JPH08172234A - 光伝送装置およびその変調方式 - Google Patents
光伝送装置およびその変調方式Info
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- JPH08172234A JPH08172234A JP6334064A JP33406494A JPH08172234A JP H08172234 A JPH08172234 A JP H08172234A JP 6334064 A JP6334064 A JP 6334064A JP 33406494 A JP33406494 A JP 33406494A JP H08172234 A JPH08172234 A JP H08172234A
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- polarized
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Abstract
(57)【要約】
【目的】２つの偏波の間で安定に変調できる光伝送装置
及びその変調方式である。 【構成】複数の電気的に分離された領域２４、２５を有
する分布帰還型半導体レーザである。１ラウンドトリッ
プのＴＥ偏波の光の位相とＴＭ偏波の光の位相との差が
存在する（好適には、πとなる）ように構成する。複数
の領域２４、２５への注入電流を制御することにより、
発振する偏波の方向をＴＥ偏波とＴＭ偏波間で変調し、
偏光子を透過させることにより、ＡＭ変調された信号を
送り出す。
及びその変調方式である。 【構成】複数の電気的に分離された領域２４、２５を有
する分布帰還型半導体レーザである。１ラウンドトリッ
プのＴＥ偏波の光の位相とＴＭ偏波の光の位相との差が
存在する（好適には、πとなる）ように構成する。複数
の領域２４、２５への注入電流を制御することにより、
発振する偏波の方向をＴＥ偏波とＴＭ偏波間で変調し、
偏光子を透過させることにより、ＡＭ変調された信号を
送り出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ＬＡＮシステムなど
の光通信システム等に用いられる半導体レーザ、光伝送
装置、その変調方式等に関するものである。
の光通信システム等に用いられる半導体レーザ、光伝送
装置、その変調方式等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０に従来例を示す（特開昭６２−４
２５９３号）。この従来例は、ｎ−ＩｎＰ基板１１１上
に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１１９、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１２０、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２１、ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層１２２が形成されたストライ
プ状のメサ構造を有し、これをｐ−ＩｎＰ１１２、ｎ−
ＩｎＰ１１３、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ１１４で埋め込んで
いる。ガイド層１１９に沿って形成されるコラゲーショ
ンの深さＤは５０〜１５０ｎｍ、ピッチは４００ｎｍで
ある。また、共振器長ＬＬは４００μｍである。そし
て、端面には反射を無くすためにＡｌ2Ｏ3のコーティン
グ１１８が施してある。
２５９３号）。この従来例は、ｎ−ＩｎＰ基板１１１上
に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１１９、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１２０、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２１、ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層１２２が形成されたストライ
プ状のメサ構造を有し、これをｐ−ＩｎＰ１１２、ｎ−
ＩｎＰ１１３、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ１１４で埋め込んで
いる。ガイド層１１９に沿って形成されるコラゲーショ
ンの深さＤは５０〜１５０ｎｍ、ピッチは４００ｎｍで
ある。また、共振器長ＬＬは４００μｍである。そし
て、端面には反射を無くすためにＡｌ2Ｏ3のコーティン
グ１１８が施してある。
【０００３】これらの、ＤＦＢレーザでは、利得の大き
さがＴＥ、ＴＭ双方に同程度となるようにすることによ
り、ＴＥモード、ＴＭモードのどちらでも発振すること
が可能であり、注入電流を変えると発振モードがＴＥモ
ード、ＴＭモード間で変化する。この様なレーザを用
い、バイアス電流を、ＴＥモードからＴＭモードに移る
直前に設定することにより、わずかな変調電流でＴＥモ
ード、ＴＭモードの変調が可能となる。この変調された
光を、ＴＥ波或はＴＭ波のみを選択するような検光子を
通して外部へ取り出すようにすることにより、高速かつ
消光比の高い変調が可能となる。
さがＴＥ、ＴＭ双方に同程度となるようにすることによ
り、ＴＥモード、ＴＭモードのどちらでも発振すること
が可能であり、注入電流を変えると発振モードがＴＥモ
ード、ＴＭモード間で変化する。この様なレーザを用
い、バイアス電流を、ＴＥモードからＴＭモードに移る
直前に設定することにより、わずかな変調電流でＴＥモ
ード、ＴＭモードの変調が可能となる。この変調された
光を、ＴＥ波或はＴＭ波のみを選択するような検光子を
通して外部へ取り出すようにすることにより、高速かつ
消光比の高い変調が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来例で用いられているような通常のＤＦＢレーザでは、
ＴＥおよびＴＭ偏波に対する有効屈折率、内部利得、ブ
ラッグ波長などの違いにより、両者の特性が異なり、そ
の振舞が不安定で複雑なものとなり、ＴＥ／ＴＭ変調可
能な素子の歩留りが悪かった。また、変調を行なう場合
のバイアス点を探すのが難しい、波長可変光源として用
いる場合にモードの跳びが複雑になるために波長制御が
難しいなどの問題点があった。
来例で用いられているような通常のＤＦＢレーザでは、
ＴＥおよびＴＭ偏波に対する有効屈折率、内部利得、ブ
ラッグ波長などの違いにより、両者の特性が異なり、そ
の振舞が不安定で複雑なものとなり、ＴＥ／ＴＭ変調可
能な素子の歩留りが悪かった。また、変調を行なう場合
のバイアス点を探すのが難しい、波長可変光源として用
いる場合にモードの跳びが複雑になるために波長制御が
難しいなどの問題点があった。
【０００５】本発明の目的は、これらの問題点を解決し
た半導体レーザ、光伝送装置、その変調方式、この変調
方式を用いた光通信方式を提供することにある。
た半導体レーザ、光伝送装置、その変調方式、この変調
方式を用いた光通信方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電気的
