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    公开号:WO1989008356A1
    申请号:PCT/JP1989/000220
    申请日:1989-03-02
    公开日:1989-09-08
    发明作者:Masataka Shirasaki
    申请人:Fujitsu Limited；
    IPC主号:H04B10-00
    专利说明:
    [0001] 発明の名称
    [0002] 半導体レーザの変調方法、 及び装置
    [0003] 技術分野
    [0004] 5 本発明は、 各種光通信システム等に使用される半 導体レーザ装置に関するもので、 その半導体レーザ の変諷方法についても言及するものである。 背景技術 '
    [0005] 光通信においては、 発光光源として半導体レーザ 10 が多く使用されている。 また、 変調方式としては、 半導体レーザの躯勳電流を送信データによって変調 する直接変調方式と、 半導体レーザの出力光を外部 変調器により変調する外部変調方式とに大別するこ とができる。
    [0006] 15 従来の直接変調方式は、 半導体レーザの閾値電流
    [0007] I T をバイ アス電流として供給し、 送信データに従' つた変調電流を上記バイ ァス電流に重畳して駆動す る方式が一般的である。 ところが、 このような変調 方式においては、 半導体レーザを比較的大きな振幅
    [0008] 20 のパルス電流で駆動する必要があるので、 発振波長 のチヤ一ビング （動的波長シフ ト ） が生じる。 この チヤ一ビングにより、 光フ ァ イ バを伝搬した光バル スの波形が歪むこ とになる。 従って、 数 G b / s 以 上の高速データによる直接変調は困難であるという
    [0009] 25 問題があった。 更に、 変調振幅が大きいため、 半導 1 体レーザ及びその駆動!^路の双方に大きな負担がか かるという問題もあつた。
    [0010] なお、 上記チヤ一ビングを低減するため、 第 1図 に示すように、 例えば士数 10 m A程度の変調電流 I m 5 にレーザの閾値より充分大きい程度の一定のバイ ァ ス電流 I n を加えて、 レーザの閻値電流 I T より も 電流の大きい領域のみを使って変調するようにした ものもある。 この方法によれば、 送信データが 「 0 の時でも発光している状態となるため、 出力光の消 10 光比が劣化するという大きな問題を伴う。
    [0011] また、 従来の外部変調方式は、 電気光学効果材料 や音響光学効果材料等を用いた外部変調器、 導波路 型の外部変調器、 光偏向型の外部変調器等の各種の 変調器を用いている。 そのため、 これらの外部変調 15 器が大きな接続損失を発生させ、 しかも高速変調の ためには複雑な構造を必要とするとい.う問題があつ た。
    [0012] 次に、 半導体レーザの外部変調器等として使用さ れる、 一般的なマッハツユンダ形電気光学変調器か 20 らなる光干渉器の構成を第 2図に示す。 同図の光干 渉器 1 0では、 入力側の 1本の光導波路 1 に半導体 レーザ等からの定常光を入力させ、 これを一旦分岐 して 2本の光導波路 2、 3 に通過させた後、 これら を合成して 1本の光導波路 4 に入射させる。 この際、 25 . 2本の光導波路 2、 3 に対して電極 5、 6を設け、 これらに電圧を適宜印加して光路長差を変化させる こ とにより、 上記合成される 2つの光に位相差を与 えるようにする。 これにより、 上記 2つの光は合成 時に干渉しあい、 それらの位相差に応じて強度変調 された出力光が得られる。
    [0013] ところが、 このような光干渉器 1 0 では、 温度変 化に伴って光路の実際の長さが変動したり、 或いは 入力光の波長自体が変動したりすること'等により、 ' 合成されるべき 2つの光の位相差が時間的に変動し、 そのため強度変調時における動作の基準点 （位相バ ィァス） が時間的に安定しな く なるという問題が生 じる。 例えば、 強度変調における位相差と出力光強 度との理想的な関係を第 3 A図に示す。 すなわち、 位相差を ( = 2 η π ) と ί52 ( = ( 2 η + 1 ) ^ ) の間で動かした場合に、 出力光強度がそれぞれ 「 1 」 と 「 0 j に切り換わる。 ところが、 位相差 Φ I
    [0014] Φ 2 に変動が生じて ' 、 Φ 2 ' になったとする と、 第 3 Β図に示すように位相バイァスがずれてし まう。 すると、 出力光強度が最大でも上記 「 1 」 よ り小さ く、 最小でも上記 「 0 」 より大き く なること から、 出力光の消光比が低下してしまう。
    [0015] そこで、 このような問題を解消するためには、 出 力光から位相差のずれを検出し、 このずれがな く な るように位相差を補正してやることが考えられる。 しかし、 出力光は位相差の変化に応じて 「 1 」 と 1 「 0 j に高速で切り換わっているので、 このよう,な 出力光から位相の扰態を直接検出するのは非常に函 難であり、 よってこれまでは位相差の変動を充分に 抑えることができなかった。
    [0016] 5 発明の開示
    [0017] 本発明は、 上記従来の問題点に鑑み、 チヤ一ビン グによる悪影響をな く し、 かつ、 半導体レーザ及び その駆動回路の負担を小さ く して、 直接変調による 高速変調を可能にする半導体レーザの変調方法を提
    [0018] 10 供することを目的とする。
    [0019] 本発明の他の目的は、 上記従来の光干渉器の問題 点に鑑み、 出力側での位相のずれをなく して、 安定 した出力を得ることのできる光干渉器を提供するこ とにある。 また、 本発明の更に他の目的は、 このよ
    [0020] 15 うな光干渉器を用いて、 半導体レーザの光強度変調 を安定かつ高速に行う ことのできる光変調装置を提 供するこ とにある。
    [0021] 一般に、 半導体レーザの発振周波数 ωは、 平均駆 動電流の近傍では電流 I の変化 Δ I に比例して変化
    [0022] 20 すると考えることができる。 この関係を第 6図に示 す。 すなわち、 I ( t ) = 1 。 + Δ I ( t ) の時、 ω ( t ) = ω ο +厶 ω ( t ) に対して、
    [0023] Δ ω ( t ) = k Δ I ( t )
    [0024] と表すことができる。 ここで、 kはチヤ一ビング係.
    [0025] 25 数 （一定） である。 そして、 光電場をコ ヒーレン ト時間内で e と表すと、 発振周波数 ωが上記のように時間で変動 する場合、
    [0026] Δ ω ( t )
    [0027] = e x p 〔一 i { ω 0 t + k 、厶 I ( t ) d t } )
    [0028] 10
    [0029] となる。 これにより = k 厶 I ( t ) d t とおけ るので、 駆動電流の変化 Δ I で位相 を制御できる こ とがわかる。.
