JP3303653B2 - 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 - Google Patents
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Info
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- JP3303653B2 JP3303653B2 JP04953496A JP4953496A JP3303653B2 JP 3303653 B2 JP3303653 B2 JP 3303653B2 JP 04953496 A JP04953496 A JP 04953496A JP 4953496 A JP4953496 A JP 4953496A JP 3303653 B2 JP3303653 B2 JP 3303653B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速変調時においても
動的波長変動を抑え、安定に高密度の波長多重光通信な
どを実現するための光通信用光源装置及びそれを用いた
光通信方式、光通信システムに関する。
動的波長変動を抑え、安定に高密度の波長多重光通信な
どを実現するための光通信用光源装置及びそれを用いた
光通信方式、光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信分野において伝送容量の拡
大が望まれており、複数の波長あるいは光周波数を１本
の光ファイバに多重させた光周波数多重（光ＦＤＭ）伝
送の開発が行なわれている。その光ＦＤＭにおいて、伝
送容量をなるべく多くするためには、波長間隔を小さく
することが重要である。そのためには、光源となるレー
ザの占有周波数帯域あるいはスペクトル線幅が小さいこ
とが望ましい。しかし、現状の光通信に用いられている
直接強度変調方式は、変調時のスペクトル線幅が０．３
ｎｍ程度に広がってしまい、光ＦＤＭには向かない方式
であることが指摘されている。
大が望まれており、複数の波長あるいは光周波数を１本
の光ファイバに多重させた光周波数多重（光ＦＤＭ）伝
送の開発が行なわれている。その光ＦＤＭにおいて、伝
送容量をなるべく多くするためには、波長間隔を小さく
することが重要である。そのためには、光源となるレー
ザの占有周波数帯域あるいはスペクトル線幅が小さいこ
とが望ましい。しかし、現状の光通信に用いられている
直接強度変調方式は、変調時のスペクトル線幅が０．３
ｎｍ程度に広がってしまい、光ＦＤＭには向かない方式
であることが指摘されている。
【０００３】変調時にスペクトル線幅が広がらない方式
として、外部変調方式や直接偏波変調方式（特開昭６２
−４２５９３，特開昭６２−１４４４２６，特開平２−
１５９７８１等）などが考案されている。ここでは、直
接偏波変調方式に関することを扱おうとしている。
として、外部変調方式や直接偏波変調方式（特開昭６２
−４２５９３，特開昭６２−１４４４２６，特開平２−
１５９７８１等）などが考案されている。ここでは、直
接偏波変調方式に関することを扱おうとしている。
【０００４】この偏波変調は、図１１（ｂ）のようにＴ
ＥとＴＭモードがスイッチングする点にバイアス電流を
固定し、Ｉ１を微小矩形電流ΔＩ１で変調すると、図１
１（ｃ）のように偏波面がスイッチングする方式であ
る。これを用いて、図１１（ａ）のようにレーザ１００
０の出力端に偏光子１００１を置いて、どちらかの偏波
面のみ選択的に取り出すことで、ＡＳＫを行なうもので
ある。この方式によれば、通常のＤＦＢレーザ（分布帰
還型レーザ）の構造を工夫するだけで、直接変調するに
もかかわらず波長変動が外部変調方式に比べてさらに小
さい。
ＥとＴＭモードがスイッチングする点にバイアス電流を
固定し、Ｉ１を微小矩形電流ΔＩ１で変調すると、図１
１（ｃ）のように偏波面がスイッチングする方式であ
る。これを用いて、図１１（ａ）のようにレーザ１００
０の出力端に偏光子１００１を置いて、どちらかの偏波
面のみ選択的に取り出すことで、ＡＳＫを行なうもので
ある。この方式によれば、通常のＤＦＢレーザ（分布帰
還型レーザ）の構造を工夫するだけで、直接変調するに
もかかわらず波長変動が外部変調方式に比べてさらに小
さい。
【０００５】原理を簡単に述べる。図１１（ａ）のレー
ザ１０００の一方の電極にＩ２の一定電流を流し他方の
電極にＩ１と変調電流ΔＩ１を流すことで、ＤＦＢレー
ザ内のｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐの位相差が変化する。それ
によって回折格子による損失が変化、すなわちしきい値
利得が変化するが、ＴＥモードとＴＭモードでは導波路
の有効屈折率が異なるため、位相差の変化の仕方、すな
わちしきい値利得の変化の仕方が異なる。従って、ＴＥ
モードとＴＭモードのしきい値の大小関係を変化させる
ことができ、これによって偏波変調が可能となる。
ザ１０００の一方の電極にＩ２の一定電流を流し他方の
電極にＩ１と変調電流ΔＩ１を流すことで、ＤＦＢレー
ザ内のｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐの位相差が変化する。それ
によって回折格子による損失が変化、すなわちしきい値
利得が変化するが、ＴＥモードとＴＭモードでは導波路
の有効屈折率が異なるため、位相差の変化の仕方、すな
わちしきい値利得の変化の仕方が異なる。従って、ＴＥ
モードとＴＭモードのしきい値の大小関係を変化させる
ことができ、これによって偏波変調が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】従来提案されてい
る偏波変調ＤＦＢレーザは、位相を制御することにより
偏波スイッチングを実現しており、利得自体はあまり変
化できない。従って、ＤＦＢモードの発振波長近傍（ブ
ラッグ波長近傍）において、ＴＥ／ＴＭの利得が近くな
るように、精度良く作製しなければならない。具体的に
は、活性層においてＴＥ／ＴＭの利得ピークを一致させ
たり、利得ピークと回折格子のブラッグ波長の位置関係
を数ｎｍオーダーで一致させる必要があり、再現性よく
作製するのが難しい。また、回折格子の位相シフト量や
端面反射による影響も大きいため、位相シフト量、無反
射コーティング等も精度を要求される。
る偏波変調ＤＦＢレーザは、位相を制御することにより
偏波スイッチングを実現しており、利得自体はあまり変
化できない。従って、ＤＦＢモードの発振波長近傍（ブ
ラッグ波長近傍）において、ＴＥ／ＴＭの利得が近くな
るように、精度良く作製しなければならない。具体的に
は、活性層においてＴＥ／ＴＭの利得ピークを一致させ
たり、利得ピークと回折格子のブラッグ波長の位置関係
を数ｎｍオーダーで一致させる必要があり、再現性よく
作製するのが難しい。また、回折格子の位相シフト量や
端面反射による影響も大きいため、位相シフト量、無反
射コーティング等も精度を要求される。
【０００７】また、ある程度精度よく作製したとして
も、作製誤差によって、素子間でＴＥ／ＴＭのしきい値
利得差や、回折格子の初期位相差などがばらつき、その
結果、偏波スイッチングするためのレーザバイアス電流
や、変調電流の変調振幅などにばらつきが生じるため、
生産性がよくない。
も、作製誤差によって、素子間でＴＥ／ＴＭのしきい値
利得差や、回折格子の初期位相差などがばらつき、その
結果、偏波スイッチングするためのレーザバイアス電流
や、変調電流の変調振幅などにばらつきが生じるため、
生産性がよくない。
【０００８】このような課題に鑑み、本発明の目的は、
位相制御ではなく、光導波路への光の閉じ込めを制御し
てＴＥモードとＴＭモードのしきい値利得の大小関係を
変化させ得る、生産性の高い偏波スイッチング可能な半
導体レーザを提供すること（特に請求項１、２に対
応）、閉じ込め制御をより効果的に行ない得る半導体レ
ーザを提供すること（特に請求項３に対応）、単一縦モ
ード発振可能な半導体レーザを提供すること（特に請求
項４、５、１４に対応）、波長多重を必要としない簡易
な光通信や空間伝搬光通信などに適用できる半導体レー
ザを提供すること（特に請求項６に対応）、閉じ込め制
御を効率的に行なうための閉じ込め制御層を持つ半導体
レーザを提供すること（特に請求項７、８、９に対
応）、半導体レーザで偏波スイッチングを効率よく行な
うためにＴＥモードとＴＭモードの利得を近くするため
の手段を持つ半導体レーザを提供すること（特に請求項
１０、１１、１２に対応）、レーザ活性層への注入効率
が向上して、しきい値電流が低減できるとともに光出力
のハイパワー化が可能な半導体レーザを提供すること
（特に請求項１３に対応）、レーザの活性層と近傍部分
または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層に独
立して電流あるいは電圧を加える手段を持つ半導体レー
ザ及びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動
方法を提供すること（特に請求項１５、１９に対応）、
発振波長を変えながら、レーザの活性層と近傍部分また
は埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層に独立し
て電流あるいは電圧を加える手段を持つ半導体レーザ及
びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動方法
を提供すること（特に請求項１６、２０に対応）、変調
時の波長変動を小さくできる分布反射型レーザ及びこの
半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動方法を提供
すること（特に請求項１７、２１に対応）、作製を容易
にした変調時の波長変動を小さくできる分布反射型レー
ザ及びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動
方法を提供すること（特に請求項１８、２２に対応）、
上記のような半導体レーザを駆動して、簡単に光通信を
行なう光通信方式を提供すること（特に請求項２３、２
４に対応）、上記のような半導体レーザで高密度波長多
重光伝送を行なう光通信方式を提供すること（特に請求
