[发明专利]半导体激光装置

说明书

本发明在要求突发模式的如NG‑PON2等的TWDM‑PON网中，在要求选择非常窄的波长的半导体激光制作工艺中，在一个激光二极管芯片分别形成振荡波长不同的2个的激光导波管来改善芯片的波长产出率，在某一激光导波管参与通信时，向注入于参与通信的突发模式动作的导波管激光的电流的变化引起的波长变化，调制并注入向未参与通信的导波管注入的电流，进而使由参与通信的激光导波管振荡的波长稳定，从而能够进行DWDM级的突发模式通信。

技术领域

本发明是涉及以突发模式(burst mode)运行的半导体激光装置的发明。

背景技术

最近，正在以NG-PON2的名称标准化的通信方式采用TWDM(t ime wavelengthdivision multiplexing，时间波分复用)方式。TWDM方式是指通过TDM(time divisionmultiplexing，时分多路复用)方法共享光纤维的方法，其中TDM(time divisionmultiplexing，时分多路复用)方法如下：同时连接于一个光纤维的多个用户可任意选定允许4个或8个波长频道中的一个，并且使用相同波长频道的多个用户只在相互决定的时间收发时间。

为了能够任意选择波长频道，进行TWDM方式的通信的光元件应该具有可变振荡波长的可变特性，并且相同波长通道段的其他用户正在进行通信时，则应该不进行通信并且不使激光振荡。如此，在适用时分复用(time division multiplexing)技法的情况下半导体激光在未发光的状态下突然转换为发光的状态，并在这称为突发模式动作。

但是，在半导体激光中，若从激光未发光的状态流动电流变换为发光的状态，则会改变半导体激光活性层的温度。如此，取决于半导体激光的驱动电流的变化的半导体激光活性层的温度变化带来激光振荡波长的变化。

现在可能适用于NG-PON2的方式的半导体激光可能是DFB-LD(distributedfeedback laser diode，分布式反馈激光二极管)。但是，如上所述根据活性层的温度振荡半导体激光波长会有所不同，因此为了消除相邻频道的干扰，需要通过热电元件(thermo-electric cooler)使激光二极管芯片的温度保持不变。这种热电元件对温度变化的反应非常迟钝，因此在执行Gbps级的超高速突发模式动作的TWDM-PON中，利用热电元件控制开始burst时的半导体激光活性层的温度无法保持波长保持不变。但是，热电元件可调节通过使用光元件的外部环境变化而变化的波长变化。

热电元件为电气性控制配置在热电元件上部的元件温度的元件，这种元件对外部环境温度大约可调节45℃左右的温度。即，外部环境温度在85℃时，利用热电元件可能调节的温度最低在40℃左右。

现在，NG-PON2以100GHz间隔(1532nm的波长频带中间隔大约为0.8nm)的频率间隔设定频道。DFB-LD通常使用11GHz/℃DFB-LD作为光源的情况下，对于这种频率间隔调节大约9℃左右的温度，则可由相邻频道更换波长频道。即，在40℃下得到1频道的波长的情况下，则在49℃下得到频道2的波长，并且在58℃下得到频道3的波长，在67℃下得到频道4的波长。如果，在热电元件的温度为50℃的情况下得到频道1的波长的情况下，则频道2的温度为59℃，频道3是68℃、频道4是77℃的情况下得到的。DFB-LD的情况，在高温下反应速度迟钝，因此优选为尽可能在低温下驱动DFB-LD，若在过高的温度环境下继续驱动DFB-LD芯片的情况下，则出现可靠性问题。因此，DFB-LD芯片的驱动温度优选为越低越好，但是考虑到外部环境温度变化的情况，在热电元件的温度调节的方面优选为热电元件在40℃以上的环境下设置(setting)频道。

考虑到这一点，优选为在40℃～50℃之间设置(setting)DFB-L D的频道1的温度。