に分離された領域を有する分布帰還型半導体レーザにお
いて、１ラウンドトリップのＴＥ偏波の光の位相とＴＭ
偏波の光の位相との差が存在する（好適には、πとな
る）ように構成し、さらに、複数の領域への注入電流を
制御することにより、発振する偏波の方向をＴＥ偏波と
ＴＭ偏波間で変調し、偏光子を透過させることにより、
ＡＭ変調された信号を送り出す。
に分離された領域を有する分布帰還型半導体レーザにお
いて、１ラウンドトリップのＴＥ偏波の光の位相とＴＭ
偏波の光の位相との差が存在する（好適には、πとな
る）ように構成し、さらに、複数の領域への注入電流を
制御することにより、発振する偏波の方向をＴＥ偏波と
ＴＭ偏波間で変調し、偏光子を透過させることにより、
ＡＭ変調された信号を送り出す。
【０００７】詳細には、本発明の光伝送装置ないし半導
体レーザは、複数の電気的に分離された領域を有する分
布帰還型半導体レーザにおいて、該分布帰還型半導体レ
ーザ中でのＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍のＴＥ偏
波の位相変化量とＴＭ偏波に対するブラッグ波長近傍の
ＴＭ偏波の位相変化量との間に差が存在する（例えば、
π付近）ことを特徴とする。
体レーザは、複数の電気的に分離された領域を有する分
布帰還型半導体レーザにおいて、該分布帰還型半導体レ
ーザ中でのＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍のＴＥ偏
波の位相変化量とＴＭ偏波に対するブラッグ波長近傍の
ＴＭ偏波の位相変化量との間に差が存在する（例えば、
π付近）ことを特徴とする。
【０００８】次のような構成にしてもよい。半導体レー
ザの電気的に分離された複数の領域のうち、少なくとも
１つの領域が、活性層を有さず位相のみを制御する位相
制御領域である。該位相制御領域でのＴＥ偏波の位相変
化量とＴＭ偏波の位相変化量の差がπ付近である。該活
性領域のＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍におけるＴ
Ｅ偏波に対する有効屈折率ｎ1TE、ＴＭ偏波に対するブ
ラッグ波長近傍におけるＴＭ偏波に対する有効屈折率ｎ
1TM、および、該位相制御領域のＴＥ偏波に対するブラ
ッグ波長におけるＴＥ偏波に対する有効屈折率ｎ2TE、
ＴＭ偏波に対するブラッグ波長におけるＴＭ偏波に対す
る有効屈折率ｎ2TMが、回折格子のピッチΛ、位相制御
領域長Ｌを用いて、 ｎ2TE／ｎ1TE−ｎ2TM／ｎ1TM〜Λ／２Ｌ の関係で表される。また、該半導体レーザの活性層がバ
ルク、或は面内の引っ張り歪を持つ歪量子井戸で構成さ
れる。
ザの電気的に分離された複数の領域のうち、少なくとも
１つの領域が、活性層を有さず位相のみを制御する位相
制御領域である。該位相制御領域でのＴＥ偏波の位相変
化量とＴＭ偏波の位相変化量の差がπ付近である。該活
性領域のＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍におけるＴ
Ｅ偏波に対する有効屈折率ｎ1TE、ＴＭ偏波に対するブ
ラッグ波長近傍におけるＴＭ偏波に対する有効屈折率ｎ
1TM、および、該位相制御領域のＴＥ偏波に対するブラ
ッグ波長におけるＴＥ偏波に対する有効屈折率ｎ2TE、
ＴＭ偏波に対するブラッグ波長におけるＴＭ偏波に対す
る有効屈折率ｎ2TMが、回折格子のピッチΛ、位相制御
領域長Ｌを用いて、 ｎ2TE／ｎ1TE−ｎ2TM／ｎ1TM〜Λ／２Ｌ の関係で表される。また、該半導体レーザの活性層がバ
ルク、或は面内の引っ張り歪を持つ歪量子井戸で構成さ
れる。
【０００９】また、本発明の光伝送装置の変調方式は、
上記光伝送装置が、複数の領域への注入電流を制御する
ことにより、出力光の偏波の方向をＴＥ偏波とＴＭ偏波
の間で変調し、該出力光の２偏波のうち１偏波のみを選
択して取り出すことにより、ＡＭ変調された信号を送り
出すことを特徴とする。
上記光伝送装置が、複数の領域への注入電流を制御する
ことにより、出力光の偏波の方向をＴＥ偏波とＴＭ偏波
の間で変調し、該出力光の２偏波のうち１偏波のみを選
択して取り出すことにより、ＡＭ変調された信号を送り
出すことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の光通信方式は、上記変調方
式において、該２つの偏波のうち送出する偏波の波長を
可変にし、該２つの偏波間でスイッチングを行なうよう
注入電流を変調し、受信側で波長フィルタを用いて任意
の波長の信号を検出することを特徴とする。この光通信
方式において、該光伝送装置と該波長フィルタを複数用
いて波長多重光通信を行なうこともできる。
式において、該２つの偏波のうち送出する偏波の波長を
可変にし、該２つの偏波間でスイッチングを行なうよう
注入電流を変調し、受信側で波長フィルタを用いて任意
の波長の信号を検出することを特徴とする。この光通信
方式において、該光伝送装置と該波長フィルタを複数用
いて波長多重光通信を行なうこともできる。
【００１１】
【実施例１】図１に本発明の実施例１の素子の構成を示
す。まず、素子の作製方法について記述する。ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板３０の活性領域２５にピッチ２４５ｎｍの回折格
子２１を作製し、その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３１、φ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰバッファ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１７を順次積層する。その
後、位相制御領域２４の活性層３２までの層をエッチン
グし、その上にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１３、ｐ−ＩｎＰ
層１４を積層する。その後、幅２μｍのメサ・ストライ
プを残して、基板３０の上までエッチングし、その周囲
をｎ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込む。各領域２
４、２５は、独立に電流制御できるように、電気的に分
離する。これらの上にｐ型電極１９を設け、裏面にｎ型
電極２０を設ける。活性領域２５は３００μｍ、位相制
御領域２４は３００μｍとした。端面はＡＲコーティン
グを施し、反射率は１％以下とした。
す。まず、素子の作製方法について記述する。ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板３０の活性領域２５にピッチ２４５ｎｍの回折格
子２１を作製し、その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３１、φ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰバッファ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１７を順次積層する。その
後、位相制御領域２４の活性層３２までの層をエッチン
グし、その上にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１３、ｐ−ＩｎＰ