項２５、２６に対応）、上記のような高密度波長多重光
伝送を用いて、光ＬＡＮシステムを構築すること（特に
請求項２７、２８に対応）である。
位相制御ではなく、光導波路への光の閉じ込めを制御し
てＴＥモードとＴＭモードのしきい値利得の大小関係を
変化させ得る、生産性の高い偏波スイッチング可能な半
導体レーザを提供すること（特に請求項１、２に対
応）、閉じ込め制御をより効果的に行ない得る半導体レ
ーザを提供すること（特に請求項３に対応）、単一縦モ
ード発振可能な半導体レーザを提供すること（特に請求
項４、５、１４に対応）、波長多重を必要としない簡易
な光通信や空間伝搬光通信などに適用できる半導体レー
ザを提供すること（特に請求項６に対応）、閉じ込め制
御を効率的に行なうための閉じ込め制御層を持つ半導体
レーザを提供すること（特に請求項７、８、９に対
応）、半導体レーザで偏波スイッチングを効率よく行な
うためにＴＥモードとＴＭモードの利得を近くするため
の手段を持つ半導体レーザを提供すること（特に請求項
１０、１１、１２に対応）、レーザ活性層への注入効率
が向上して、しきい値電流が低減できるとともに光出力
のハイパワー化が可能な半導体レーザを提供すること
（特に請求項１３に対応）、レーザの活性層と近傍部分
または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層に独
立して電流あるいは電圧を加える手段を持つ半導体レー
ザ及びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動
方法を提供すること（特に請求項１５、１９に対応）、
発振波長を変えながら、レーザの活性層と近傍部分また
は埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層に独立し
て電流あるいは電圧を加える手段を持つ半導体レーザ及
びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動方法
を提供すること（特に請求項１６、２０に対応）、変調
時の波長変動を小さくできる分布反射型レーザ及びこの
半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動方法を提供
すること（特に請求項１７、２１に対応）、作製を容易
にした変調時の波長変動を小さくできる分布反射型レー
ザ及びこの半導体レーザを偏波スイッチングさせる駆動
方法を提供すること（特に請求項１８、２２に対応）、
上記のような半導体レーザを駆動して、簡単に光通信を
行なう光通信方式を提供すること（特に請求項２３、２
４に対応）、上記のような半導体レーザで高密度波長多
重光伝送を行なう光通信方式を提供すること（特に請求
項２５、２６に対応）、上記のような高密度波長多重光
伝送を用いて、光ＬＡＮシステムを構築すること（特に
請求項２７、２８に対応）である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の半導体レーザ装置は、発光用の活性層を少なく一部
に含む光導波路が共振器方向に伸びており、光導波路の
少なくとも一部の近傍にある近傍部分と光導波路での屈
折率の分布状態を制御できるように構成されており、活
性層は光導波路の２つの導波モードであるＴＥモードと
ＴＭモードの利得がほぼ等しいことを特徴とする。
明の半導体レーザ装置は、発光用の活性層を少なく一部
に含む光導波路が共振器方向に伸びており、光導波路の
少なくとも一部の近傍にある近傍部分と光導波路での屈
折率の分布状態を制御できるように構成されており、活
性層は光導波路の２つの導波モードであるＴＥモードと
ＴＭモードの利得がほぼ等しいことを特徴とする。
【００１０】上記より具体的な目的を達成する為に、以
下の様な構成も可能である。光導波路が埋め込みヘテロ
構造で形成され、埋め込みヘテロ構造には、光導波路に
おける活性層より屈折率がわずかに小さく、光導波路の
横方向の光閉じ込めを制御し得る近傍部分である閉じ込
め制御層が、レーザの発振光が結合する程度の近傍に設
けてある。近傍部分または埋め込みヘテロ構造における
閉じ込め制御層が、レーザの活性層と隣接して設けてあ
る。半導体レーザは、活性層近傍に回折格子を具備した
分布帰還型レーザである。半導体レーザは、共振器方向
に直列に回折格子を具備した分布反射器を持つ分布反射
型レーザである。半導体レーザは、両端面へき開のファ
ブリペロ型レーザである。半導体レーザにおいて、近傍
部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層
は多重量子井戸構造であり、近傍部分または閉じ込め制
御層に逆電圧を印加すること又は順方向電流を注入する
ことによって近傍部分または閉じ込め制御層の屈折率が
変化するときに、ＴＥモードに対する変化率がＴＭモー
ドに対する変化率よりも大きい。半導体レーザにおい
て、近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込
め制御層は多重量子井戸構造であり、近傍部分または閉
じ込め制御層に順方向電流を注入することによって近傍
部分または閉じ込め制御層の屈折率が変化するときに、
ＴＥモードに対する変化率がＴＭモードに対する変化率
よりも大きい。多重量子井戸において、井戸層に圧縮歪
みが与えられている。活性層においてＴＥモードとＴＭ
モードの利得をほぼ等しくすることが、主にＴＭモード
に利得を与えるライトホール基底準位と電子の基底準位
間のエネルギーバンドギャップに対する波長の近傍にブ
ラッグ波長がくるように活性層近傍に具備した回折格子
のピッチを設定することで行われ、ブラッグ波長でのし
きい値利得がＴＥモードとＴＭモードでほぼ等しくなる
ように構成されている分布帰還型レーザである。活性層
においてＴＥモードとＴＭモードの利得をほぼ等しくす
ることが、主にＴＭモードに利得を与えるライトホール
基底準位と電子の基底準位間のエネルギーバンドギャッ
プに対する波長の近傍にブラッグ波長がくるように共振
器方向に直列に形成された回折格子のピッチを設定する
ことで行われ、ブラッグ波長でのしきい値利得がＴＥモ
ードとＴＭモードでほぼ等しくなるように構成されてい
る分布反射型レーザである。活性層においてＴＥモード
とＴＭモードの利得をほぼ等しくすることが、活性層に
おいて引っ張り歪が導入された多重量子井戸で構成さ
れ、ヘビーホールの基底準位とライトホールの基底準位
がほぼ等しいか若しくはライトホールの基底準位が電子
の基底準位に近い構成とすることで行われている。近傍
部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層
と活性層との間の電気的絶縁性を高める為に、両者の間
の底面と側面に高抵抗層が形成されている。回折格子に
位相シフトを持たせる。レーザ活性層への電流注入と近
傍部分または埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への
電圧印加または電流注入を独立に行なえるように電極が
設けられている。光導波路の光の進行方向に２つ以上の
複数の電極を設け、光導波路の光の進行方向に不均一に
電流注入および電圧印加をすることが可能である。分布
反射型レーザの分布反射器およびそれ以外の光導波路の
部分において、分布反射器の光導波路への電流注入と分
布反射器の近傍部分または埋め込みヘテロ構造の閉じ込
め制御層への電圧印加または電流注入とを独立に行なえ
るように電極が設けられている。分布反射型レーザの分
布反射器およびそれ以外の光導波路の部分において、レ
ーザ活性層への電流注入と分布反射器の光導波路への電
圧印加とを独立に行なえるように電極が設けられてい
る。
下の様な構成も可能である。光導波路が埋め込みヘテロ
構造で形成され、埋め込みヘテロ構造には、光導波路に
おける活性層より屈折率がわずかに小さく、光導波路の
横方向の光閉じ込めを制御し得る近傍部分である閉じ込
め制御層が、レーザの発振光が結合する程度の近傍に設
けてある。近傍部分または埋め込みヘテロ構造における
閉じ込め制御層が、レーザの活性層と隣接して設けてあ
る。半導体レーザは、活性層近傍に回折格子を具備した
分布帰還型レーザである。半導体レーザは、共振器方向
に直列に回折格子を具備した分布反射器を持つ分布反射
型レーザである。半導体レーザは、両端面へき開のファ
ブリペロ型レーザである。半導体レーザにおいて、近傍
部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層
は多重量子井戸構造であり、近傍部分または閉じ込め制
御層に逆電圧を印加すること又は順方向電流を注入する
ことによって近傍部分または閉じ込め制御層の屈折率が
変化するときに、ＴＥモードに対する変化率がＴＭモー
ドに対する変化率よりも大きい。半導体レーザにおい
て、近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込
め制御層は多重量子井戸構造であり、近傍部分または閉
じ込め制御層に順方向電流を注入することによって近傍
部分または閉じ込め制御層の屈折率が変化するときに、
ＴＥモードに対する変化率がＴＭモードに対する変化率
よりも大きい。多重量子井戸において、井戸層に圧縮歪
みが与えられている。活性層においてＴＥモードとＴＭ
モードの利得をほぼ等しくすることが、主にＴＭモード
に利得を与えるライトホール基底準位と電子の基底準位
間のエネルギーバンドギャップに対する波長の近傍にブ
ラッグ波長がくるように活性層近傍に具備した回折格子
のピッチを設定することで行われ、ブラッグ波長でのし
きい値利得がＴＥモードとＴＭモードでほぼ等しくなる
ように構成されている分布帰還型レーザである。活性層
においてＴＥモードとＴＭモードの利得をほぼ等しくす
ることが、主にＴＭモードに利得を与えるライトホール
基底準位と電子の基底準位間のエネルギーバンドギャッ
プに対する波長の近傍にブラッグ波長がくるように共振
器方向に直列に形成された回折格子のピッチを設定する
ことで行われ、ブラッグ波長でのしきい値利得がＴＥモ
ードとＴＭモードでほぼ等しくなるように構成されてい
る分布反射型レーザである。活性層においてＴＥモード
とＴＭモードの利得をほぼ等しくすることが、活性層に
おいて引っ張り歪が導入された多重量子井戸で構成さ
