JPH08172237A - 半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システム - Google Patents
半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システムInfo
- Publication number
- JPH08172237A JPH08172237A JP6334066A JP33406694A JPH08172237A JP H08172237 A JPH08172237 A JP H08172237A JP 6334066 A JP6334066 A JP 6334066A JP 33406694 A JP33406694 A JP 33406694A JP H08172237 A JPH08172237 A JP H08172237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- polarization
- region
- wavelength
- phase shift
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
- H01S5/06236—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the polarisation, e.g. TM/TE polarisation switching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/124—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers incorporating phase shifts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3403—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
- H01S5/3404—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation influencing the polarisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】２つの偏波の間で変調可能な素子の歩留りを向
上させ、また制御しやすくする。 【構成】分布帰還型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。１つの領域に位相シフト部２１ａ
を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に対するαパラメータ（４
π／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄｇ／ｄＮ）、λは夫々の
ブラッグ波長、ｎは夫々の有効屈折率、Ｎは注入キャリ
ア密度、ｇは夫々の利得）を異ならせる。この構成によ
り、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向上す
る。
上させ、また制御しやすくする。 【構成】分布帰還型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。１つの領域に位相シフト部２１ａ
を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に対するαパラメータ（４
π／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄｇ／ｄＮ）、λは夫々の
ブラッグ波長、ｎは夫々の有効屈折率、Ｎは注入キャリ
ア密度、ｇは夫々の利得）を異ならせる。この構成によ
り、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向上す
る。
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、光情報処理、光記録などに用いられ
る半導体レーザ、その変調方式、それを用いた光通信シ
ステム等に関するものである。
の光通信システム、光情報処理、光記録などに用いられ
る半導体レーザ、その変調方式、それを用いた光通信シ
ステム等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３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、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、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、その変調方式、この変調方式を用いた
光通信方式等を提供することにある。
た半導体レーザ、その変調方式、この変調方式を用いた
光通信方式等を提供することにある。
【０００６】即ち、本発明の第１の目的は、ＴＥ／ＴＭ
変調可能な素子の歩留りを向上させ、また制御しやすく
することである。本発明の第２の目的は、ＴＥ偏波に対
する本発明の半導体レーザの利得とＴＭ偏波に対する本
発明の半導体レーザの利得とを近付けること、及びこう
して近付けるとともに、しきい値電流を低下させ、効率
を向上させることである。本発明の第３の目的は、チャ
ーピングを抑え、高速変調を行なうことである。本発明
の第４の目的は、高速な通信を行なうこと、及び高速
で、しかも波長多重数の多い波長多重通信を行なうこと
である。
変調可能な素子の歩留りを向上させ、また制御しやすく
することである。本発明の第２の目的は、ＴＥ偏波に対
する本発明の半導体レーザの利得とＴＭ偏波に対する本
発明の半導体レーザの利得とを近付けること、及びこう
して近付けるとともに、しきい値電流を低下させ、効率
を向上させることである。本発明の第３の目的は、チャ
ーピングを抑え、高速変調を行なうことである。本発明
の第４の目的は、高速な通信を行なうこと、及び高速
で、しかも波長多重数の多い波長多重通信を行なうこと
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、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
つの領域に位相シフト部を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に
対するαパラメータ（４π／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄ
ｇ／ｄＮ）、これについては後述、λは夫々のブラッグ
波長、ｎは夫々の有効屈折率、Ｎは注入キャリア密度、
ｇは夫々の利得）を異ならせたことを特徴とする。この
構成において、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つの領域に位相シ
フト部を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に対するαパラメー
タを異ならせたことにより、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏
波発振領域とを確実に確保でき、歩留りが向上するとと
もに、制御性も向上する。
め、本出願に係る第１の発明は、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
つの領域に位相シフト部を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に
対するαパラメータ（４π／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄ
ｇ／ｄＮ）、これについては後述、λは夫々のブラッグ
波長、ｎは夫々の有効屈折率、Ｎは注入キャリア密度、
ｇは夫々の利得）を異ならせたことを特徴とする。この