層１４を積層する。その後、幅２μｍのメサ・ストライ
プを残して、基板３０の上までエッチングし、その周囲
をｎ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込む。各領域２
４、２５は、独立に電流制御できるように、電気的に分
離する。これらの上にｐ型電極１９を設け、裏面にｎ型
電極２０を設ける。活性領域２５は３００μｍ、位相制
御領域２４は３００μｍとした。端面はＡＲコーティン
グを施し、反射率は１％以下とした。
【００１２】次に、素子の動作を説明する。図２に本実
施例のＤＦＢ−ＬＤのΔβＬ（βは伝搬定数）とｇthＬ
（ディメンションの関係でＬをかけている）の関係を示
す。ただし、 ＴＥ偏波の場合、Δβ＝βTE−βBTE ＴＭ偏波の場合、Δβ＝βTM−βBTM （サフィックスＴＥ、ＴＭ、Ｂは夫々ＴＥ偏波、ＴＭ偏
波 ブラッグ波長でのものであることを表す）とし、同
一グラフ上にプロットした。従って、ＴＥ偏波の場合と
ＴＭ偏波の場合で原点での波長は異なる。見やすくする
為にこの様に示した。位相制御領域２４での位相の変化
量が異なると、発振モードのΔβと利得係数ｇthＬが異
なる。大まかには、図２の曲線上を位相差により移動す
る。位相制御領域２４でのブラッグ波長近傍での位相変
化量φは、 φ＝２βＬ ＝２π（ｎ2／ｎ1）Ｌ／Λ （１） β：ブラッグ波長（２ｎ1Λ）での伝搬定数 Ｌ：位相制御領域長 ｎ1：活性領域の有効屈折率 ｎ2：位相制御領域の有
効屈折率 Λ：回折格子のピッチ で表される。本実施例では、ＴＥ偏波とＴＭ偏波の各ブ
ラッグ波長近傍での位相変化量の差（φTE−φTM）がπ
となるようにしたので、図２に示す如く、隣接するＴＥ
偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の発振モー
ドが位置することになる。
施例のＤＦＢ−ＬＤのΔβＬ（βは伝搬定数）とｇthＬ
（ディメンションの関係でＬをかけている）の関係を示
す。ただし、 ＴＥ偏波の場合、Δβ＝βTE−βBTE ＴＭ偏波の場合、Δβ＝βTM−βBTM （サフィックスＴＥ、ＴＭ、Ｂは夫々ＴＥ偏波、ＴＭ偏
波 ブラッグ波長でのものであることを表す）とし、同
一グラフ上にプロットした。従って、ＴＥ偏波の場合と
ＴＭ偏波の場合で原点での波長は異なる。見やすくする
為にこの様に示した。位相制御領域２４での位相の変化
量が異なると、発振モードのΔβと利得係数ｇthＬが異
なる。大まかには、図２の曲線上を位相差により移動す
る。位相制御領域２４でのブラッグ波長近傍での位相変
化量φは、 φ＝２βＬ ＝２π（ｎ2／ｎ1）Ｌ／Λ （１） β：ブラッグ波長（２ｎ1Λ）での伝搬定数 Ｌ：位相制御領域長 ｎ1：活性領域の有効屈折率 ｎ2：位相制御領域の有
効屈折率 Λ：回折格子のピッチ で表される。本実施例では、ＴＥ偏波とＴＭ偏波の各ブ
ラッグ波長近傍での位相変化量の差（φTE−φTM）がπ
となるようにしたので、図２に示す如く、隣接するＴＥ
偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の発振モー
ドが位置することになる。
【００１３】次に、位相制御領域２４におけるＴＥ偏波
とＴＭ偏波の各ブラッグ波長近傍での位相変化量の差を
πとするための具体的な手段について述べる。 φTE−φTM＝π （２） （１）、（２）式から、 ｎ2TE／ｎ1TE−ｎ2TM／ｎ1TM＝Λ／２Ｌ （３） 本実施例では、ＴＭ偏波に対する有効屈折率は活性領域
２５と位相制御領域２４とで等しくなるように設計した
（即ち、ｎ2TM／ｎ1TM＝１）。従って、ＴＥ偏波に対し
ては、 ｎ2TE−ｎ1TE〜１．３９×１０-3 とすることにより、（２）式を満たすことになる。この
場合、図２に示したように、ＴＭ偏波の発振モードはＴ
Ｅ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置する。
とＴＭ偏波の各ブラッグ波長近傍での位相変化量の差を
πとするための具体的な手段について述べる。 φTE−φTM＝π （２） （１）、（２）式から、 ｎ2TE／ｎ1TE−ｎ2TM／ｎ1TM＝Λ／２Ｌ （３） 本実施例では、ＴＭ偏波に対する有効屈折率は活性領域
２５と位相制御領域２４とで等しくなるように設計した
（即ち、ｎ2TM／ｎ1TM＝１）。従って、ＴＥ偏波に対し
ては、 ｎ2TE−ｎ1TE〜１．３９×１０-3 とすることにより、（２）式を満たすことになる。この
場合、図２に示したように、ＴＭ偏波の発振モードはＴ
Ｅ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置する。
【００１４】まず、ＴＥ偏波だけで考える。位相制御領
域２４に電流を注入していくと、図２中の矢印の方向に
モードが移動する。まず、−１ＴＥのモードが最低しき
い値利得となり、発振する。さらに注入電流を増加する
と、−１ＴＥのモードのしきい値利得が増加し、−２Ｔ
Ｅのモードのしきい値利得が減少して、−２ＴＥのモー
ドが最低しきい値利得となり、発振する。２つのモード
のしきい値利得が近づく付近では、最低しきい値利得が
増加する。
域２４に電流を注入していくと、図２中の矢印の方向に
モードが移動する。まず、−１ＴＥのモードが最低しき
い値利得となり、発振する。さらに注入電流を増加する
と、−１ＴＥのモードのしきい値利得が増加し、−２Ｔ
Ｅのモードのしきい値利得が減少して、−２ＴＥのモー
ドが最低しきい値利得となり、発振する。２つのモード
のしきい値利得が近づく付近では、最低しきい値利得が
増加する。
【００１５】次に、ＴＥ偏波とＴＭ偏波両方で考える。
位相制御領域２４に電流を注入していくと、ＴＥ偏波の
−１ＴＥのモードが最低しきい値となり、発振する。さ
らに、注入電流を増加すると、ＴＥ偏波の−１ＴＥのモ
ードのしきい値利得が増加し、ＴＥ偏波の−２ＴＥとＴ
Ｍ偏波の−２ＴＭのモードのしきい値利得が減少する。
ＴＭ偏波の−２ＴＭのモードが先に最低しきい値利得と
なり、次に、ＴＥ偏波の−２ＴＥのモードが最低しきい
値利得となる。本実施例では、ＴＭ偏波の発振モードは
ＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置するので、
ＴＥ偏波での最低しきい値利得が増加する付近で、ＴＭ
偏波のしきい値利得が最も小さくなる。
位相制御領域２４に電流を注入していくと、ＴＥ偏波の
−１ＴＥのモードが最低しきい値となり、発振する。さ
らに、注入電流を増加すると、ＴＥ偏波の−１ＴＥのモ
ードのしきい値利得が増加し、ＴＥ偏波の−２ＴＥとＴ
Ｍ偏波の−２ＴＭのモードのしきい値利得が減少する。
ＴＭ偏波の−２ＴＭのモードが先に最低しきい値利得と
なり、次に、ＴＥ偏波の−２ＴＥのモードが最低しきい
値利得となる。本実施例では、ＴＭ偏波の発振モードは
ＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置するので、
ＴＥ偏波での最低しきい値利得が増加する付近で、ＴＭ
偏波のしきい値利得が最も小さくなる。
【００１６】図３に、位相制御領域２４に注入する電流
Ｉphaseと、しきい値利得ｇthＬの関係を示す。Ｉphase
の増加により、ＴＥ偏波の発振領域とＴＭ偏波の発振領