れ、ヘビーホールの基底準位とライトホールの基底準位
がほぼ等しいか若しくはライトホールの基底準位が電子
の基底準位に近い構成とすることで行われている。近傍
部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層
と活性層との間の電気的絶縁性を高める為に、両者の間
の底面と側面に高抵抗層が形成されている。回折格子に
位相シフトを持たせる。レーザ活性層への電流注入と近
傍部分または埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への
電圧印加または電流注入を独立に行なえるように電極が
設けられている。光導波路の光の進行方向に２つ以上の
複数の電極を設け、光導波路の光の進行方向に不均一に
電流注入および電圧印加をすることが可能である。分布
反射型レーザの分布反射器およびそれ以外の光導波路の
部分において、分布反射器の光導波路への電流注入と分
布反射器の近傍部分または埋め込みヘテロ構造の閉じ込
め制御層への電圧印加または電流注入とを独立に行なえ
るように電極が設けられている。分布反射型レーザの分
布反射器およびそれ以外の光導波路の部分において、レ
ーザ活性層への電流注入と分布反射器の光導波路への電
圧印加とを独立に行なえるように電極が設けられてい
る。
【００１１】また、上記目的を達成する為に、本発明の
半導体レーザ装置の駆動方法は、近傍部分または埋め込
みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印加または順方
向電流注入によって、レーザの発振モードをＴＥモード
とＴＭモードでスイッチさせることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、電流の不
均一注入によってレーザ発振波長を変化させ、近傍部分
または埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印
加または順方向電流注入を光導波路の一部で変化させる
ことで偏波スイッチングせしめることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、分布反射
器の光導波路に注入する電流によって発振波長を変化せ
しめ、分布反射器の近傍部分または埋め込みヘテロ構造
の閉じ込め制御層への電圧印加または順方向電流注入に
よって偏波スイッチングせしめることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、分布反射
器の光導波路に印加する電圧によって偏波スイッチング
せしめることを特徴とする。
半導体レーザ装置の駆動方法は、近傍部分または埋め込
みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印加または順方
向電流注入によって、レーザの発振モードをＴＥモード
とＴＭモードでスイッチさせることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、電流の不
均一注入によってレーザ発振波長を変化させ、近傍部分
または埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印
加または順方向電流注入を光導波路の一部で変化させる
ことで偏波スイッチングせしめることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、分布反射
器の光導波路に注入する電流によって発振波長を変化せ
しめ、分布反射器の近傍部分または埋め込みヘテロ構造
の閉じ込め制御層への電圧印加または順方向電流注入に
よって偏波スイッチングせしめることを特徴とする。ま
た、本発明の半導体レーザ装置の駆動方法は、分布反射
器の光導波路に印加する電圧によって偏波スイッチング
せしめることを特徴とする。
【００１２】また、上記目的を達成する為に、本発明の
光通信方式は、上記の半導体レーザ装置の駆動方法で偏
波スイッチングによる変調を行ない、偏光子などの偏光
選択手段によっていずれか一方の偏波モードのみを取り
出して信号検波することを特徴とする。また、本発明の
光通信方式は、上記の半導体レーザ装置の駆動方法で発
振波長を変化させ、同駆動方法で偏波スイッチングによ
って変調を行ない、受信装置において、光バンドパスフ
ィルタを通して、所望の波長の光にのせた信号のみを取
り出して信号検波することを特徴とする。また、本発明
の光通信方式は、１本の光ファイバに上記の半導体レー
ザ装置および受信装置を複数接続し、複数の波長の光を
それぞれ伝送させ、受信装置において波長可変光バンド
パスフィルタを通して所望の波長の光にのせた信号のみ
を取り出して信号検波するように、波長分割多重伝送す
ることを特徴とする。また、本発明の光通信方式は、上
記の半導体レーザの駆動方法で波長を変えることがで
き、偏波スイッチングによる変調を行なって、その出力
端に偏光子などの偏光選択手段を配して一方の偏波モー
ドのみを取り出す光通信用光源装置を、１本の光ファイ
バに複数接続して複数の波長の光をそれぞれ伝送させ、
受信装置において波長可変光バンドパスフィルタを通し
て所望の波長の光にのせた信号のみを取り出して信号検
波するように、波長分割多重伝送することを特徴とす
る。
光通信方式は、上記の半導体レーザ装置の駆動方法で偏
波スイッチングによる変調を行ない、偏光子などの偏光
選択手段によっていずれか一方の偏波モードのみを取り
出して信号検波することを特徴とする。また、本発明の
光通信方式は、上記の半導体レーザ装置の駆動方法で発
振波長を変化させ、同駆動方法で偏波スイッチングによ
って変調を行ない、受信装置において、光バンドパスフ
ィルタを通して、所望の波長の光にのせた信号のみを取
り出して信号検波することを特徴とする。また、本発明
の光通信方式は、１本の光ファイバに上記の半導体レー
ザ装置および受信装置を複数接続し、複数の波長の光を
それぞれ伝送させ、受信装置において波長可変光バンド
パスフィルタを通して所望の波長の光にのせた信号のみ
を取り出して信号検波するように、波長分割多重伝送す
ることを特徴とする。また、本発明の光通信方式は、上
記の半導体レーザの駆動方法で波長を変えることがで
き、偏波スイッチングによる変調を行なって、その出力
端に偏光子などの偏光選択手段を配して一方の偏波モー
ドのみを取り出す光通信用光源装置を、１本の光ファイ
バに複数接続して複数の波長の光をそれぞれ伝送させ、
受信装置において波長可変光バンドパスフィルタを通し
て所望の波長の光にのせた信号のみを取り出して信号検
波するように、波長分割多重伝送することを特徴とす
る。
【００１３】また、上記目的を達成する為に、本発明の
光−電気変換装置は、半導体レーザと受信装置を１つに
まとめ、上記の光通信方式による光送受信を行うことを
特徴とする。また、上記目的を達成する為に、本発明の
波長分割多重光伝送システムは、上記の光−電気変換装
置を用いることを特徴とする。
光−電気変換装置は、半導体レーザと受信装置を１つに
まとめ、上記の光通信方式による光送受信を行うことを
特徴とする。また、上記目的を達成する為に、本発明の
波長分割多重光伝送システムは、上記の光−電気変換装
置を用いることを特徴とする。
【００１４】本発明の原理を具体例を用いて説明する。
本発明では、位相を変化させるかわりに、ＴＥ／ＴＭの
利得を積極的に変化させることで偏波スイッチングを行
なえるようにする。本発明による具体的素子構造を図１
に沿って説明する。通常の埋め込みヘテロ構造ＤＦＢレ
ーザに類似しているが、埋め込み部は、レーザの活性層
と隣接してその活性層よりはエネルギーバンドギャップ
の高い（屈折率の低い）近傍部分（閉じ込め制御層）を
有している。この閉じ込め制御層に逆電界を加えると、
エネルギーバンドギャップが低く（屈折率が高く）な
り、レーザ活性層のエネルギーバンドギャップに近づ
く。すると、レーザ発振光の横方向の閉じ込めが劣化
し、発振しきい値が上昇する。このとき、閉じ込め制御
層として多重量子井戸（ＭＱＷ）を用いると、電界に対
するバンドギャップすなわち屈折率の変化の割合が異な
り（図２）、ＴＥモードに対しては大きく変化するが、
ＴＭモードに対してはあまり変化しない。このようなＭ
ＱＷの電界によるエネルギーバンドギャップの変化を量
子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）と呼ぶが、この
ＱＣＳＥの偏波依存性を利用すれば偏波スイッチングが
可能となる。すなわち、電界をかけない状態でＴＥモー
ドのしきい値が低くなるように設定しておけば、無電界
でＴＥモードが発振し、閉じ込め制御層に電界をかける
とＴＥモードのみしきい値が上昇して、ＴＭモードのし
きい値の方が低くなりＴＭモードで発振する。
本発明では、位相を変化させるかわりに、ＴＥ／ＴＭの
利得を積極的に変化させることで偏波スイッチングを行
なえるようにする。本発明による具体的素子構造を図１
に沿って説明する。通常の埋め込みヘテロ構造ＤＦＢレ
ーザに類似しているが、埋め込み部は、レーザの活性層
と隣接してその活性層よりはエネルギーバンドギャップ
の高い（屈折率の低い）近傍部分（閉じ込め制御層）を
有している。この閉じ込め制御層に逆電界を加えると、
エネルギーバンドギャップが低く（屈折率が高く）な
り、レーザ活性層のエネルギーバンドギャップに近づ
く。すると、レーザ発振光の横方向の閉じ込めが劣化
し、発振しきい値が上昇する。このとき、閉じ込め制御
層として多重量子井戸（ＭＱＷ）を用いると、電界に対
するバンドギャップすなわち屈折率の変化の割合が異な
り（図２）、ＴＥモードに対しては大きく変化するが、
ＴＭモードに対してはあまり変化しない。このようなＭ
ＱＷの電界によるエネルギーバンドギャップの変化を量
子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）と呼ぶが、この
ＱＣＳＥの偏波依存性を利用すれば偏波スイッチングが
可能となる。すなわち、電界をかけない状態でＴＥモー
ドのしきい値が低くなるように設定しておけば、無電界
でＴＥモードが発振し、閉じ込め制御層に電界をかける
とＴＥモードのみしきい値が上昇して、ＴＭモードのし
きい値の方が低くなりＴＭモードで発振する。
【００１５】この埋め込み層には、電圧ではなく電流を
