受動導波
路に連続的にバイアスを掛けて半導体レーザの同調を制
御している。このチューナは、バイアス電流を半導体レ
ーザの受動導波路に連続的に注入して受動導波路に連続
的にバイアスを掛けている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る局部加熱用の抵抗を有する連続的
に同調可能なＤＢＲレーザを表す図
【図２】受動導波路のバイアスを用いたＤＢＲレーザの
他の実施例を表す図
【図３】ＤＣ抵抗電流の関数としてレーザ発振周波数の
変化を表すグラフ
【図４】ＤＣ抵抗電流の関数として出力パワーの変化を
表すグラフ
【図５】レーザ発振周波数と光学出力パワーとの関係を
表すグラフ
【図６】光学スペクトルアナライザで測定された光学ス
ペクトルを表す波長と出力パワーとの関係を表すグラフ
【図７】１０ｋＨｚシヌソイドのピーク間抵抗電流対ス
ペクトルＦＷＨＭとの関係を表すグラフ
【図８】１０ｋＨｚでディザーする２７．７ｍＡPPの時
間平均スペクトルを表す図
【図９】１０ｋＨｚにおいて２７．７ｍＡPPディザー電
流に対し６．７ＧＨｚの波長のディザリングを持ったア
イパターンを表す図
【図１０】波長のディザリングがない場合のアイパター
ンを表す図
【符号の説明】
１０ 同調半導体ＤＢＲレーザ １２ 受動導波路 １４ ブラグリフレクタ １６ 活性領域 １８ 入力ＤＣ電流 ２０ 変調機 ２２ 入力データ信号 ２４ ディザーソース ２６ チューナ ２８ 入力領域 ３０ 抵抗 ３２ キャビティ ３４ 出力ファセット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウジール コーレン アメリカ合衆国，07704 ニュージャージ ー，フェア ヘイブン，フォレスト アヴ ェニュー 26

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディザー信号ソース（２４）と、 前記ディザー信号に応答して、半導体レーザ（１６，１
    ２，２０）から発生する誘導ブリリュアン散乱を低減す
    るために半導体レーザ（１６，１２，２０）を連続的に
    同調するチューナ（２６）とからなることを特徴とする
    誘導ブリリュアン散乱を抑制する装置。
  2. 【請求項２】 前記チューナ（２６）は、ディザー信号
    としての連続的に入力される電流に応答してレーザ発振
    波長を制御することによりレーザを同調させることを特
    徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 レーザ発振出力から引き起こされる誘導
    ブリリュアン散乱を抑制する同調可能な分散型ブラグリ
    フレクタレーザにおいて、 レーザ発振出力を生成する半導体構成部と、 連続的なディザー信号を提供するディザーソースと、 前記ディザー信号に応答してレーザ発振出力の誘導ブリ
    リュアン散乱を低減するために前記半導体構成部を連続
    的に同調するチューナとからなることを特徴とする同調
    可能な分散型ブラグリフレクタレーザ装置。
  4. 【請求項４】 前記ディザーソースは、レーザ発振波長
    を制御することにより半導体構成部を同調するためにデ
    ィザー信号として連続的に電流を与えることを特徴とす
    る請求項１１のレーザ。
  5. 【請求項５】 前記連続的に印加される電流は、連続シ
    ヌソイド電流であることを特徴とする請求項２または４
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記チューナは、前記ディザー信号を受
    信する入力領域を有することを特徴とする請求項１また
    は３の装置。
  7. 【請求項７】 前記チューナは、前記半導体レーザの一
    部に熱的結合された抵抗を有し、 前記抵抗は、ディザー信号に応答して半導体レーザの同
    調を制御するために連続的に加熱されることを特徴とす
    る請求項１または３の装置。
  8. 【請求項８】 前記抵抗は、連続的に加熱するために半
    導体レーザの受動導波路（１２）に熱的結合されている
    ことを特徴とする請求項７の装置。
  9. 【請求項９】 前記抵抗は、連続的に加熱するために半
    導体レーザの活性領域（１６）に熱的結合されているこ
    とを特徴とする請求項７の装置。
  10. 【請求項１０】 前記抵抗は、連続的に加熱するために
    半導体レーザのブラグリフレクタ領域（１４）に熱的結
    合されていることを特徴とする請求項７の装置。
  11. 【請求項１１】 前記チューナは、半導体レーザの同調
    を制御するためにレーザの受動導波路に連続的にバイア
    スを掛けるために前記ディザー信号に応答することを特
    徴とする請求項１または３の装置。
  12. 【請求項１２】 前記チューナは、前記受動導波路を連
    続的にバイアスを掛けるために半導体レーザの受動導波
    路にバイアス電流を連続的に注入することを特徴とする
    請求項１まはた３の装置。
JP7270711A 1994-09-26 1995-09-26 誘導ブリリュアン散乱を抑制する装置 Pending JPH08111567A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US313519 1994-09-26
US08/313,519 US5473625A (en) 1994-09-26 1994-09-26 Tunable distributed Bragg reflector laser for wavelength dithering

Publications (1)

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JPH08111567A true JPH08111567A (ja) 1996-04-30

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ID=23216037

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JP7270711A Pending JPH08111567A (ja) 1994-09-26 1995-09-26 誘導ブリリュアン散乱を抑制する装置

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US (1) US5473625A (ja)
EP (1) EP0703647B1 (ja)
JP (1) JPH08111567A (ja)
DE (1) DE69535448T2 (ja)

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