JPH08330680A - 可変コヒーレント光源及びその制御方法 - Google Patents
可変コヒーレント光源及びその制御方法Info
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- JPH08330680A JPH08330680A JP8127482A JP12748296A JPH08330680A JP H08330680 A JPH08330680 A JP H08330680A JP 8127482 A JP8127482 A JP 8127482A JP 12748296 A JP12748296 A JP 12748296A JP H08330680 A JPH08330680 A JP H08330680A
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- G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
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- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザへの高周波駆動信号の供給を必要とせ
ずに、生成される光のコヒーレンス性が制御できる、電
気的に制御可能な可変コヒーレント光源を提供する。 【解決手段】 可変コヒーレント光源が、複数の領域に
セグメント化された「ｐ」コンタクトを有する半導体Ｇ
ＲＩＮＳＣＨレーザダイオードを備えている。この複数
の領域のうちで短い領域は、制御領域として機能する。
制御領域が正バイアスされると、レーザは連続モードで
動作する。一方、制御領域が逆バイアスされると、レー
ザは自励発振モードで動作する。自励発振モードの動作
は、連続モードでの動作に比べて、光のコヒーレンス性
を低減させる。
ずに、生成される光のコヒーレンス性が制御できる、電
気的に制御可能な可変コヒーレント光源を提供する。 【解決手段】 可変コヒーレント光源が、複数の領域に
セグメント化された「ｐ」コンタクトを有する半導体Ｇ
ＲＩＮＳＣＨレーザダイオードを備えている。この複数
の領域のうちで短い領域は、制御領域として機能する。
制御領域が正バイアスされると、レーザは連続モードで
動作する。一方、制御領域が逆バイアスされると、レー
ザは自励発振モードで動作する。自励発振モードの動作
は、連続モードでの動作に比べて、光のコヒーレンス性
を低減させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的データ記録
再生システムや光通信ネットワークにおける使用に適し
た光源である、可変コヒーレント光源に関する。
再生システムや光通信ネットワークにおける使用に適し
た光源である、可変コヒーレント光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザダイオードは、比較的安価
で制御が容易であって比較的効率がよい、変動に強く小
型且つ効率的な光源である。しかし、アプリケーション
が異なると、光源には異なった要求が求められる。ある
アプリケーションでは、他に比べてより大きな光パワー
が求められる。同様に、あるアプリケーションでは高い
コヒーレンス性が求められる一方で、他のアプリケーシ
ョンでは低いコヒーレンス性しか求められない。
で制御が容易であって比較的効率がよい、変動に強く小
型且つ効率的な光源である。しかし、アプリケーション
が異なると、光源には異なった要求が求められる。ある
アプリケーションでは、他に比べてより大きな光パワー
が求められる。同様に、あるアプリケーションでは高い
コヒーレンス性が求められる一方で、他のアプリケーシ
ョンでは低いコヒーレンス性しか求められない。
【０００３】狭いスペクトル線幅によって示される高コ
ヒーレンス性は、長距離テレコミュニケーションシステ
ム、コヒーレントテレコミュニケーションシステム及び
周波数標準業務で要求される。広いスペクトル線幅によ
って示される低コヒーレンス性は、レーザによって照射
される要素からの光フィードバック効果を低減すること
に役立つ。これは、例えば光ディスクメモリデバイスに
おいて非常に有用である。
ヒーレンス性は、長距離テレコミュニケーションシステ
ム、コヒーレントテレコミュニケーションシステム及び
周波数標準業務で要求される。広いスペクトル線幅によ
って示される低コヒーレンス性は、レーザによって照射
される要素からの光フィードバック効果を低減すること
に役立つ。これは、例えば光ディスクメモリデバイスに
おいて非常に有用である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】書き込み及び読み出し
が可能な光ディスクのための光源は、データの記録を比
較的容易にするために、比較的高い出力パワーを達成で
きなければならない。これを達成するために、レーザ媒
体の前面ファセットに低反射膜を設け、またレーザの背
面ファセットには高反射膜を設ける。
が可能な光ディスクのための光源は、データの記録を比
較的容易にするために、比較的高い出力パワーを達成で
きなければならない。これを達成するために、レーザ媒
体の前面ファセットに低反射膜を設け、またレーザの背
面ファセットには高反射膜を設ける。
【０００５】光ディスクはまた、動作中に光を反射し、
反射された光のうちのいくらかはレーザゲイン媒体に戻
る。このことは、ディスクとレーザ媒体のファセットと
の間にさらにレーザキャビティを効果的に形成する。こ
れによって、反射光によって引き起こされるレーザ出力
中のノイズが増加する。このことは、ディスクからのデ
ータ読みとり時のエラーを増加させる。
反射された光のうちのいくらかはレーザゲイン媒体に戻
る。このことは、ディスクとレーザ媒体のファセットと
の間にさらにレーザキャビティを効果的に形成する。こ
れによって、反射光によって引き起こされるレーザ出力
中のノイズが増加する。このことは、ディスクからのデ
ータ読みとり時のエラーを増加させる。
【０００６】レーザのコヒーレント長が低減されると、
ディスク表面（或いは、実際にレーザによって照射され
るその他の要素）からのそのようなフィードバックが低
減されることは、良く知られている。
ディスク表面（或いは、実際にレーザによって照射され
るその他の要素）からのそのようなフィードバックが低
減されることは、良く知られている。
【０００７】半導体レーザのコヒーレンス性を向上させ
る技法には、レーザへのフィードバックをもたらす周期
的なグレーティングの使用が含まれる。グレーティング
は、レーザ、例えば分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布
反射型（ＤＢＲ）レーザなどに、一体化され得る。コヒ
ーレンス性を減じる技法には、高周波数変調電流による
レーザのパルセーションや自励発振構造の使用が含まれ
る。
る技法には、レーザへのフィードバックをもたらす周期
的なグレーティングの使用が含まれる。グレーティング
は、レーザ、例えば分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布
反射型（ＤＢＲ）レーザなどに、一体化され得る。コヒ
ーレンス性を減じる技法には、高周波数変調電流による
レーザのパルセーションや自励発振構造の使用が含まれ
る。
【０００８】EP-B-0 222 554には、Ｖ溝基板と内部スト
ライプとを有する（ＶＳＩＳ）レーザダイオードと、そ
のコヒーレンス性を可変にするように当該レーザダイオ
ードを動作する方法と、が開示されている。上記のレー
ザダイオードは、レーザキャビティに沿って直列に形成
された３つの電極を有している。レーザゲイン領域は、
レーザキャビティの各端部の電極によって制御される。
一方、中央の電極は、制御領域、すなわち可飽和吸収領
域を制御するために使用される。
ライプとを有する（ＶＳＩＳ）レーザダイオードと、そ
のコヒーレンス性を可変にするように当該レーザダイオ
ードを動作する方法と、が開示されている。上記のレー
ザダイオードは、レーザキャビティに沿って直列に形成
された３つの電極を有している。レーザゲイン領域は、
レーザキャビティの各端部の電極によって制御される。
一方、中央の電極は、制御領域、すなわち可飽和吸収領
域を制御するために使用される。
【０００９】そのようなデバイスの動作範囲は制限され
る。このデバイスは、レーザ内部での高吸収のために、
制御領域への注入電流が小さいと動作しない。高注入電
流では、自励発振の周期内に可飽和吸収体が十分に回復
しないために、自励発振がおこる。上記の特許は、制御
領域及びゲイン領域を常に正バイアスすること、及び、
長さＬtの活性領域を有するレーザに供給される全電流
Ｉtに対する長さＬgの制御領域に注入される電流Ｉgの