域とが周期的に現れることがわかる。また、一方の偏波
のモードが移り変わり、最低しきい値利得が上昇する付
近で、もう一方のしきい値利得が低下するので、雑音が
小さくなり、発振も安定する。また、ＴＥ、ＴＭ両偏波
で発振する歩留りが向上する。
Ｉphaseと、しきい値利得ｇthＬの関係を示す。Ｉphase
の増加により、ＴＥ偏波の発振領域とＴＭ偏波の発振領
域とが周期的に現れることがわかる。また、一方の偏波
のモードが移り変わり、最低しきい値利得が上昇する付
近で、もう一方のしきい値利得が低下するので、雑音が
小さくなり、発振も安定する。また、ＴＥ、ＴＭ両偏波
で発振する歩留りが向上する。
【００１７】図３に、本実施例のレーザを用いた変調方
法を示す。半導体レーザの位相制御領域２４側の電極に
バイアス電流Ｉ1を注入し、変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ
1）を重畳することにより、出力光はＴＥ偏波とＴＭ偏
波で変調される。この出力光を偏光子を用いてＴＥ偏波
のみ或はＴＭ偏波のみを透過させることにより、パワー
が１、０の信号として取り出すことができる。
法を示す。半導体レーザの位相制御領域２４側の電極に
バイアス電流Ｉ1を注入し、変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ
1）を重畳することにより、出力光はＴＥ偏波とＴＭ偏
波で変調される。この出力光を偏光子を用いてＴＥ偏波
のみ或はＴＭ偏波のみを透過させることにより、パワー
が１、０の信号として取り出すことができる。
【００１８】図４に、本実施例の半導体レーザとその変
調方式を用いた光通信システムの構成図を示す。図３の
ような特性を持つ半導体レーザ１に、図３の方法で変調
電流を注入し、ＴＥ偏波とＴＭ偏波の間で変調する。こ
の光７を偏光子２を用いてＴＥ偏波あるいはＴＭ偏波の
みを透過させることにより、パワーが１、０の信号６と
する。偏光子２を透過した光６を、レンズ３を用いてフ
ァイバ４に結合させ、伝送した後、フォトダイオード５
で信号を検出する。
調方式を用いた光通信システムの構成図を示す。図３の
ような特性を持つ半導体レーザ１に、図３の方法で変調
電流を注入し、ＴＥ偏波とＴＭ偏波の間で変調する。こ
の光７を偏光子２を用いてＴＥ偏波あるいはＴＭ偏波の
みを透過させることにより、パワーが１、０の信号６と
する。偏光子２を透過した光６を、レンズ３を用いてフ
ァイバ４に結合させ、伝送した後、フォトダイオード５
で信号を検出する。
【００１９】本実施例では、微小な電流で消光比の大き
い変調が得られる。従って、レーザ内のキャリア密度の
変動が少なくチャーピングが抑制され、スペクトルの広
がりを小さくすることができ、高速の変調を行なうこと
が可能となる。また、片方の偏波の隣接する２つのモー
ドの競合による発振の不安定さや雑音を抑えることがで
きる。
い変調が得られる。従って、レーザ内のキャリア密度の
変動が少なくチャーピングが抑制され、スペクトルの広
がりを小さくすることができ、高速の変調を行なうこと
が可能となる。また、片方の偏波の隣接する２つのモー
ドの競合による発振の不安定さや雑音を抑えることがで
きる。
【００２０】
【実施例２】図５に実施例２の素子を示す。本実施例の
素子は、３つの領域から構成される。中央の領域は位相
シフト制御領域２４’であり、両端の領域は活性領域２
５である。位相シフト制御領域２４’は活性層３２およ
び回折格子２１を有さない。
素子は、３つの領域から構成される。中央の領域は位相
シフト制御領域２４’であり、両端の領域は活性領域２
５である。位相シフト制御領域２４’は活性層３２およ
び回折格子２１を有さない。
【００２１】位相シフト制御領域２４’での位相シフト
の存在により起こる現象を述べる。共振器の中央で考え
ると、均一な回折格子の場合、ブラッグ波長では、右方
向と左方向に進行する光の位相が合わず、ブラッグ波長
を挟んだ２つの波長で、右方向と左方向に進行する光の
位相が合って発振する。これらの２つの波長での反射
は、ブラッグ波長での反射に比べて弱いため、これら２
つの波長での発振のしきい値利得が上昇する。上記位相
シフトを調整することにより、発振波長をブラッグ波長
に近付け、しきい値利得を減少させることができる（図
２と図６のグラフの違いはこのことを反映している）。
の存在により起こる現象を述べる。共振器の中央で考え
ると、均一な回折格子の場合、ブラッグ波長では、右方
向と左方向に進行する光の位相が合わず、ブラッグ波長
を挟んだ２つの波長で、右方向と左方向に進行する光の
位相が合って発振する。これらの２つの波長での反射
は、ブラッグ波長での反射に比べて弱いため、これら２
つの波長での発振のしきい値利得が上昇する。上記位相
シフトを調整することにより、発振波長をブラッグ波長
に近付け、しきい値利得を減少させることができる（図
２と図６のグラフの違いはこのことを反映している）。
【００２２】素子の作製方法について記述する。ｎ−Ｉ
ｎＰ基板３０の活性領域２５に回折格子２１を作製し、
その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ層１
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１７を順次積層する。その後、位相シフト制
御領域２４’の活性層３２までの層をエッチングし、そ
の上にｐ−ＩｎＰ１４層を積層する。次に、幅２μｍの
メサ・ストライプを残して、基板３０の上までエッチン
グし、その周囲をｎ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込
む。各領域２４’、２５は独立に電流制御できるよう
に、電気的に分離する。これらの上にｐ型電極１９を設
け、裏面にｎ型電極２０を設ける。活性領域２５は各々
３００μｍ、位相シフト制御領域２４’は２００μｍと
した。端面はＡＲコーティングを施し、反射率は１％以
下とした。
ｎＰ基板３０の活性領域２５に回折格子２１を作製し、
その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ層１
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１７を順次積層する。その後、位相シフト制
御領域２４’の活性層３２までの層をエッチングし、そ
の上にｐ−ＩｎＰ１４層を積層する。次に、幅２μｍの
メサ・ストライプを残して、基板３０の上までエッチン
グし、その周囲をｎ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込
む。各領域２４’、２５は独立に電流制御できるよう
に、電気的に分離する。これらの上にｐ型電極１９を設
け、裏面にｎ型電極２０を設ける。活性領域２５は各々
３００μｍ、位相シフト制御領域２４’は２００μｍと
した。端面はＡＲコーティングを施し、反射率は１％以
下とした。
【００２３】次に、素子の動作を説明する。図６に本実
施例のＤＦＢ−ＬＤのΔβＬとｇthＬの関係を示す。位
相シフト制御領域２４’での位相の変化量が異なると、
発振モードのΔβＬと利得係数ｇthＬが異なる。大まか
には、図６の曲線上を位相差により移動する。本実施例
では実施例１と同様に ｎ2TE−ｎ1TE〜２．０９×１０