流す方法もある。電流注入によってプラズマ効果により
屈折率が低下する。特にＴＥモードに対して効果が大き
く屈折率低下によって閉じ込めが良くなり、しきい値利
得が低減する。すなわち電流注入によって電圧印加とは
逆にＴＭモードからＴＥモードに発振が遷移するように
動作ができる。以上の原理は、図１とは若干構成を変更
したものでも実質的に同じである。
流す方法もある。電流注入によってプラズマ効果により
屈折率が低下する。特にＴＥモードに対して効果が大き
く屈折率低下によって閉じ込めが良くなり、しきい値利
得が低減する。すなわち電流注入によって電圧印加とは
逆にＴＭモードからＴＥモードに発振が遷移するように
動作ができる。以上の原理は、図１とは若干構成を変更
したものでも実質的に同じである。
【００１６】このような方法で偏波変調すれば、レーザ
バイアス及び電界と２つの設定パラメータがあり、作製
誤差をドライブ方法でカバーすることができる。
バイアス及び電界と２つの設定パラメータがあり、作製
誤差をドライブ方法でカバーすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施例１ 本発明による第１の実施例を説明する。図１は本発明に
よるＤＦＢレーザの断面図（共振器方向と垂直な面での
断面）で、活性層はバンドギャップ波長で１．５６μ
ｍ、埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層はバン
ドギャップ波長で１．４５μｍとなるようなＳＣＨ−Ｍ
ＱＷとなっている。層構成を以下に詳しく述べる。図１
において、１０１は基板となるｎ−ＩｎＰ、１０２は深
さ０．０５μｍの回折格子が形成されたｎ−ＩｎＰバッ
ファ層、１０３は厚さ０．１μｍでバンドギャップ波長
λｇ＝１．２５μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ下部光ガイド
層、１０４は井戸層であるｉ−Ｉｎ0.28Ｇａ0.72Ａｓ
（厚さ１０ｎｍ）、バリア層であるｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
（λｇ＝１．２５μｍ、厚さ１０ｎｍ）１０層からなる
歪み多重量子井戸構造の活性層、１０５は０．０２μｍ
のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．２５μｍ）上部光ガ
イド層、１０６はｐ−ＩｎＰクラッド層、１０７はｐ−
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓコンタクト層、１０８はｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層、１０９は厚さ０．２μｍのｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ（λｇ＝１．１５μｍ）、ｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47
Ａｓ井戸層（厚さ４ｎｍ）とｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ
＝１．１５μｍ、厚さ１０ｎｍ）バリア層１０層、及び
厚さ０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１５
μｍ）から成るＳＣＨ−ＭＱＷ閉じ込め制御層、１１０
はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、１１１，１１２はｐ側の電極
であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、１１３，１１４は
ｎ側の電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、１１５は絶縁
層である。ｐ−ＩｎＰクラッド層１０６での電極はオー
ミックを得やすいように、一部Ｚｎ拡散によってキャリ
ア濃度を高くした。
よるＤＦＢレーザの断面図（共振器方向と垂直な面での
断面）で、活性層はバンドギャップ波長で１．５６μ
ｍ、埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層はバン
ドギャップ波長で１．４５μｍとなるようなＳＣＨ−Ｍ
ＱＷとなっている。層構成を以下に詳しく述べる。図１
において、１０１は基板となるｎ−ＩｎＰ、１０２は深
さ０．０５μｍの回折格子が形成されたｎ−ＩｎＰバッ
ファ層、１０３は厚さ０．１μｍでバンドギャップ波長
λｇ＝１．２５μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ下部光ガイド
層、１０４は井戸層であるｉ−Ｉｎ0.28Ｇａ0.72Ａｓ
（厚さ１０ｎｍ）、バリア層であるｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
（λｇ＝１．２５μｍ、厚さ１０ｎｍ）１０層からなる
歪み多重量子井戸構造の活性層、１０５は０．０２μｍ
のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．２５μｍ）上部光ガ
イド層、１０６はｐ−ＩｎＰクラッド層、１０７はｐ−
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓコンタクト層、１０８はｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層、１０９は厚さ０．２μｍのｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ（λｇ＝１．１５μｍ）、ｉ−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47
Ａｓ井戸層（厚さ４ｎｍ）とｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ
＝１．１５μｍ、厚さ１０ｎｍ）バリア層１０層、及び
厚さ０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１５
μｍ）から成るＳＣＨ−ＭＱＷ閉じ込め制御層、１１０
はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、１１１，１１２はｐ側の電極
であるＣｒ／ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層、１１３，１１４は
ｎ側の電極であるＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層、１１５は絶縁
層である。ｐ−ＩｎＰクラッド層１０６での電極はオー
ミックを得やすいように、一部Ｚｎ拡散によってキャリ
ア濃度を高くした。
【００１８】ここで、このＤＦＢレーザでは活性層１０
４が引っ張り歪みを持つ多重量子井戸層になっており、
Ｅｈｈ０−Ｅｅ０とＥｌｈ０−Ｅｅ０の遷移エネルギー
を等しく設計してあるため、通常のＤＦＢレーザに比べ
るとＴＭ偏波での発振しきい値が低く、効率よく偏波ス
イッチングできる構成になっている。
４が引っ張り歪みを持つ多重量子井戸層になっており、
Ｅｈｈ０−Ｅｅ０とＥｌｈ０−Ｅｅ０の遷移エネルギー
を等しく設計してあるため、通常のＤＦＢレーザに比べ
るとＴＭ偏波での発振しきい値が低く、効率よく偏波ス
イッチングできる構成になっている。
【００１９】上記構成で、図３（ａ）の断面斜視図（右
半分のみ示す）にあるように電極１１４−１１１間に順
バイアス電流を流し、レーザ発振直前の状態にした時の
発光スペクトルを図３（ｂ）に示す。ライトホールと電
子の基底準位間遷移エネルギー（Ｅｌｈ０−Ｅｅ０）に
対応する波長は１．５６μｍ、ヘビーホールと電子の基
底準位間遷移エネルギー（Ｅｈｈ０−Ｅｅ０）に対応す
る波長も１．５６μｍとなる。またＴＥモード（実線）
とＴＭモード（破線）の発光スペクトルはほぼ重なる
が、回折格子による分布帰還波長は、Ｅｌｈ０−Ｅｅ０
に対応する波長より短波長側となるように、回折格子の
ピッチを２４０ｎｍに設定し、ＴＥモードで１．５６２
μｍ、ＴＭモードで１．５５８μｍでブラッグ波長を持
つ構成にしている。
半分のみ示す）にあるように電極１１４−１１１間に順
バイアス電流を流し、レーザ発振直前の状態にした時の
発光スペクトルを図３（ｂ）に示す。ライトホールと電
子の基底準位間遷移エネルギー（Ｅｌｈ０−Ｅｅ０）に
対応する波長は１．５６μｍ、ヘビーホールと電子の基
底準位間遷移エネルギー（Ｅｈｈ０−Ｅｅ０）に対応す
る波長も１．５６μｍとなる。またＴＥモード（実線）
とＴＭモード（破線）の発光スペクトルはほぼ重なる
が、回折格子による分布帰還波長は、Ｅｌｈ０−Ｅｅ０
に対応する波長より短波長側となるように、回折格子の
ピッチを２４０ｎｍに設定し、ＴＥモードで１．５６２
μｍ、ＴＭモードで１．５５８μｍでブラッグ波長を持
つ構成にしている。
【００２０】電極１１４−１１１間に順バイアス電流を
流していくと、しきい値約２０ｍＡでＴＥモードで発振
する。ここで、電極１１３−１１２間に逆電界５Ｖをか
けると、図２に示すように、埋め込みヘテロ構造の閉じ
込め制御層１０９の屈折率がＴＥモードに対して高くな
って活性層１０４への閉じ込めが劣化して、ＴＭモード
の方がしきい値が低くなり、発振はＴＥモードからＴＭ
モードに遷移する。電界は左右両側に印加するのが効率
的だが、片方だけでもよい。また、電極１１１と電極１
１３は短絡してもよい。
流していくと、しきい値約２０ｍＡでＴＥモードで発振
する。ここで、電極１１３−１１２間に逆電界５Ｖをか
けると、図２に示すように、埋め込みヘテロ構造の閉じ
込め制御層１０９の屈折率がＴＥモードに対して高くな
って活性層１０４への閉じ込めが劣化して、ＴＭモード
の方がしきい値が低くなり、発振はＴＥモードからＴＭ
モードに遷移する。電界は左右両側に印加するのが効率
的だが、片方だけでもよい。また、電極１１１と電極１
１３は短絡してもよい。
【００２１】そこで、電極１１３−１１２間に振幅５Ｖ
のデジタル信号を印加させると、ＴＥ／ＴＭの偏波変調
ができる。このときの時間波形を図４に示す。図４の
１）は変調電圧波形、２）はレーザの出力光、３）はＴ
Ｅ偏光の光、４）はＴＭ偏光の光を表している。この図
のようにレーザ出力光は変調によって大きく変化しない
が、偏光分離後はそれぞれ逆相で変調されていることが
わかる。この時、変調帯域はＤＣ〜３ＧＨｚであった。
のデジタル信号を印加させると、ＴＥ／ＴＭの偏波変調
ができる。このときの時間波形を図４に示す。図４の
１）は変調電圧波形、２）はレーザの出力光、３）はＴ
Ｅ偏光の光、４）はＴＭ偏光の光を表している。この図
のようにレーザ出力光は変調によって大きく変化しない
が、偏光分離後はそれぞれ逆相で変調されていることが
わかる。この時、変調帯域はＤＣ〜３ＧＨｚであった。
【００２２】この変調光を伝送する場合には、例えばレ
ーザ出射端面に偏光子３０５を置いて、ＴＥモードまた
はＴＭモードの一方を選択して、強度変調光として取り
出せばよい。このとき、発振波長の動的変動すなわちチ
ャーピングは０．０１ｎｍ以下であった。
ーザ出射端面に偏光子３０５を置いて、ＴＥモードまた
はＴＭモードの一方を選択して、強度変調光として取り
出せばよい。このとき、発振波長の動的変動すなわちチ
ャーピングは０．０１ｎｍ以下であった。
【００２３】本実施例では、レーザの活性層１０４とし
て引っ張り歪みＭＱＷを用いたが、バンドギャップ波長
１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ単層や、歪みなしのＭＱ
Ｗでブラッグ波長をＥｌｈ０−Ｅｅ０のバンドギャップ
波長近傍に設定したものでもよい。また埋め込みヘテロ
構造の閉じ込め制御層１０９は無歪みのＭＱＷ構造とし
たが、偏波依存性を大きくするために圧縮歪みＭＱＷ
（例えば、Ｉｎ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚さ２ｎｍ）／ＩｎＧ
ａＡｓＰ）としてもよい。図１では閉じ込め制御層１０
９と活性層１０４はほぼ同じ高さでそろっているが、多
少ずれたり、閉じ込め制御層が曲がっていてもかまわな
い。もちろん、回折格子にλ／４シフト構造を導入した
り、端面に無反射コーティングを施して単一モード性を
向上させることも有用である。
て引っ張り歪みＭＱＷを用いたが、バンドギャップ波長
１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ単層や、歪みなしのＭＱ
Ｗでブラッグ波長をＥｌｈ０−Ｅｅ０のバンドギャップ
波長近傍に設定したものでもよい。また埋め込みヘテロ
構造の閉じ込め制御層１０９は無歪みのＭＱＷ構造とし
たが、偏波依存性を大きくするために圧縮歪みＭＱＷ
（例えば、Ｉｎ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚さ２ｎｍ）／ＩｎＧ
ａＡｓＰ）としてもよい。図１では閉じ込め制御層１０
９と活性層１０４はほぼ同じ高さでそろっているが、多
少ずれたり、閉じ込め制御層が曲がっていてもかまわな
い。もちろん、回折格子にλ／４シフト構造を導入した
り、端面に無反射コーティングを施して単一モード性を
向上させることも有用である。
【００２４】本実施例では、従来の位相制御方式による
偏波変調レーザに比べ、活性層の利得ピークとブラッグ
波長の関係や無反射コーティングなどに要求される作製
精度が緩和される。
偏波変調レーザに比べ、活性層の利得ピークとブラッグ
波長の関係や無反射コーティングなどに要求される作製
精度が緩和される。
【００２５】実施例２ 本発明による第２の実施例は、実施例１とほぼ同じ構成
（層の組成が若干異なる）のレーザで、埋め込みヘテロ
構造における閉じ込め制御層の屈折率変化を電流注入で
行なうものである。実施例１と異なる部分は、閉じ込め
制御層をバンドギャップ波長で１．４８μｍとなる層に
した点である。それにより閉じ込め制御層に電流注入が
ないときは、ＴＥモードにおいては活性層と閉じ込め制
御層のバンドギャップの差が小さく、光閉じ込めの効果
が小さいため発振を抑制できる。また、回折格子のピッ
チも、実施例１と若干異なり、この層構成において、閉
じ込め制御層への電流注入がない場合にＴＭモードで発
振するように、ブラッグ波長をＴＭモードで利得ピーク
付近の１．５６μｍ、ＴＥモードで１．５６４μｍとな
るように設定して、ＴＭモードの利得がわずかに大きく
なるようにする。閉じ込め制御層に電流を注入していく
とプラズマ効果により屈折率が小さくなり、特にＴＥモ
ードの横方向の閉じ込めがよくなって、ＴＥモードのし
きい値利得が低減し、４０ｍＡ程度で発振モードはＴＭ
からＴＥに遷移する。これによって偏波変調が可能とな
る。
（層の組成が若干異なる）のレーザで、埋め込みヘテロ
構造における閉じ込め制御層の屈折率変化を電流注入で
行なうものである。実施例１と異なる部分は、閉じ込め
制御層をバンドギャップ波長で１．４８μｍとなる層に
した点である。それにより閉じ込め制御層に電流注入が
ないときは、ＴＥモードにおいては活性層と閉じ込め制
御層のバンドギャップの差が小さく、光閉じ込めの効果
が小さいため発振を抑制できる。また、回折格子のピッ
チも、実施例１と若干異なり、この層構成において、閉
じ込め制御層への電流注入がない場合にＴＭモードで発
振するように、ブラッグ波長をＴＭモードで利得ピーク
付近の１．５６μｍ、ＴＥモードで１．５６４μｍとな
るように設定して、ＴＭモードの利得がわずかに大きく
なるようにする。閉じ込め制御層に電流を注入していく
とプラズマ効果により屈折率が小さくなり、特にＴＥモ
ードの横方向の閉じ込めがよくなって、ＴＥモードのし
きい値利得が低減し、４０ｍＡ程度で発振モードはＴＭ
からＴＥに遷移する。これによって偏波変調が可能とな
る。
【００２６】作製誤差等で初期状態がＴＭ発振で実施例
１のように駆動できない場合にも、本実施例のように駆
動すればよい。
１のように駆動できない場合にも、本実施例のように駆
動すればよい。
【００２７】実施例３ 本発明による第３の実施例は、第１の実施例のレーザを
共振器方向に多電極化したものである。図５に本発明に
よる３電極型のレーザの断面斜視図を示す（素子の右半
分を示す）。λ／４シフト４０７が電極４０２の中央に
設けてあり、両端面に無反射コーティングを施してあ
る。電極長は（４０１，４０４）、（４０２，４０
５）、（４０３，４０６）でそれぞれ３００μｍ、１０
０μｍ、３００μｍとしてある。それぞれの電流の比率
を変えることで発振波長を変化できる。本素子では、４
０１の電流Ｉ１、４０２の電流Ｉ２、４０３の電流Ｉ３
として、Ｉ２／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）の値を０．１から
０．５まで変化させることで、発振波長を連続的に約２
ｎｍ変えることができる。これによって、素子を波長多
重伝送の光源として使うことができる。尚、図５におい
て、図１の符号と同符号のものは同機能部を示す。
共振器方向に多電極化したものである。図５に本発明に
よる３電極型のレーザの断面斜視図を示す（素子の右半
分を示す）。λ／４シフト４０７が電極４０２の中央に
設けてあり、両端面に無反射コーティングを施してあ
る。電極長は（４０１，４０４）、（４０２，４０
５）、（４０３，４０６）でそれぞれ３００μｍ、１０
０μｍ、３００μｍとしてある。それぞれの電流の比率
を変えることで発振波長を変化できる。本素子では、４
０１の電流Ｉ１、４０２の電流Ｉ２、４０３の電流Ｉ３
として、Ｉ２／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）の値を０．１から
０．５まで変化させることで、発振波長を連続的に約２
ｎｍ変えることができる。これによって、素子を波長多
重伝送の光源として使うことができる。尚、図５におい
て、図１の符号と同符号のものは同機能部を示す。
【００２８】偏波変調の駆動は、電極４０５のみに振幅
８Ｖの電圧信号を印加することで行なうことができる。
実施例１より、電圧振幅が大きいのは、閉じ込め制御を
行なう領域が中央部のみと短いからである。しかし、実
施例１に比べると、寄生容量が低減されるので、変調帯
域が伸びて１０ＧＨｚまでの変調が可能となる。
８Ｖの電圧信号を印加することで行なうことができる。
実施例１より、電圧振幅が大きいのは、閉じ込め制御を
行なう領域が中央部のみと短いからである。しかし、実
施例１に比べると、寄生容量が低減されるので、変調帯
域が伸びて１０ＧＨｚまでの変調が可能となる。
【００２９】実施例４ 本発明による第４の実施例は、分布反射（ＤＢＲ）レー
ザに適用したものである。図６は本発明によるＤＢＲレ
ーザの共振器に平行な断面図で、これと垂直な断面すな
わち埋め込みヘテロ構造については実施例１とほぼ同じ
である。電極５１１、５１２、５１３は実施例３と同様
にレーザ注入電極、電界印加電極ともに３つに分割され
ており、それぞれ、活性領域、位相調整領域、ＤＢＲ領
域に対応する。ＤＢＲ領域の埋め込み層に電界を印加
し、横方向の閉じ込めをＴＥモードに対して弱くする
と、活性領域に分布反射される光量がＴＭモードの方が
大きくなって、発振モードがＴＥからＴＭに遷移する。
ザに適用したものである。図６は本発明によるＤＢＲレ
ーザの共振器に平行な断面図で、これと垂直な断面すな
わち埋め込みヘテロ構造については実施例１とほぼ同じ
である。電極５１１、５１２、５１３は実施例３と同様
にレーザ注入電極、電界印加電極ともに３つに分割され
ており、それぞれ、活性領域、位相調整領域、ＤＢＲ領
域に対応する。ＤＢＲ領域の埋め込み層に電界を印加
し、横方向の閉じ込めをＴＥモードに対して弱くする
と、活性領域に分布反射される光量がＴＭモードの方が
大きくなって、発振モードがＴＥからＴＭに遷移する。
【００３０】本素子では、活性層５１５を備えた活性領
域の層構成は実施例１とほぼ同じである。ＤＢＲ領域で
は、ＩｎＰ基板５１６までエッチングしてから回折格子
を形成し、バンドギャップ波長１．４μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ光ガイド層５０１、ｐ−ＩｎＰクラッド層５０２、
ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層５０３を再成長してい
る。また、埋め込み層の閉じ込め制御層は、実施例１と
異なり、バンドギャップ波長１．３μｍのＭＱＷにして
いる。
域の層構成は実施例１とほぼ同じである。ＤＢＲ領域で
は、ＩｎＰ基板５１６までエッチングしてから回折格子
を形成し、バンドギャップ波長１．４μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ光ガイド層５０１、ｐ−ＩｎＰクラッド層５０２、
ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層５０３を再成長してい
る。また、埋め込み層の閉じ込め制御層は、実施例１と
異なり、バンドギャップ波長１．３μｍのＭＱＷにして
いる。
【００３１】本素子では、ＤＢＲ領域及び位相調整領域
の注入電流（電極５１３と電極５１４間及び電極５１２
と電極５１４間）の変化によって、発振波長を約３ｎｍ
変えることができる。従って、実施例３のように波長多
重伝送の光源として使うことができる。
の注入電流（電極５１３と電極５１４間及び電極５１２
と電極５１４間）の変化によって、発振波長を約３ｎｍ
変えることができる。従って、実施例３のように波長多
重伝送の光源として使うことができる。
【００３２】実施例５ 本発明による第５の実施例は、実施例４と同様のＤＢＲ
レーザであるが、ＤＢＲ領域の光導波路自体のバンドギ
ャップ波長を電界によって変化させるものである。図７
は、本発明によるＤＢＲレーザの共振器方向断面図であ
り、基板６１６上に形成された回折格子上に、バンドギ
ャップ波長１．２５μｍの光ガイド層６０１、バンドギ
ャップ波長１．４５μｍのＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐ１０層のＭＱＷ層（実施例１の閉じ込め制御層１０９
と同じ）６０２、ＩｎＰクラッド層６０３、ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層６０４が再成長されている。横方向の埋
め込み構造は実施例１〜４と異なり、高抵抗のＩｎＰの
みで構成されている。活性層６１５を備えた活性領域の
層構成は実施例１と同様である。
レーザであるが、ＤＢＲ領域の光導波路自体のバンドギ
ャップ波長を電界によって変化させるものである。図７
は、本発明によるＤＢＲレーザの共振器方向断面図であ
り、基板６１６上に形成された回折格子上に、バンドギ
ャップ波長１．２５μｍの光ガイド層６０１、バンドギ
ャップ波長１．４５μｍのＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐ１０層のＭＱＷ層（実施例１の閉じ込め制御層１０９
と同じ）６０２、ＩｎＰクラッド層６０３、ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層６０４が再成長されている。横方向の埋
め込み構造は実施例１〜４と異なり、高抵抗のＩｎＰの
みで構成されている。活性層６１５を備えた活性領域の
層構成は実施例１と同様である。
【００３３】本素子で活性領域に電流注入（電極６１１
と電極６１４間）してＤＢＲ発振を得るが、ＤＢＲ領域
に電界を印加（電極６１３と電極６１４間）すると、Ｔ
Ｅモードに対する閉じ込めが悪化して分布反射される光
量が減少し、ＴＭモードに対する分布反射量の方が多く
なる。従って、ＴＥモードからＴＭモードに遷移する。
と電極６１４間）してＤＢＲ発振を得るが、ＤＢＲ領域
に電界を印加（電極６１３と電極６１４間）すると、Ｔ
Ｅモードに対する閉じ込めが悪化して分布反射される光
量が減少し、ＴＭモードに対する分布反射量の方が多く
なる。従って、ＴＥモードからＴＭモードに遷移する。
【００３４】このように本素子では、ＤＢＲ領域の電界
によって偏波変調を行なうので、波長可変動作は行なわ
ない。また、位相調整領域については、波長可変時に調
整するのではなく、ＤＢＲ発振が安定になるような初期
設定のときに電極６１２を使う、あるいは、ＤＢＲ領域
に逆電界を印加する際に活性領域からの電流の流れ込み
を防ぐために使うことができる。
によって偏波変調を行なうので、波長可変動作は行なわ
ない。また、位相調整領域については、波長可変時に調
整するのではなく、ＤＢＲ発振が安定になるような初期
設定のときに電極６１２を使う、あるいは、ＤＢＲ領域
に逆電界を印加する際に活性領域からの電流の流れ込み
を防ぐために使うことができる。
【００３５】実施例６ 実施例１から５まで、回折格子を有した動的単一モード
レーザの実施例を示してきたが、本発明の考え方は、回
折格子がなく両端面へき開のファブリペローレーザにも
適用できる。構造は図１とほぼ同じで、下部光ガイド層
１０３を０．０２μｍと薄くし回折格子は作製していな
い。単一モード性は良くないが、実施例１と同様に偏波
変調することができる。本実施例は、波長多重を必要と
しない簡易的な光通信や、空間伝搬光通信、光情報処理
などに適用することができる。
レーザの実施例を示してきたが、本発明の考え方は、回
折格子がなく両端面へき開のファブリペローレーザにも
適用できる。構造は図１とほぼ同じで、下部光ガイド層
１０３を０．０２μｍと薄くし回折格子は作製していな
い。単一モード性は良くないが、実施例１と同様に偏波
変調することができる。本実施例は、波長多重を必要と
しない簡易的な光通信や、空間伝搬光通信、光情報処理
などに適用することができる。
【００３６】実施例７ 図８に本発明による第７の実施例であるＤＦＢレーザの
断面図を示す。構造は実施例１とほぼ同じである。本実
施例では、活性層１０４と閉じ込め制御層１０９の電気
的絶縁性を高めるために、メサエッチング後に０．３μ
ｍの高抵抗ＩｎＰ層９０１を底面及び側面に成長させて
から、実施例１と同様に埋め込み成長したものである。
このＩｎＰの成長には、導波路の光の導波方向を逆メサ
方向にすると、減圧ＭＯＣＶＤ法で成長することでメサ
側面と底面の成長レートがほぼ等しくなることを利用す
ればよい。
断面図を示す。構造は実施例１とほぼ同じである。本実
施例では、活性層１０４と閉じ込め制御層１０９の電気
的絶縁性を高めるために、メサエッチング後に０．３μ
ｍの高抵抗ＩｎＰ層９０１を底面及び側面に成長させて
から、実施例１と同様に埋め込み成長したものである。
このＩｎＰの成長には、導波路の光の導波方向を逆メサ
方向にすると、減圧ＭＯＣＶＤ法で成長することでメサ
側面と底面の成長レートがほぼ等しくなることを利用す
ればよい。
【００３７】本実施例では、漏れ電流が低減できるため
レーザの活性層１０４への注入効率が向上して、しきい
値電流が低減できるとともに光出力のハイパワー化が可
能となる。
レーザの活性層１０４への注入効率が向上して、しきい
値電流が低減できるとともに光出力のハイパワー化が可
能となる。
【００３８】実施例８ 本実施例は、本発明による半導体レーザを用いた強度変
調光伝送を波長多重光ＬＡＮシステムに応用する例であ
る。図９に、この場合の各端末に接続される光−電気変
換部（ノード）の構成例を、図１０にそのノードを用い
た光ＬＡＮシステムの構成例を示す。
調光伝送を波長多重光ＬＡＮシステムに応用する例であ
る。図９に、この場合の各端末に接続される光−電気変
換部（ノード）の構成例を、図１０にそのノードを用い
た光ＬＡＮシステムの構成例を示す。
【００３９】各部に接続された光ファイバ７０１を媒体
として、光信号がノードに取り込まれ、分岐部７０２に
よりその一部が波長可変フィルタを備えた受信装置７０
３に入射する。波長可変フィルタとしては、ファイバフ
ァブリペロフィルタを用いたが、その他にマッハツェン
ダフィルタや干渉膜フィルタ等でもよい。この受信装置
７０３により所望の波長の光信号のみを取り出して信号
検波を行なう。一方、ノードから光信号を送信する場合
には、実施例３の波長可変ＤＦＢレーザあるいは実施例
４の波長可変ＤＢＲレーザ７０４を偏波変調し、偏光子
７０５で強度変調に変換された光を分岐部７０７を介し
て光伝送路に入射せしめる。このとき、レーザへの戻り
光の影響を避けるために、アイソレータ７０６を入れて
もよい。端末によっては、単一波長のみを送信すればよ
い場合があり、その場合は、実施例１のＤＦＢレーザあ
るいは実施例５のＤＢＲレーザを用いる。逆に、波長可
変範囲をさらに広げる必要がある場合には、複数の波長
可変レーザを設けてやればよい。
として、光信号がノードに取り込まれ、分岐部７０２に
よりその一部が波長可変フィルタを備えた受信装置７０
３に入射する。波長可変フィルタとしては、ファイバフ
ァブリペロフィルタを用いたが、その他にマッハツェン
ダフィルタや干渉膜フィルタ等でもよい。この受信装置
７０３により所望の波長の光信号のみを取り出して信号
検波を行なう。一方、ノードから光信号を送信する場合
には、実施例３の波長可変ＤＦＢレーザあるいは実施例
４の波長可変ＤＢＲレーザ７０４を偏波変調し、偏光子
７０５で強度変調に変換された光を分岐部７０７を介し
て光伝送路に入射せしめる。このとき、レーザへの戻り
光の影響を避けるために、アイソレータ７０６を入れて
もよい。端末によっては、単一波長のみを送信すればよ
い場合があり、その場合は、実施例１のＤＦＢレーザあ
るいは実施例５のＤＢＲレーザを用いる。逆に、波長可
変範囲をさらに広げる必要がある場合には、複数の波長
可変レーザを設けてやればよい。
【００４０】光ＬＡＮシステムのネットワークとして、
図１０に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノードを接続し、ネットワーク化された多数の端末およ
びセンタを設置することができる。ただし、多数のノー
ドを接続するためには、光の減衰を補償するために光増
幅器を伝送路上に設置する必要がある。また、各端末に
ノードを２つ接続し伝送路を２本にすることで、ＤＱＤ
Ｂ方式による双方向の光伝送が可能となる。
図１０に示すものはバス型であり、ＡおよびＢの方向に
ノードを接続し、ネットワーク化された多数の端末およ
びセンタを設置することができる。ただし、多数のノー
ドを接続するためには、光の減衰を補償するために光増
幅器を伝送路上に設置する必要がある。また、各端末に
ノードを２つ接続し伝送路を２本にすることで、ＤＱＤ
Ｂ方式による双方向の光伝送が可能となる。
【００４１】本発明による偏波変調では、実施例１に述
べたように変調時の波長変動が０．０１ｎｍ以下である
ため、波長可変幅２ｎｍの場合、２／０．０１＝２００
チャンネルの高密度波長多重伝送による光ネットワーク
システムを構築できる。また、ネットワークの形態とし