比率が、 ０．０１ ＜ （Ｉg／Ｉt） ＜ （２Ｌg／３Ｌt） という関係を満たすこと、を述べている。上記特許は、
Ｉg／Ｉtが０．０１よりも小さいときにはレーザ動作が
得られないことを述べている。
る。このデバイスは、レーザ内部での高吸収のために、
制御領域への注入電流が小さいと動作しない。高注入電
流では、自励発振の周期内に可飽和吸収体が十分に回復
しないために、自励発振がおこる。上記の特許は、制御
領域及びゲイン領域を常に正バイアスすること、及び、
長さＬtの活性領域を有するレーザに供給される全電流
Ｉtに対する長さＬgの制御領域に注入される電流Ｉgの
比率が、 ０．０１ ＜ （Ｉg／Ｉt） ＜ （２Ｌg／３Ｌt） という関係を満たすこと、を述べている。上記特許は、
Ｉg／Ｉtが０．０１よりも小さいときにはレーザ動作が
得られないことを述べている。
【００１０】EP-B-0 222 554に述べられているデバイス
の発明者は、可飽和吸収体領域の内部での制御電流の制
約が、使用される材料及びレーザ構造に強く依存するこ
とを考慮していない。
の発明者は、可飽和吸収体領域の内部での制御電流の制
約が、使用される材料及びレーザ構造に強く依存するこ
とを考慮していない。
【００１１】特に、量子井戸レーザは、典型的には、EP
-B-0 222 554に述べられているＶＳＩＳ型のようなバル
ク活性領域レーザに比べて、かなり小さな光閉じ込め係
数を有している。光閉じ込め係数は、デバイスの活性領
域及びクラッド領域の内部を伝搬する全光場に対する、
デバイスの活性領域の内部を伝搬する光場の比率であ
る。比較的低い光閉じ込め係数を有するレーザと比較し
たときに、比較的高い光閉じ込め係数を有するレーザ
は、その制御領域（すなわち可飽和吸収体領域）の内部
での吸収のより小さな増加で、動作を停止する。量子井
戸レーザはバルク活性領域レーザに対して多くの利点を
有しており、特に、低いレーザ発振しきい値と高効率と
を提供する。
-B-0 222 554に述べられているＶＳＩＳ型のようなバル
ク活性領域レーザに比べて、かなり小さな光閉じ込め係
数を有している。光閉じ込め係数は、デバイスの活性領
域及びクラッド領域の内部を伝搬する全光場に対する、
デバイスの活性領域の内部を伝搬する光場の比率であ
る。比較的低い光閉じ込め係数を有するレーザと比較し
たときに、比較的高い光閉じ込め係数を有するレーザ
は、その制御領域（すなわち可飽和吸収体領域）の内部
での吸収のより小さな増加で、動作を停止する。量子井
戸レーザはバルク活性領域レーザに対して多くの利点を
有しており、特に、低いレーザ発振しきい値と高効率と
を提供する。
【００１２】これより、本発明は、（１）レーザへの高
周波駆動信号の供給を必要とせずに、生成される光のコ
ヒーレンス性が制御できる、電気的に制御可能な可変コ
ヒーレント光源を提供すること、及び、（２）そのよう
な可変コヒーレント光源の動作の制御方法を提供するこ
と、を目的としている。
周波駆動信号の供給を必要とせずに、生成される光のコ
ヒーレンス性が制御できる、電気的に制御可能な可変コ
ヒーレント光源を提供すること、及び、（２）そのよう
な可変コヒーレント光源の動作の制御方法を提供するこ
と、を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の可変コヒーレン
ト光源は、少なくとも第１及び第２の半導体領域を含む
複数の半導体領域を有する半導体レーザと、第１の極性
の第１のバイアスで少なくとも該第１の半導体領域をバ
イアスする第１のバイアス手段と、第１のコヒーレント
長を有する光を生成するために使用される該第１のバイ
アスと、該第１のコヒーレント長より短い第２のコヒー
レント長を有する光を生成するために使用される近零バ
イアス或いは該第１の極性とは逆の第２の極性のバイア
スと、の間で可変な第２のバイアスで、第２の半導体領
域を選択的にバイアスする第２のバイアス手段と、を備
えており、そのことによって上記目的が達成される。
ト光源は、少なくとも第１及び第２の半導体領域を含む
複数の半導体領域を有する半導体レーザと、第１の極性
の第１のバイアスで少なくとも該第１の半導体領域をバ
イアスする第１のバイアス手段と、第１のコヒーレント
長を有する光を生成するために使用される該第１のバイ
アスと、該第１のコヒーレント長より短い第２のコヒー
レント長を有する光を生成するために使用される近零バ
イアス或いは該第１の極性とは逆の第２の極性のバイア
スと、の間で可変な第２のバイアスで、第２の半導体領
域を選択的にバイアスする第２のバイアス手段と、を備
えており、そのことによって上記目的が達成される。
【００１４】ある実施形態では、前記第１の極性でバイ
アスされる第３の半導体領域をさらに備える。好ましく
は、前記第２の半導体領域が、前記第１及び第３の半導
体領域の間に光学的に配置されている。
アスされる第３の半導体領域をさらに備える。好ましく
は、前記第２の半導体領域が、前記第１及び第３の半導
体領域の間に光学的に配置されている。
【００１５】好ましくは、前記第２の半導体領域は前記
第２の極性でバイアスされると可飽和吸収体として機能
し、前記複数の半導体領域の残りはレーザゲイン媒体と
して機能する。
第２の極性でバイアスされると可飽和吸収体として機能
し、前記複数の半導体領域の残りはレーザゲイン媒体と
して機能する。
【００１６】好ましくは、前記第２の半導体領域は前記
半導体レーザの長さの半分よりも短く構成されている。
半導体レーザの長さの半分よりも短く構成されている。
【００１７】好ましくは、前記第２のバイアス手段が実
質的に連続的に調節可能なバイアスを供給するように構
成されている。
質的に連続的に調節可能なバイアスを供給するように構
成されている。
【００１８】好ましくは、光源の出力パワーを制御する
ように、前記第１のバイアス手段は前記第１の半導体領
域に可変バイアスを供給するように構成されている。
ように、前記第１のバイアス手段は前記第１の半導体領
域に可変バイアスを供給するように構成されている。
【００１９】好ましくは、前記第１のバイアス手段は、
光源の出力パワーを制御するように前記第１の半導体領
域に可変バイアスを供給するように構成されており、前
記第３の半導体領域には、光源の出力パワーを制御する
ように可変バイアスが供給される。
光源の出力パワーを制御するように前記第１の半導体領
域に可変バイアスを供給するように構成されており、前
記第３の半導体領域には、光源の出力パワーを制御する
ように可変バイアスが供給される。
【００２０】好ましくは、前記第１のバイアス手段が、
前記第３の半導体領域にさらに前記バイアスを供給す
る。
前記第３の半導体領域にさらに前記バイアスを供給す
る。
【００２１】好ましくは、前記第１のバイアス手段は前
記第２のバイアス手段の出力に応答的であって、コヒー
レント長の変動に対して出力パワーを実質的に一定に保
つように、前記第２のバイアスの変化に応じて前記第１
のバイアスを調整する。或いは、前記第２のバイアス手
段は前記第１のバイアス手段の出力に応答的であって、
出力パワーの変動に対してコヒーレント長を実質的に一
定に保つように、前記第１のバイアスの変化に応じて前
記第２のバイアスを調整する。
記第２のバイアス手段の出力に応答的であって、コヒー
レント長の変動に対して出力パワーを実質的に一定に保
つように、前記第２のバイアスの変化に応じて前記第１
のバイアスを調整する。或いは、前記第２のバイアス手
段は前記第１のバイアス手段の出力に応答的であって、
出力パワーの変動に対してコヒーレント長を実質的に一
定に保つように、前記第１のバイアスの変化に応じて前
記第２のバイアスを調整する。
【００２２】好ましくは、前記第１及び第２のバイアス
手段は協調的に動作して、光源を低減されたコヒーレン
ト長を有する高パワーモードで選択的に動作させる。
手段は協調的に動作して、光源を低減されたコヒーレン
ト長を有する高パワーモードで選択的に動作させる。
【００２３】ある実施形態では、前記半導体レーザは連
続モードとモードロック発振モードとの間で制御可能で
ある。或いは、前記半導体レーザは連続モードと自励発
振モードとの間で制御可能である。
続モードとモードロック発振モードとの間で制御可能で
ある。或いは、前記半導体レーザは連続モードと自励発
振モードとの間で制御可能である。
【００２４】また、ある実施形態では、前記半導体レー
ザが量子井戸レーザである。或いは、前記半導体レーザ
がＧＲＩＮＳＣＨレーザダイオードである。
ザが量子井戸レーザである。或いは、前記半導体レーザ
がＧＲＩＮＳＣＨレーザダイオードである。
【００２５】本発明の他の局面によれば、光読み出し書
き込みヘッドが提供される。該光読み出し書き込みヘッ
ドは、上記構成を有する可変コヒーレント光源と、使用
時に該光源からの光を光記録媒体の上にフォーカスさせ
るフォーカス手段と、使用時に該光記録媒体から反射さ