-3として、位相シフト制御領域２４’でのＴＥ偏波とＴ
Ｍ偏波の位相シフト量の差をπとしたので、隣接するＴ
Ｅ偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の発振モ
ードが位置することになる。
施例のＤＦＢ−ＬＤのΔβＬとｇthＬの関係を示す。位
相シフト制御領域２４’での位相の変化量が異なると、
発振モードのΔβＬと利得係数ｇthＬが異なる。大まか
には、図６の曲線上を位相差により移動する。本実施例
では実施例１と同様に ｎ2TE−ｎ1TE〜２．０９×１０
-3として、位相シフト制御領域２４’でのＴＥ偏波とＴ
Ｍ偏波の位相シフト量の差をπとしたので、隣接するＴ
Ｅ偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の発振モ
ードが位置することになる。
【００２４】まず、ＴＥ偏波だけで考える。位相シフト
制御領域２４’に電流を注入していくと、−１ＴＥのモ
ードが最低しきい値利得となり、発振する。さらに注入
電流を増加すると、−１ＴＥのモードのしきい値利得が
増加し、−２ＴＥのモードのしきい値利得が減少して、
−２ＴＥのモードが最低しきい値利得となり、発振す
る。２つのモードのしきい値利得が近づく付近では、最
低しきい値利得が増加する。
制御領域２４’に電流を注入していくと、−１ＴＥのモ
ードが最低しきい値利得となり、発振する。さらに注入
電流を増加すると、−１ＴＥのモードのしきい値利得が
増加し、−２ＴＥのモードのしきい値利得が減少して、
−２ＴＥのモードが最低しきい値利得となり、発振す
る。２つのモードのしきい値利得が近づく付近では、最
低しきい値利得が増加する。
【００２５】次に、ＴＥ偏波とＴＭ偏波両方で考える。
位相シフト制御領域２４’に電流を注入していくと、Ｔ
Ｍ偏波の−１ＴＭのモードが最低しきい値となり、発振
する。さらに、注入電流を増加すると、ＴＭ偏波の−１
ＴＭのモードのしきい値利得が増加し、ＴＥ偏波の−１
ＴＥとＴＭ偏波の−２ＴＭのモードのしきい値利得が減
少する。ＴＥ偏波の−１ＴＥのモードが先に最低しきい
値利得となり、次に、ＴＭ偏波の−２ＴＭのモードが最
低しきい値利得となる。本実施例では、ＴＭ偏波の発振
モードはＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置す
るので、ＴＥ偏波での最低しきい値利得が増加する付近
で、ＴＭ偏波のしきい値利得が最も小さくなる。
位相シフト制御領域２４’に電流を注入していくと、Ｔ
Ｍ偏波の−１ＴＭのモードが最低しきい値となり、発振
する。さらに、注入電流を増加すると、ＴＭ偏波の−１
ＴＭのモードのしきい値利得が増加し、ＴＥ偏波の−１
ＴＥとＴＭ偏波の−２ＴＭのモードのしきい値利得が減
少する。ＴＥ偏波の−１ＴＥのモードが先に最低しきい
値利得となり、次に、ＴＭ偏波の−２ＴＭのモードが最
低しきい値利得となる。本実施例では、ＴＭ偏波の発振
モードはＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央に位置す
るので、ＴＥ偏波での最低しきい値利得が増加する付近
で、ＴＭ偏波のしきい値利得が最も小さくなる。
【００２６】図７に、位相シフト制御領域２４’に注入
する電流Ｉphaseと、しきい値利得ｇthＬの関係を示
す。Ｉphaseの増加により、ＴＥ偏波の発振領域とＴＭ
偏波の発振領域とが周期的に現れることがわかる。ま
た、一方の偏波のモードが移り変わり、最低しきい値利
得が上昇する付近で、もう一方のしきい値利得が低下す
るので、雑音が小さくなり、発振も安定する。また、Ｔ
Ｅ、ＴＭ両偏波で発振する歩留りが向上する。
する電流Ｉphaseと、しきい値利得ｇthＬの関係を示
す。Ｉphaseの増加により、ＴＥ偏波の発振領域とＴＭ
偏波の発振領域とが周期的に現れることがわかる。ま
た、一方の偏波のモードが移り変わり、最低しきい値利
得が上昇する付近で、もう一方のしきい値利得が低下す
るので、雑音が小さくなり、発振も安定する。また、Ｔ
Ｅ、ＴＭ両偏波で発振する歩留りが向上する。
【００２７】実施例１では、図２から分かる様に、最低
しきい値利得となるΔβＬは２点存在するので、片側の
偏波について３つ以上のモードについて考慮する必要が
あり、振舞が複雑となる。実施例２では最低しきい値利
得となるΔβＬは１点となるため、その振舞は単純とな
り、また、しきい値利得が更に低下する。
しきい値利得となるΔβＬは２点存在するので、片側の
偏波について３つ以上のモードについて考慮する必要が
あり、振舞が複雑となる。実施例２では最低しきい値利
得となるΔβＬは１点となるため、その振舞は単純とな
り、また、しきい値利得が更に低下する。
【００２８】次に、本実施例のレーザを用いた変調方法
を示す。実施例１と同様に、半導体レーザの位相シフト
制御領域２４’側の電極にバイアス電流Ｉ1を注入し、
変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）を重畳する事により、出
力光はＴＥ偏波とＴＭ偏波の間で変調される。この出力
光を偏光子を用いてＴＥ偏波のみあるいはＴＭ偏波のみ
を透過させることにより、パワーが１、０の信号として
取り出すことができる。この変調方式を用いて、実施例
１と同様な光通信システムを構成することができる。
を示す。実施例１と同様に、半導体レーザの位相シフト
制御領域２４’側の電極にバイアス電流Ｉ1を注入し、
変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）を重畳する事により、出
力光はＴＥ偏波とＴＭ偏波の間で変調される。この出力
光を偏光子を用いてＴＥ偏波のみあるいはＴＭ偏波のみ
を透過させることにより、パワーが１、０の信号として
取り出すことができる。この変調方式を用いて、実施例
１と同様な光通信システムを構成することができる。
【００２９】本実施例でも、微小な電流で消光比のよい
変調を行なえる。従って、レーザ内のキャリア密度の変
動が少なく、チャーピングが抑制され、スペクトルの広
がりを小さくすることができ、高速の変調を行なうこと
が可能となる。また、位相シフト領域２４’の存在によ
り、しきい値利得が下がり、実施例１よりも更にＴＥ／
ＴＭ変調を安定に行なえる。
変調を行なえる。従って、レーザ内のキャリア密度の変
動が少なく、チャーピングが抑制され、スペクトルの広
がりを小さくすることができ、高速の変調を行なうこと
が可能となる。また、位相シフト領域２４’の存在によ
り、しきい値利得が下がり、実施例１よりも更にＴＥ／
ＴＭ変調を安定に行なえる。
【００３０】
【実施例３】図８に実施例３の素子を示す。本実施例の
素子は、実施例２と同様、３つの領域から構成される。
中央の領域は位相シフト制御領域２４’であり、両端の
領域は活性領域２５である。位相シフト制御領域２４’
は活性層３２’を有さない。さらに、本実施例では、活
性層３２’に歪量子井戸を導入することにより、素子の
高性能化をはかった。
素子は、実施例２と同様、３つの領域から構成される。
中央の領域は位相シフト制御領域２４’であり、両端の
領域は活性領域２５である。位相シフト制御領域２４’
は活性層３２’を有さない。さらに、本実施例では、活
性層３２’に歪量子井戸を導入することにより、素子の