て、図１０のＡとＢを接続したループ型や、スター型、
あるいはそれらを複合した形態のものでもよい。
べたように変調時の波長変動が０．０１ｎｍ以下である
ため、波長可変幅２ｎｍの場合、２／０．０１＝２００
チャンネルの高密度波長多重伝送による光ネットワーク
システムを構築できる。また、ネットワークの形態とし
て、図１０のＡとＢを接続したループ型や、スター型、
あるいはそれらを複合した形態のものでもよい。
【００４２】また、本実施例において偏光子を除いて両
偏波モードの信号を伝送し（図４の３）と４）を参
照）、受信側で両者の信号の差動出力を取って受信検波
してもよい。
偏波モードの信号を伝送し（図４の３）と４）を参
照）、受信側で両者の信号の差動出力を取って受信検波
してもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したような本発明の構成によ
れば次のような効果がある。レーザ作製上の設計値から
のずれに特性が大きく左右されることがなく、安定に歩
留まりよく偏波スイッチング可能な半導体レーザを製造
できる（特に請求項１、２に対応）。偏波スイッチング
制御をより効果的に行ない得る半導体レーザとできる
（特に請求項３に対応）。単一縦モード発振可能な半導
体レーザとできる（特に請求項４、５、１４に対応）。
半導体レーザで偏波スイッチングを効率的に行なうため
の閉じ込め制御層を提供できる（特に請求項７、８、９
に対応）。半導体レーザで偏波スイッチングを効率よく
行なうためにＴＥモードとＴＭモードの利得を近くする
ことができる（特に請求項９、１０、１１に対応）。レ
ーザ活性層への注入効率が向上して、しきい値電流が低
減できるとともに光出力のハイパワー化が可能な半導体
レーザとできる（特に請求項１３に対応）。レーザの活
性層と近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ
込め制御層に独立して電流あるいは電圧を加えることが
でき、変調に要する消費電力が小さく、高速ドライブが
容易になる。また、設計の自由度が広がる（特に請求項
１５、１９に対応）。発振波長を変えながら、レーザの
活性層と近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉
じ込め制御層に独立して電流あるいは電圧を加えること
ができ、変調に要する消費電力が小さく、高速ドライブ
が容易で、しかも波長多重光伝送の光源として適用でき
る。また、設計の自由度が広がる（特に請求項１６、２
０に対応）。変調に要する消費電力が小さく、高速ドラ
イブが容易になり、変調時の波長変動を小さくできる分
布反射型レーザを実現できる。また、設計の自由度が広
がる（特に請求項１７、２１に対応）。さらに作製を容
易にした変調時の波長変動を小さくできる分布反射型レ
ーザを実現できる（特に請求項１８、２２に対応）。本
発明の半導体レーザを駆動して、簡単に光通信を行なう
ことができる（特に請求項２３、２４に対応）。本発明
の半導体レーザで低コストで多重度の高い波長多重光伝
送を実現できる（特に請求項２５、２６に対応）。上記
のような高密度波長多重光伝送を用いて、低コストでス
ループットの高い光ＬＡＮシステムを構築できる（特に
請求項２７、２８に対応）。
れば次のような効果がある。レーザ作製上の設計値から
のずれに特性が大きく左右されることがなく、安定に歩
留まりよく偏波スイッチング可能な半導体レーザを製造
できる（特に請求項１、２に対応）。偏波スイッチング
制御をより効果的に行ない得る半導体レーザとできる
（特に請求項３に対応）。単一縦モード発振可能な半導
体レーザとできる（特に請求項４、５、１４に対応）。
半導体レーザで偏波スイッチングを効率的に行なうため
の閉じ込め制御層を提供できる（特に請求項７、８、９
に対応）。半導体レーザで偏波スイッチングを効率よく
行なうためにＴＥモードとＴＭモードの利得を近くする
ことができる（特に請求項９、１０、１１に対応）。レ
ーザ活性層への注入効率が向上して、しきい値電流が低
減できるとともに光出力のハイパワー化が可能な半導体
レーザとできる（特に請求項１３に対応）。レーザの活
性層と近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉じ
込め制御層に独立して電流あるいは電圧を加えることが
でき、変調に要する消費電力が小さく、高速ドライブが
容易になる。また、設計の自由度が広がる（特に請求項
１５、１９に対応）。発振波長を変えながら、レーザの
活性層と近傍部分または埋め込みヘテロ構造における閉
じ込め制御層に独立して電流あるいは電圧を加えること
ができ、変調に要する消費電力が小さく、高速ドライブ
が容易で、しかも波長多重光伝送の光源として適用でき
る。また、設計の自由度が広がる（特に請求項１６、２
０に対応）。変調に要する消費電力が小さく、高速ドラ
イブが容易になり、変調時の波長変動を小さくできる分
布反射型レーザを実現できる。また、設計の自由度が広
がる（特に請求項１７、２１に対応）。さらに作製を容
易にした変調時の波長変動を小さくできる分布反射型レ
ーザを実現できる（特に請求項１８、２２に対応）。本
発明の半導体レーザを駆動して、簡単に光通信を行なう
ことができる（特に請求項２３、２４に対応）。本発明
の半導体レーザで低コストで多重度の高い波長多重光伝
送を実現できる（特に請求項２５、２６に対応）。上記
のような高密度波長多重光伝送を用いて、低コストでス
ループットの高い光ＬＡＮシステムを構築できる（特に
請求項２７、２８に対応）。
【図１】本発明によるＤＦＢレーザ（実施例１）の横断
面図。
面図。
【図２】多重量子井戸の電界に対する屈折率の変化の偏
波による違いを説明する図。
波による違いを説明する図。
【図３】本発明によるＤＦＢレーザの駆動方法、発振波
長を説明する図。
長を説明する図。
【図４】本発明によるＤＦＢレーザの変調波形などを説
明する図。
明する図。
【図５】本発明による３電極ＤＦＢレーザ（実施例３）
の縦断面斜視図。
の縦断面斜視図。
【図６】本発明による波長可変ＤＢＲレーザ（実施例
４）の縦断面図。
４）の縦断面図。
【図７】本発明によるＤＢＲレーザ（実施例５）の縦断
面図。
面図。
【図８】本発明によるＤＦＢレーザ（実施例７）の横断
面図。
面図。
【図９】本発明によるレーザを用いた光ＬＡＮシステム
に用いられる光−電気変換部の構成例を示す図。
に用いられる光−電気変換部の構成例を示す図。
【図１０】光ＬＡＮシステムのネットワークを説明する
図。
図。
【図１１】偏波変調レーザ及びその駆動方法の従来例を
説明する図。
説明する図。
１０１，５１６６１６ 基板 １０２ バッファ層 １０３，１０５，５０１，６０１ 光ガイド層 １０４，５１５，６１５ 活性層 １０６，５０２，６０３ クラッド層 １０７，５０３，６０４ コンタクト層 １０８，１１０ 埋め込み層 １０９，６０２ ＭＱＷ層 １１１，１１２，１１３，１１４，４０１，４０２，４
０３，４０４，４０５，４０６，５１１，５１２，５１
３，５１４，６１１，６１２，６１３，６１４ 電極 １１５ 絶縁膜 ３０５，１００１ 偏光子 ４０７ λ／４シフト部 ７０１ 光ファイバ ７０２，７０７ 光分岐器 ７０３ 波長選択受信器 ７０４ 本発明の半導体レーザ ７０５ 偏光子 ７０６ 光アイソレータ ９０１ 高抵抗ＩｎＰ絶縁層 １０００ 従来の半導体レーザ
０３，４０４，４０５，４０６，５１１，５１２，５１
３，５１４，６１１，６１２，６１３，６１４ 電極 １１５ 絶縁膜 ３０５，１００１ 偏光子 ４０７ λ／４シフト部 ７０１ 光ファイバ ７０２，７０７ 光分岐器 ７０３ 波長選択受信器 ７０４ 本発明の半導体レーザ ７０５ 偏光子 ７０６ 光アイソレータ ９０１ 高抵抗ＩｎＰ絶縁層 １０００ 従来の半導体レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (28)
- 【請求項１】 半導体レーザ装置において、発光用活性
層を少なくとも一部に含む光導波路が共振器方向に伸び
ており、該光導波路の少なくとも一部の近傍にある近傍
部分と該光導波路での屈折率の分布状態を制御できるよ
うに構成されており、該活性層は該光導波路の２つの導
波モードであるＴＥモードとＴＭモードの利得がほぼ等
しいことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 該光導波路が埋め込みヘテロ構造で形成
され、該埋め込みヘテロ構造には、該光導波路における
活性層より屈折率がわずかに小さく、該光導波路の横方
向の光閉じ込めを制御し得る該近傍部分である閉じ込め
制御層が、該レーザの発振光が結合する程度の近傍に設
けてあることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項３】 該近傍部分または該埋め込みヘテロ構造
における閉じ込め制御層が、該レーザの活性層と隣接し
て設けてあることを特徴とする請求項１または２記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 該半導体レーザは、該活性層近傍に回折
格子を具備した分布帰還型レーザであることを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 該半導体レーザは、共振器方向に直列に
回折格子を具備した分布反射器を持つ分布反射型レーザ
であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項６】 該半導体レーザは、両端面へき開のファ
ブリペロ型レーザであることを特徴とする請求項１また
は２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 該半導体レーザにおいて、該近傍部分ま
たは該埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層は多
重量子井戸構造であり、該近傍部分または該閉じ込め制
御層に逆電圧を印加することによって該近傍部分または
該閉じ込め制御層の屈折率が変化するときに、ＴＥモー
ドに対する変化率がＴＭモードに対する変化率よりも大
きいことを特徴とする請求項１または２記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項８】 該半導体レーザにおいて、該近傍部分ま