れた光を検出する検出器と、を備えている。
き込みヘッドが提供される。該光読み出し書き込みヘッ
ドは、上記構成を有する可変コヒーレント光源と、使用
時に該光源からの光を光記録媒体の上にフォーカスさせ
るフォーカス手段と、使用時に該光記録媒体から反射さ
れた光を検出する検出器と、を備えている。
【００２６】本発明のさらに他の局面によれば、ローカ
ルエリアネットワークが提供される。該ローカルエリア
ネットワークは、複数のネットワーク化されたデバイス
と、マルチモード導波路と、該ネットワーク化されたデ
バイスのそれぞれに対応していて上記構成を有する可変
コヒーレント光源を含むインターフェースと、を備えて
いる。
ルエリアネットワークが提供される。該ローカルエリア
ネットワークは、複数のネットワーク化されたデバイス
と、マルチモード導波路と、該ネットワーク化されたデ
バイスのそれぞれに対応していて上記構成を有する可変
コヒーレント光源を含むインターフェースと、を備えて
いる。
【００２７】本発明のさらに他の局面によれば、少なく
とも第１及び第２の半導体領域を有する半導体レーザの
制御方法が提供される。該方法は、第１の極性の第１の
バイアスによって、該第１の半導体領域をバイアスする
工程と、第１のコヒーレント長を有する光を生成するた
めに使用される第１のバイアスと、該第１のコヒーレン
ト長より短い第２のコヒーレント長を有する光を生成す
るために使用される近零バイアス或いは該第１の極性と
は逆の第２の極性のバイアスと、の間で可変な第２のバ
イアスで、該第２の半導体領域をバイアスする工程と、
を包含しており、そのことによって上記目的が達成され
る。
とも第１及び第２の半導体領域を有する半導体レーザの
制御方法が提供される。該方法は、第１の極性の第１の
バイアスによって、該第１の半導体領域をバイアスする
工程と、第１のコヒーレント長を有する光を生成するた
めに使用される第１のバイアスと、該第１のコヒーレン
ト長より短い第２のコヒーレント長を有する光を生成す
るために使用される近零バイアス或いは該第１の極性と
は逆の第２の極性のバイアスと、の間で可変な第２のバ
イアスで、該第２の半導体領域をバイアスする工程と、
を包含しており、そのことによって上記目的が達成され
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の局面によれば、少
なくとも第１及び第２の半導体領域を有する半導体レー
ザと、第１の極性の第１のバイアスで該第１の半導体領
域をバイアスする第１のバイアス手段と、第１のコヒー
レント長を有する光を生成するための第１のバイアスと
第１のコヒーレント長より短い第２のコヒーレント長を
有する光を生成するための近零バイアス或いは第１の極
性とは逆の第２の極性のバイアスとの間で可変な第２の
バイアスで第２の半導体領域を選択的にバイアスする第
２のバイアス手段と、を備える可変コヒーレント光源が
提供される。
なくとも第１及び第２の半導体領域を有する半導体レー
ザと、第１の極性の第１のバイアスで該第１の半導体領
域をバイアスする第１のバイアス手段と、第１のコヒー
レント長を有する光を生成するための第１のバイアスと
第１のコヒーレント長より短い第２のコヒーレント長を
有する光を生成するための近零バイアス或いは第１の極
性とは逆の第２の極性のバイアスとの間で可変な第２の
バイアスで第２の半導体領域を選択的にバイアスする第
２のバイアス手段と、を備える可変コヒーレント光源が
提供される。
【００２９】上記デバイスは、それぞれが電気的な接続
を設けられた２つの半導体領域を有し得る。好ましく
は、レーザは３つの半導体領域を有しており、そのそれ
ぞれに電気的な接続が設けられている。これより、レー
ザによって生成される光の出力パワーとコヒーレンス性
とを制御するように、各セクションに加えられるバイア
スが制御される。
を設けられた２つの半導体領域を有し得る。好ましく
は、レーザは３つの半導体領域を有しており、そのそれ
ぞれに電気的な接続が設けられている。これより、レー
ザによって生成される光の出力パワーとコヒーレンス性
とを制御するように、各セクションに加えられるバイア
スが制御される。
【００３０】好ましくは、レーザに与えられる第２のバ
イアスは、動作モードを連続出力とパルス出力との間で
切り替えるために使用される。パルス出力は、レーザの
モードロック動作によって提供され得て、これによって
典型的には１０ＧＨｚよりも大きい比較的高速の繰り返
しレートがもたらされる。或いは、パルセーションは緩
和に基づいた自励発振からも得ることができ、これは典
型的には、モードロックよりも低い約１ＧＨｚほどの周
波数で発生する。
イアスは、動作モードを連続出力とパルス出力との間で
切り替えるために使用される。パルス出力は、レーザの
モードロック動作によって提供され得て、これによって
典型的には１０ＧＨｚよりも大きい比較的高速の繰り返
しレートがもたらされる。或いは、パルセーションは緩
和に基づいた自励発振からも得ることができ、これは典
型的には、モードロックよりも低い約１ＧＨｚほどの周
波数で発生する。
【００３１】好ましくは、レーザは、０．１よりも小さ
い光閉じ込め係数を有する。好ましくは、光閉じ込め係
数は０．０５よりも小さい。
い光閉じ込め係数を有する。好ましくは、光閉じ込め係
数は０．０５よりも小さい。
【００３２】好ましくは、レーザはEP-B-0 222 554に述
べられているタイプのＶＳＩＳレーザではない。好まし
くは、レーザは、量子井戸グレーデッドインデックス型
分離閉じ込めヘテロ構造（ＧＲＩＮＳＣＨ）リッジ導波
型レーザのような、量子井戸レーザである。量子井戸
は、典型的には厚さが２０ｎｍよりも小さい半導体活性
領域であって、より大きなバンドギャップの半導体材料
の２つの層に挟まれている。ＧＲＩＮＳＣＨレーザ構造
は、低いレーザ発振しきい値と高い量子効率と比較的高
いパワー出力とを示す。このレーザ構造は、C.Harder,
P.Buchmann及びH.MeierによるElectronics letters, Vo
l.22, No.20, pp.1081-1082（1986）の「高パワーリッ
ジ導波型ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨレーザダイオ
ード」という論文に述べられており、この論文は参照に
よってここに援用される。このレーザ構造は、レーザ材
料の一部が逆バイアスされると、すなわち、例えばレー
ザのセグメント化された「ｐ」コンタクトの一部がｎコ
ンタクトに対して負にバイアスされると、強い自励発振
を示す。量子井戸ＧＲＩＮＳＣＨレーザは、光閉じ込め
係数が低く、そのために逆バイアスの増加に伴うレーザ
発振しきい値の増加は、EP-B-0 222 554に述べられたＶ
ＳＩＳ構造においてよりもはるかに小さい。レーザ発振
は、１ボルトを越える逆バイアスによって保持され得
る。
べられているタイプのＶＳＩＳレーザではない。好まし
くは、レーザは、量子井戸グレーデッドインデックス型
分離閉じ込めヘテロ構造（ＧＲＩＮＳＣＨ）リッジ導波
型レーザのような、量子井戸レーザである。量子井戸
は、典型的には厚さが２０ｎｍよりも小さい半導体活性
領域であって、より大きなバンドギャップの半導体材料
の２つの層に挟まれている。ＧＲＩＮＳＣＨレーザ構造
は、低いレーザ発振しきい値と高い量子効率と比較的高
いパワー出力とを示す。このレーザ構造は、C.Harder,
P.Buchmann及びH.MeierによるElectronics letters, Vo
l.22, No.20, pp.1081-1082（1986）の「高パワーリッ
ジ導波型ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨレーザダイオ
ード」という論文に述べられており、この論文は参照に
よってここに援用される。このレーザ構造は、レーザ材
料の一部が逆バイアスされると、すなわち、例えばレー
ザのセグメント化された「ｐ」コンタクトの一部がｎコ
ンタクトに対して負にバイアスされると、強い自励発振
を示す。量子井戸ＧＲＩＮＳＣＨレーザは、光閉じ込め
係数が低く、そのために逆バイアスの増加に伴うレーザ
発振しきい値の増加は、EP-B-0 222 554に述べられたＶ
ＳＩＳ構造においてよりもはるかに小さい。レーザ発振
は、１ボルトを越える逆バイアスによって保持され得
る。
【００３３】好ましくは、第２の半導体領域は可飽和吸
収体として機能する。３つまたはそれ以上の半導体領域
を有するレーザでは、可飽和吸収体は、第１及び第３の
半導体領域の間に位置し得る。第１及び第３の領域は、
ゲイン領域として機能するように構成される。
収体として機能する。３つまたはそれ以上の半導体領域
を有するレーザでは、可飽和吸収体は、第１及び第３の
半導体領域の間に位置し得る。第１及び第３の領域は、
ゲイン領域として機能するように構成される。