高性能化をはかった。
【００３１】まず、素子の作製方法について記述する。
ｎ−ＩｎＰ基板３０の活性領域２５に回折格子２１を作
製し、その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、歪量
子井戸活性層３２’、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ層１
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１７を順次積層する。本実施例の場合の活性
層３２’は、井戸層としてｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ２
２を５ｎｍ、バリア層としてｉ−Ｉｎ0.28Ｇａ0.72Ａｓ
２３を５ｎｍ、これを１０層積層したもので構成する。
その後、位相シフト制御領域２４’の活性層３２’まで
の層をエッチングし、その上にｐ−ＩｎＰ層１４を積層
する。その後、幅２μｍのメサ・ストライプを残して、
基板３０の上までエッチングし、その周囲をｎ−ＩｎＰ
層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込む。各領域２４’、２５は独
立に電流制御できるように、電気的に分離する。これら
の上にｐ型電極１９を設け、裏面にｎ型電極２０を設け
る。活性領域２５は各々３００μｍ、位相シフト制御領
域２４’は２００μｍとした。端面はＡＲコーティング
を施し、反射率は１％以下とした。
ｎ−ＩｎＰ基板３０の活性領域２５に回折格子２１を作
製し、その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、歪量
子井戸活性層３２’、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ層１
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１７を順次積層する。本実施例の場合の活性
層３２’は、井戸層としてｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ２
２を５ｎｍ、バリア層としてｉ−Ｉｎ0.28Ｇａ0.72Ａｓ
２３を５ｎｍ、これを１０層積層したもので構成する。
その後、位相シフト制御領域２４’の活性層３２’まで
の層をエッチングし、その上にｐ−ＩｎＰ層１４を積層
する。その後、幅２μｍのメサ・ストライプを残して、
基板３０の上までエッチングし、その周囲をｎ−ＩｎＰ
層、ｐ−ＩｎＰ層で埋め込む。各領域２４’、２５は独
立に電流制御できるように、電気的に分離する。これら
の上にｐ型電極１９を設け、裏面にｎ型電極２０を設け
る。活性領域２５は各々３００μｍ、位相シフト制御領
域２４’は２００μｍとした。端面はＡＲコーティング
を施し、反射率は１％以下とした。
【００３２】次に、素子の動作を説明する。本実施例に
おいても、実施例１と同様に、ｎ2TE−ｎ1TE〜２．０９
×１０-3として、位相シフト制御領域２４’でのＴＥ偏
波とＴＭ偏波の位相シフト量の差をπとしたので、隣接
するＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の
発振モードが位置することになる。本実施例の場合、活
性層３２’が多重量子井戸構造で、しかもバリア層２３
に引っ張り歪が導入されているため、ＴＭ偏波の利得を
ＴＥ偏波の利得に近付けることができ、ＴＥ／ＴＭ変調
レーザとしての歩留りが非常に向上する。また、バルク
活性層の場合に比較して低い電流密度で大きな利得係数
が得られる。
おいても、実施例１と同様に、ｎ2TE−ｎ1TE〜２．０９
×１０-3として、位相シフト制御領域２４’でのＴＥ偏
波とＴＭ偏波の位相シフト量の差をπとしたので、隣接
するＴＥ偏波の発振モード間隔のほぼ中央にＴＭ偏波の
発振モードが位置することになる。本実施例の場合、活
性層３２’が多重量子井戸構造で、しかもバリア層２３
に引っ張り歪が導入されているため、ＴＭ偏波の利得を
ＴＥ偏波の利得に近付けることができ、ＴＥ／ＴＭ変調
レーザとしての歩留りが非常に向上する。また、バルク
活性層の場合に比較して低い電流密度で大きな利得係数
が得られる。
【００３３】次に、本実施例のレーザを用いた変調方法
を示す。実施例１と同様に、半導体レーザの位相シフト
制御領域２４’側の電極にバイアス電流Ｉ1を注入し、
変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）を重畳することにより、
出力光はＴＥ偏波とＴＭ偏波で変調される。この出力光
を偏光子を用いてＴＥ偏波のみあるいはＴＭ偏波のみを
透過させることにより、パワーが１、０の信号として取
り出すことができる。この変調方式を用いて、実施例１
と同様な光通信システムを構成することができる。
を示す。実施例１と同様に、半導体レーザの位相シフト
制御領域２４’側の電極にバイアス電流Ｉ1を注入し、
変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）を重畳することにより、
出力光はＴＥ偏波とＴＭ偏波で変調される。この出力光
を偏光子を用いてＴＥ偏波のみあるいはＴＭ偏波のみを
透過させることにより、パワーが１、０の信号として取
り出すことができる。この変調方式を用いて、実施例１
と同様な光通信システムを構成することができる。
【００３４】本実施例でも、微小な電流で波長スイッチ
ングを行なえる。従って、キャリア密度の変動が少な
く、チャーピングが抑制され、スペクトルの広がりを小
さくすることができ、高速の変調を行なうことが可能と
なる。また、ＴＥとＴＭの利得をほぼ等しくし、低い電
流密度で大きな利得係数が得られるようになるため、Ｔ
Ｅ／ＴＭ変調素子としての歩留りが更に向上した。
ングを行なえる。従って、キャリア密度の変動が少な
く、チャーピングが抑制され、スペクトルの広がりを小
さくすることができ、高速の変調を行なうことが可能と
なる。また、ＴＥとＴＭの利得をほぼ等しくし、低い電
流密度で大きな利得係数が得られるようになるため、Ｔ
Ｅ／ＴＭ変調素子としての歩留りが更に向上した。
【００３５】
【実施例４】本実施例で用いる波長可変レーザは実施例
１で用いたレーザと同様の特性を持つレーザである。実
施例１の半導体レーザは注入電流を変えることにより、
発振波長を変化させることができる。
１で用いたレーザと同様の特性を持つレーザである。実
施例１の半導体レーザは注入電流を変えることにより、
発振波長を変化させることができる。
【００３６】次に、レーザの変調方法を示す。実施例１
と同様に、半導体レーザ１の活性領域２５の電極にバイ
アス電流Ｉ1を注入し、位相制御領域２４にバイアス電
流Ｉ1を注入し、信号１として、位相制御領域２４の注
入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）で変調すること
により、出力光は波長λ1（ＴＥ偏波）とλ1’（ＴＭ偏
波）の間で変調された信号となる。同様に、半導体レー
ザ１の活性領域２５にバイアス電流Ｉ2を注入し、位相
制御領域２４にバイアス電流Ｉ2を注入し、信号２とし