構成において、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つの領域に位相シ
フト部を設け、ＴＥおよびＴＭ偏波に対するαパラメー
タを異ならせたことにより、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏
波発振領域とを確実に確保でき、歩留りが向上するとと
もに、制御性も向上する。
【０００８】また、第１の発明において位相シフト量を
λ／４とすることを特徴とする。第１の発明において位
相シフト量をλ／４とすることにより、第１の発明にお
いて、更にＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確
実に確保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向
上する。
λ／４とすることを特徴とする。第１の発明において位
相シフト量をλ／４とすることにより、第１の発明にお
いて、更にＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確
実に確保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向
上する。
【０００９】また、第１の発明において、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。こうした構成により、第１の発明にお
いて、更にＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確
実に確保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向
上する。
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。こうした構成により、第１の発明にお
いて、更にＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確
実に確保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向
上する。
【００１０】上記目的を達成するため、本出願に係る第
２の発明は、第１の発明において活性層がバルクで構成
されていることを特徴とする。この構成において、第１
の発明において活性層がバルクで構成されていることに
より、ＴＥ偏波に対する本発明の半導体レーザの利得と
ＴＭ偏波に対する本発明の半導体レーザの利得とが近付
き、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向上す
る。また、第１の発明において活性層が面内に引っ張り
歪を持つ歪量子井戸で構成されていることを特徴とす
る。この構成において、活性層が面内に引っ張り歪を持
つ歪量子井戸で構成されていることにより、ＴＥ偏波に
対する本発明の半導体レーザの利得とＴＭ偏波に対する
本発明の半導体レーザの利得とが近付くとともに、低い
電流密度で大きな利得が得られるため、偏波発振領域と
ＴＭ偏波発振領域とを確実に確保でき歩留りや制御性が
向上し、しきい値電流を低下させて半導体レーザの効率
が向上する。
２の発明は、第１の発明において活性層がバルクで構成
されていることを特徴とする。この構成において、第１
の発明において活性層がバルクで構成されていることに
より、ＴＥ偏波に対する本発明の半導体レーザの利得と
ＴＭ偏波に対する本発明の半導体レーザの利得とが近付
き、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに、制御性も向上す
る。また、第１の発明において活性層が面内に引っ張り
歪を持つ歪量子井戸で構成されていることを特徴とす
る。この構成において、活性層が面内に引っ張り歪を持
つ歪量子井戸で構成されていることにより、ＴＥ偏波に
対する本発明の半導体レーザの利得とＴＭ偏波に対する
本発明の半導体レーザの利得とが近付くとともに、低い
電流密度で大きな利得が得られるため、偏波発振領域と
ＴＭ偏波発振領域とを確実に確保でき歩留りや制御性が
向上し、しきい値電流を低下させて半導体レーザの効率
が向上する。
【００１１】上記目的を達成するため、本出願に係る第
３の発明は、第１の発明の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Ｔ
Ｍ偏波の間で変調し、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を特徴とする。この構成におい
て、第１の発明の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、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、変調時のキャリアの変動が小さ
くなり、チャーピングが小さくなり、同時に消光比を大
きく取ることができ、高速変調を行なうことができる。
本出願に係る第３の発明においては、更に、第１の発明
の２つの偏波のうち送出する偏波の波長を可変にし、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。この構成において、２つの
偏波のうち送出する偏波の波長を可変にし、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
ことにより、波長多重数が多く高速な通信を行なうこと
ができる。
３の発明は、第１の発明の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Ｔ
Ｍ偏波の間で変調し、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を特徴とする。この構成におい
て、第１の発明の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、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、変調時のキャリアの変動が小さ
くなり、チャーピングが小さくなり、同時に消光比を大
きく取ることができ、高速変調を行なうことができる。
本出願に係る第３の発明においては、更に、第１の発明
の２つの偏波のうち送出する偏波の波長を可変にし、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。この構成において、２つの
偏波のうち送出する偏波の波長を可変にし、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
ことにより、波長多重数が多く高速な通信を行なうこと
ができる。
【００１２】上記目的を達成するため、本出願に係る第
４の発明は、第３の発明の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。この構成において、波長多重数が多く高速な
通信を行なうことができる。
４の発明は、第３の発明の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。この構成において、波長多重数が多く高速な
通信を行なうことができる。
【００１３】
【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上に回折格子２１を作製する。この回折格子
２１は端面からＬｓの位置にλ／４位相シフト部２１ａ
を持つよう作成する。端面からλ／４位相シフト部２１
ａまでの距離Ｌｓは、共振器長をＬとすると、０．２≦
（Ｌｓ／Ｌ）≦０．４５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／
Ｌ）≦０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４
とした。その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッ
ファ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層１７を順次積層する。その後、幅２
μｍ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１、２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。共振器長は６００μ
ｍ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上に回折格子２１を作製する。この回折格子
２１は端面からＬｓの位置にλ／４位相シフト部２１ａ
を持つよう作成する。端面からλ／４位相シフト部２１
ａまでの距離Ｌｓは、共振器長をＬとすると、０．２≦
（Ｌｓ／Ｌ）≦０．４５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／
Ｌ）≦０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４
とした。その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッ
ファ層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層１７を順次積層する。その後、幅２
μｍ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１、２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。共振器長は６００μ
ｍ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。
【００１４】次に、素子の動作を説明する。本実施例の
ＤＦＢ−ＬＤでは、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で有効屈折率ｎ
が異なるため、夫々のブラッグ波長λが異なる。波長差
は約４ｎｍである。注入キャリア密度Ｎと利得ｇの関係
を図２に示す。波長が異なると、ｄｇ／ｄＮの値は異な
り、従ってαパラメータが異なる（αパラメータ：４π
／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄｇ／ｄＮ））。本実施例で
は、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で有効屈折率ｎが異なるため、
しきい値電流密度付近のαパラメータが異なる。
ＤＦＢ−ＬＤでは、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で有効屈折率ｎ
が異なるため、夫々のブラッグ波長λが異なる。波長差
は約４ｎｍである。注入キャリア密度Ｎと利得ｇの関係
を図２に示す。波長が異なると、ｄｇ／ｄＮの値は異な
り、従ってαパラメータが異なる（αパラメータ：４π
／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄｇ／ｄＮ））。本実施例で
は、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で有効屈折率ｎが異なるため、
しきい値電流密度付近のαパラメータが異なる。
【００１５】図３に本実施例のＤＦＢ−ＬＤの２電極し
きい値電流の関係を示す。まず、ＴＥ偏波の２電極のし
きい値電流の関係を見ると、Ｉ1＝Ｉ2（Ｉ1は領域１へ
の注入電流、Ｉ2は領域２への注入電流）の直線に対し
て非対称な形になっている。これは、λ／４位相シフト
部２１ａが一方の電極の領域のみに設けられているため
である。このλ／４位相シフト部２１ａの影響でＩ1＞
Ｉ2の領域では、他の領域に比較してしきい値電流（Ｉ
1th、Ｉ2th）が低くなっている。ただし、しきい値電流
の関係は、λ／４位相シフト部の位置により異なる。
きい値電流の関係を示す。まず、ＴＥ偏波の２電極のし
きい値電流の関係を見ると、Ｉ1＝Ｉ2（Ｉ1は領域１へ
の注入電流、Ｉ2は領域２への注入電流）の直線に対し
て非対称な形になっている。これは、λ／４位相シフト
部２１ａが一方の電極の領域のみに設けられているため
である。このλ／４位相シフト部２１ａの影響でＩ1＞
Ｉ2の領域では、他の領域に比較してしきい値電流（Ｉ
1th、Ｉ2th）が低くなっている。ただし、しきい値電流
の関係は、λ／４位相シフト部の位置により異なる。
【００１６】つぎに、ＴＭ偏波の場合を見ると、前述の
ようにＴＥ偏波の場合とはｄｇ／ｄＮが異なるため、２
電極のしきい値電流の関係が異なる。その結果、ＴＥ偏
波とＴＭ偏波のしきい値電流のうち、低い方が発振しや
すくなると考えられる。２本の曲線は交わるため、図３
に示す様に、ＴＥ偏波での発振領域とＴＭ偏波での発振
領域とが生じる。すなわち、注入電流を調整することに
よりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り替えることが可能とな
る。ＴＥ偏波とＴＭ偏波の発振領域を歩留りよく確保す
るには、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対して非対称になることが効
果的であると考えられる。
ようにＴＥ偏波の場合とはｄｇ／ｄＮが異なるため、２
電極のしきい値電流の関係が異なる。その結果、ＴＥ偏
波とＴＭ偏波のしきい値電流のうち、低い方が発振しや
すくなると考えられる。２本の曲線は交わるため、図３
に示す様に、ＴＥ偏波での発振領域とＴＭ偏波での発振
領域とが生じる。すなわち、注入電流を調整することに
よりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り替えることが可能とな
る。ＴＥ偏波とＴＭ偏波の発振領域を歩留りよく確保す
るには、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対して非対称になることが効
果的であると考えられる。
【００１７】図４にλ／４位相シフト部の位置が異なる
場合のしきい値電流の関係を示す。端面から位相シフト
部までの距離をＬｓ、共振器長をＬとして、（ａ）はＬ
ｓ＝０．５Ｌの場合、（ｂ）はＬｓ＝０．６５Ｌの場合
である。（ａ）ではＩ1＝Ｉ2で最もしきい値が小さくな
る。一方、（ｂ）ではＩ2＞Ｉ1の領域ではしきい値電流
（Ｉ1th＋Ｉ2th）はほとんど変化せず、Ｉ1＞Ｉ2の領域
で、しきい値電流（Ｉ1th＋Ｉ2th）が減少する。すなわ
ち、λ／４位相シフト部の存在する側の電流が支配的な
領域で、λ／４位相シフトの影響が大きくなる。ただ
し、しきい値電流は、（ａ）の場合に比較すると、大き
くなる。非対称性を大きくするためには、０．２≦（Ｌ
ｓ／Ｌ）≦０．４５あるいは０．５５≦（Ｌｓ／Ｌ）≦
０．８が適している。この範囲にλ／４位相シフト部を
設け、２電極の注入電流Ｉ1、Ｉ2を制御することによ
り、歩留りよく安定して、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波
発振領域とを確保することができる。
場合のしきい値電流の関係を示す。端面から位相シフト
部までの距離をＬｓ、共振器長をＬとして、（ａ）はＬ
ｓ＝０．５Ｌの場合、（ｂ）はＬｓ＝０．６５Ｌの場合
である。（ａ）ではＩ1＝Ｉ2で最もしきい値が小さくな
る。一方、（ｂ）ではＩ2＞Ｉ1の領域ではしきい値電流
（Ｉ1th＋Ｉ2th）はほとんど変化せず、Ｉ1＞Ｉ2の領域
で、しきい値電流（Ｉ1th＋Ｉ2th）が減少する。すなわ
ち、λ／４位相シフト部の存在する側の電流が支配的な
領域で、λ／４位相シフトの影響が大きくなる。ただ
し、しきい値電流は、（ａ）の場合に比較すると、大き
くなる。非対称性を大きくするためには、０．２≦（Ｌ
ｓ／Ｌ）≦０．４５あるいは０．５５≦（Ｌｓ／Ｌ）≦
０．８が適している。この範囲にλ／４位相シフト部を
設け、２電極の注入電流Ｉ1、Ｉ2を制御することによ
り、歩留りよく安定して、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波
発振領域とを確保することができる。
【００１８】図５に、本実施例のレーザを用いた変調方
法を示す。半導体レーザの領域２にバイアス電流Ｉ20を
注入し、領域１にバイアス電流Ｉ10を注入し、領域１に
変調電流ΔＩ＝Ｉ10’−Ｉ10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。
法を示す。半導体レーザの領域２にバイアス電流Ｉ20を
注入し、領域１にバイアス電流Ｉ10を注入し、領域１に
変調電流ΔＩ＝Ｉ10’−Ｉ10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。
【００１９】図６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５の
ような特性を持つ半導体レーザ１に図５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５の
ような特性を持つ半導体レーザ１に図５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。
【００２０】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。
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。
【００２１】
【実施例２】図７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
制御領域２４であり、両端の領域は活性領域２５であ
る。位相制御領域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
制御領域２４であり、両端の領域は活性領域２５であ
る。位相制御領域２４は活性層３２および回折格子２１
を有さない。
【００２２】位相制御領域２４に電流を注入することに
より、しきい値電流の関係を更に調整することができ
る。従って、よりＴＥ偏波とＴＭ偏波の発振領域を分離
し易くすることができる。
より、しきい値電流の関係を更に調整することができ
る。従って、よりＴＥ偏波とＴＭ偏波の発振領域を分離
し易くすることができる。
【００２３】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
製する。この回折格子２１は端面からＬｓの位置にλ／
４位相シフト部２１ａが生ずるように作製する。端面か
らλ／４位相シフト部２１ａまでの距離Ｌｓは２つの活
性領域２５の長さの和をＬ１＋Ｌ２とすると、実施例１
と同様に、０．２≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦０．４
５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦
０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４とし
た。その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ
層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ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−ＩｎＰ１４層を積層する。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
制御領域２４は１００μｍ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
製する。この回折格子２１は端面からＬｓの位置にλ／
４位相シフト部２１ａが生ずるように作製する。端面か
らλ／４位相シフト部２１ａまでの距離Ｌｓは２つの活
性領域２５の長さの和をＬ１＋Ｌ２とすると、実施例１
と同様に、０．２≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦０．４
５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦
０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４とし
た。その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１、φ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層３２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰバッファ
層１３、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ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−ＩｎＰ１４層を積層する。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
制御領域２４は１００μｍ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。
【００２４】次に、素子の動作を説明する。本実施例の
ＤＦＢ−ＬＤでは、実施例１と同様に、ＴＥ偏波とＴＭ
偏波で有効屈折率が異なるため、しきい値電流密度付近
のαパラメータが異なる。
ＤＦＢ−ＬＤでは、実施例１と同様に、ＴＥ偏波とＴＭ
偏波で有効屈折率が異なるため、しきい値電流密度付近
のαパラメータが異なる。
【００２５】図８に、本実施例のＤＦＢ−ＬＤの２つの
領域の注入電流を制御し、さらに位相制御領域２４の注
入電流を制御した場合のしきい値電流の関係を示す。ま
ず、ＴＥ偏波の２電極のしきい値電流の関係を見る。実
施例１と同様に、λ／４位相シフト部２１ａが一方の電
極のみに設けられているため、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対して
非対称な形になっている。さらに、位相制御領域２４の
注入電流を制御することにより、２電極のしきい値電流
の関係が変化する。図８は、非対称性が大きくなるよう
に調整した場合である。これにより、実施例１よりも更
に、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対する非対称性が大きくなる。
領域の注入電流を制御し、さらに位相制御領域２４の注
入電流を制御した場合のしきい値電流の関係を示す。ま
ず、ＴＥ偏波の２電極のしきい値電流の関係を見る。実
施例１と同様に、λ／４位相シフト部２１ａが一方の電
極のみに設けられているため、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対して
非対称な形になっている。さらに、位相制御領域２４の
注入電流を制御することにより、２電極のしきい値電流
の関係が変化する。図８は、非対称性が大きくなるよう
に調整した場合である。これにより、実施例１よりも更
に、Ｉ1＝Ｉ2の直線に対する非対称性が大きくなる。
【００２６】次に、ＴＭ偏波の場合を見ると、前述のよ
うにＴＥ偏波の場合とはαパラメータが異なるため、２
電極のしきい値電流の関係が異なる。ＴＥ偏波とＴＭ偏
波のしきい値電流のうち低い方が発振しやすくなると考
えられる。２本の曲線は交わるため、ＴＥ偏波での発振
領域とＴＭ偏波での発振領域とが生じる。すなわち、注
入電流を調整することによりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り
替えることが可能となる。位相制御領域２４を設け、こ
の領域への注入電流を制御することにより、非対称性が
大きくなる。そのため、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で利得、結
合係数などが多少異なっても、図９に示したようにＴＥ
偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確保することがで
き、実施例１よりも歩留りが向上する。
うにＴＥ偏波の場合とはαパラメータが異なるため、２
電極のしきい値電流の関係が異なる。ＴＥ偏波とＴＭ偏
波のしきい値電流のうち低い方が発振しやすくなると考