【００３４】好ましくは、第１のバイアス手段は、第１
の半導体領域を正バイアスするように構成される。第３
の領域が設けられている場合には、第１のバイアス手段
は、さらに第３の半導体領域にバイアスを与え得る。第
１のバイアス手段は、調整可能なバイアスを与えるよう
に構成され得る。
の半導体領域を正バイアスするように構成される。第３
の領域が設けられている場合には、第１のバイアス手段
は、さらに第３の半導体領域にバイアスを与え得る。第
１のバイアス手段は、調整可能なバイアスを与えるよう
に構成され得る。
【００３５】第２のバイアスは、第１のバイアス手段に
よって与えられる第１のバイアスと実質的に近零バイア
ス或いは逆バイアスであり得る第２のバイアス値との間
で、連続的に可変であり得る。ここで使用されている
「近零バイアス」は、零バイアスであるか、或いは、第
２のバイアスが第１のバイアスと同じ極性である場合に
第２の半導体領域に供給される電流が半導体レーザダイ
オードに供給される全電流の１％よりも小さいという条
件を、含んでいる。
よって与えられる第１のバイアスと実質的に近零バイア
ス或いは逆バイアスであり得る第２のバイアス値との間
で、連続的に可変であり得る。ここで使用されている
「近零バイアス」は、零バイアスであるか、或いは、第
２のバイアスが第１のバイアスと同じ極性である場合に
第２の半導体領域に供給される電流が半導体レーザダイ
オードに供給される全電流の１％よりも小さいという条
件を、含んでいる。
【００３６】第１及び第２のバイアス手段の一方或いは
両方は、第２の半導体領域へのバイアスの変化に関する
コヒーレント長の調整が時間平均された出力パワーに著
しい変化を生じさせないように、他方のバイアス手段に
対応させられ得る。同様に、第１のバイアス手段によっ
て供給されるバイアスが、レーザの時間平均された出力
パワーを調整するために変化されるとき、第２のバイア
ス手段は、光のコヒーレンス性を維持するためにそれに
応じて変化し得る。第１及び第２のバイアス手段は、実
質的に直流の（ＤＣ）バイアスを提供するように構成さ
れている。
両方は、第２の半導体領域へのバイアスの変化に関する
コヒーレント長の調整が時間平均された出力パワーに著
しい変化を生じさせないように、他方のバイアス手段に
対応させられ得る。同様に、第１のバイアス手段によっ
て供給されるバイアスが、レーザの時間平均された出力
パワーを調整するために変化されるとき、第２のバイア
ス手段は、光のコヒーレンス性を維持するためにそれに
応じて変化し得る。第１及び第２のバイアス手段は、実
質的に直流の（ＤＣ）バイアスを提供するように構成さ
れている。
【００３７】第１の半導体領域とは独立して第３の半導
体領域をバイアスするために、第３のバイアス手段が設
けられ得る。
体領域をバイアスするために、第３のバイアス手段が設
けられ得る。
【００３８】バイアス手段は、電圧源であり得て、半導
体に基づくものであっても、１つまたはそれ以上の直列
抵抗器或いは１つまたはそれ以上のポテンシャル分割器
或いは上記の組み合わせを介して電源から供給されても
よい。さらに他の選択肢として、バイアス手段は電流源
でもあり得る。
体に基づくものであっても、１つまたはそれ以上の直列
抵抗器或いは１つまたはそれ以上のポテンシャル分割器
或いは上記の組み合わせを介して電源から供給されても
よい。さらに他の選択肢として、バイアス手段は電流源
でもあり得る。
【００３９】本発明の第２の局面によれば、少なくとも
第１及び第２の半導体領域を有する半導体レーザの制御
方法が提供される。この方法は、第１の極性の第１のバ
イアスによって第１の半導体領域をバイアスする工程
と、第１のコヒーレント長を有する光を生成するための
第１のバイアスと第１のコヒーレント長より短い第２の
コヒーレント長を有する光を生成するための近零バイア
ス或いは第１の極性とは逆の第２の極性のバイアスとの
間で可変な第２のバイアスで第２の半導体領域をバイア
スする工程と、を包含している。
第１及び第２の半導体領域を有する半導体レーザの制御
方法が提供される。この方法は、第１の極性の第１のバ
イアスによって第１の半導体領域をバイアスする工程
と、第１のコヒーレント長を有する光を生成するための
第１のバイアスと第１のコヒーレント長より短い第２の
コヒーレント長を有する光を生成するための近零バイア
ス或いは第１の極性とは逆の第２の極性のバイアスとの
間で可変な第２のバイアスで第２の半導体領域をバイア
スする工程と、を包含している。
【００４０】ＤＣバイアスを変化させることでレーザの
パワーとコヒーレンス性とを変化させる能力は、異なっ
たレベルのコヒーレンス性が要求される異なったモード
で動作するためにその場で（in situ）調節可能な可変
デバイスを提供する。或いは又はさらに、デバイスは、
ある一つのモードで動作するように調整されているが、
環境に応じてコヒーレンス性及びパワーのレベルが変化
されなければならない変化する環境でも動作するよう
に、調整されることができる。
パワーとコヒーレンス性とを変化させる能力は、異なっ
たレベルのコヒーレンス性が要求される異なったモード
で動作するためにその場で（in situ）調節可能な可変
デバイスを提供する。或いは又はさらに、デバイスは、
ある一つのモードで動作するように調整されているが、
環境に応じてコヒーレンス性及びパワーのレベルが変化
されなければならない変化する環境でも動作するよう
に、調整されることができる。
【００４１】本発明を、添付の図面を参照して、以下に
さらに説明する。
さらに説明する。
【００４２】図１及び図２に示すレーザダイオードは、
前述のC. Harderらによって報告されているものと同様
に、リッジ構造と単一の量子井戸（ＳＱＷ）とを有する
分離閉じ込めヘテロ構造のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓレー
ザ２である。レーザ２は単一のｐコンタクトを有してお
り、このｐコンタクトは、第１、第２及び第３の半導体
領域をそれぞれバイアスするための第１のコンタクト
４、第２のコンタクト６、及び第３のコンタクト８に細
分されている。第１のコンタクト４と第３のコンタクト
８とは、それぞれの抵抗器１２及び１４を介して第１の
電圧源１０に接続されている。第１の電圧源は、第１及
び第３の半導体領域に可変な正バイアスを与える。抵抗
器１２及び１４は、省略され得る。第２のコンタクト６
は、第２の抵抗器１８を介して第２の電圧源１６に接続
されている。第２の電圧源は可変電圧源であって、正方
向及び逆方向の両方で、第２の半導体領域をバイアスす
ることができる。
前述のC. Harderらによって報告されているものと同様
に、リッジ構造と単一の量子井戸（ＳＱＷ）とを有する
分離閉じ込めヘテロ構造のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓレー
ザ２である。レーザ２は単一のｐコンタクトを有してお
り、このｐコンタクトは、第１、第２及び第３の半導体
領域をそれぞれバイアスするための第１のコンタクト
４、第２のコンタクト６、及び第３のコンタクト８に細
分されている。第１のコンタクト４と第３のコンタクト
８とは、それぞれの抵抗器１２及び１４を介して第１の
電圧源１０に接続されている。第１の電圧源は、第１及
び第３の半導体領域に可変な正バイアスを与える。抵抗
器１２及び１４は、省略され得る。第２のコンタクト６
は、第２の抵抗器１８を介して第２の電圧源１６に接続
されている。第２の電圧源は可変電圧源であって、正方
向及び逆方向の両方で、第２の半導体領域をバイアスす
ることができる。
【００４３】リッジ３０（図２）は幅が約５μｍであっ
て、これによってレーザ２は単一横モード出力を有す
る。レーザの長さは約５００μｍであって、第２のコン
タクト６（及び第２の半導体領域）の長さは約５０μｍ
である。
て、これによってレーザ２は単一横モード出力を有す
る。レーザの長さは約５００μｍであって、第２のコン
タクト６（及び第２の半導体領域）の長さは約５０μｍ
である。
【００４４】第２の半導体領域は、可飽和吸収体として
機能する。可飽和吸収体が短すぎると、レーザに適切な
変調が与えられない。一方、可飽和吸収体が長すぎる
と、レーザ内部で過度の損失が発生して、レーザ効率が
減少する。
機能する。可飽和吸収体が短すぎると、レーザに適切な
変調が与えられない。一方、可飽和吸収体が長すぎる
と、レーザ内部で過度の損失が発生して、レーザ効率が
減少する。
【００４５】第１〜第３のコンタクト４、６、及び８
は、約１０μｍのギャップによってお互いに離れてい
る。これによって、隣接するコンタクト間に約１ｋΩの
電気的絶縁が提供される。
は、約１０μｍのギャップによってお互いに離れてい
る。これによって、隣接するコンタクト間に約１ｋΩの
電気的絶縁が提供される。
【００４６】単一のコンタクトを有するレーザでは、