て、位相制御領域２４の注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ
2’−Ｉ2）で変調することにより、出力光は波長λ
2（ＴＥ偏波）とλ2’（ＴＭ偏波）の間で変調された信
号となる。この様に、変調電流を変えることにより、出
力光の偏波および波長を変えることができる。この出力
光を、まず偏光子を透過させてＴＭ偏波（λn’）をカ
ットすることにより、波長λ1と波長λ2のそれぞれを、
光パワーが１、０の信号として取り出すことができる。
と同様に、半導体レーザ１の活性領域２５の電極にバイ
アス電流Ｉ1を注入し、位相制御領域２４にバイアス電
流Ｉ1を注入し、信号１として、位相制御領域２４の注
入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ1’−Ｉ1）で変調すること
により、出力光は波長λ1（ＴＥ偏波）とλ1’（ＴＭ偏
波）の間で変調された信号となる。同様に、半導体レー
ザ１の活性領域２５にバイアス電流Ｉ2を注入し、位相
制御領域２４にバイアス電流Ｉ2を注入し、信号２とし
て、位相制御領域２４の注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ
2’−Ｉ2）で変調することにより、出力光は波長λ
2（ＴＥ偏波）とλ2’（ＴＭ偏波）の間で変調された信
号となる。この様に、変調電流を変えることにより、出
力光の偏波および波長を変えることができる。この出力
光を、まず偏光子を透過させてＴＭ偏波（λn’）をカ
ットすることにより、波長λ1と波長λ2のそれぞれを、
光パワーが１、０の信号として取り出すことができる。
【００３７】図９に実施例２の変調方式を用いた波長多
重光通信システムの構成図を示す。半導体レーザ１を上
述の方法で変調電流（Ｉn’−Ｉn）で変調し、出力光
を、波長λn’（ＴＭ偏波）とλn（ＴＥ偏波）の間で変
調された信号７’（信号ｎ）とする。この光７’を偏光
子２を用いてλn（ＴＥ偏波）のみを透過させることに
より、パワーが１、０の信号６’とする。偏光子２を透
過した光を、レンズ３を用いてファイバ４に結合させ、
ファイバ４を伝送させた後、分岐器１０でｎ個に分配す
る。分配された光は、１２の特性を有する受信フィルタ
１１（Ｆn）で波長λnのみを透過させることにより、パ
ワーが１、０の信号となる。
重光通信システムの構成図を示す。半導体レーザ１を上
述の方法で変調電流（Ｉn’−Ｉn）で変調し、出力光
を、波長λn’（ＴＭ偏波）とλn（ＴＥ偏波）の間で変
調された信号７’（信号ｎ）とする。この光７’を偏光
子２を用いてλn（ＴＥ偏波）のみを透過させることに
より、パワーが１、０の信号６’とする。偏光子２を透
過した光を、レンズ３を用いてファイバ４に結合させ、
ファイバ４を伝送させた後、分岐器１０でｎ個に分配す
る。分配された光は、１２の特性を有する受信フィルタ
１１（Ｆn）で波長λnのみを透過させることにより、パ
ワーが１、０の信号となる。
【００３８】この場合の受信フィルタ１１は、１Å程度
しか離れていない波長を分離するため、透過バンド幅の
小さい波長フィルタが必要である。例えば、ＤＦＢフィ
ルタ、ファブリペローフィルタ、マッハツェンダ型フィ
ルタなどである。受信フィルタ１１を透過した光をフォ
トダイオード５で受光し、信号を検出する。
しか離れていない波長を分離するため、透過バンド幅の
小さい波長フィルタが必要である。例えば、ＤＦＢフィ
ルタ、ファブリペローフィルタ、マッハツェンダ型フィ
ルタなどである。受信フィルタ１１を透過した光をフォ
トダイオード５で受光し、信号を検出する。
【００３９】さらに、波長フィルタ１１を同調機能を有
する可変フィルタにすることにより、受信側で自由にチ
ャンネルを選択することができる。
する可変フィルタにすることにより、受信側で自由にチ
ャンネルを選択することができる。
【００４０】本実施例でも、微小な電流で変調を行なえ
るため、キャリア密度の変動が小さく、チャーピングが
抑制され、スペクトル広がりを抑えることができ、高速
の変調を行なうことができる。また、スペクトル広がり
が小さいため、波長毎に異なる信号を割り当てる場合に
も、波長数を多く取ることができ、また、消光比の良好
な信号が得られる。本実施例の場合、ＴＥ偏波のみで変
調を行う場合に比較して、隣接する発振モード間の最も
発振しにくい領域にＴＭ偏波の発振モードが設けられて
いる為、変調を安定に低雑音で行うことが出来る。その
結果、容易に、消光比の高く、高速で、しかも波長多重
数の多い通信を行なうことが可能となる。
るため、キャリア密度の変動が小さく、チャーピングが
抑制され、スペクトル広がりを抑えることができ、高速
の変調を行なうことができる。また、スペクトル広がり
が小さいため、波長毎に異なる信号を割り当てる場合に
も、波長数を多く取ることができ、また、消光比の良好
な信号が得られる。本実施例の場合、ＴＥ偏波のみで変
調を行う場合に比較して、隣接する発振モード間の最も
発振しにくい領域にＴＭ偏波の発振モードが設けられて
いる為、変調を安定に低雑音で行うことが出来る。その
結果、容易に、消光比の高く、高速で、しかも波長多重
数の多い通信を行なうことが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。 １．通常のＤＦＢレーザを用いたＴＥ／ＴＭ変調と比較
して、安定に変調を行なうことができる。 ２．一方の偏波の発振モードのしきい値利得が上昇する
付近で、もう一方の偏波の発振モードのしきい値利得が
下がるため、効率がよく、また、雑音も低減される。 ３．微小な電流で変調を行なえるため、チャーピングが
抑制され、スペクトル広がりが抑えられ、また高速な変
調が容易に実現できる。 ４．微小な電流で変調を行なうにもかかわらず、偏光子
などを用いることで良好な消光比が容易に得られる。 ５．スペクトル幅の広がりが抑えられるため、波長多重
時にも良好な消光比が得られる。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。 １．通常のＤＦＢレーザを用いたＴＥ／ＴＭ変調と比較
して、安定に変調を行なうことができる。 ２．一方の偏波の発振モードのしきい値利得が上昇する
付近で、もう一方の偏波の発振モードのしきい値利得が
下がるため、効率がよく、また、雑音も低減される。 ３．微小な電流で変調を行なえるため、チャーピングが
抑制され、スペクトル広がりが抑えられ、また高速な変
調が容易に実現できる。 ４．微小な電流で変調を行なうにもかかわらず、偏光子
などを用いることで良好な消光比が容易に得られる。 ５．スペクトル幅の広がりが抑えられるため、波長多重
時にも良好な消光比が得られる。
【図１】実施例１の素子の構成図。
【図２】実施例１のΔβＬとｇthＬの関係を示す図。
【図３】実施例１の素子の位相調整電流−しきい値利得
特性とその変調方法を説明する図。
特性とその変調方法を説明する図。
【図４】実施例１の素子とその変調方法を用いた通信シ
ステムの構成例の図。
ステムの構成例の図。
【図５】実施例２の素子の構成図。
【図６】実施例２のΔβＬとｇthＬの関係を示す図。
【図７】実施例２の素子の位相調整電流−しきい値利得
特性とその変調方法を説明する図。
特性とその変調方法を説明する図。
【図８】実施例３の素子の構成図。
【図９】実施例４の変調方法を用いた波長多重光通信シ