    [0030] そこで、 本発明の半導体レーザの変調方法では、
    [0031] 15 上記駆動電流の変化 Δ I ( t ) を変調電流パルスと して用い、 この 1 タ イ ムスロ ッ ト Tの時間積分 i t 4* T
    [0032] △ I ( t ) d t ) とチヤ一ビング係数 （ k ) と to
    [0033] の積が 7： もし く は一 7Γ となるようにしている。 すな
    [0034] 20 わち、
    [0035] I t -""T
    [0036] Δ I ( t ) d t = r もしく は一 π
    [0037] to
    [0038] • · · · (1)と している。 このよ う にすれば、 1 タイ ムスロ ッ ト Tの間で位相 が 7T も し く は一 πだ
    [0039] 25 け反転する。 よって、 送信データに応じたタイ ミ ン 1 グで変調電流パルス Δ I ( t ) を発生させるこ とに より、 半導体レーザの岀カ光に 0 と πの間で位相変 調をかけることができる。 なお、 上記式 (1)を満足さ せる I ( t ) の形状としては、 関数 （例えば Δ
    [0040] 5 I ( t ) = ( jr/k ) 5 ( t - t o ) ) が考えられ るが、 この他にも、 時間的に狭い領域にあって積分 が TiZkも し く は一 Tc Zkになるものであれば何で もよい。
    [0041] これによれば、 発振波長の広がりが変調によるサ 10 ィ ドバン ドのみになるので、 従来の直接変調のよう なチヤ一ビングによる悪影響をなくすことができる < しかも、 半導体レーザの小振幅変調となるため、 半 導体レーザ及びその駆動回路の双方の負担を極めて 小さ くすることができる。 これらのことから、 従来 15 の直接変調の周波数限界を越えた高速変調が実現さ れる。
    [0042] また、 本発明の半導体レーザの変調方法では、 上 記のようにして 0 と πの間で位相変調のかけられた 半導体レーザの出力光を、 自己ホモダイ ンによる光 20 干渉器に通す。 すると、 自己ホモダイ ンにより'各位 相差に応じた強度変調がかかり、 すなわち 「 0」 、 「 1 」 の光パルスに変換される。 これにより、 高速 の光強度変調が可能になる。
    [0043] 次に、 上記のように高速の位相変調のかかった光 25 信号を入力光とする光干渉器、 或いは第 2図に示し 1 たように定常光を入力光とする光干渉器において、 例えば第 3 A図に示したように位相差を , と Φ 2 の間で動かすとすると、 出力光はそれぞれ 「 1 」 と 「 0 」 に強度変調される。 これらの 2値の確率は一 5 般にはそれぞれ 2分の 1 ずつなので、 光の強度が 「 1 」 と 「 0 」 の間を瞬時に移動すると考えれば、 この 2つの光の平均強度は 「 1 2 」 と.なる。 一方, 第 3 B図に示したように位相差を ！ ' 、 " ' の 間で動かしたとしても、 消光比は低下するが、 光め 10 強度が同様に 「 1 」 と 「 0 」 の間を瞬時に移動する と考えれば、 その 2つの光の平均出力は同じ く 「 1 ノ 2 」 となる。 ところが、 光の強度が 「 1 」 から 「 0 」 まで、 又は 「 0 」 から 「 1 」 まで切り換わる までの実際の平均強度を考えた場合は、 2値の間に 15 有限の遷移時間があるため、 第 3 A図と第 3 B図で は異なる平均強度が得られる。 すなわち、 φ と φ 2 の間の実際の平均強度が丁度 「 1ノ 2 」 であるのに 対し、 Φ ' と " ' との間の実際の平均強度は 「 1 2 」 より も小さ く なる。
    [0044] 20 よって、 このような平均強度の変化を検出すれば、 位相バイ アスのずれを容易に知ることができる。 そ こで、 本発明の光干渉器の安定化方法は、 まず、 光 干渉器の出力光の強度を変調速度より も遅い時間 (例えば 1 G bノ s の位相変調に対し、 1ノ 1 0 0 25 秒程度） で積分した平均強度を求める。 このように 1 変調速度より も遅い時間で積分して平均強度を求め ることにより、 送信データの 「 1 」 と 「 0 」 のばら つきが捕償されて、 充分に正確な値となる。 続いて 上記平均強度を用いて、 入力 ¾の光波長又は 2つの
    [0045] 5 光路の光路長差に帰還をかけ、 これにより強度変調 時の位相バイァスを補正する。
    [0046] これによれば、 平均強度の変化から位相バイ アス のずれ 容易に知ることができ、 このずれがなく な るように帰還をかけることができるので、 光干渉器
    [0047] 10 の出力を著しく安定化させることができる。
    [0048] また、 本発明の光変調装置は、 号変換部と、 微 分面路と、 半導体レーザと、 光干渉器とを備えて構 成されている。 符号変換部により例えば送信データ の 「 1 」 の時のみ符号を反転して岀力し、 「 0 」 の
    [0049] 15 ときは前の符号を出力するように符号変換し （或い はこの逆でもよい） 、 その変換出力信号を微分回路 により微分する。 半導体レーザには、 バイ アス電流 源から半導体レーザがレーザ発振して所望の光強度 の出力光が得られるように選定したバイァス電流を
    [0050] 20 供給し、 それに、 微分回路の微分出力信号を変調電 流パルスとして重畳して供給する。 この変調電流バ ルスにより、 半導体レーザの出力光の位相が変化す る。 この位相変化が π又は一 π となるように上記変 調電流パルスを選定する。 光干渉器は自己ホモダイ
    [0051] 25 ンが可能な構成となっており、 1 タイ ムスロ ッ トの 相対遅延時間と、 0又は π の相対位相差とを与える 光遅延回路を有しているので、 上記半導体レーザの -. 出力光の位相を π又は一 πに変化させると、 光干渉 器の出力光は相対値で 「 0 」 又は 「 1 」 となる。 ' これによれば、 半導体レーザを連繞発振状態とす ると共に、 変調電流パルスが一定バイ ァス電流に比 較してわずかであるから、 チゼービングの問題はな く なる。 また、 光干渉器は、 半導体レーザの出力光 位相の変化に対応して強度変調された出力光を得る ものであり、 接続損失が少な く、 かつ極めて高速で 動作可能である。 従って、 数 G b Z s以上の高速デ ータについても、 安定な強度変調が可能となる。 、 第 4 A図及び第 4 B図は、 上述した本発明を光通 信システムに適用した場合の全 構成を示す図であ る。 本発明に係る光干渉器 1 2 は、 第 4 A図に示す ように、 送信側において半導体レーザ 1 1 の後段で あってかつ伝送用光ファ イバ 1 3の前段に配置して もよ く、 又は第 4 B図に示すように、 受信側におい て伝送用光フア イバ 1 3 の後段であってかつ受信器 1 4 の前段に配置してもよい。 光干渉器 1 2を第 4 A図のように送信側に配置した場合は、 その安定化 のための手段として、 半導体レーザ 1 1 の発振波長 に帰還をかけたり、 或いは光干渉器 1 2 自体の光路 長差に帰還をかけることが可能である。 光干渉器 1 2を第 4 B図のように受信側に配置した場合は、 そ の安定化のための手段として、 光干渉器 1 2 自体の 光路長差に帰還をかけることが可能である。 後者の 場合は、 長い伝送用光フア イバ 1 3によつて光が減 衰した場合であっても、 その光はまだ位相変調のか