えられる。２本の曲線は交わるため、ＴＥ偏波での発振
領域とＴＭ偏波での発振領域とが生じる。すなわち、注
入電流を調整することによりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り
替えることが可能となる。位相制御領域２４を設け、こ
の領域への注入電流を制御することにより、非対称性が
大きくなる。そのため、ＴＥ偏波とＴＭ偏波で利得、結
合係数などが多少異なっても、図９に示したようにＴＥ
偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確保することがで
き、実施例１よりも歩留りが向上する。
【００２７】次に、図１０に本実施例のレーザを用いた
変調方法を示す。位相制御領域２４への注入電流を２つ
の活性領域２５のしきい値電流が非対称になるように調
整し、領域２の電極にバイアス電流Ｉ20を注入し、領域
１の電極にバイアス電流Ｉ10を注入し、変調電流ΔＩ＝
（Ｉ10’−Ｉ10）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。
変調方法を示す。位相制御領域２４への注入電流を２つ
の活性領域２５のしきい値電流が非対称になるように調
整し、領域２の電極にバイアス電流Ｉ20を注入し、領域
１の電極にバイアス電流Ｉ10を注入し、変調電流ΔＩ＝
（Ｉ10’−Ｉ10）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。
【００２８】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、キャリア密度の変動か少な
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、位相制御領域の存在により、実施例１より
もさらにＴＥ／ＴＭ変調を安定に歩留りよく行なえる。
変調を行なえる。従って、キャリア密度の変動か少な
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、位相制御領域の存在により、実施例１より
もさらにＴＥ／ＴＭ変調を安定に歩留りよく行なえる。
【００２９】
【実施例３】図１１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。中央の領域は位相制御領域２４であり、両端の領域
は活性領域２５である。位相制御領域２４は活性層３
２’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、ＴＥ偏波発振領域
とＴＭ偏波発振領域を確保し、しかも素子の高性能化を
図ったものである。
の素子は、実施例２と同様、３つの領域から構成され
る。中央の領域は位相制御領域２４であり、両端の領域
は活性領域２５である。位相制御領域２４は活性層３
２’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、ＴＥ偏波発振領域
とＴＭ偏波発振領域を確保し、しかも素子の高性能化を
図ったものである。
【００３０】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
製する。この回折格子２１は端面からＬｓの位置にλ／
４位相シフト部２１ａが生ずるように作製する。端面か
らλ／４位相シフト部２１ａまでの距離Ｌｓは２つの活
性領域２５の長さの和をＬ１＋Ｌ２とすると、実施例１
と同様に、０．２≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦０．４
５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦
０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４とし
た。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−ＩｎＧａＡｓ２２を５ｎ
ｍ、バリア層としてｉ−ＩｎＧａＡｓ２３を５ｎｍ、こ
れを１０層積層したもので構成する。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−ＩｎＰ層１４を積層する。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、
位相制御領域２４は１００μｍ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
製する。この回折格子２１は端面からＬｓの位置にλ／
４位相シフト部２１ａが生ずるように作製する。端面か
らλ／４位相シフト部２１ａまでの距離Ｌｓは２つの活
性領域２５の長さの和をＬ１＋Ｌ２とすると、実施例１
と同様に、０．２≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦０．４
５、あるいは０．５５≦（Ｌｓ／（Ｌ１＋Ｌ２））≦
０．８の範囲が適しており、本実施例では０．４とし
た。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−ＩｎＧａＡｓ２２を５ｎ
ｍ、バリア層としてｉ−ＩｎＧａＡｓ２３を５ｎｍ、こ
れを１０層積層したもので構成する。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−ＩｎＰ層１４を積層する。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、
位相制御領域２４は１００μｍ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。
【００３１】次に、素子の動作を説明する。本実施例の
ＤＦＢ−ＬＤは、実施例１と同様にＴＥ偏波とＴＭ偏波
で有効屈折率が異なるため、しきい値電流密度付近のα
パラメータが異なる。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、
αパラメータも良好な値が得られる。
ＤＦＢ−ＬＤは、実施例１と同様にＴＥ偏波とＴＭ偏波
で有効屈折率が異なるため、しきい値電流密度付近のα
パラメータが異なる。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、
αパラメータも良好な値が得られる。
【００３２】実施例１と同様に、λ／４位相シフト部２
１ａが一方の電極のみに設けられているため、Ｉ1＝Ｉ2
の直線に対して非対称な形になっている。２電極のしき
い値電流の関係はさらに、位相制御領域２４の注入電流
を制御することにより、非対称性を大きくすることがで
きる。また、ＴＥ偏波とＴＭ偏波でαパラメータが異な
るため、実施例１と同様にＴＥ偏波とＴＭ偏波のしきい
値電流の曲線が交わり、ＴＥ偏波での発振領域とＴＭ偏
波での発振領域とが生じる。すなわち、注入電流を調整
することによりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り替えることが
可能となる。
１ａが一方の電極のみに設けられているため、Ｉ1＝Ｉ2
の直線に対して非対称な形になっている。２電極のしき
い値電流の関係はさらに、位相制御領域２４の注入電流
を制御することにより、非対称性を大きくすることがで
きる。また、ＴＥ偏波とＴＭ偏波でαパラメータが異な
るため、実施例１と同様にＴＥ偏波とＴＭ偏波のしきい
値電流の曲線が交わり、ＴＥ偏波での発振領域とＴＭ偏
波での発振領域とが生じる。すなわち、注入電流を調整
することによりＴＥ偏波とＴＭ偏波を切り替えることが
可能となる。
【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、半導体レーザの領域２にバ
イアス電流Ｉ20を注入し、領域１にバイアス電流Ｉ10を
注入し、領域１に変調電流ΔＩ＝（Ｉ10’−Ｉ10）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、半導体レーザの領域２にバ
イアス電流Ｉ20を注入し、領域１にバイアス電流Ｉ10を