（第１〜第３のコンタクト４、６及び８を置き換える）
上部コンタクトは、一般に「ｐ」コンタクトとして知ら
れている。レーザは、電気的コンタクト（不図示）が接
続されているＧａＡｓ基板３２を有している。基板への
接続は、通常は「ｎ」コンタクトとして知られている。
ＡｌＧａＡｓのｎドープ層が基板３２を覆うように形成
されて、第１の光クラッド層３４として機能する。ｎド
ープＡｌＧａＡｓグレーデッドインデックス層３６が、
クラッド層３４の上に形成される。ＧａＡｓ量子井戸層
３８がグレーデッドインデックス層３６の上に形成さ
れ、ｐドープＡｌＧａＡｓグレーデッドインデックス層
４０によって覆われる。層３６及び４０は、レーザの活
性層を構成する層３８を取り囲む導波路の上部及び下部
領域を規定する。ｐドープＡｌＧａＡｓ光クラッド層４
２が、グレーデッドインデックス層４０の上に形成され
る。クラッド層４２の厚さは、リッジ３０を規定するよ
うなプロファイルに形成される。層４２のリッジ部は、
レーザの長手方向に沿った位置に応じて、窒化シリコン
絶縁層４４を通ってセグメント化された「ｐ」コンタク
ト、すなわち第１〜第３のコンタクト４、６及び８に接
触する。
（第１〜第３のコンタクト４、６及び８を置き換える）
上部コンタクトは、一般に「ｐ」コンタクトとして知ら
れている。レーザは、電気的コンタクト（不図示）が接
続されているＧａＡｓ基板３２を有している。基板への
接続は、通常は「ｎ」コンタクトとして知られている。
ＡｌＧａＡｓのｎドープ層が基板３２を覆うように形成
されて、第１の光クラッド層３４として機能する。ｎド
ープＡｌＧａＡｓグレーデッドインデックス層３６が、
クラッド層３４の上に形成される。ＧａＡｓ量子井戸層
３８がグレーデッドインデックス層３６の上に形成さ
れ、ｐドープＡｌＧａＡｓグレーデッドインデックス層
４０によって覆われる。層３６及び４０は、レーザの活
性層を構成する層３８を取り囲む導波路の上部及び下部
領域を規定する。ｐドープＡｌＧａＡｓ光クラッド層４
２が、グレーデッドインデックス層４０の上に形成され
る。クラッド層４２の厚さは、リッジ３０を規定するよ
うなプロファイルに形成される。層４２のリッジ部は、
レーザの長手方向に沿った位置に応じて、窒化シリコン
絶縁層４４を通ってセグメント化された「ｐ」コンタク
ト、すなわち第１〜第３のコンタクト４、６及び８に接
触する。
【００４７】レーザ２の出力パワー及びコヒーレント長
は、コンタクト４及び８と第２のコンタクト６とにそれ
ぞれ与えられるバイアスＶ１及びＶ２の関数である。図
３は、出力、コヒーレンス性及びバイアスの関係を表形
式で模式的に示す。第１及び第３のコンタクト４及び８
には、常に正のバイアスＶ１が与えられる。可飽和吸収
体を規定する第２のコンタクトは、正方向或いは逆方向
にバイアスされ得る。第２の電極６への逆バイアスの印
加は、２つの効果を有する。第１に、レーザのしきい電
流を増加させるとともに、第２の半導体領域での吸収に
よる内部量子効率をわずかに減少させる。第２に、レー
ザを、第２の半導体領域の内部における可飽和吸収を通
じて自励発振モードで動作させる。
は、コンタクト４及び８と第２のコンタクト６とにそれ
ぞれ与えられるバイアスＶ１及びＶ２の関数である。図
３は、出力、コヒーレンス性及びバイアスの関係を表形
式で模式的に示す。第１及び第３のコンタクト４及び８
には、常に正のバイアスＶ１が与えられる。可飽和吸収
体を規定する第２のコンタクトは、正方向或いは逆方向
にバイアスされ得る。第２の電極６への逆バイアスの印
加は、２つの効果を有する。第１に、レーザのしきい電
流を増加させるとともに、第２の半導体領域での吸収に
よる内部量子効率をわずかに減少させる。第２に、レー
ザを、第２の半導体領域の内部における可飽和吸収を通
じて自励発振モードで動作させる。
【００４８】自励発振モードは、モードロックモードで
あって約１０ＧＨｚの繰り返し周期を生じさせる第１の
自励発振モード、或いは、緩和効果に関連している約１
ＧＨｚの繰り返し周期での第２の自励発振モードのいず
れかであり得る。後者のほうがより典型的であるが、自
励発振モードはデバイス構造及びバイアスの双方の関数
であるので、第１及び第２の自励発振モードの間での切
り替えが可能である。
あって約１０ＧＨｚの繰り返し周期を生じさせる第１の
自励発振モード、或いは、緩和効果に関連している約１
ＧＨｚの繰り返し周期での第２の自励発振モードのいず
れかであり得る。後者のほうがより典型的であるが、自
励発振モードはデバイス構造及びバイアスの双方の関数
であるので、第１及び第２の自励発振モードの間での切
り替えが可能である。
【００４９】第２の電極６への正バイアスは、レーザ発
振しきい値を減少させる。バイアスが増加すると、やは
り、レーザは自励発振モードから連続出力モードへ切り
替えられる。
振しきい値を減少させる。バイアスが増加すると、やは
り、レーザは自励発振モードから連続出力モードへ切り
替えられる。
【００５０】パルセーションはスペクトル幅を増加さ
せ、これによってコヒーレンス性を低下させる。
せ、これによってコヒーレンス性を低下させる。
【００５１】図３で、「＋」印は正バイアスを示し、
「−」印は負バイアスを示す。印の数はバイアスの大き
さを模式的に示しており、従って、「＋＋＋」は「＋
＋」よりも大きな正バイアスである。
「−」印は負バイアスを示す。印の数はバイアスの大き
さを模式的に示しており、従って、「＋＋＋」は「＋
＋」よりも大きな正バイアスである。
【００５２】図４及び図５は、低コヒーレント光源及び
高コヒーレント光源のそれぞれにおけるコヒーレンス性
（フリンジ視度）の変動を示している。それぞれの場合
において、図１に示されたレーザによって光が生成され
て、第１及び第３のコンタクトに与えられるバイアスは
変化されなかった。第２のコンタクト６は、逆バイアス
されると図４に示すコヒーレンスパターンを生成し、
（レーザの各領域に同じ電流密度を与えて）正バイアス
されると、図５に示すコヒーレンスパターンを生成し
た。
高コヒーレント光源のそれぞれにおけるコヒーレンス性
（フリンジ視度）の変動を示している。それぞれの場合
において、図１に示されたレーザによって光が生成され
て、第１及び第３のコンタクトに与えられるバイアスは
変化されなかった。第２のコンタクト６は、逆バイアス
されると図４に示すコヒーレンスパターンを生成し、
（レーザの各領域に同じ電流密度を与えて）正バイアス
されると、図５に示すコヒーレンスパターンを生成し
た。
【００５３】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形
態を構成するレーザ光源を含む光ディスク記録システム
を示している。図１に示されたタイプのレーザ源５０
が、レンズ５４のようなフォーカスシステムとビームス
プリッタ５６とを介して、書き込み可能な光ディスク５
２のような書き込み可能な光媒体の表面を照射するよう
に構成されている。ディスク５２の表面から反射された
光は、ビームスプリッタ５６及びレンズ５８によって集
光されて、検出器６０に向けられる。
態を構成するレーザ光源を含む光ディスク記録システム
を示している。図１に示されたタイプのレーザ源５０
が、レンズ５４のようなフォーカスシステムとビームス
プリッタ５６とを介して、書き込み可能な光ディスク５
２のような書き込み可能な光媒体の表面を照射するよう
に構成されている。ディスク５２の表面から反射された
光は、ビームスプリッタ５６及びレンズ５８によって集
光されて、検出器６０に向けられる。
【００５４】第２のコンタクト６が正バイアスされて第
１及び第３の半導体領域と同じ注入電流密度が第２の半
導体領域に与えられると、レーザは、単一コンタクトを
有するレーザのように動作する。典型的には、低レーザ
発振しきい値（＜２００Ａ／ｃｍ2）、高内部量子効率
（＞０．５）、及び比較的高い出力パワー（１００ｍＡ
の注入電流に対して４０ｍＷよりも大きい）を有して、
単一横モード且つ単一縦モードの動作を行う。レーザに
よって生成される光のコヒーレンス性は比較的高く、数
ｍｍのコヒーレント長を有する。この状態は、パワーが
重要であってコヒーレンス性が重要ではない、図６
（ｂ）に示す書き込みモードに相当する。
１及び第３の半導体領域と同じ注入電流密度が第２の半
導体領域に与えられると、レーザは、単一コンタクトを
有するレーザのように動作する。典型的には、低レーザ
発振しきい値（＜２００Ａ／ｃｍ2）、高内部量子効率
（＞０．５）、及び比較的高い出力パワー（１００ｍＡ
の注入電流に対して４０ｍＷよりも大きい）を有して、
単一横モード且つ単一縦モードの動作を行う。レーザに
よって生成される光のコヒーレンス性は比較的高く、数
ｍｍのコヒーレント長を有する。この状態は、パワーが
重要であってコヒーレンス性が重要ではない、図６
（ｂ）に示す書き込みモードに相当する。