    [0052] 5 かった段階であって、 強度は常に一定なので、 光を 光のままで増幅する、 いわゆる光直接増幅を容易に 行う ことができる。
    [0053] 図面の簡単な説明 ' - 第 1図は従来 φ直接変調の動作を説明するための
    [0054] 10 図、
    [0055] 第 2図は一般的なマッハツュンダ形電気光学変調 器の構成を示す図、
    [0056] 第' 3 Α図及び第 3 B図は光干渉器での強度変調に おける位相差と出力光強度との理想的な関係及びず
    [0057] 15 れた関係を示す図、
    [0058] 第 4 A図及び第 4 B図は本発明を光通信システム に適用した場合の全体構成を示す図、
    [0059] '第 5図は本発明の半導体レーザの変調方法の第 1 の実施例に係る レーザ駆動回路を示すブロ ック図、
    [0060] 20 第 6図は一般の半導体レーザにおける駆動電流の 変化 Δ I と発振周波数の変化 Δ ω との関係を示す図. 第 7図は本発明の半導体レーザの変調方法の第 1 の実施例に係る駆動電流 I の波形図、
    [0061] 第 8図は第 7図に示した駆動電流 I に応じて得ら
    [0062] 25 れる出力光位相 の波形図、 1 第 9図は本発明の半導体レーザの変調方法の第 2 の実施例に係る光干涉器の構成を示す図、 第 1 .0図は第 9図に示した光干渉器から第 8図の 出力光位相 に応じて得られる光出力の波形図、 5 第 1 1図は本発明'の半導体レーザの変調方法の第
    [0063] 3 の実施例に係る駆動電流 I の波形図、
    [0064] 第 1 2 A図及び第 1 2 B図はそれぞれ自己ホモダ ィ ン光干渉器の他の例を示す図、
    [0065] 第 1 3図は本発明の光干渉器の安定化方法の第 1 10 の実施例を実現するための構成を示す図、
    [0066] 第 1 4図は本発明の光干渉器の安定化方法の第 2 の実施例を実現するための構成を示す図、
    [0067] 第 1 5図は本発明の光干渉器の安定化方法の第 3 の実施例を実現するための構成を示す図、
    [0068] 15 第 1 6図は本発明の光干渉器の安定化方法の第 4 の実施例を実現するための構成を示す図.、
    [0069] 第 1 7図は本発明の光干渉器の安定化方法の第 5 の実施例を実現するための構成を示す図、
    [0070] 第 1 .8図は本発明の光変調装置の原理構成を示す 20 ブロ ッ ク図、
    [0071] 第 1 9図は本発明の光変調装置の第 1 の実施例の 構成を示す図、
    [0072] 第 2 0図 (a)〜(g)は第 1 9図に示した光変調装置の 動作を説明するための図、
    [0073] 25 第 2 1図は本発明の光変調装置の第 2 の実施例に 1 係る微分回路を示す回路図、
    [0074] 第 2 2図は本発明の光変調装置の第 3 の実施例に 孫る光変調器安定化手段の構成を示す図である。
    [0075] 発明を実施するための最良の形態
    [0076] 5 本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面 に従ってこれを説明する。 '
    [0077] 第 5図は、 本発明の半導体レーザの変調方法の第 1 の実施例に係る レーザ駆動回路を示すプロ 'ン ク図 である。 ，
    [0078] 10 同図において、 バイアス電流作成画路 2 1 により 一定値 （例えば 1 0 0 m A ) のバイ アス電流 I Q を 作成する。 また、 電流パルス発生面路 2 2 により、 信データに応じたタィ ミ ングで、 例えば数 m A程' 度の変調電流 Δ I を発生させる。 この Δ Ι の形状は,
    [0079] 15
    [0080] 前述した式 α)を満たすように、 すなわち、 k 厶 I
    [0081] ( t ) d t = π となるように予め設定しておく。 例 えば、 厶 I ( t ) = ( π / k ) δ ( t - t ο ) とな るような形状、 或いはこれに近い形状にしておく。
    [0082] 20 そして、 電流パルス発生回路 2 2で得られる変調 電流厶 I を、 バイァス電流作成画路 2 1 で得られた バイ アス電流 I a に重畳し、 駆動電流 I ( = 1 。 + Δ I ) として半導体レーザ 2 3 に与える。 この駆動 電流 I の波形の一例を第 7図に示す。 このように駆
    [0083] 25 動電流 I が所々でパルス的に一瞬変化すると、 その 1 時点で発振周波数 6>が電流の変化 Δ I に応じて変動 し （第 6図参照） 、 その変動 Δ ωを時間積分しただ けの位相差が生じ ¾。 本実施例では、 上述したよ.う に、 Δ ωの時間積分 Δ I
    [0084] ( t ) d t = jr となるように厶 I を設定しているた め、 Δ I を加えた前後で相対的に πの位相差を生じ させることができる。 例えば第 7図の駆動電流波形 に応じた出力光の位相 Φの変化を横軸に同じ時間位 10 置で第 8図に示す。 すなわち、 電流変化 Δ I のある 部分で出力光の位相 が πだけ反転し、 0 と πの間 で位相変調がかかっていることがわかる。
    [0085] 本実施例によれば、 一定バイ アス電流 I 。 にほん のわずかな電流変化 Δ I を加えるだけで、 出力光に 15 πの位相差を与える ことができる。 このように変調 電流の振幅を非常に小さ く できることから、 半導体 レーザ及びその駆動回路の双方にかかる負担が極め て小さ く なる。 しかも、 発振波長の広がり は、 変調 によるサイ ドバン ドのみで、 外部変調器を用いた場 20 合と同程度に抑えられるため、 チヤ一ビングによる 悪影響も生じない。 これらのことから、 従来の直接 変調において高速化を制限していた大きな問題が解 消され、 よって従来の直接変調の周波数限界を大き く越える高速変調 （例えば数 G b / s以上） が可能