注入し、領域１に変調電流ΔＩ＝（Ｉ10’−Ｉ10）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、
しきい値が下がり、効率が向上し、ＴＥ／ＴＭ変調素子
としての歩留りが向上した。
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、
しきい値が下がり、効率が向上し、ＴＥ／ＴＭ変調素子
としての歩留りが向上した。
【００３５】
【実施例４】本実施例で用いる波長可変レーザは実施例
２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２の半導体レーザは活性領域への注入電流を変える
ことにより、発振波長を変化させることができる。
２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２の半導体レーザは活性領域への注入電流を変える
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２
と同様に、相調整領域２４への注入電流を２つの活性領
域２５のしきい値電流が非対称になるように調整し、半
導体レーザ１の領域２にバイアス電流Ｉ21を注入し、領
域１にバイアス電流Ｉ11を注入し、信号１として、領域
１への注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ11’−Ｉ11）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の領域２にバイアス電流Ｉ22を注入
し、領域１にバイアス電流Ｉ12を注入し、信号２とし
て、領域１への注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ12’−Ｉ
12）で変調することにより、出力光は波長λ2（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、相調整領域２４への注入電流を２つの活性領
域２５のしきい値電流が非対称になるように調整し、半
導体レーザ１の領域２にバイアス電流Ｉ21を注入し、領
域１にバイアス電流Ｉ11を注入し、信号１として、領域
１への注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ11’−Ｉ11）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の領域２にバイアス電流Ｉ22を注入
し、領域１にバイアス電流Ｉ12を注入し、信号２とし
て、領域１への注入電流を変調電流ΔＩ＝（Ｉ12’−Ｉ
12）で変調することにより、出力光は波長λ2（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１２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（Ｉ1n’−Ｉ1n）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６’となる。
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（Ｉ1n’−Ｉ1n）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６’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、マッハツエンダ型フィル
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、マッハツエンダ型フィル
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。
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。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。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】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに制御性も向上する。
ば、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実に確
保でき、歩留りが向上するとともに制御性も向上する。
【００４２】また、第２の発明によれば、ＴＥ偏波に対
する活性層の利得とＴＭ偏波に対する活性層の利得とが
近付き、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実
に確保でき、歩留りが向上するとともに制御性も向上す
る。
する活性層の利得とＴＭ偏波に対する活性層の利得とが
近付き、ＴＥ偏波発振領域とＴＭ偏波発振領域とを確実
に確保でき、歩留りが向上するとともに制御性も向上す
る。
【００４３】また、第３の発明によれば、変調時のキャ
リアの変動が小さくなり、チャーピングが小さくなり、
同時に消光比を大きく取ることができ、高速変調を行な
うことができる。
リアの変動が小さくなり、チャーピングが小さくなり、
同時に消光比を大きく取ることができ、高速変調を行な
うことができる。
【００４４】また、第４の発明によれば、消光比を大き
く取ることができ、同時に高速で波長多重数の大きい波
長多重通信を行なうことができる。
く取ることができ、同時に高速で波長多重数の大きい波
長多重通信を行なうことができる。
【図１】実施例１の素子の構成図。
【図２】実施例１の利得スペクトルの図。
【図３】実施例１の素子の２電極のしきい値電流の関係
図。
図。
【図４】実施例１の素子の位相シフト部位置による２電
極のしきい値電流の変化の図。
極のしきい値電流の変化の図。
【図５】実施例１の素子の変調方法を示す図。
【図６】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７】実施例２の素子の構成図。
【図８】実施例２の素子の２電極のしきい値電流の関係
図。
図。
【図９】ＴＥ偏波とＴＭ偏波で利得が異なる場合の実施
例２の素子の２電極のしきい値電流の関係図。
例２の素子の２電極のしきい値電流の関係図。
【図１０】実施例２の素子の変調方法を説明する図。
【図１１】実施例３の素子の構成図。
【図１２】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。
システムの構成例の図。
【図１３】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 ２１ａ 位相シフト部 ２２ 井戸層 ２３ バリア層 ２４ 位相制御領域 ２５ 活性領域 ３０ 基板 ３１ ガイド層 ３２、３２’ 活性層
Claims (10)
- 【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、１つの電気的に分離
された領域に位相シフト部が設けられ、かつ、ＴＥ偏波
とＴＭ偏波のしきい値電流近傍での夫々のαパラメータ
（４π／λ・（ｄｎ／ｄＮ）／（ｄｇ／ｄＮ）、λは夫
々のブラッグ波長、ｎは夫々の有効屈折率、Ｎは注入キ
ャリア密度、ｇは夫々の利得）が異なることを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項２】 該位相シフト部の位相シフト量がλ／４
であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【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記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】 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記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項５】 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記載の半導体レーザ。 - 【請求項６】 該位相シフト部の位置が活性領域の中央
からずれていることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ。 - 【請求項７】 該位相シフト部の位置のずれは、全活性
領域長をＬ、端面から位相シフト部までの距離をＬｓと
したとき、０．２≦（Ｌｓ／Ｌ）≦０．４５、あるいは
０．５５≦（Ｌｓ／Ｌ）≦０．８の範囲であることを特
徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項８】 請求項１記載の半導体レーザが、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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6334066A JPH08172237A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システム |
| EP95119711A EP0717481B1 (en) | 1994-12-17 | 1995-12-14 | Semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same |
| DE69516988T DE69516988T2 (de) | 1994-12-17 | 1995-12-14 | Halbleiterlaser, Modulationsverfahren und optisches Kommunikationssystem |
| US08/923,972 US5757840A (en) | 1994-12-17 | 1997-09-05 | Semiconductor laser modulation method therefor and optical communication system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6334066A JPH08172237A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172237A true JPH08172237A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18273135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6334066A Pending JPH08172237A (ja) | 1994-12-17 | 1994-12-17 | 半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5757840A (ja) |
| EP (1) | EP0717481B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08172237A (ja) |
| DE (1) | DE69516988T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1713150A2 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-18 | Fujitsu Ltd. | Optical semiconductor device and driving method thereof |
| JP2009146952A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Opnext Japan Inc | レーザ装置およびその制御方法 |
| JP2012186418A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 活性層分離型位相シフトｄｆｂレーザ |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3518837B2 (ja) * | 1996-08-22 | 2004-04-12 | キヤノン株式会社 | 出力光の偏波を切り換えることができる半導体レーザ及び半導体レーザ装置及びその駆動方法 |
| JP3630977B2 (ja) * | 1998-03-19 | 2005-03-23 | キヤノン株式会社 | 位相調整領域を有するレーザ及びその使用法 |
| JP2000250083A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換モジュール及び画像記録方法 |
| US6455833B1 (en) * | 1999-03-09 | 2002-09-24 | Micron Technology, Inc. | Superposed multi-junction color APS |
| US6946715B2 (en) * | 2003-02-19 | 2005-09-20 | Micron Technology, Inc. | CMOS image sensor and method of fabrication |
| CN103762500B (zh) * | 2013-11-27 | 2017-01-18 | 南京大学 | 基于重构‑等效啁啾的非对称等效切趾取样光栅及激光器 |
| CN107658694B (zh) * | 2017-11-16 | 2020-01-03 | 太原理工大学 | 一种随机散射光反馈的InP基单片集成混沌半导体激光器芯片 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61216383A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-26 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6242593A (ja) | 1985-08-20 | 1987-02-24 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| US4740987A (en) * | 1986-06-30 | 1988-04-26 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Distributed-feedback laser having enhanced mode selectivity |
| JP2533355B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1996-09-11 | 国際電信電話株式会社 | 分布帰還形半導体レ―ザ装置およびその電流注入方法 |
| JPH02159781A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Toshiba Corp | 光通信装置 |
| JP2689698B2 (ja) * | 1990-07-19 | 1997-12-10 | 国際電信電話株式会社 | αパラメータ符号を反転させた半導体素子 |
| US5117469A (en) * | 1991-02-01 | 1992-05-26 | Bell Communications Research, Inc. | Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well |
| JPH07307530A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-11-21 | Canon Inc | 偏波変調可能な半導体レーザ |
| US5659560A (en) * | 1994-05-12 | 1997-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for driving oscillation polarization selective light source, and optical communication system using the same |