【００５５】約−１Ｖの逆バイアスが第２の電極６に印
加されると、レーザは約１ＧＨｚの周波数でパルス発振
し、レーザ発振しきい値は増加して内部量子効率は減少
する。パルセーションは、レーザの出力の光スペクトラ
ムをチャープ（chirp）させて、すなわち、レーザの出
力の周波数を固定する代わりにある周波数から他の周波
数へと変化させて、レーザを同時に複数のモードで動作
させる。これによって、コヒーレンス性が減少する（す
なわち、コヒーレント長が０．５ｍｍよりも小さくな
る）。時間平均された出力パワーは、やはり減少する。
レーザゲイン領域に先述と同じく１００ｍＡの電流を注
入すると、時間平均された光出力パワーは減少して１０
ｍＷより小さくなる。このような低パワー及び低コヒー
レンスモードは、図６（ａ）に示されているような光デ
ィスクの読み出しに適している。コヒーレント長が低け
れば、ディスクからの反射光がレーザゲイン媒体の内部
でノイズ源として作用する可能性が低減する。
加されると、レーザは約１ＧＨｚの周波数でパルス発振
し、レーザ発振しきい値は増加して内部量子効率は減少
する。パルセーションは、レーザの出力の光スペクトラ
ムをチャープ（chirp）させて、すなわち、レーザの出
力の周波数を固定する代わりにある周波数から他の周波
数へと変化させて、レーザを同時に複数のモードで動作
させる。これによって、コヒーレンス性が減少する（す
なわち、コヒーレント長が０．５ｍｍよりも小さくな
る）。時間平均された出力パワーは、やはり減少する。
レーザゲイン領域に先述と同じく１００ｍＡの電流を注
入すると、時間平均された光出力パワーは減少して１０
ｍＷより小さくなる。このような低パワー及び低コヒー
レンスモードは、図６（ａ）に示されているような光デ
ィスクの読み出しに適している。コヒーレント長が低け
れば、ディスクからの反射光がレーザゲイン媒体の内部
でノイズ源として作用する可能性が低減する。
【００５６】図１に示すタイプのレーザは、ローカルエ
リアネットワークの機能を改善するためにも使用され得
る。図７は、マルチモード光ファイバループ１０４を介
して相互に接続された、数多くのコンピュータ１００と
プリンタ１０２などの周辺機器（一つのみを図示してい
る）とからなる、そのようなネットワークを示してい
る。コンピュータ１００或いは周辺機器１０２のそれぞ
れに対応して、アクティブインターフェース１０６があ
る。図８に示すように、各インターフェース１０６は、
例えば図１に示すようなタイプの可変コヒーレントレー
ザ１０８と、電気信号リジェネレータ或いはリピータ１
１０と、ホトダイオードの形態の光受信器１１１と、を
備えている。それぞれのコンピュータ１００或いは周辺
装置１０２は、ライン１１２を介して電気リピータ１１
０に接続されている。光ファイバループ１０４はまた、
多数のカプラ１１４（一つのみが図示されている）を有
していて、ネットワークへの付加的なデバイスの追加を
可能にしている。光ファイバループ１０４の中のインタ
ーフェース１０６及び他のカプラ１１４は、モードに依
存する光学的損失をもたらす。ビットエラーレートは受
け取ったパワーレベルに依存していて、パワーレベルが
低下するとビットエラーレートが増加する。R.S.J.Bate
sによってInt.Topical Meeting Optical Computing, Ko
be, pp.89-90,Japan（1990）の「マルチモード導波型コ
ンピュータデータリンク自励発振レーザダイオード」に
開示されているように、レーザが自励発振モードで動作
していると、所定の時間平均された出力パワーに対する
ビットエラーレートは減少する。ライン１１６（図８）
は、リピータ１１０とレーザ１０８との間に配置され
て、コヒーレンス性の変化（ビットエラーレートの調
節）を可能にする。ビットエラーレートの減少は、ネッ
トワークの中のインターフェース１０６及びカプラ１１
４で生じる損失の関数である。
リアネットワークの機能を改善するためにも使用され得
る。図７は、マルチモード光ファイバループ１０４を介
して相互に接続された、数多くのコンピュータ１００と
プリンタ１０２などの周辺機器（一つのみを図示してい
る）とからなる、そのようなネットワークを示してい
る。コンピュータ１００或いは周辺機器１０２のそれぞ
れに対応して、アクティブインターフェース１０６があ
る。図８に示すように、各インターフェース１０６は、
例えば図１に示すようなタイプの可変コヒーレントレー
ザ１０８と、電気信号リジェネレータ或いはリピータ１
１０と、ホトダイオードの形態の光受信器１１１と、を
備えている。それぞれのコンピュータ１００或いは周辺
装置１０２は、ライン１１２を介して電気リピータ１１
０に接続されている。光ファイバループ１０４はまた、
多数のカプラ１１４（一つのみが図示されている）を有
していて、ネットワークへの付加的なデバイスの追加を
可能にしている。光ファイバループ１０４の中のインタ
ーフェース１０６及び他のカプラ１１４は、モードに依
存する光学的損失をもたらす。ビットエラーレートは受
け取ったパワーレベルに依存していて、パワーレベルが
低下するとビットエラーレートが増加する。R.S.J.Bate
sによってInt.Topical Meeting Optical Computing, Ko
be, pp.89-90,Japan（1990）の「マルチモード導波型コ
ンピュータデータリンク自励発振レーザダイオード」に
開示されているように、レーザが自励発振モードで動作
していると、所定の時間平均された出力パワーに対する
ビットエラーレートは減少する。ライン１１６（図８）
は、リピータ１１０とレーザ１０８との間に配置され
て、コヒーレンス性の変化（ビットエラーレートの調
節）を可能にする。ビットエラーレートの減少は、ネッ
トワークの中のインターフェース１０６及びカプラ１１
４で生じる損失の関数である。
【００５７】レーザ１０８を自励発振モードで動作する
ように切り替えると、（ゲイン領域への注入電流を増加
しない限り）平均出力パワーが低下する。従って、パワ
ーとコヒーレンス性との間に、トレードオフが存在す
る。
ように切り替えると、（ゲイン領域への注入電流を増加
しない限り）平均出力パワーが低下する。従って、パワ
ーとコヒーレンス性との間に、トレードオフが存在す
る。
【００５８】最適な対策は、ローカルエリアネットワー
クの特性に固有のものであって、ネットワークが再構成
されると変更され得る。図７に示すネットワークでは、
ネットワーク上のデバイスの数及び種類が改変されて
も、最適な条件は積極的に維持され得る。
クの特性に固有のものであって、ネットワークが再構成
されると変更され得る。図７に示すネットワークでは、
ネットワーク上のデバイスの数及び種類が改変されて
も、最適な条件は積極的に維持され得る。
【００５９】ネットワーク上のデバイスは、テスト信号
を生成するために使用され得る。このテスト信号は、ル
ープ１０４を周回し、その後に同じデバイスに戻ってモ
ニタされる。その後にライン１１６を介してインターフ
ェース１０６によって関連するレーザダイオード１０８
のコヒーレンス性及びパワーを調整して、生成されたテ
スト信号と受信されたテスト信号との間のビットエラー
レートを最小にする。この手順は、ネットワーク上の条
件の変化をモニタして調節するために、定期的な間隔で
実行され得る。
を生成するために使用され得る。このテスト信号は、ル
ープ１０４を周回し、その後に同じデバイスに戻ってモ
ニタされる。その後にライン１１６を介してインターフ
ェース１０６によって関連するレーザダイオード１０８
のコヒーレンス性及びパワーを調整して、生成されたテ
スト信号と受信されたテスト信号との間のビットエラー
レートを最小にする。この手順は、ネットワーク上の条
件の変化をモニタして調節するために、定期的な間隔で
実行され得る。
【００６０】図７に示すシステムはリングタイプのロー
カルエリアネットワークであるが、例えばスタータイプ
のローカルエリアネットワークのような他の構成も使用
され得る。電気信号リジェネレータ或いはリピータ１１
０は、インターフェース１０６の各々には必要とされな
い可能性がある。
カルエリアネットワークであるが、例えばスタータイプ
のローカルエリアネットワークのような他の構成も使用
され得る。電気信号リジェネレータ或いはリピータ１１
０は、インターフェース１０６の各々には必要とされな
い可能性がある。
【００６１】図１を参照して説明したレーザ構造は、ｎ
型基板を有している。ドーパントのタイプを適切に変更
し、コンタクト４、６、及び８に印加されるバイアスを
逆にすれば、ｐ型基板レーザが構成される。
型基板を有している。ドーパントのタイプを適切に変更
し、コンタクト４、６、及び８に印加されるバイアスを
逆にすれば、ｐ型基板レーザが構成される。
【００６２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、レーザへの高周波駆動信号の供給を必要とせずに、