ステムの構成例の図。
ステムの構成例の図。
【図１０】従来例を示す図。
１ 半導体レーザ ２ 偏光子 ３ レンズ ４ 光ファイバ ５ フォトダイオード ６、６’ 偏光子透過後の信号 ７、７’ レーザからの光 １０ 分岐器 １１ 受信フィルタ １２ 受信フィルタの特性 １３ バッファ層 １４ クラッド層 １７ コンタクト層 １９、２０ 電極 ２１ 回折格子 ２２ 井戸層 ２３ バリア層 ２４、２４’ 位相制御領域 ２５、２５’ 活性領域 ３０ 基板 ３１ ガイド層 ３２、３２’ 活性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の電気的に分離された領域を有する
分布帰還型半導体レーザにおいて、該分布帰還型半導体
レーザ中でのＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍のＴＥ
偏波の位相変化量とＴＭ偏波に対するブラッグ波長近傍
のＴＭ偏波の位相変化量との間に差が存在することを特
徴とする光伝送装置。 - 【請求項２】 前記位相変化量の差はπ付近とすること
を特徴とする請求項１記載の光伝送装置。 - 【請求項３】 該半導体レーザの電気的に分離された複
数の領域のうち、少なくとも１つの領域が、活性層を有
さず位相のみを制御する位相制御領域であることを特徴
とする請求項１または２記載の光伝送装置。 - 【請求項４】 該位相制御領域でのＴＥ偏波の位相変化
量とＴＭ偏波の位相変化量の差がπ付近であることを特
徴とする請求項３記載の光伝送装置。 - 【請求項５】 該活性領域のＴＥ偏波のブラッグ波長近
傍におけるＴＥ偏波に対する有効屈折率ｎ1TE、ＴＭ偏
波のブラッグ波長近傍におけるＴＭ偏波に対する有効屈
折率ｎ1TM、および、該位相制御領域のＴＥ偏波のブラ
ッグ波長におけるＴＥ偏波に対する有効屈折率ｎ2TE、
ＴＭ偏波のブラッグ波長におけるＴＭ偏波に対する有効
屈折率ｎ2TMが、回折格子のピッチΛ、位相制御領域長
Ｌを用いて、 ｎ2TE／ｎ1TE−ｎ2TM／ｎ1TM〜Λ／２Ｌ の関係で表されることを特徴とする請求項４記載の光伝
送装置。 - 【請求項６】 該半導体レーザの活性層がバルクで構成
されていることを特徴とする請求項１または２記載の光
伝送装置。 - 【請求項７】 該半導体レーザの活性層が面内の引っ張
り歪を持つ歪量子井戸で構成されることを特徴とする請
求項１または２記載の光伝送装置。 - 【請求項８】 請求項１または２記載の光伝送装置が、
該複数の領域への注入電流を制御することにより、出力
光の偏波の方向をＴＥ偏波とＴＭ偏波の間で変調し、該
出力光の２偏波のうち１偏波のみを選択して取り出すこ
とにより、ＡＭ変調された信号を送り出すことを特徴と
する変調方式。 - 【請求項９】 請求項８記載の変調方式において、該２
つの偏波のうち送出する偏波の波長を可変にし、該２つ
の偏波間でスイッチングを行なうよう注入電流を変調
し、受信側で波長フィルタを用いて任意の波長の信号を
検出することを特徴とする光通信方式。 - 【請求項１０】 請求項９記載の光通信方式において、
該光伝送装置と該波長フィルタを複数用いて通信を行な
うことを特徴とする波長多重光通信方式。 - 【請求項１１】 複数の電気的に分離された領域を有す
る分布帰還型半導体レーザにおいて、該分布帰還型半導
体レーザ中でのＴＥ偏波に対するブラッグ波長近傍のＴ
Ｅ偏波の位相変化量とＴＭ偏波に対するブラッグ波長近
傍のＴＭ偏波の位相変化量との間にπ付近の差が存在す
ることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6334064A JPH08172234A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 光伝送装置およびその変調方式 |
| US08/570,654 US5841799A (en) | 1994-12-17 | 1995-12-11 | Semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same |
| EP95119710A EP0717480B1 (en) | 1994-12-17 | 1995-12-14 | Semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same |
| DE69526041T DE69526041T2 (de) | 1994-12-17 | 1995-12-14 | Halbleiterlaser, Modulationsverfahren und optisches Kommunikationssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6334064A JPH08172234A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 光伝送装置およびその変調方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172234A true JPH08172234A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18273109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6334064A Pending JPH08172234A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 光伝送装置およびその変調方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08172234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6807201B1 (en) | 1998-03-19 | 2004-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser with phase controlling region and method for driving the same |
| JP2013207023A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
-
1994
- 1994-12-17 JP JP6334064A patent/JPH08172234A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6807201B1 (en) | 1998-03-19 | 2004-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser with phase controlling region and method for driving the same |
| JP2013207023A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
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