-
1994
- 1994-12-17 JP JP6334066A patent/JPH08172237A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-14 DE DE69516988T patent/DE69516988T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-14 EP EP95119711A patent/EP0717481B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-05 US US08/923,972 patent/US5757840A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1713150A2 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-18 | Fujitsu Ltd. | Optical semiconductor device and driving method thereof |
| US7633984B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-12-15 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and driving method thereof |
| US8073033B2 (en) | 2005-03-31 | 2011-12-06 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and driving method thereof |
| JP2009146952A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Opnext Japan Inc | レーザ装置およびその制御方法 |
| JP2012186418A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 活性層分離型位相シフトｄｆｂレーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5757840A (en) | 1998-05-26 |
| EP0717481B1 (en) | 2000-05-17 |
| EP0717481A1 (en) | 1996-06-19 |
| DE69516988D1 (de) | 2000-06-21 |
| DE69516988T2 (de) | 2000-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0721240B1 (en) | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same | |
| EP0717480B1 (en) | Semiconductor laser, modulation method therefor and optical communication system using the same | |
| EP0668641B1 (en) | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser | |
| US5699373A (en) | Oscillation polarization selective semiconductor laser and optical communication system using the same | |
| US6031860A (en) | Optical device capable of switching output intensity of light of predetermined polarized wave, optical transmitter using the device, network using the transmitter, and method of driving optical device | |
| JP3387746B2 (ja) | 屈曲チャンネルストライプの偏波変調可能な半導体レーザ | |
| US5757832A (en) | Optical semiconductor device, driving method therefor and light source and opitcal communication system using the same | |
| EP0735635B1 (en) | Optical semiconductor apparatus, driving method therefor, light source apparatus and optical communication system using the same | |
| EP0921615B1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser in which light intensity distributions differ in different polarization modes, and driving method therefor | |
| US5926497A (en) | Diffraction grating with alternately-arranged different regions, optical semiconductor device with the diffraction grating, and apparatus and optical communication system using the same | |
| US6337868B1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser and a driving method therefor | |
| EP0668642B1 (en) | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser | |
| JPH06103778B2 (ja) | 半導体分布帰還形レーザを含む光学装置およびその駆動方法 | |
| JPH08172237A (ja) | 半導体レーザ、その変調方式およびそれを用いた光通信システム | |
| JPH11312846A (ja) | 偏波依存性を持つ位相シフト領域を有する分布帰還型半導体レーザ、それを用いた光送信機及び光通信システム | |
| JP3630977B2 (ja) | 位相調整領域を有するレーザ及びその使用法 | |
| JP3246703B2 (ja) | 偏波変調可能な半導体レーザおよびこれを用いた光通信方式 | |
| JPH08172243A (ja) | 光伝送装置及びその変調方式 | |
| JPH07235718A (ja) | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ | |
| JP3387722B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信システム | |
| JPH08172234A (ja) | 光伝送装置およびその変調方式 | |
| JPH08172244A (ja) | 光伝送装置およびその変調方式 | |
| JP3303653B2 (ja) | 半導体レーザ装置、その駆動方法及びそれを用いた光通信システム | |
| JP2687884B2 (ja) | 波長可変半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH0969671A (ja) | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レーザ |