生成される光のコヒーレンス性が制御できる、調節可能
なパワー及びコヒーレンス性を有するレーザ光源が提供
される。
ば、レーザへの高周波駆動信号の供給を必要とせずに、
生成される光のコヒーレンス性が制御できる、調節可能
なパワー及びコヒーレンス性を有するレーザ光源が提供
される。
【図１】３つのコンタクトを有するＧＲＩＮＳＣＨレー
ザダイオードの構成を示す模式的な平面図である。
ザダイオードの構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿ったレーザダイオードの模
式的な断面図である。
式的な断面図である。
【図３】図１のレーザにおいて、Ｖ１及びＶ２の極性並
びに大きさに応じて出力パワーとコヒーレンス性とがど
のように変化するかを示す図である。
びに大きさに応じて出力パワーとコヒーレンス性とがど
のように変化するかを示す図である。
【図４】図１に示すタイプのレーザにおいて、中央領域
が逆バイアスされて低コヒーレンス出力を生じている場
合における、フリンジ視度と経路差との関係を示すグラ
フである。
が逆バイアスされて低コヒーレンス出力を生じている場
合における、フリンジ視度と経路差との関係を示すグラ
フである。
【図５】図１に示すタイプのレーザにおいて、中央領域
を正バイアスしてゲインセクションと同じ電流密度を与
えて高コヒーレンス出力を生じている場合における、フ
リンジ視度と経路差との関係を示すグラフである。
を正バイアスしてゲインセクションと同じ電流密度を与
えて高コヒーレンス出力を生じている場合における、フ
リンジ視度と経路差との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明のある実施形態を
構成している光源を使用した、光ディスク記録デバイス
の動作を模式的に示す図である。
構成している光源を使用した、光ディスク記録デバイス
の動作を模式的に示す図である。
【図７】本発明の光源を含むローカルエリアネットワー
クの模式的な図である。
クの模式的な図である。
【図８】図７のネットワークにおける、各コンピュータ
とファイバループとの間のインターフェースの図であ
る。
とファイバループとの間のインターフェースの図であ
る。
２ レーザ ４ 第１のコンタクト ６ 第２のコンタクト ８ 第３のコンタクト １０ 第１の電圧源 １２、１４、１８ 抵抗器 １６ 第２の電圧源 ３０ リッジ ３２ 基板 ３４ ｎ型クラッド層（第１の光クラッド層） ３６ ｎ型グレーデッドインデックス層 ３８ 量子井戸層 ４０ ｐ型グレーデッドインデックス層 ４２ ｐ型クラッド層（第２の光クラッド層） ４４ 絶縁層 ５０ レーザ源 ５２ 光ディスク ５４、５８ レンズ ５６ ビームスプリッタ ６０ 検出器 １００ コンピュータ １０２ 周辺機器 １０４ マルチモード光ファイバループ １０６ インターフェース １０８ レーザダイオード １１０ 電気信号リジェネレータ（リピータ） １１１ 光受信器 １１２、１１６ ライン １１４ カプラ
Claims (19)
- 【請求項１】 少なくとも第１及び第２の半導体領域を
含む複数の半導体領域を有する半導体レーザと、 第１の極性の第１のバイアスで少なくとも該第１の半導
体領域をバイアスする第１のバイアス手段と、 第１のコヒーレント長を有する光を生成するために使用
される該第１のバイアスと、該第１のコヒーレント長よ
り短い第２のコヒーレント長を有する光を生成するため
に使用される近零バイアス或いは該第１の極性とは逆の
第２の極性のバイアスと、の間で可変な第２のバイアス
で、第２の半導体領域を選択的にバイアスする第２のバ
イアス手段と、を備える可変コヒーレント光源。 - 【請求項２】 前記第１の極性でバイアスされる第３の
半導体領域をさらに備える、請求項１に記載の光源。 - 【請求項３】 前記第２の半導体領域が、前記第１及び
第３の半導体領域の間に光学的に配置されている、請求
項２に記載の光源。 - 【請求項４】 前記第２の半導体領域は前記第２の極性
でバイアスされると可飽和吸収体として機能し、前記複
数の半導体領域の残りはレーザゲイン媒体として機能す
る、請求項１に記載の光源。 - 【請求項５】 前記第２の半導体領域は前記半導体レー
ザの長さの半分よりも短く構成されている、請求項１に
記載の光源。 - 【請求項６】 前記第２のバイアス手段が実質的に連続
的に調節可能なバイアスを供給するように構成されてい
る、請求項１に記載の光源。 - 【請求項７】 光源の出力パワーを制御するように、前
記第１のバイアス手段は前記第１の半導体領域に可変バ
イアスを供給するように構成されている、請求項１に記
載の光源。 - 【請求項８】 前記第１のバイアス手段は、光源の出力
パワーを制御するように少なくとも前記第１の半導体領
域に可変バイアスを供給するように構成されており、前
記第３の半導体領域には、光源の出力パワーを制御する
ように可変バイアスが供給される、請求項２に記載の光
源。 - 【請求項９】 前記第１のバイアス手段が前記第３の半
導体領域にさらに前記バイアスを供給する、請求項２に
記載の光源。 - 【請求項１０】 前記第１のバイアス手段は前記第２の
バイアス手段の出力に応答的であって、コヒーレント長
の変動に対して出力パワーを実質的に一定に保つよう
に、前記第２のバイアスの変化に応じて前記第１のバイ
アスを調整する、請求項１に記載の光源。 - 【請求項１１】 前記第２のバイアス手段は前記第１の
バイアス手段の出力に応答的であって、出力パワーの変
動に対してコヒーレント長を実質的に一定に保つよう
に、前記第１のバイアスの変化に応じて前記第２のバイ
アスを調整する、請求項１に記載の光源。 - 【請求項１２】 前記第１及び第２のバイアス手段は協
調的に動作して、光源を低減されたコヒーレント長を有
する高パワーモードで選択的に動作させる、請求項１に
記載の光源。 - 【請求項１３】 前記半導体レーザは連続モードとモー
ドロック発振モードとの間で制御可能である、請求項１
に記載の光源。 - 【請求項１４】 前記半導体レーザは連続モードと自励
発振モードとの間で制御可能である、請求項１に記載の
光源。 - 【請求項１５】 前記半導体レーザが量子井戸レーザで
ある、請求項１に記載の光源。 - 【請求項１６】 前記半導体レーザがＧＲＩＮＳＣＨレ
ーザダイオードである、請求項１に記載の光源。 - 【請求項１７】 請求項１に記載の光源と、 使用時に、該光源からの光を光記録媒体の上にフォーカ
スさせるフォーカス手段と、 使用時に、該光記録媒体から反射された光を検出する検
出器と、 を備える、光読み出し書き込みヘッド。 - 【請求項１８】 複数のネットワーク化されたデバイス
と、 マルチモード導波路と、 該ネットワーク化されたデバイスのそれぞれに対応して
いて、請求項１に記載の光源を含むインターフェース
と、を備える、ローカルエリアネットワーク。 - 【請求項１９】 少なくとも第１及び第２の半導体領域
を有する半導体レーザの制御方法であって、該方法は、 第１の極性の第１のバイアスによって該第１の半導体領
域をバイアスする工程と、 第１のコヒーレント長を有する光を生成するために使用
される第１のバイアスと、該第１のコヒーレント長より
短い第２のコヒーレント長を有する光を生成するために
使用される近零バイアス或いは該第１の極性とは逆の第
２の極性のバイアスと、の間で可変な第２のバイアス
で、該第２の半導体領域をバイアスする工程と、を包含
している、制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9511248A GB2301708A (en) | 1995-06-03 | 1995-06-03 | Variable coherence light source |
| GB9511248.8 | 1995-06-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330680A true JPH08330680A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=10775461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8127482A Withdrawn JPH08330680A (ja) | 1995-06-03 | 1996-05-22 | 可変コヒーレント光源及びその制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0746067A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08330680A (ja) |