たは該埋め込みヘテロ構造における閉じ込め制御層は多
重量子井戸構造であり、該近傍部分または該閉じ込め制
御層に順方向電流を注入することによって該近傍部分ま
たは該閉じ込め制御層の屈折率が変化するときに、ＴＥ
モードに対する変化率がＴＭモードに対する変化率より
も大きいことを特徴とする請求項１または２記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項９】 該多重量子井戸において、井戸層に圧縮
歪みが与えられていることを特徴とする請求項７または
８記載の半導体レーザ。 - 【請求項１０】 該活性層においてＴＥモードとＴＭモ
ードの利得をほぼ等しくすることが、主にＴＭモードに
利得を与えるライトホール基底準位と電子の基底準位間
のエネルギーバンドギャップに対する波長の近傍にブラ
ッグ波長がくるように該活性層近傍に具備した回折格子
のピッチを設定することで行われ、ブラッグ波長でのし
きい値利得がＴＥモードとＴＭモードでほぼ等しくなる
ように構成されている分布帰還型レーザであることを特
徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１１】 該活性層においてＴＥモードとＴＭモ
ードの利得をほぼ等しくすることが、主にＴＭモードに
利得を与えるライトホール基底準位と電子の基底準位間
のエネルギーバンドギャップに対する波長の近傍にブラ
ッグ波長がくるように共振器方向に直列に形成された回
折格子のピッチを設定することで行われ、ブラッグ波長
でのしきい値利得がＴＥモードとＴＭモードでほぼ等し
くなるように構成されている分布反射型レーザであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項１２】 該活性層においてＴＥモードとＴＭモ
ードの利得をほぼ等しくすることが、該活性層において
引っ張り歪が導入された多重量子井戸で構成され、ヘビ
ーホールの基底準位とライトホールの基底準位がほぼ等
しいか若しくはライトホールの基底準位が電子の基底準
位に近い構成とすることで行われていることを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１３】 該近傍部分または該埋め込みヘテロ構
造における閉じ込め制御層と活性層との間の電気的絶縁
性を高める為に、両者の間の底面と側面に高抵抗層が形
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
半導体レーザ装置。 - 【請求項１４】 該回折格子に位相シフトを持たせるこ
とを特徴とする請求項４または１０記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項１５】 該レーザ活性層への電流注入と該近傍
部分または該埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への
電圧印加または電流注入を独立に行なえるように電極が
設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４のい
ずれかに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１６】 該光導波路の光の進行方向に２つ以上
の複数の電極を設け、光導波路の光の進行方向に不均一
に電流注入および電圧印加をすることが可能であること
を特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項１７】 該分布反射型レーザの分布反射器およ
びそれ以外の光導波路の部分において、該分布反射器の
光導波路層への電流注入と該分布反射器の該近傍部分ま
たは該埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印
加または電流注入とを独立に行なえるように電極が設け
られていることを特徴とする請求項５または１１記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項１８】 該分布反射型レーザの分布反射器およ
びそれ以外の光導波路の部分において、該レーザ活性層
への電流注入と該分布反射器の光導波路への電圧印加と
を独立に行なえるように電極が設けられていることを特
徴とする請求項５または１１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１９】 請求項１５記載の半導体レーザ装置に
おいて、該近傍部分または該埋め込みヘテロ構造の閉じ
込め制御層への電圧印加または順方向電流注入によっ
て、レーザの発振モードをＴＥモードとＴＭモードでス
イッチさせることを特徴とする半導体レーザ装置の駆動
方法。 - 【請求項２０】 請求項１６記載の半導体レーザ装置に
おいて、電流の不均一注入によってレーザ発振波長を変
化せしめ、該近傍部分または該埋め込みヘテロ構造の閉
じ込め制御層への電圧印加または順方向電流注入を光導
波路の一部で変化させることで偏波スイッチングせしめ
ることを特徴とする半導体レーザ装置の駆動方法。 - 【請求項２１】 請求項１７記載の半導体レーザ装置に
おいて、該分布反射器の光導波路に注入する電流によっ
て発振波長を変化せしめ、分布反射器の該近傍部分また
は該埋め込みヘテロ構造の閉じ込め制御層への電圧印加
または順方向電流注入によって偏波スイッチングせしめ
ることを特徴とする半導体レーザ装置の駆動方法。 - 【請求項２２】 請求項１８記載の半導体レーザ装置に
おいて、分布反射器の光導波路に印加する電圧によって
偏波スイッチングせしめることを特徴とする半導体レー
ザ装置の駆動方法。 - 【請求項２３】 請求項１９，２０，２１または２２に
記載の半導体レーザの駆動方法で偏波スイッチングによ
る変調を行ない、偏光選択手段によっていずれか一方の
偏波モードのみを取り出して信号検波することを特徴と
する光通信方式。 - 【請求項２４】 請求項２０または２１に記載の半導体
レーザの駆動方法で波長を変化させ、同駆動方法で偏波
スイッチングによって変調を行ない、受信装置におい
て、光バンドパスフィルタを通して、所望の波長の光に
のせた信号のみを取り出して信号検波することを特徴と
する光通信方式。 - 【請求項２５】 １本の光ファイバに請求項１乃至１４
のいずれかに記載の半導体レーザ装置及び受信装置を複
数接続し、複数の波長の光をそれぞれ伝送させ、受信装
置において波長可変光バンドパスフィルタを通して所望
の波長の光にのせた信号のみを取り出して信号検波する
ように、波長分割多重伝送することを特徴とする光通信
方式。 - 【請求項２６】 請求項２０または２１に記載の半導体
レーザの駆動方法で波長を変えることができ、偏波スイ
ッチングによる変調を行なって、その出力端に偏光選択
手段を配して一方の偏波モードのみを取り出す光通信用
光源装置を、１本の光ファイバに複数接続して複数の波
長の光をそれぞれ伝送させ、受信装置において波長可変
光バンドパスフィルタを通して所望の波長の光にのせた
信号のみを取り出して信号検波するように、波長分割多
重伝送することを特徴とする光通信方式。 - 【請求項２７】 半導体レーザと受信装置を１つにまと
め、請求項２３，２４，２５または２６に記載の光通信
方式による光送受信を行なうことを特徴とする光−電気
変換装置。 - 【請求項２８】 半導体レーザと受信装置を１つにまと
め、請求項２３，２４，２５または２６に記載の光通信
方式による光送受信を行なうことを特徴とする光−電気
変換装置を用いた波長分割多重光伝送システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04953496A JP3303653B2 (ja) | 1995-02-27 | 1996-02-13 | 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 |
| US08/607,167 US5764670A (en) | 1995-02-27 | 1996-02-26 | Semiconductor laser apparatus requiring no external modulator, method of driving semiconductor laser device, and optical communication system using the semiconductor laser apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6335595 | 1995-02-27 | ||
| JP7-63355 | 1995-02-27 | ||
| JP04953496A JP3303653B2 (ja) | 1995-02-27 | 1996-02-13 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298354A JPH08298354A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3303653B2 true JP3303653B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=26389940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04953496A Expired - Fee Related JP3303653B2 (ja) | 1995-02-27 | 1996-02-13 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303653B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP04953496A patent/JP3303653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08298354A (ja) | 1996-11-12 |
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