    [0086] 25 にな ¾。 1 繞いて、 本発明の半導体レーザの変調方法の第 2 の実施例について述べる。
    [0087] 本実施例では、 上記実施例において得られた半導 体レーザ 2 3 の出力光 （位相変調光） を、 第 9図に
    [0088] 5 示す自己ホモダイ ン光干渉器 2 4 に入力させる。 こ の光干渉器 2 4 は、 2つのハーフ ミ ラー 2 4 a、 2 4 bでそれぞれ光の分離、 合流を行って、 一方の光 路 1 を通過した光に対し、 ミ ラー 2 4 c、 2 4 d で反射されながらもう一方の光路 £ 2 を通過した光
    [0089] 10 に時間遅れを生じさせるようにしたものである。 こ こで生じさせる時間遅れは、 第 7図に示した躯動電 流 I の 1 つの時間帯 （ 1 タイ ムスロ ッ ト） Tに等し く してお く。
    [0090] すると、 光干渉器 2 4 の出力光は、 半導体レーザ 15 2 3からの或る時間帯の光と、 これより も 1つだけ 前 （もし く は後） の時間帯の光とが合成されたもの となり、 よってこの合成された 2つの光の π もしく は 0の位相差に応じた Γ 0 j もしく は 「 1 」 の光パ ルスが得られる。 すなわち、 半導体レーザ 2 3 の出 20 力光 （位相変調光） は、 光干涉器 2 4 により、 自己 - ホモダイ ンによって強度変調がかけられる。 例えば 第 8図の位相変化に応じて得られる光干渉器 2 の 岀カ光の強度変化を第 1 0図に示す。 同図に明らか なように、 合成される 2つの光の間に 0 の位相差が 25 あると 2 つの光は加算され、 一方位相差が πだと 2 1 つの光は互いに打ち消し合う ことになり、 よって第 7図の変調電流厶 I の有無に応じた 「 1 」 、 「 0 」 の光出力が得られる。
    [0091] 本実施例によれば、 前記第 1 の実施例と同様に駆 5 動電流にほんのわずかな電流変化 Δ I を与えるだけ . で、 半導体レーザの出力光に 「 0 」 、 「 1 」 の強度 変調をかけることができる。 従って、 前記第 1 の実 施例と同様に、 チヤ一ビングによる悪影響をな く し、 かつ半導体レーザ及び駆動回路の負担、を小さ く して、
    [0092] 10 直接変調による高速化を実現できる。
    [0093] なお、 第 7図に示した変調電流 Δ I は、 π の位相 を生じるようにしたものであるが、 一 πの位相差で あってもよいことから、 第 1 1図に示すように I 。 から Δ I だけ減じるように変調してもよい。 この場 15 合も、 第 9図の光干渉器 2 4 を通せば、 第 1 0図と 同様な強度変調を得ることができる。
    [0094] また、 変調電流 Δ I の形状は、 必ずしも 5関数も し く はそれに近い形である必要はな く、 時間的に狭 い領域にあって積分が π kになるものであればよ
    [0095] 20 い。 ^
    [0096] また、 光干渉器 2 4 としては、 自己ホモダイ ンに よる干渉が可能なものであれば、 上述したようなマ ッハツユ ンダ形の光干渉器の他にも、 例えば第 1 2 A図に示すマイ ケルソ ン形や第 1 2 B図に示すファ
    [0097] 25 ブリーべ口形の各種光干涉器を使用できることは勿 1 論である。 同図において 2 4 e , 2 4 f , 2 4 ίιは ミ ラ一、 2 4 g , 2 4 i はハーフ ミ ラーである。
    [0098] 次に、 第 1 3図は、 本発明の光干渉器の安定化方 法の第 1 の実施例を実現するための構成を示す図で 5 あり、 これは第 9図に示した光干渉器 2 4に本実施 例を適用したものである。
    [0099] 第 1 3図では、 まず第 9図で述べたようにハーフ ミ ラー 2 4 bで合成して得られた出力光を、 ハーフ ミ ラー 3 1 を介して光検出器 3 2で検出する。 これ
    [0100] 10 と共に、 ハーフ ミ ラー 2 4 bで上記出力光とは異な る方向に出力された、 上記出力光とはその強度が逆 転した閡係にあるもう一方の光を、 ハーフミラ一 3 3を介してもう 1つの光検出器 3 4で検出する。 こ れら 2つの光検出器 3 2、 3 4 は、 半導体レーザ 2
    [0101] 15 3 による位相変調の時間間隔と比べて大きな時定数 を有し、 例えば通常のフォ トダイオー ドに大きな容 量を並列に痠続したような構成である。 このような 光検岀器 3 2、 3 4で出力光を検出することにより . それぞれ、 出力光の強度を上記位相変調より も遅い
    [0102] 20 時間 （例えば 1 G bノ s の位相変調に対しては、 1 ノ 1 0 0秒程度） で積分した平均強度が得られる。 このような平均強度の変化は、 前述したように、 強 度変調時の位相バイ アスのずれに対応している。
    [0103] 铳いて、 上記光検出器 3 2、 3 4で検出される各 25 光の強度が互いに逆転した関係にあることから、 差 1 動ア ンプ 3 5 で上記 2 つの光検出器 3 2、 3 4 の差 をとることにより、 平均強度が 「 1ノ 2 」 からどれ - だけずれているかを求める。 こ こで、 差動ア ンプ 3 5 の出力がゼロであれば平均強度が 「 1ノ 2 」 であ 5 り、 すなわち位相バイ アスのずれがないこ とを示し
    [0104] (第 3 A図参照） 、 一方、 差動ア ンプ 3 5 の出力が 正もし く は負に偏っていれば平均強度が 「 1 2 j でな く、 すなわち位相バイ アスがずれていることを 示す （第 3 B図参照） 。 そこで、 このよう な位相バ 10 ィァスのずれに対応した差動ァンブ 3 5 の出力値を 用いて、 半導体レーザ 2 3 の発振波長に帰還をかけ る。 すなわち、 半導体レーザ 2 3 のバイ ァス電流 I 0 (第 5図参照） に上記差動ァンプ 3 5 の出力を載せ るこ とにより、 半導体レーザ 2 3 の発振波長を変化 15 させる。 このよう に半導体レーザ 2 3 の発振波長が 変化すれば、 ハーフ ミ ラー 2 4 bで合成される 2つ の光の位相差が変化する。 これにより、 強度変調時 の位相バイ アスが変化し、 これに伴い出力光の平均 強度が変化する。 よって、 差動アンプ 3 5 の出力が 20 ゼロ となるように絶えず帰還をかけておけば、 位相 バイ アスを 「 1ノ 2 」 に維持することができ、 出力 光の安定化が得られる。 しかも、 この場合、 光検出 器 3 2、 3 4 で検出する各出力光の強度が上述した ように互いに逆転した.関係にあるので、 それらの差 25 には位相バイ ァスのずれが 2倍となって大き く現れ、 1 よって極めて正確なずれ検出が可能となる。
    [0105] 第 1 4図は、. 本発明の光干渉器の安定化方法の第 2 の実施例を実現するための構成を示す図である。 本実施例では、 半導体レーザ 2 3の発振波長に帰 5 還をかける代わりに、 光路長差に帰還をかけて安定 化を るようにしたものである。 すなわち第 1 4図 において、 光干渉器 2 4のミ ラー 2 4 cをビエゾ素 子 3 6に固定しておき、 差動アンプ 3 5 の出力に応 じてビエゾ素子 3 6を駆動し、 ミ ラー 2 4 'cを矢印 10 方向に移動させることにより、 ハーフ ミラ一 2 4 a からミラー 2 4 c及びミ ラー 2 4 dを介しハ一フミ ラー 2 4 bに至るまでの光路の実際 φ長さを変化さ せるようにしたものである。
    [0106] このように光路長差を変化させても、 ハーフ ミ ラ 15 —— 2 4 bで合成される 2つの光の位相差を変化させ ることができるので、 差動ァンプ 3 5 の出力がゼロ となるように絶えず帰還をかけておけ'ば、 上記実施 例と同様に位相バイァスを理想状態に維持すること ができ、 出力の安定化を図ることができる。
    [0107] 20 第 1 5図ば、 本発明の光干渉器の安定化方法の第
    [0108] 3の実施例を実現するための構成を示す図で-ある。 本実施例では、 上記第 2 の実施例と同様に光路長 差を変化させるため、 ビエゾ素子 3 6を設ける代わ りに、 ヒータ 3 7 をミ ラー 2 4 c、 2 4 d間の光路 25 上に配設し、 このヒータ 3 7を差動アンプ 3 5 の出 1 力に応じて駆動するようにしたものである。 このよ うなヒータ 3 7 により温度が変化すれば、 その部分 の屈折率も変化するの'で、 それに伴って光路長が変 化する。 このようにして光路長差に帰還をかけても
    [0109] 5 上記実施例と同様に光干渉器 2 4 の出力の安定化が 図れ。る。
    [0110] 第 1 6図は、 本発明の光干渉器の安定化方法の第 4 の実施例を実現するための構成を示す図であり、 これは第 2図に示した光干渉器 1 0 に本実施例を適 10 用したものである。
    [0111] 本実施例では、 第 1 3図に示した実施例と同様に、 まず光強度が互いに逆転した関係にある 2つの出力 光を、 それぞれハーフ ミ ラ一 3 1 、 3 3を介して光 検出器 3 2 、 3 4で検出する。 そして、 差動ア ンプ 15 3 5でそれらの差をとり、 これに基づいて、 定常光 出力の半導体レーザ 3 8 の発振波長に帰還をかける。 すると、 光導波路 2 、 3 の光路長が互いに異なるこ とから、 発振波長が変化すれば光導波路 2 、 3を通 過する光の位相差も変化し、 これにより光干渉器 1 20 0 の出力光の平均強度が変化する。 よって、 差動ァ ンプ 3 5 の出力がゼロとなるように絶えず帰還をか けておけば、 上記実施例と同椽に光干渉器 1 0 の出 力の安定化を図ることができる。
    [0112] 第 1 7図は、 本発明の光干渉器の.安定化方法の第 25 5 の実施例を実現するための構成を示す図であり、 1 これは第 2図に示した光干渉器 1 0 における 2本の 光導波路 2、 3 の長さを互いに等しく した光干渉器 1 0 ' に対する適用例である。
    [0113] 本実施例は、 光導波路 2、 3 の光路長差に帰還を 5 かけて、 位相差を変化させるようにしたものである, すなわち第 1 7図において、 差動アンプ 3 5 の出力 に応じて電極 6の印加電圧を変化させ、 それに伴う 屈折率変化により光導波路 3 の光路長を変化させる ようにしたものである。 本実施例によっても、 前記 10 各実施例と同様に、 位相バイアスを理想状.態に維持 することができ、 光干渉器 1 0 '. の出力の安定化を 図ることができる。
    [0114] なお、 光干 器 2 4、 1 0、 1 0 ' の出力光の平 均強度を検出する手段としては、 上記各実施例では 15 光検出器 3 2、 3 4及び差動ア ンプ 3 5を用いたが.
    [0115] これらに限定されることはなく、 光干渉器の岀カ光 の強度を位相の変調より も遅い時間で積分した平均 強度を検出しうるものであれば、 どのような構成で あつ し ¾>よレ、 o
    [0116] 20 また、 本発明の光干涉器の安定化方法は、 第 2図 や第 9図に示したようなマッハツユンダ形光干渉器 の他に、 例えばマイ ケルソ ン形ゃフアブリ ーペ口形 の各種光干渉器に適用できることは勿論である。
    [0117] また、 本発明を光通信システムに適用した場合、
    [0118] 25 第 4 A図及び第 4 B図に示したように 2種類の配置 1 が考えられるという ことは、 前述した。 例えば上記 第 1 4図、 第 1 5図及び第 1 7図に示したように光 路長差に帰還をかける構成は第 4 A図及び第 4 B .図 のいずれの配置にも適しているが、 第 1 3図及び第 5 1 6図に示したように発振波長に帰還をかける構成 は第 4 A図の配置に適している。 こ こで、 第 4 A図 の配置にして発振波長に帰還をかけるようにした場 合には、 、答が速いという利点があり、 一方、 第 4 B図の配置にして光路長差に帰還をかけるようにし 10 た場合には、 光が伝送途中で減衰しても光直接増幅 を容易に行えるという利点がある。
    [0119] 次に、 第 1 8図は本発明の光変調装置の原理構成 を示すブロ ック図であり、 第 1 9図はその第 1 の実 施例の構成を示す図である。
    [0120] 15 本実施例の光変調器は、 第 1 9図に示すように、 . アン ド回路 5 0、 フ リ ップフロ ップ 5 1 、 コ ンデン サ 5 2、 半導体レーザ 5 3、 光アイ ソ レータ 5 4、 バィ ァス電流源 5 5、 イ ンダクタ ンス 5 6、 抵抗 5 7、 光干渉器 5 8 (ハーフ ミ ラー 5 8 a、 5 8 b及 20 びミ ラー 5 8 c、 5 8 d ) 、 ハーフ ミ ラー 5 9、 6
    [0121] 0、 6 1、 光検出器 6 2、 6 3、 減算処理回路 6 、 及びミ ラ一駆動部 6 5から構成されている。 すなわ ち、 本実施例の構成を第 1 8図の構成と対比すれば、 アン ド回路 5 0 とフ リ ップフロ ップ 5 1 とからなる 25 回路が符号変換部 4 0 に相当し、 コ ンデンサ 5' 2 と 1 抵抗 5 7 とからなる回路が微分画路 4 1 に相当する。 また、 半導体レーザ 5 3、 光干渉器 5 8、 バイ アス 電流源 5 5が、 それぞれ半導体レーザ 4 2、 ·光干渉 器 4 3、 バイ アス電流源 4 4 に相当する。
    [0122] 5 上記構成からなる光変調装置において、 「 1 」 及 び 「 0 」 からなる送信データはフリ ップフロ ップ 5 1 のクロ ック端子 C Kに加えられ、 送信データの 「 1 」 により出力端子 Qの 「 1 _! 、 「 0 j が互いに 反転し'、 送信データの 「 0 」 では出力端子 Qはその
    [0123] 10 ままとなる。 従って、 送信データの 「 1 」 の時のみ 符号反転'される符号変換が行われ、 ア ン ド回路 5 0 から送信ク ロ ック信号に従って出力される。 このァ ン ド面路 5 0 は、 変換出力信号を R Z信号とするた めのものである。
    [0124] 15 この変換出力信号は、 コ ンデンサ 5 2を介して半 導体レーザ 5 3 に変調電流パルス Δ I として供袷さ れ、 バィ ァス電流源 5 5からの一定バィ ァス電流 I 0 に重畳される。 この一定バイァス電流 I Q は、 例え ば第 1図に示したように、 半導体レーザ 5 3が常に
    [0125] 20 レーザ発振し、 所望の強度の出力光が得られる値に 選定される。
    [0126] 半導体レーザ 5 3 の出力光は、 光アイ ソ レータ 5 ' 4を介して光干渉器 5 8 に入力される。 この光干涉 器 5 8の基本構成'は第 9図等に示した光干渉器 2 4 25 と同一でありく ハーフ ミ ラ一 5 8 aにより分岐され た一方 φ光信号をハーフ ミ ラー 5 9、 5 8 b の経路 に、 他方の光信号をミ ラー 5 8 c、 5 8 d とハーフ ミ ラー 6 0、 5 8 bの経路 （光遅延回路） にそれぞ れ伝搬させ、 ハーフ ミ ラー 5 8 において相対遅延 時間が 1 タイムスロ ッ ト となり、 かつ相対位相差が 0又は π となるように設定し、 自己ホモダイ ンによ ' る光干渉を行わせる。 なお、 上記光遅延画路として は、 ミ ラ一 5 8 c、 5 8 dを使用せ に; 光フア イ バを用いてもよい。
    [0127] また、 ハーフ ミ ラー 5 9、 6 0、 6 1 と、 光検出 器 6 2、 6 3 と、 減算処理画路 6 4 と、 ミ ラー躯動 部 6 5 とは、 第 1 4図に示した構成とほぼ同様に、 光干涉器 5 8 の出力安定化のための 1 つの構成例で ある。 ここで、 減算処理回路 6 4 と しては例えば差 動ア ンプを使用でき、 ミ ラー駆動部 6 5 と しては例 えばピエゾ素子を使用。できる。'
    [0128] 本実施例においても、 第 5図に示した半導体レー ザの変調方法と同様に前記式 (1)を満足するように、 すなわち半導体レーザ 5 3に与えられる変調電流パ ルス厶 I ( t ) の 1 タイ ムスロ ッ トの時間積分とチ ヤービング係数 k との積が π又は一 π となるように 選定する。 そのために、 コ ンデンサ 5 2 と半導体レ 一ザ 5 3 と抵抗 5 7 とからなる微分回路を、 上記の 関係を満たす変調電流パルス Δ I ( t ) が得られる ように選定して、 半導体レーザ 5 3 の出力光の位相 1 が π又は一 π となるように変調する。
    [0129] 光干渉器 5 8では、 上述したように、 分岐した一 方の光信号と他方の光信号との相対遅延時間が 1 タ ィムスロ ッ トであって、 かつ相対位相差が 0又は
    [0130] 5 に設定されている。 そのため、 例えば相対位相差が %に設定されているとすると、 半導体レーザ 5 3の 出力光の位相 ^が連続して同一の場合は、 ハーフミ ラー 5 8 bに入力される光信号の位相差が Γ となる から、 これによる変調出力光強度は 「 0 j となる。
    [0131] 10 —方、 半導体レーザ 5 3 の岀カ光の位相 ίίを に変 化させると、 ハーフ ミ ラー 5 8 bに入力される光信 号の位相差は、 1 タイ ムスロ ッ トの間、 2 π となる から、 変調出力光強度は相対値で 「 1 j となる。 す なわち、 一定バイ アス電流 I n に変調電流パルス厶
    [0132] 15 I ( t ) を重畳して半導体レーザ 5 3を駆動し、 そ の半導体レーザ 5 3の出力光の位相 Φを π又は— π に変化させ、 その出力を光干渉器 5 8 に加えること により、 光強度変調を行う ことができる。
    [0133] また、 光干渉器 5 8 における上記相対位相差を 0
    [0134] 20 に設定した場合は、 半導体レーザ 5 3の出力光の位 相 を πに変化させた時に、 1 タイムスロ ッ トの間. 位相差が JT となって、 変調出力光強度は 「 0 」 とな り、 他のタイ ムス口 'シ トの変調出力光強度は相対値 で 「 1 j となる。
    [0135] 25 次に、 第 2 0図 )〜 (g)を用いて、 本実施例の動作 を具体的に説明する。 ，
    [0136] 例えば第 2 0図 (a)に示すような 「 1 」 、 「 0 」 か らなる送信データは、 フリ ップフロ ップ 5 1 により 第 2 0図 (b)に示すように符号変換される。 すなわち 送信データの 「 1 」 毎に変換出力信号の符号が反転 されたものとなり、 「 0 1 1 0 1 0 0 1 」 の送信デ —タは 「 0 1 0 0 1 1 1'0 」 の変換出力信号となる, この変換出力信号を半導体レーザ 5 3への変調電流 パルス Δ I とした場合は、 第 2 0図 (c)に示す波形と なる。 しかし、 「 1 」 が孤立したパルス波形の場合 は、 半導体レーザ 5 3 の発振周波数 ωは前述のよう に位相 を π とするように変化させることができる が、 「 1 」 が連続した場合のパルス波形の場合は、 平均駆動電流が増加した場合に相当し、 所望の位相 の変化を与えることができな く なる。 そこで、 本 発明においては、 微分回路 4 1 (コ ンデンサ 5 2、 抵抗 5 7 ) を用いて変換出力信号を微分し、 第 2 0 図 (d)に示すような変調電流パルスに変換している。
    [0137] これにより、 半導体レーザ 5 3では、 上記変調電 流パルスに対応した発振周波数 ωの変化が生じる。 ' - この.際、 半導体レーザ 5 3 の出力光位相 ま、 上述 したように発振周波数 ωの時間積分に相当するもの であるから、 第 2 0図 (e)に示すようになる。 すなわ ち、 変換出力信号が 「 1 」 の連続で ¾つても、 半導 体レーザ .5 3を、 その出力光位相 Φ πの変化が生 1 じるよう に駆動する ことができ る。
    [0138] 更に、 このような位相を持つ光信号が光干渉器 5 8を通過することにより、 そのハーフ ミ ラー 5 8 b には、 第 2 0図 (e)に実線で示す位相を持つ光信号と.
    [0139] 5 この光信号とは 1 タイ ムスロ ッ ト時間 Tだけ遅延さ れた破線.で示す位相を持つ遅延光信号とが入射する ことになる。 よって、 上記ハーフ ミ ラー 5 8 bに入 射する光信号の位相差は、 第 2 0図 (f)に示すように. 変換出力信号が 「 0 」 の時は 7£で、 「 1 」 の時は 2
    [0140] 10 又は 0 となる。 このような 2 π又は 0 の位相差の 光信号がハーフ ミ ラー 5 8 bで干渉しあう ことによ り、 第 2 0図 (g)に示すように、 送信データに従って 強度変調された出力光が得られる。
    [0141] 本実施例によれば、 バイアス電流源 5 5から半導
    [0142] 15 体レーザ 5 3に供給するバイ アス電流 I Q は半導体
    [0143] レーザ 5 3 の特性に応じて選定されるもので、 これ を例えば 6 0 m Aとし、 一方、 微分回路から重畳し て供給する変調電流パルス厶 I を例えば 1 1 m Aと することができる。 従って、 変調電流パルスはバイ
    [0144] 20 ァス電流に比較してわずかであるから、 従来のよう なチヤ一ビングの問題は生じない。 また、 光干渉器 5 8 は、 予め 1 タイ ムスロ ッ トの光遅延を与えると 兵に、 相対位相差を 0又は π となるように設^する ■ もので、 その接続損失はわずかであるから、 非常に
    [0145] 25 効率の良い強度変調を実現できる。 1 また、 上述したハーフ ミ ラ一 5 9、 6 0、 6 1、 光検出器 6 2、 6 3、 減算処理回路 6 4、 及びミ ラ —駆動部 6 5 により、 減算処理回路 6 4 の出力がゼ 口となるようにミ ラー躯勳部 6 5でミ ラー 5 8 cを
    [0146] 5 移動して光干渉器 5 8の光路長差に帰還をかけるよ うにしたので、 前記第 1 4図と同様に光干渉器 5 8 の出力の安定化を図ることができる。 ' 次に、 第 2 1図は、 本発明の光変調装置の第 2 の 実施例に係る微分面路を示す回路図である。
    [0147] 10 同図の回路は、 符号変換部 7 1 、 コ ンデンサ 7 2 .
    [0148] ' 半導体レーザ 7 3、 スタブ 7 4、 抵抗 7 5、 及びィ ンダクタ ンス 7 6 によつて構成されている。 符号変 換部 7 1 では、 送信データの符号を前記実施例と同 様に変換すると共に、 1 / 2 タイ ムスロ ッ トのバル
    [0149] 15 ス幅の変換出力信号を生じさせる。 また、 スタブ 7
    [0150] 4 は、 変換出力信号の極性が反転して反射され、 1 ノ 2 タイ ムスロ ッ ト後にコ ンデンサ 7 2 に入力され るように、 その長さ が選定してある。 よって、 コ ンデンサ 7 2を介して半導体レーザ 7 3 に加えられ
    [0151] 20 る変調電流パルスは、 第 2 0図 (d)と同様な波形とな り、 バイ アス電流源からの一定バイ ァス電流に上記 変調電流パルスが重畳されて半導体レーザ 7 3 に加 えられる。 従って、 半導体レーザ 7 3からは、 第 2 0図 (e)に示すような位相 を持つ出力光が得られる。
    [0152] 25 第 2 2図は、 本発明の光変調装置の第 3 の実施例 1 に係る光変調器安定化手段の構成を示す図である。 同図では、 第 1 3図に示した安定化方法と同様に、 減算処理回路 6 の出力信号をバイ ァス電流源 5 5 に加えることにより半導体レーザ 5 3 の発振波長に
    [0153] 5 帰還を加えて、 減箕処理回路 6 4の出力信号が常に ゼロとなるようにしている。 これにより、 光干渉器 5 8の強度変調時の位相バイ ァスを理想状態 （第 3 A図参照） に維持して、 出力の安定化を図ることが できる。
    [0154] 10 なお、 上述した光干渉器 5 8 はマッハツヱンダ形 であるが、 これを光導波路で構成してもよ く、 或い はその代わりにマイケルソ ン形ゃフアブリ一ベロ形 の光干渉器を使用してもよい。
    [0155] また、 上記第 1 9図や第 2 2図に示した光干渉器
    [0156] 15 安定化のための面路では、 送信データの 「 1 」 と
    [0157] [ 0 」 の岀現確率をいずれも 1ノ 2 とした場合につ いて述べたが、 他の出現確率に設定されている場合 は、 その出現確率に対応して減箕処理回路 6 4で処 理することにより、 光検出器 6 2、 6 3 の検出信号
    [0158] 20 の差が所定の値となるように帰還をかけるようにし てもよい。
    [0159] 産業上の利用可能性
    [0160] 以上に説明したように、 本発明の半導体レーザの 変調方法、 光干渉器の安定化方法、 及び光変調装置 25 は、 特に第 4 A図及び第 4 B図に示したような光通 1 信システムに有用である。 また、 その他にも、 各種 光デバイ スに適用できることも勿論である。
    [0161] 5
    [0162] 10
    [0163] 15
    [0164] 20
    [0165] 25
    权利要求:
    Claims
    雲青 求 の 範 面
    1 ) —定値のバイ ァス電流に重畳された変調電流 パルスにより半導体レーザを駆動する半導体レーザ 装置において、
    5 前記変調電流パルスによつて変動した発振周波数 の積分値が位相量として もしく は一 になるよう に前記変調電流パルスを与えるこ とにより、 前記半 導体レーザの出力光に位相変調をかけることを特徴 とする半導体レーザ装置。
    10 2 ) 前記変動発振周波数の積分値として、 前記変 調電流パルスの 1 タイ ムスロ ッ トの時間積分とチヤ 一ビングの係数との積であることを特徴とする請求 の範囲第 1項記載の半導体レーザ装置。
    3 ) 請求の範囲第 1項において、
    15 前記変調電流パルスは、 データ伝送の 1或いは 0
    に対応して与えられるものであることを特徴とする 半導体レーザ装置。
    4 ) 請求の範囲第 1項において、
    前記変調電流パルスは、 5関数形であることを特
    20 徴とする半導体レーザ装置。
    5 ) 請求の範囲第 2項において、
    前記位相変調のかけられた半導体レーザの出力光 を、 自己ホモダイ ン検出回路により光パルスに変換 して強度変調とすることを特徴とする半導体レーザ
    25 6 ) 請求の範囲第 5項において、
    前記自己ホモダイ ン検出回路として、 1 タイ ムス ロ ッ トの遅延差を与えるマッハツエンダ形干渉回路 であることを特徴とする半導体レーザ装 。
    7 ) 請求の範囲第 5項において、
    前'記自己ホモダイ ン検出回路として、 1 タイ ムス ロ ッ トの遅延差を与えるマイ ケルソ ン形干渉面路で あることを特徴とする半'導体レーザ装置。
    8 ) 請求の範囲第 5項において、
    10 前記自己ホモダイ ン検出回路として、 フアブリ べ 口形干渉面路であることを特徴とする半導体'レーザ
    9 ) 請求の範囲第 2項において、
    前記位相変調のかけられた半導体レーザの出力部
    15 に、 自己ホモダイ ンを行う干渉回路を備えたことを 特徴とする半導体レーザ装置。
    10 ) 請求の範囲第 2項において、
    前記位相変調のかけれらた半導体レーザの出力光 を伝送用光ファイバに入力し、 前記伝送用光フア イ
    20 バの出射端側にて、 自己ホモダイ ン検出回路により
    0或いは 1 の光パルスに変換することを特徴とする 半導体レーザ装置。
    11 ) 請求の範囲第 2項において、
    前記半導体レーザの出力光である位相変諷の力、か
    25 つた光信号を入力光と し、 該入力光を分岐して光路長の互いに異なる 2つの 光路に通過させた後に合成し、 該合成された 2つの 光の位相差に基づ.き強度変調された出力光を得る光 干涉面路において、 ·
    該光干渉面路の出力光の強度'を前記位相変調より も遅い時間で積分した平均強度を用いて前記入力光 の光波長に帰還をかけ、 前記強度変調時の位相バイ ァスを補正することを特徴とする半導体レーザ装置 < 12 ) 請求の範囲第 2項において、
    前記半導体レーザの出力光である位相変調のかか つた光信号を入力光とし、
    該入力光を分岐して光路長の互いに異なる 2つの 光路に通過させた後に合成し、
    該合成された 2つの光の位相差に基づき強度変調 された出力光を得る光干渉回路において、
    該光干渉回路の出力光の強度を前記位相変調より も遅い時間で積分した平均強度を用いて前記 2つの 光路の光路長差に帰還をかけ、 前記強度変調時の位 相バイァスを補正することを特徵とする半導体レー ザ装置。
    • 13 ) 請求の範西第 1項において、
    前記半導体レーザの駆動回路において、
    送信データの 1又は 0 の何れか一方の時のみ符号 反転する符-号変換部と、
    該符号変換部の変換出力信号を微分する微分回路 1 と、
    該微分回路の微分出力信号を変調パルス電流とし て一定バイァス電流に重畳して駆動する手段を備え たことを特徴とする半導体レーザ装置。
    5 14 ) 請求の範囲第 13項において、
    前記半導体レーザの出力光を分岐した一方と他方 との相対位相差を 0又は とし、 且つ相対遅延時間 を 1 タイ ムスロ ッ ト とする光遅延回路を有し、 自己 ホモダイ ンを行う干渉器を備えたことを特徴とする
    10 半導体レーザ装置。
    15 ) 請求の範囲第 13項において、
    前記微 回路には、 スタブを備えていることを特 徴とする半導体レーザ装置。
    16 ) 半導体レーザと、 該半導体レーザの出力光に 15 変調手段を備えた半導体レーザ装置において、
    前記変調手段は、 入力光を分岐して光路長差の変 調可能な 2 つの光路に通過させた後に合成し、 該合 成された 2つの光の前記光路長差による位相差に基 づき強度変調された出力光を得る光干涉面路からな 20 、
    該光干渉回 の出力光の強度を前記変調より も遅 い時間で積分した平均強度を用いて前記入力光の光 波長に帰還をかけ、 前記強度変調時の位相バイ アス を補正することを特徴とする半導体レーザ装置。 25 Π ) 半導体レーザと、 該半導体レーザの出力光に 1 変調手段を備えた半導体レーザ装置において、 前記変調手段は、 該入力光を分岐して光路長差の 変調可能な 2つの光路に通過さ.せた後に合成し、 該 合成された 2つの光の前記光路長差による位相差に
    5 基づき強度変調された出力光を得る光干渉面路から なり、
    該光干渉回路の出力光の強度を前記変調より も遅 い時間で積分した平均強度を用いて前記 2つの光路 の光路長差に帰還をか^、 前記強度変調時の位相バ 10 ィ ァスを補正することを特徴とする半導体レーザ装
    18 ) 一定値のバイ ァス電流に重畳された変調電流 パルスにより半導体レーザを駆動する半導体レーザ の変調方法であって、
    15 前記変調電流パルスの 1 タイ ムスロ ッ トの時間積 分とチヤ一ビングの係数との積が 7 もし く は一 JTに なるようにして、 前記半導体レーザの出力光に位相 変調をかけることを特徴とする半導体レーザ変調方 法。
    20 19 ) 請求の範西第 18項において、
    位相変調のかけられた半導体レーザの出力光を、 自己ホモダイ ン法により光パルスに変換して強度変 調することを特徴とする半導体レーザ変調方法。 20) 一定値のバイァス電流に重畳された変調電流
    25 パルスにより半導.体レーザ （ 2 3 ) を駆動する半導 1 体レーザ装置において、
    前記変調電3流パルスによって変動した発振周波数 の積分値によって位相差を生じることにより前記変 調電流パルスの有無に対応して前記半導体レーザの
    5 出力光に位相変調をかけることを特徴とする半導体 レーザ装置。
    21) 前記位相変調がかけられた半導体レーザの出 力光を自己ホモダイ ン検出器により強度変調に変え ることを特徴とする請求の範囲第 27項記載の半導体 10 レーザ装置。
    15
    20
    25
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    CA2037351C|1994-10-25|Optical transmitter
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE68924747D1|1995-12-14|
    DE68924747T2|1996-05-02|
    EP0357799A1|1990-03-14|
    US5073331A|1991-12-17|
    EP0357799A4|1992-05-13|
    EP0357799B1|1995-11-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS57112158A|1980-12-29|1982-07-13|Fujitsu Ltd|Code converting circuit|
    JPS60235543A|1984-05-08|1985-11-22|Nec Corp|Optical phase modulating method|
    JPS61212932A|1985-03-18|1986-09-20|Nec Corp|Phase shift modulation light transmitter|
    JPS62189832A|1986-02-17|1987-08-19|Nec Corp|Optical transmitter|EP0430231A2|1989-11-30|1991-06-05|Nec Corporation|Method of optical transmission and optical transmitter used in the same|GB2144598B|1981-07-14|1985-09-11|British Telecomm|Laser telecommunications system|
    JPH0250012B2|1982-09-02|1990-11-01|Tokyo Electron Ltd||
    NL8601510A|1986-06-11|1988-01-04|Philips Nv|Inrichting voor het aansturen van een laser.|
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    US5255274A|1989-09-06|1993-10-19|The Board Of Trustees Of The Leland Stanford University|Broadband laser source|
    JPH0478235A|1990-07-18|1992-03-12|Fujitsu Ltd|Direct modulation psk transmission system and automatic frequency control method and demodulation and phase noise suppression method in the system|
    JP3001943B2|1990-08-30|2000-01-24|株式会社東芝|偏波スイッチング光源、光受信装置及びコヒーレント光伝送システム|
    JP2970776B2|1990-12-17|1999-11-02|富士通株式会社|光送信装置|
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    US5208817A|1992-04-10|1993-05-04|At&T Bell Laboratories|Modulator-based lightwave transmitter|
    DE19801469C2|1998-01-16|2001-05-17|Campus Technologies Ag Zug|Vorrichtung zur Erfassung oder Erzeugung optischer Signale|
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    US6317526B1|1998-12-21|2001-11-13|Fujitsu Limited|Optical phase controller and optical switch|
    US6618404B2|2001-06-19|2003-09-09|Lockheed Martin Corporation|Method for producing highly accurate frequency and FM of a laser|
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    法律状态:
    1989-09-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1989-09-08| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-10-24| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989903271 Country of ref document: EP |
    1990-03-14| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989903271 Country of ref document: EP |
    1995-11-08| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989903271 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    EP89903271A| EP0357799B1|1988-03-04|1989-03-02|Method and apparatus for modulating a semiconductor laser|
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