| GB (1) | GB2301708A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998039827A1 (fr) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Element electroluminescent semi-conducteur a base de nitrure de gallium muni d'une zone active presentant une structure de multiplexage a puits quantique et un dispostif semi-conducteur a sources de lumiere utilisant le laser |
| US6888869B2 (en) | 2001-07-30 | 2005-05-03 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser |
| US7496025B2 (en) | 2001-11-19 | 2009-02-24 | Hitachi, Ltd. | Optical disc drive apparatus with an indirect semiconductor laser containing an asymmetric quantum well structure |
| JP2009238281A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Sony Corp | 光記録再生装置および光記録再生方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10148735A1 (de) * | 2001-09-27 | 2003-04-17 | Forschungsverbund Berlin Ev | Vorrichtung zur simultanen Erzeugung kurzer Laserimpulse und elektrischer Impulse |
| DE10154679A1 (de) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Sick Ag | Verfahren zum Betrieb eines Codelesers und Codeleser |
| WO2006072149A1 (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | Vrije Univeriteit Brussel | Broad-area microlasers and methods for driving them |
| JP4632833B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-02-16 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
| CN107238992B (zh) * | 2016-03-28 | 2021-05-25 | 上海诺基亚贝尔股份有限公司 | 一种半导体光放大器装置和操作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791636A (en) * | 1985-10-30 | 1988-12-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device and a method for driving the same |
| JP2681274B2 (ja) * | 1987-12-24 | 1997-11-26 | 富士通株式会社 | 半導体発光装置及びその動作方法 |
| US5099489A (en) * | 1989-09-15 | 1992-03-24 | At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising a quantum well device |
-
1995
- 1995-06-03 GB GB9511248A patent/GB2301708A/en not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-05-22 JP JP8127482A patent/JPH08330680A/ja not_active Withdrawn
- 1996-05-23 EP EP96303669A patent/EP0746067A1/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1998039827A1 (fr) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Element electroluminescent semi-conducteur a base de nitrure de gallium muni d'une zone active presentant une structure de multiplexage a puits quantique et un dispostif semi-conducteur a sources de lumiere utilisant le laser |
| US6377597B1 (en) | 1997-03-07 | 2002-04-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride semiconductor light emitting element with active layer having multiplex quantum well structure and semiconductor laser light source device |
| US6956882B2 (en) | 1997-03-07 | 2005-10-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride semiconductor light emitting device having multi-quantum-well structure active layer, and semiconductor laser light source device |
| US7183569B2 (en) | 1997-03-07 | 2007-02-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride semiconductor light emitting device having multi-quantum-well structure active layer, and semiconductor laser light source device |
| US6888869B2 (en) | 2001-07-30 | 2005-05-03 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser |
| US7496025B2 (en) | 2001-11-19 | 2009-02-24 | Hitachi, Ltd. | Optical disc drive apparatus with an indirect semiconductor laser containing an asymmetric quantum well structure |
| JP2009238281A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Sony Corp | 光記録再生装置および光記録再生方法 |
| JP4605236B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2011-01-05 | ソニー株式会社 | 光記録再生装置および光記録再生方法 |
| US8072855B2 (en) | 2008-03-26 | 2011-12-06 | Sony Corporation | Optical recording/reproducing apparatus and optical recording/reproducing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9511248D0 (en) | 1995-07-26 |
| EP0746067A1 (en) | 1996-12-04 |
| GB2301708A (en) | 1996-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |