JPH0497206A - Semiconductor optical element - Google Patents

Semiconductor optical element

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JPH0497206A
JPH0497206A JP2212662A JP21266290A JPH0497206A JP H0497206 A JPH0497206 A JP H0497206A JP 2212662 A JP2212662 A JP 2212662A JP 21266290 A JP21266290 A JP 21266290A JP H0497206 A JPH0497206 A JP H0497206A
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JP
Japan
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optical waveguide
light
optical
face
reference plane
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JP2212662A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Yoshidaya
弘明 吉田谷
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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Publication date
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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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    • H01S5/1082Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
    • H01S5/1085Oblique facets
    • HELECTRICITY
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Abstract

PURPOSE:To easily obtain the coupling to an optical fiber as an SLA element by forming a 1st optical waveguide which has odd points of bent parts each having a total reflection surface and disposing the total reflection surfaces in such a manner as to be perpendicular to or parallel with a 1st reference plane. CONSTITUTION:The 1st optical waveguide 6 is formed on a semiconductor 11 and the 2nd optical waveguide 3 having the 1st reference plane 4 and the 2nd reference plane 1 disposed in parallel therewith is provided. The 1st optical waveguide 6 has odd points of the bent parts 42a and is disposed so that the total reflection surfaces 42b of the bent parts 42a are paralleled with the plane in the direction perpendicular to the 1st reference plane 4. Light rays 5, 5' emitted or made incident by the direction of the surface determined as the 1st reference plane 4 are paralleled with the 1st reference plane 4 and the 2nd optical waveguide 3 is disposed perpendicularly to the 1st reference plane 4. The total reflection surfaces 42b of the bent parts 32a of the 1st optical waveguide 6 are also paralleled with the 1st reference plane 4. The optical coupling is easily executed between the semiconductor light emitting element and the optical fiber in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板上に設けられた光導波路に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical waveguide provided on a semiconductor substrate.

すなわち、光導波路の端面の角度をスネルの法則にした
がって設定し、基準面に対して垂直または平行に出射さ
れるようにした半導体光素子に関する。
That is, the present invention relates to a semiconductor optical device in which the angle of the end face of an optical waveguide is set according to Snell's law so that light is emitted perpendicularly or parallel to a reference plane.

〔従来の技術] 低コヒーレント発光素子(5uper Lum1nes
centDiodeいわゆる5LD)、半導体光直接増
幅素子(Sesiconductor La5er A
mplifierいわゆる5LA)について、その概略
を説明する。
[Prior art] Low coherent light emitting device (5upper Lum1nes)
centDiode (so-called 5LD), semiconductor optical direct amplification element (Sesiconductor La5er A
An outline of the mplifier (so-called 5LA) will be explained below.

低コヒーレント発光素子(以下、−rSLDJという)
は、光学利得を有する光導波路を持ち、がっ、レーザ発
振を抑圧した素子である。この結果として−、レーザの
発光する前段において、比較的広い光スペクトル幅で、
発光ダイオード(LightBsitting Dio
de、以下、rLED、という)と比較して、より高い
光出力が得られる。そして、このSLDは低コヒーレン
スのため、光源、光ファイバ、光ディスク等における戻
り光雑音や干渉を起こすスペックル雑音が本質的に生じ
にくい、また、光“スペクトル幅が広く、近似的な白色
光源となりえるため、光計測用として近年、精力的に開
発されている。
Low coherent light emitting device (hereinafter referred to as -rSLDJ)
is an element that has an optical waveguide with optical gain and suppresses laser oscillation. As a result of this, in the front stage of the laser emission, a relatively wide optical spectrum width is produced.
Light-emitting diode
(hereinafter referred to as rLED), higher light output can be obtained. Since this SLD has low coherence, it is essentially less likely to generate speckle noise that causes return light noise and interference in light sources, optical fibers, optical disks, etc. Also, it has a wide optical spectrum width and can be used as an approximate white light source. In recent years, it has been actively developed for optical measurement.

また、半導体光直接増幅素子(以下、rSLA」という
)は、電流注入により光学利得を光導波路に与え、かつ
、レーザ発振を抑圧した素子であり、光伝送路の途中に
配置される。現在、SLAは光伝送路とのファイバ結合
損失を含めても光信号を20dB程度、直接、増幅し得
るものである。
Further, a semiconductor optical direct amplification element (hereinafter referred to as "rSLA") is an element that provides optical gain to an optical waveguide by current injection and suppresses laser oscillation, and is placed in the middle of an optical transmission line. Currently, SLA can directly amplify an optical signal by about 20 dB even including fiber coupling loss with an optical transmission line.

このSLAは、光スペクトル特性から広帯域の光増幅が
可能であり、かつ、同一材料から作製される半導体レー
ザ(以下、rLDJという)等との集積化が可能である
。そのため、将来の光交換システムを含めた長距離高速
大容量光通信網の中核をなす素子として開発が急がれて
いる。
This SLA is capable of wide-band optical amplification due to its optical spectral characteristics, and can be integrated with a semiconductor laser (hereinafter referred to as rLDJ) made from the same material. Therefore, there is an urgent need to develop it as a core element for long-distance, high-speed, large-capacity optical communication networks, including future optical switching systems.

以上述べた、SLDおよびSLAの基本的動作は、LD
の光導波路の端面における光反射のうち光導波路に結合
される成分を抑圧して行われることが条件である。また
、注入密度を高めた場合においても、レーザ発振を生じ
させないということも必要である点で共通している。
The basic operations of SLD and SLA described above are as follows:
The condition is that the component of light reflection at the end face of the optical waveguide that is coupled to the optical waveguide is suppressed. Furthermore, they have in common that even when the injection density is increased, it is necessary to prevent laser oscillation from occurring.

このように、SLD等の基本的動作は、LDの光導波路
の端面における光反射のうち光導波路に結合される成分
を抑圧した状況下で行われる必要がある。
As described above, the basic operation of an SLD etc. needs to be performed under a condition in which the component coupled to the optical waveguide among the light reflections at the end face of the optical waveguide of the LD is suppressed.

この光導波路に結合される成分の抑圧、すなわち、光導
波路の結合反射率(以下、「光導波路結合反射率」とい
う)を低減するためには、一般には以下の4つの手法が
知られている。
In order to suppress the components coupled to the optical waveguide, that is, to reduce the coupling reflectance of the optical waveguide (hereinafter referred to as "optical waveguide coupling reflectance"), the following four methods are generally known. .

■ LDの光導波路の端面に無反射膜を施す。■ Apply an anti-reflection film to the end face of the LD optical waveguide.

■ 光導波路端に光吸収領域を設け、反射光を吸収させ
る。
■ A light absorption region is provided at the end of the optical waveguide to absorb reflected light.

■ 光導波路端に光吸収のない物質を埋め込むことによ
りいわゆる窓領域を設け、光導波路から出射された光、
および窓領域内で反射する光を拡散させる。これによっ
て反射光の中で光導波路に結合される成分を抑圧する。
■ A so-called window area is created by embedding a material that does not absorb light at the end of the optical waveguide, so that the light emitted from the optical waveguide,
and diffuse the light reflected within the window area. This suppresses the components of the reflected light that are coupled to the optical waveguide.

■ 光を出射する端面に対して光導波路を傾斜して設け
、端面に反射し光導波路に結合される成分を抑圧する。
(2) The optical waveguide is provided at an angle with respect to the end face from which light is emitted, and the component reflected from the end face and coupled to the optical waveguide is suppressed.

しかし、■から■までの手法には以下の問題がある。However, the methods from ■ to ■ have the following problems.

■については以下の問題がある。Regarding ■, there are the following problems.

無反射膜を用いた場合、反射率≦10−1とするために
は層厚を6nI以内、屈折率を0.05以内の精度で制
御する必要がある(例えば、電子通信学会技術研究報告
OQ、H84−93,pp、29〜[1,36斎藤、向
弁、三上)。
When using a non-reflective film, in order to achieve a reflectance ≦10-1, it is necessary to control the layer thickness within 6 nI and the refractive index within 0.05 (for example, the IEICE Technical Research Report OQ , H84-93, pp, 29-[1,36 Saito, Mukaiben, Mikami).

また、TE、、THの両モードについて、同時に、同一
のレベルまで低減できないと報告されている(例えば、
G、A、^1pbonse et al、 Appli
ed Physi−cs Letters、 Vol 
55+ No、22 2L November 198
9pp、22B9〜pp、2291 ) 。
Furthermore, it has been reported that both TE and TH modes cannot be reduced to the same level at the same time (for example,
G, A, ^1pbonse et al, Appli
ed Physi-cs Letters, Vol.
55+ No, 22 2L November 198
9pp, 22B9-pp, 2291).

そのうえ、この無反射膜を用いる手法は光波の共振現象
によって行われているため、光の波長の広い範囲にわた
り安定した低反射率を実現することができない。
Furthermore, since this method of using a non-reflective film relies on the resonance phenomenon of light waves, it is not possible to achieve a stable low reflectance over a wide range of light wavelengths.

■については以下の問題がある。Regarding ■, there are the following problems.

光導波路端に光吸収領域を設けた場合、この領域は可飽
和吸収体として働く、その結果、光吸収が、光導波路中
の光密度しきい値を境として急激に変化し、かつ、この
変化は結晶成長およびデバイス形成時に意図しないで導
入される結晶の欠陥が非発光再結合中心となる。そのた
め、製造上、光吸収特性およびその経時特性に、ばらつ
きが生じ、安定した素子特性が得られ難い、さらに、そ
ればかりでなく、光導波路端に形成された光吸収領域の
ために、入射光または出射光が減衰するため、光直接増
幅素子が得られない。
When a light absorption region is provided at the end of an optical waveguide, this region acts as a saturable absorber, and as a result, the light absorption changes rapidly with the light density threshold in the optical waveguide as a boundary, and this change In this case, crystal defects unintentionally introduced during crystal growth and device formation become non-radiative recombination centers. Therefore, due to manufacturing, variations occur in the light absorption characteristics and their characteristics over time, making it difficult to obtain stable device characteristics.Furthermore, the light absorption region formed at the end of the optical waveguide Alternatively, since the emitted light is attenuated, a direct optical amplification element cannot be obtained.

■については以下の問題がある。Regarding ■, there are the following problems.

窓領域とは、光導波路端と窓領域之の境界における光反
射を除去すべ(その光導波路を形成する物質と同一か、
ご(近い屈折率を有する物質により光導波路の端面に接
し、かつ、その光導波路の端面からある長さを隔てて終
端面を有するように形成された領域を指す、窓領域と接
した光導波路の端面からその窓領域に入射した光はその
窓領域中を拡散しながら、その窓領域の終端面を経てそ
の光導波路の端面に戻って来る。その結果、その拡散に
より光導波路の端面を通過し、光導波路中に帰還する成
分を著しく抑圧させるというものである。
The window region is a material that removes light reflection at the boundary between the end of the optical waveguide and the window region (is it made of the same material that forms the optical waveguide?
An optical waveguide in contact with a window region, which refers to a region formed by a material with a similar refractive index to the end surface of an optical waveguide and having a termination surface separated by a certain length from the end surface of the optical waveguide. Light that enters the window area from the end face of the window diffuses through the window area and returns to the end face of the optical waveguide via the end face of the window area.As a result, the light passes through the end face of the optical waveguide due to the diffusion. However, the component that returns into the optical waveguide is significantly suppressed.

しかし、例えば、埋め込み型構造をとるGa。However, for example, Ga has an embedded structure.

I n +−* A S y P I−y / I n
 P化合物半導体系光素子においては、光導波路の端面
と窓領域との境界における光反射を十分に抑圧できない
。その化合物半導体系により窓領域を結晶成長により形
成するが、一般にその光導波路の端面に対する化合物半
導体の結晶成長に再現性が乏しいためである。
I n +-* A S y P I-y / I n
In P compound semiconductor optical devices, light reflection at the boundary between the end face of the optical waveguide and the window region cannot be sufficiently suppressed. Although the window region is formed by crystal growth using the compound semiconductor system, the crystal growth of the compound semiconductor on the end face of the optical waveguide generally has poor reproducibility.

また、光導波路の端面と窓領域との境界で光の透過が乱
されることによって窓領域の終端面よりの出射光におい
て近視野像、および遠視野像の乱れが生じる。そのため
、出射光を光ファイバに入射する場合、入射できる出射
光の割合が低下するという問題点がある。
Further, since the transmission of light is disturbed at the boundary between the end surface of the optical waveguide and the window region, the near-field image and far-field image of the light emitted from the end surface of the window region are disturbed. Therefore, when the emitted light is input to the optical fiber, there is a problem that the proportion of the emitted light that can be input is reduced.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

以上の■から■までの手法に比べて、■の光出射端面に
対して光導波路を傾斜して設け、端面反射の光導波路に
結合する成分を抑圧するという手法は、簡便であり実現
性もある。
Compared to the above methods ① to ②, the method ② in which the optical waveguide is provided at an angle with respect to the light emitting end face and the component coupled to the optical waveguide due to the end face reflection is suppressed is simpler and less feasible. be.

しかし、■についても以下の問題がある。However, ■ also has the following problems.

まず、光導波路が傾斜した素子の形成法は、例えば、屈
折率導波機構を有する光導波路(以下、「屈折率導波路
」という)を採用する素子の場合、InP基板上に第一
導伝型のInP緩衝層、GaI n I−x A S 
y P +−y活性層、第二導伝型のInPを順次結晶
成長してなるダブルへテロ基板上にストライブ状のエツ
チングマスクを形成する。
First, a method for forming an element with an inclined optical waveguide is, for example, in the case of an element that employs an optical waveguide having a refractive index waveguide mechanism (hereinafter referred to as a "refractive index waveguide"), a first conductive waveguide is formed on an InP substrate. type InP buffer layer, GaI n I-x A S
A stripe-shaped etching mask is formed on a double hetero substrate formed by sequentially growing crystals of a y P + -y active layer and second conductivity type InP.

さらに、その活性層を含むようにメサ状にエツチングし
、後に屈折率導波路となるメサストライプを形成する。
Further, the active layer is etched into a mesa shape to form a mesa stripe that will later become a refractive index waveguide.

この時、メサストライプの方向を光出射端面の面方向と
一致しないように設定する。
At this time, the direction of the mesa stripe is set so as not to coincide with the surface direction of the light emitting end face.

引続きそのメサストライプをそのマスクにより覆われた
部分を除いて第二導伝型のInP、第一導伝型のInP
を順次成長することにより埋め込み層を形成して素子構
造が完成する。このような構成においては、光導波路内
から光導波路の端面を通過して出射する光は光導波路の
端面を通過する前後で、光導波路の端面に仮想的に立て
た法線に対する角度の正弦と媒質の屈折率の積が保存さ
れるというスネルの法則を満たさねばならない。
Subsequently, the mesa stripe was coated with second conductivity type InP and first conductivity type InP except for the part covered by the mask.
By sequentially growing the layers, a buried layer is formed and the device structure is completed. In such a configuration, the light emitted from within the optical waveguide after passing through the end surface of the optical waveguide has a difference between the sine of the angle with respect to the virtual normal to the end surface of the optical waveguide before and after passing through the end surface of the optical waveguide. It must satisfy Snell's law, which states that the product of the refractive index of the medium is conserved.

そのため、光導波路の傾斜角と光出射角とは、より低い
反射率を求めて光導波路の傾斜角を大きくするにつれて
出射光方向が光出射端面の法線方向から離れて行くとい
う関係にある。
Therefore, the inclination angle of the optical waveguide and the light output angle are in a relationship such that as the inclination angle of the optical waveguide is increased in order to obtain a lower reflectance, the direction of the emitted light moves away from the normal direction of the light output end face.

この関係を第12図、第13図に示す。This relationship is shown in FIGS. 12 and 13.

第12図で説明すると、光出射端面7はへき開により形
成されている。そして、傾斜した光導波路6を有する素
子をダイアモンド等のヒートシンク12に接合する工程
で、光出射端面7を方向設定の基準としている。そのへ
き閲された光出射端面7の法線方向8に対してθi傾斜
した光導波路6の内部を伝播する光は、スネルの法則に
したがい、第12図中のθrの角度を有する出射光5と
なる。
To explain with reference to FIG. 12, the light emitting end face 7 is formed by cleavage. In the process of bonding the element having the inclined optical waveguide 6 to the heat sink 12 such as a diamond, the light emitting end surface 7 is used as a reference for setting the direction. The light propagating inside the optical waveguide 6 which is inclined by θi with respect to the normal direction 8 of the separated light output end face 7 is emitted by the output light 5 having an angle of θr in FIG. 12 according to Snell's law. becomes.

この結果、傾斜している光導波路6を有する素子に結合
させる光ファイバは一直線に配列できない。
As a result, the optical fibers coupled to the device having the inclined optical waveguide 6 cannot be arranged in a straight line.

また、このように光導波路6の傾きを大きく取った場合
、出射光5を受ける光ファイバも必然的に傾くので、光
ファイバの受光効率を向上させるためには、傾斜した光
導波路6の光出射端面7と光ファイバ端とを、例えばl
Oμm程度に、接近させる必要がある。事実上は、光フ
ァイバ端が光出射端面7に接触するようになってしまう
Furthermore, when the inclination of the optical waveguide 6 is made large in this way, the optical fiber that receives the emitted light 5 is also inevitably inclined, so in order to improve the light receiving efficiency of the optical fiber, it is necessary to For example, the end surface 7 and the optical fiber end are
It is necessary to bring them close to each other on the order of 0 μm. In fact, the end of the optical fiber comes into contact with the light emitting end surface 7.

この素子構造をSLAに応用する場合にも同じことがい
える。すなわち、一方の光フアイバ端面からこの素子の
光フアイバ端面と角度を持って向かい合う一方の光導波
路6の光出射端面7に入射する信号光5”は、この素子
の他方の光導波路6の光出射端面7から光導波路6の光
出射端面7と角度を持って向き合う他方の光フアイバ端
面に出射する増幅された出射光5となる。−信号光5“
と出射光5は、この素子の前記光導波路60両光出射端
面7において光の進行方向が屈折するため、信号−光5
”と出射光5の進行方向は一致するが、−直線上に存在
することはない、現在量も簡便にして実現性のあるSL
Aを光フアイバ伝送路への組み込むには、信号光を伝送
する光フアイバ伝送路の内、SLA素子長より僅かに長
い領域だけ切取り、その部分に、SLA素子を配置する
ことよりなる手法が採用されている。しかし、■の素子
構造においては、SLA素子に入射する信号光と、この
素子から出射する増幅された出射光が一直線上に存在し
ないという問題を生む。
The same can be said when this element structure is applied to SLA. That is, the signal light 5'' that enters the light output end face 7 of one optical waveguide 6 that faces the optical fiber end face of this element at an angle from the end face of one optical fiber is output from the other optical waveguide 6 of this element. The amplified output light 5 is outputted from the end face 7 to the other optical fiber end face that faces the light output end face 7 of the optical waveguide 6 at an angle. -Signal light 5"
Since the traveling direction of the light is refracted at both the light output end faces 7 of the optical waveguide 60 of this element, the signal-light 5 is
” and the traveling direction of the emitted light 5 coincide with each other, but they do not exist on a straight line.
In order to incorporate A into an optical fiber transmission line, a method is adopted in which a region slightly longer than the SLA element length is cut out of the optical fiber transmission line that transmits the signal light, and the SLA element is placed in that part. has been done. However, in the element structure (2), a problem arises in that the signal light incident on the SLA element and the amplified output light emitted from this element are not aligned in a straight line.

本発明は、傾斜した光導波路6を有するSLDおよびS
LAにおける上記のような事情に鑑みてなされたもので
あり、光導波路6の光導波路結合反射率を強く抑圧した
としてもなお、出射光5と光ファイバとを良くすること
を第1の目的とし、更に、SLA素子の一方の光導波路
6の光出射端面7に入射する信号光5°と、SLA素子
の他方の光導波路6の光出射端面7から出射する増幅さ
れた出射光5とが、−直線上に存在し、SLA素子とし
ても光ファイバとの結合が容易に実現可能となるような
半導体光素子を提供することを課題とする。
The present invention provides an SLD with an inclined optical waveguide 6 and an SLD with an inclined optical waveguide 6.
This was done in view of the above-mentioned circumstances in LA, and even if the optical waveguide coupling reflectance of the optical waveguide 6 is strongly suppressed, the primary purpose is to improve the output light 5 and the optical fiber. Furthermore, the signal light 5° incident on the light output end face 7 of one optical waveguide 6 of the SLA element, and the amplified output light 5 emitted from the light output end face 7 of the other optical waveguide 6 of the SLA element, - It is an object of the present invention to provide a semiconductor optical device that exists on a straight line and can be easily coupled to an optical fiber even as an SLA device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために本発明の半導体光素子におい
ては、光が導波する光導波路6の方向と光が出射される
出射面となる第一の基準面4の方向との間の関係をスネ
ルの法則にしたがって設定し、かつ、光導波路6中に全
反射面42bを有する奇数カ所の折れ曲がり部42aと
で構成した。すなわち、この半導体光素子は、 ■半導体11上に形成され、半導体11上には第一の光
導波路6中が形成されている。この光導波路6は、導波
する光9が、スネルの法則にしたがえば第一の基準面4
に対して垂直方向に光5を出射(または入射)するよう
な角度を持っているような一つの光出射導波路端面2を
もっている。
In order to solve the above problems, in the semiconductor optical device of the present invention, the relationship between the direction of the optical waveguide 6 through which light is guided and the direction of the first reference surface 4 which is the exit surface from which the light is emitted is determined. The optical waveguide 6 is set in accordance with Snell's law, and is configured with bent portions 42a at odd locations having total reflection surfaces 42b. That is, this semiconductor optical device is: (1) formed on a semiconductor 11, and the first optical waveguide 6 is formed on the semiconductor 11; According to Snell's law, this optical waveguide 6 allows the guided light 9 to reach the first reference plane 4.
It has one light output waveguide end face 2 having an angle such that light 5 is emitted (or incident on it) in a direction perpendicular to the light output waveguide.

■第一の基準面4に対して平行に配設される第二の基準
面1とを有する第二の光導波路3とを備えている。
(2) A second optical waveguide 3 having a second reference plane 1 arranged parallel to the first reference plane 4.

■第一の光導波路6は奇数カ所の折れ曲がり部42aを
有する。
(2) The first optical waveguide 6 has bent portions 42a at an odd number of locations.

■第一の光導波路6の折れ曲がり部42aの全反射面4
2bが、第一の基準面4と垂直な方向の面と平行となる
ように配設する。
■Total reflection surface 4 of bent portion 42a of first optical waveguide 6
2b is arranged so as to be parallel to a plane perpendicular to the first reference plane 4.

なお、第一の基準面4として定めた面の方向によっては
、出射または入射する光5.5′が第一の基準面4に対
して平行となり、第二の光導波路3が第一の基準面4に
対して垂直に配設され、また、第一の光導波路6の折れ
曲がり部42aの全反射面42bが第一の基準面4と平
行ともなる。
Note that depending on the direction of the plane defined as the first reference plane 4, the emitted or incident light 5.5' becomes parallel to the first reference plane 4, and the second optical waveguide 3 becomes parallel to the first reference plane 4. It is arranged perpendicularly to the surface 4, and the total reflection surface 42b of the bent portion 42a of the first optical waveguide 6 is also parallel to the first reference surface 4.

〔作用〕[Effect]

このように構成された半導体光素子によれば、素子に結
合する入射および出射光用の光ファイバが光軸を一直線
上(または平行)に配列することができるようになる。
According to the semiconductor optical device configured in this way, the optical fibers for input and output light coupled to the device can be arranged with their optical axes aligned in a straight line (or in parallel).

また、エツチングにより形成された光導波路6の光出射
光導波路端面2からの出射光5の方向力(第一の基準面
40法線方向8に一致する条件を、例えば、G a x
 I n r−x A s y P I−y / I 
n P(λg−1,55μm)に適用した場合、光導波
路6と光出射端面である第一の基準面4の間に成立する
関係を第3図および第4図に示す、第3図には角度θn
は光出射光導波路端面2に対する光導波路6の傾き、角
度θfは方向8に対する光出射光導波路端面2の傾き、
角度θiは方向8″に対する光導波路6の傾きを模式的
に示しである。そして第4図には、これらθn、θf、
θfの間に成立する関係をグラフにより示した。
In addition, the directional force of the output light 5 from the light output optical waveguide end face 2 of the optical waveguide 6 formed by etching (conditions that match the normal direction 8 of the first reference plane 40, for example, G a x
I n r-x A sy P I-y / I
When applied to n P (λg-1, 55 μm), the relationship established between the optical waveguide 6 and the first reference plane 4, which is the light output end face, is shown in FIGS. 3 and 4. is the angle θn
is the inclination of the optical waveguide 6 with respect to the light emitting optical waveguide end surface 2, and the angle θf is the inclination of the light emitting optical waveguide end surface 2 with respect to the direction 8.
The angle θi schematically shows the inclination of the optical waveguide 6 with respect to the direction 8''. In FIG. 4, these θn, θf,
The relationship established between θf is shown in a graph.

ここで、光導波路6の光出射光導波路端面2より出射光
5が方向8と平行方向であるため、θt=θiである。
Here, since the light 5 emitted from the light output optical waveguide end face 2 of the optical waveguide 6 is parallel to the direction 8, θt=θi.

第4図より、G a x I n +−x A s y
 P I−x / InP(λg=1.55μm)によ
る光導波路の場合、破線で示すようにθf−45°の時
、θnζ12.5゜となり、−点鎖線で示すようにθt
L=、32.4°となる。また、第一の光導波路6を進
行する光9が全反射面42bで全反射されるためのθf
の上限値(ζ72°)を白抜き矢印(+=)でθ−を軸
上に示した。この第4図から、θfがO°〜90°の範
囲で、光9は全反射面42bにおいて全反射を生じ目的
の機能を果たす、このような構成による、光導波路結合
反射率の例を、光出射光導波路端面2に対する第一の光
導波路6の傾き角θnの関数として第8図に示した。光
導波路結合反射率はθnと共に急激に減少し、例えば、
層厚0.15μm、バンドギャップ波長1.55μmの
Ga1nAsP活性層を有する結晶系において光出射導
波路端面2の方向が法線方向8に対して45°傾いてい
る場合は、屈折率導波路においても光導波路結合反射率
として5XIO−’以下が得られる。
From Figure 4, G a x I n +-x A sy
In the case of an optical waveguide made of P I-x / InP (λg = 1.55 μm), when θf is -45° as shown by the broken line, θnζ is 12.5°, and as shown by the -dotted chain line, θt
L=, 32.4°. Also, θf for the light 9 traveling through the first optical waveguide 6 to be totally reflected by the total reflection surface 42b.
The upper limit value (ζ72°) is indicated by an outline arrow (+=) with θ− on the axis. From this FIG. 4, an example of the optical waveguide coupling reflectance with such a configuration in which the light 9 is totally reflected at the total reflection surface 42b and fulfills the intended function when θf is in the range of 0° to 90° is shown as follows. It is shown in FIG. 8 as a function of the inclination angle θn of the first optical waveguide 6 with respect to the light output optical waveguide end face 2. The optical waveguide coupling reflectance decreases rapidly with θn, for example,
In a crystal system having a Ga1nAsP active layer with a layer thickness of 0.15 μm and a bandgap wavelength of 1.55 μm, if the direction of the light output waveguide end face 2 is inclined at 45° with respect to the normal direction 8, in the refractive index waveguide. Also, an optical waveguide coupling reflectance of 5XIO-' or less can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

本発明における構成は、出射光5が第一の基準面4に対
し垂直、または、水平方向になるように鉛直な光出射光
導波路端面2を形成する。一方、第一の光導波路6にお
いては、奇数カ所の折れ曲がり部42aを有しており、
この第一の光導波路6の折れ曲がり部42aが、半導体
基板11に形成された面10と平行となり、しかも形成
された第一の光導波路6の露出した部分において第一の
光導波路6中を進行する光9が全反射を起こす全反射端
面42bとして作用するように、第一の光導波路6の折
れ曲がり角度を設定する。また、半導体基板11上に形
成され、光を出射または入射する光出射光導波路端面2
および2”の中央を結ぶ線分jが面10と平行であり、
かつ、奇数カ所の全反射端面42bを配設する。
In the configuration of the present invention, the vertical light output optical waveguide end face 2 is formed so that the output light 5 is perpendicular or horizontal to the first reference plane 4 . On the other hand, the first optical waveguide 6 has bent portions 42a at an odd number of locations,
The bent portion 42a of the first optical waveguide 6 is parallel to the surface 10 formed on the semiconductor substrate 11, and furthermore, the bent portion 42a of the first optical waveguide 6 travels through the first optical waveguide 6 in the exposed portion of the formed first optical waveguide 6. The bending angle of the first optical waveguide 6 is set so that the light 9 acting as a total reflection end face 42b causes total reflection. Also, a light output optical waveguide end face 2 formed on the semiconductor substrate 11 and for outputting or inputting light.
A line segment j connecting the centers of 2” and 2” is parallel to the surface 10,
In addition, total reflection end faces 42b are provided at an odd number of locations.

以下、本発明の半導体光素子の一実施例を図面を用いて
説明する。
An embodiment of the semiconductor optical device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第一の実施例) 第1図で俯かん図を、第2図で模式的な見取図を示す。(First example) Figure 1 shows an overhead view, and Figure 2 shows a schematic sketch.

まず、折れ曲がり部42aを有する第一の光導波路6に
対して平行に進む光9がある。この過程は、第一の光導
波路6と光を出射または入射する光出射光導波路端面2
および2°の中央を結ぶ線分jと平行に、へき開等によ
り形成された面10と第一の光導波路6の折れ曲がり部
42aが交差した部分で第一の光導波路6の露出した部
分が全反射端面42bとなるように配設するため、この
全反射端面42bにおいて、光9の光エネルギーが全反
射をし、折れ曲がり部42aを有した第一の光導波路6
に対して進行するためである。このように進行した、光
9は第一の光導波路6の光出射光導波路端面2で出射光
5となる。出射光5が、へき開により形成された第一の
基準面4に対し垂直方向になるように、鉛直な光出射光
導波路端面2を形成する。
First, there is light 9 traveling parallel to the first optical waveguide 6 having the bent portion 42a. This process consists of the first optical waveguide 6 and the light output optical waveguide end face 2 through which light is emitted or input.
The exposed portion of the first optical waveguide 6 is entirely parallel to the line segment j connecting the centers of 2° and 2°, where the surface 10 formed by cleavage or the like intersects the bent portion 42a of the first optical waveguide 6. Since the reflective end surface 42b is disposed, the optical energy of the light 9 is totally reflected at the total reflection end surface 42b, and the first optical waveguide 6 having the bent portion 42a is formed.
This is because it progresses against. The light 9 that has traveled in this manner becomes the output light 5 at the light output optical waveguide end face 2 of the first optical waveguide 6. A vertical light-emitting optical waveguide end surface 2 is formed so that the emitted light 5 is perpendicular to the first reference plane 4 formed by cleavage.

この光出射光導波路端面2はウェットまたはドライエチ
ングにより行われる。
This light output optical waveguide end face 2 is formed by wet or dry etching.

次に、光ファイバである第二の光導波路3は、第一の基
準面4に平行の位置に配置する。出射光5は、第二の光
導波路3の第二の基準面1に対して垂直に入射され、第
二の光導波路3の内部を平行に進む。そして、光出射光
導波路端面2からの出射光5の方向が、第一の基準面4
の法線方向日に一致する条件を示す0例えば、Ga、I
n。
Next, the second optical waveguide 3, which is an optical fiber, is placed in a position parallel to the first reference plane 4. The emitted light 5 is incident perpendicularly to the second reference plane 1 of the second optical waveguide 3 and travels inside the second optical waveguide 3 in parallel. Then, the direction of the output light 5 from the light output optical waveguide end face 2 is aligned with the first reference plane 4.
For example, Ga, I
n.

A s y P +−(λg =1.55μm) / 
I n P活性層厚0.15μmの例に適用した場合、
光9と光出射光導波路端面2との間に成立する関係を第
3図および、第4図に示す。
A sy P +- (λg = 1.55 μm) /
When applied to an example with an I n P active layer thickness of 0.15 μm,
The relationship established between the light 9 and the light output waveguide end face 2 is shown in FIGS. 3 and 4.

以下に、本発明の半導体光素子を形成する一実施例とし
て、全反射端面42bを1カ所有する例を第5図にて説
明する。
Below, as an example of forming a semiconductor optical device of the present invention, an example in which one total reflection end face 42b is provided will be described with reference to FIG.

(1) 例えば、第一導伝型のInP基板上に第一導伝
層のInPバマファー層13、Ga、In1−g A 
S y P I−y活性層14、第二導伝型のInPク
ラッド層15を順次結晶成長したダブルへテロ基板をエ
ピタキシャル結晶成長により形成する。
(1) For example, an InP buffer layer 13 of the first conductive layer, Ga, In1-g A
A double hetero substrate in which a S y P I-y active layer 14 and a second conductivity type InP cladding layer 15 are successively grown is formed by epitaxial crystal growth.

(2) ダブルへテロ基板の、へき開面26方向に対し
傾けたメサ16および、へき開面26に対してメサ16
と逆の傾きを有するメサ16”を通常の半導体レーザと
同様な手法により形成するが、この時メサ16とメサ1
6°の交差部分で(5)の工程で形成する溝41の幅だ
けメサストライプをずらせておく 。
(2) Mesa 16 tilted with respect to the cleavage plane 26 direction of the double hetero substrate, and mesa 16 tilted with respect to the cleavage plane 26
A mesa 16'' having an inclination opposite to that of
At the 6° intersection, the mesa stripes are shifted by the width of the groove 41 formed in step (5).

(3) このメサ16およびメサ16“を形成した基板
上に第二導伝型のInP層17、第一導伝型のInP層
18にて順次埋め込み成長をおこなう。
(3) A second conductivity type InP layer 17 and a first conductivity type InP layer 18 are sequentially buried and grown on the substrate on which the mesas 16 and 16'' are formed.

(4) 次に、埋め込み成長の完−了した基板上にエツ
チングマスクとなる誘電体層19をプラズマCVD等に
よって被着する。その後、第一の光導波路6となるメサ
方向と光出射光導波路端面2の角度を考慮し、光出射光
導波路端面2を含む角柱状の穴40を形成するためのレ
ジストパター ン20と、全反射端面421)を含む溝
41を形成するためのレジストパターン20“を形成す
る。
(4) Next, a dielectric layer 19 serving as an etching mask is deposited on the substrate on which the buried growth has been completed by plasma CVD or the like. After that, taking into account the mesa direction that will become the first optical waveguide 6 and the angle between the light output optical waveguide end face 2, a resist pattern 20 for forming a prismatic hole 40 including the light output optical waveguide end face 2 and the entire A resist pattern 20'' for forming a groove 41 including a reflective end surface 421) is formed.

次に、穴40を形成する過程を、第5図(4)中A−A
’断面において第5図(A)〜(F)によって、また、
溝41を形成する過程を、第5図(4)中B −B″断
面おいて第5図(a)〜・(f)により以下、併せて説
明する。
Next, the process of forming the hole 40 is shown in FIG.
5 (A) to (F) in the cross section, and
The process of forming the groove 41 will be described below with reference to FIGS. 5(a) to 5(f) taken along the line B-B'' in FIG. 5(4).

(A)、(a)  埋め込み成長の完了した基板上の誘
電体層19をレジストパターン20および20゛状にエ
ツチングする。その後、電極材料21を基板の表裏両面
にダブルへテロ基板の導伝型に合わせて、例えば、n−
InPに対してAuGeNi、p−InPに対してAu
Znを各々蒸着するい(B)、(b)  レジスト20
および20”をアセトン等で溶解しパターン上の電極材
料をリフトオフした後熱処理を施し、電極22を形成す
る。
(A), (a) The dielectric layer 19 on the substrate on which the buried growth has been completed is etched into resist patterns 20 and 20°. Thereafter, the electrode material 21 is applied to both the front and back surfaces of the substrate in accordance with the conductivity type of the double hetero substrate, for example, n-
AuGeNi for InP, Au for p-InP
(B), (b) Resist 20 where Zn is deposited respectively
and 20'' is dissolved with acetone or the like to lift off the electrode material on the pattern, and then subjected to heat treatment to form the electrode 22.

(C)、(C)  電極22が形成された基板上に、再
び誘電体層23を被着する。
(C), (C) A dielectric layer 23 is again deposited on the substrate on which the electrode 22 is formed.

(D)、(d)  g電体層23が被着された基板上に
レジスト24塗布後、前記1/シストパターン2゜およ
び20”に一致させて、窓43および43′ を開ける
(D), (d) g After coating the resist 24 on the substrate on which the electric layer 23 is deposited, windows 43 and 43' are opened to match the 1/cyst patterns 2° and 20''.

(E)、(e)  引き続いて、レジスト24をマスク
として誘電体層23をエツチングにより除去する。
(E), (e) Subsequently, the dielectric layer 23 is removed by etching using the resist 24 as a mask.

(F)、(f)  誘電体層23のエツチングさねなか
った部分をマスクにInPおよびGa、In+−y A
 S y P +−y結晶にウェット法やドライ法を用
いてエツチングを施す。
(F), (f) Using the unetched portion of the dielectric layer 23 as a mask, InP, Ga, In+-y A
Etching is performed on the S y P +-y crystal using a wet method or a dry method.

(5) これまでの(1)から(4)の工程乙こより溝
41および角柱状の穴40を有する基板が形成される。
(5) From the previous steps (1) to (4), a substrate having grooves 41 and prismatic holes 40 is formed.

(6) 角柱状の穴40の垂直部分に活性層を含む光導
波路の端面が一致するように基板を、へき開またはダイ
シングによって分割し、本発明による半導体光素子25
を得ることができる。
(6) The substrate is divided by cleaving or dicing so that the end face of the optical waveguide including the active layer coincides with the vertical portion of the prismatic hole 40, and the semiconductor optical device 25 according to the present invention is divided.
can be obtained.

(7) 半導体光素子25をダイアモンド等のヒトシン
ク12の端面に結晶へき開面7を一致さゼ゛てダイポン
ディングした後、半導体光素子25へのワイアーボンデ
ィング28を順次行いSLD素子系を完成する。
(7) After die-bonding the semiconductor optical device 25 with the crystal cleavage plane 7 aligned with the end face of the human sink 12 such as diamond, wire bonding 28 to the semiconductor optical device 25 is sequentially performed to complete the SLD device system.

(8)  −一一力、S L Aは、半導体光素子25
およびヒートシンク12の全長を同程度とし2、これを
出力ファイバー29と入力ファイバー31の間に配置す
ることにより完成する。
(8) - Ichiriki, SLA is semiconductor optical device 25
The overall length of the heat sink 12 is made to be approximately the same 2, and this is completed by placing it between the output fiber 29 and the input fiber 31.

これらの(7)および(8)の工程で完成した素子系は
、ワイアーボンディング28を通して正電荷または負電
荷を半導体光素子25に注入することにより機能する6
従来の傾斜導波路素子とは異なり、通常の光伝送路に一
致する光ファイバー29への出射光および光ファイバー
31からの入射光が垂直入射となる。そのため、従来の
半導体レーザ組立工程を適用した場合においても光フア
イバ一端と素子端面の機械的な干渉がなく、かつ、通常
の光伝送路と良好な光結合が容呂に実現される。
The device system completed through these steps (7) and (8) functions by injecting positive or negative charges into the semiconductor optical device 25 through the wire bonding 28.
Unlike the conventional inclined waveguide element, the outgoing light to the optical fiber 29 and the incident light from the optical fiber 31, which correspond to a normal optical transmission path, are vertically incident. Therefore, even when a conventional semiconductor laser assembly process is applied, there is no mechanical interference between one end of the optical fiber and the end face of the element, and good optical coupling with a normal optical transmission path can be easily achieved.

また、傾斜導波路素子端面からの出射光量は、傾斜導波
路素子端面に低反射膜を被着することにより向」−する
。かつ、この場合、厚さおよび組成が高度に制御された
低反射膜を必要とせず、例えば、膜により光導波路の端
面での光反射率として数%程度で十分である。何故なら
本導波路構造は本質的にファプリ・ペローモードによる
レーザ発振が効果的に抑圧され、かつ、これ以上光反射
率を低下させても出射光量の向上が飽和するからである
Further, the amount of light emitted from the end face of the inclined waveguide element can be controlled by coating the end face of the inclined waveguide element with a low reflection film. In this case, there is no need for a low-reflection film whose thickness and composition are highly controlled; for example, a film with a light reflectance of several percent at the end face of the optical waveguide is sufficient. This is because the present waveguide structure essentially effectively suppresses laser oscillation due to the Fabry-Perot mode, and the improvement in the amount of emitted light reaches saturation even if the light reflectance is further reduced.

その上、このように最適化されていない低反射膜を介し
た光反射は、光波長依存性が弱い(例えば、電気通信学
会技術研究報告 0QE84−93. pp、29−p
p、3s斉藤、向弁、三」−)。そのため、傾斜導波路
素子の特長の一つでもある、はぼ波長依存性のない光反
射特性を損な・うことが少ないという利点を、維持し続
けることはいうまでもない。
Moreover, light reflection through such an unoptimized low-reflection film has weak optical wavelength dependence (for example, IEICE technical research report 0QE84-93. pp, 29-p).
p, 3s Saito, Mukaiben, 3''-). Therefore, it goes without saying that one of the features of the inclined waveguide element, which is that the light reflection characteristics without wavelength dependence is less likely to be impaired, can be maintained.

(第二の実施例) 第6図に、分布帰還型半導体レーザ(以下、rDFB−
LDJという)に本発明を適用した例を、このD F 
B−L Dの内部構造がわかるように図示した。DFB
−I、Dは活性層14に沿って具備したガイド層に光導
波路6の全反射面42bの部分を境として特定な波長の
光を選択する回折格子32が刻まれた領域31と口折格
子32を含まない領域44が結合された構造となってい
る。この構造における回折格子32は光導波路の方向に
光を回折するようにダブルへテロ基板の形成時に作り込
まれており、それ以後の埋め込み成長工程は第一の実施
例にあるSLDやSLAと基本的に同一である。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a distributed feedback semiconductor laser (rDFB-
This D F
The internal structure of B-LD is illustrated so that it can be understood. DFB
-I and D are a region 31 and an opening grating in which a diffraction grating 32 for selecting light of a specific wavelength is carved in a guide layer provided along the active layer 14, with the total reflection surface 42b of the optical waveguide 6 as a boundary; It has a structure in which regions 44 that do not include 32 are combined. The diffraction grating 32 in this structure is built in when forming the double hetero substrate so as to diffract light in the direction of the optical waveguide, and the subsequent buried growth process is similar to the SLD and SLA in the first embodiment. are essentially the same.

DFB−LDは光導波路の端面における回折格子32の
位相がレーザ発振の特性に強い影響を与えることが知ら
れている(例えば、“InGaAsP/InPSes+
1conductor La5ers in 1.5μ
m Range  +S、AKIBA、 Presen
ted to Tokyo In5titute of
 Techn。
It is known that in the DFB-LD, the phase of the diffraction grating 32 at the end face of the optical waveguide has a strong influence on the laser oscillation characteristics (for example, "InGaAsP/InPSes+").
1 conductor La5ers in 1.5μ
m Range +S, AKIBA, Presen
ted to Tokyo In5 position of
Techn.

1ogy、1984 ) 、例えば、G”X InI−
x As、py / l n P系半導体レーザにおい
て、1次回折格子のピッチは、200〜250nmと微
細であるから、へき開等による光導波路の端面の形成に
おいて回折格子の位相制御は現在はぼ不可能である。
1ogy, 1984), e.g.
x As, py / l n In P-based semiconductor lasers, the pitch of the first-order diffraction grating is as fine as 200 to 250 nm, so phase control of the diffraction grating in forming the end face of an optical waveguide by cleavage, etc. is currently almost impossible. It is possible.

ゆえに、このDFB−LDの発振特性を安定化するには
、光導波路の端面での光反射を抑圧する必要がある。
Therefore, in order to stabilize the oscillation characteristics of this DFB-LD, it is necessary to suppress light reflection at the end face of the optical waveguide.

本発明は、このような問題の解決に対しても有効である
ことはこれまでの説明からも明かである。
It is clear from the above description that the present invention is also effective in solving such problems.

同時に、素子に対する入射光と出射光が一直線に配置さ
れるため、回折格子領域の利得と損失をほぼ釣り合わせ
ておけば、従来の素子系組立工程を用いたままで波長選
択性を有するSLAとすることもできる。
At the same time, since the incident light and the outgoing light to the element are arranged in a straight line, if the gain and loss of the diffraction grating region are approximately balanced, SLA with wavelength selectivity can be achieved while using the conventional element system assembly process. You can also do that.

(第三の実施例) 第7図には、全反射面42bを3力所以上の奇数力所有
する場合における本発明の適用例に付いて示した。この
ようすると、本発明における、光ファイバとの結合が容
易という利点を維持したまま、全体として光利得を有す
る光導波路長が長くなるため、SLAとしての増幅利得
が増大する。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows an example of application of the present invention in a case where the total reflection surface 42b has three or more odd-numbered force points. In this case, the length of the optical waveguide having optical gain increases as a whole while maintaining the advantage of easy coupling with an optical fiber in the present invention, so that the amplification gain of the SLA increases.

(第四の実施例) 第一の実施例乃至第三の実施例では、この素子へ入射す
る信号光と、この素子から出射する出射光が対向となる
例を説明した。第四の実施例で志素子へ入射する信号光
と、この素子から出射する出射光が同一となる例を説明
する。
(Fourth Embodiment) In the first to third embodiments, an example was described in which the signal light incident on this element and the output light emitted from this element are opposed to each other. In the fourth embodiment, an example will be described in which the signal light incident on a second element and the output light emitted from this element are the same.

第9図は全反射面42bが1カ所の例を示す図であり、
第10図は全反射面42bが3力所以上の奇数個の例を
示す図である。しかし、この構造の場合θiが全反射面
42bにおいて全反射臨界角以上である事と、θnが光
出射光導波路端面2において全反射臨界角以下でおるこ
とが同時に満たされ、かつ、出射光5と入射する信号光
5′が第一の基準面4と平行または垂直であるためには
第11図の曲線で示される領域でθi、θn、θfの関
係が決定される。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which there is one total reflection surface 42b,
FIG. 10 is a diagram showing an example of an odd number of total reflection surfaces 42b having three or more force points. However, in this structure, it is simultaneously satisfied that θi is greater than or equal to the critical angle of total reflection at the total reflection surface 42b and that θn is less than or equal to the critical angle of total reflection at the end face 2 of the light output optical waveguide, and the output light 5 In order for the incident signal light 5' to be parallel or perpendicular to the first reference plane 4, the relationship between θi, θn, and θf is determined in the region shown by the curve in FIG.

なお、この関係は、活性層厚0.15μmのGaInA
s (λg =1.55μm) / I n Pに適用
した場合の例である。
Note that this relationship holds true for GaInA with an active layer thickness of 0.15 μm.
This is an example when applied to s (λg = 1.55 μm) / I n P.

ここで述べた第一の実施例乃至第四の実施例の全ての構
造は、先に説明したG a X I n H−x A 
sP H−y / I n P系半導体半導体以外の半
導体光素子に付いても同様に適用できることは明白であ
る。
All the structures of the first to fourth embodiments described here are based on the G a X I n H-x A
It is obvious that the present invention can be similarly applied to semiconductor optical devices other than sP H-y/I n P-based semiconductors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明の半導体光素子によれば、以
下の効果が得られる。
As explained above, according to the semiconductor optical device of the present invention, the following effects can be obtained.

■光導波路結合反射率を抑圧した上で、光を基準面に対
して平行、または、垂直に出射または入湯できるので、
本発明による半導体発光素子と光ファイバの間において
光結合が容易にできるようになった。
■After suppressing optical waveguide coupling reflectance, light can be emitted or entered parallel to or perpendicular to the reference plane.
Optical coupling can now be easily achieved between the semiconductor light emitting device and the optical fiber according to the present invention.

■半導体発光素子の基準面に対して平行、または垂直に
と言う調整しやすい角度で光を出射できる。したがって
、光出射光導波路端面以外の、へき開面などにより形成
される基準面により素子の位置合わせを通常の半導体レ
ーザ同様、容易にできるので製造が容易である。
■ Light can be emitted at an easily adjustable angle, parallel or perpendicular to the reference plane of the semiconductor light emitting device. Therefore, the device can be easily aligned using a reference plane formed by a cleavage plane or the like other than the end face of the light-emitting optical waveguide, as in a normal semiconductor laser, and therefore manufacturing is easy.

■この光導波路結合反射率の低減は、無反射膜による光
導波路端面反射率の低減効果のような波長依存性をほと
んど持たない、そのため、広範囲の光波長にわたって、
ファブリ・ペローモードによるレーザ発振の抑圧が可能
となる。
■This reduction in the optical waveguide coupling reflectance has almost no wavelength dependence, unlike the effect of reducing the optical waveguide end face reflectance by a non-reflection film, and therefore, over a wide range of optical wavelengths,
Laser oscillation due to Fabry-Perot mode can be suppressed.

■全反射面で光の伝播方向が変わるため、本発明による
SLA素子において、一方の光ファイバからこの素子へ
入射する信号光と、この素子から他方の光ファイバへ出
射する増幅された出射光が一直線上にならぶ、そのため
、SLAを組み込んだ直接光増幅システムの製造が容易
となる。
■Since the propagation direction of light changes on the total reflection surface, in the SLA element according to the present invention, the signal light that enters the element from one optical fiber and the amplified output light that exits from this element to the other optical fiber are separated. are aligned, which facilitates the manufacture of direct optical amplification systems incorporating SLA.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の半導体光素子の第一の実施例の俯かん
図、 第2図は本発明の半導体光素子の第一の実施例を模式的
に示した見取図、 第3図は第1図の光出射光導波路端面付近を拡大した回
、 第4図は第一の光導波路と光出射光導波路端面との間に
成立する関係を説明する図、 第5図は本発明の半導体光素子の製造工程を示した図、 第6図は本発明の半導体光素子の第二の実施例の俯かん
図、 第7図は本発明の半導体光素子の第三の実施例の俯かん
図、 第8図は光出射光導波路端面におりる入射光が元の第一
の光導波路に帰還する割合(光導波路結合反射率)の例
を第3図に示す端面に対する光導波路傾き角θnの関数
として示した図、第9図、第10図は本発明の半導体光
素子の第四の実施例の俯かん図、 第11図は、第四の実施例における第一の光導波路と光
出射光導波路端面との間に成立する関係を説明する図、 第12図は従来の半導体光素子の俯かん図、第13図は
従来の半導体光素子を模式的に示しまた見取図である。 1・・・第二の基準面、 2・・・光出射光導波路端面、 3・・・第二の光導波路 4・・・第一の基準面、5・・・出射光、6・・・第一
の光導波路、9・・・光、10・・・面、11・・・半
導体基板、42a ・・・折れ曲がり部、42b ・・
・全反射面。 特許出願人    アンリツ株式会社 代理人  弁理士  小 池 龍太部 第12図 第1図 第 図 第 図 θf (度) 第 図 第 図 第 図 第 図 5−10−’ θn (度)
FIG. 1 is an overhead view of the first embodiment of the semiconductor optical device of the present invention, FIG. 2 is a sketch diagram schematically showing the first embodiment of the semiconductor optical device of the present invention, and FIG. 1 is an enlarged view of the vicinity of the end face of the light emitting optical waveguide, FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship established between the first optical waveguide and the end face of the light emitting optical waveguide, and FIG. 5 is a diagram showing the semiconductor optical waveguide of the present invention. A diagram showing the manufacturing process of the device, FIG. 6 is an overhead view of the second embodiment of the semiconductor optical device of the present invention, and FIG. 7 is an overhead view of the third embodiment of the semiconductor optical device of the present invention. , Figure 8 shows an example of the rate at which the incident light that enters the end face of the light output optical waveguide returns to the original first optical waveguide (optical waveguide coupling reflectance), based on the angle of inclination θn of the optical waveguide with respect to the end face shown in Figure 3. 9 and 10 are overhead views of the fourth embodiment of the semiconductor optical device of the present invention, and FIG. 11 shows the first optical waveguide and light output in the fourth embodiment. 12 is an overhead view of a conventional semiconductor optical device, and FIG. 13 is a diagram schematically showing a conventional semiconductor optical device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Second reference surface, 2... Light output optical waveguide end surface, 3... Second optical waveguide 4... First reference surface, 5... Outgoing light, 6... First optical waveguide, 9... light, 10... surface, 11... semiconductor substrate, 42a... bent portion, 42b...
- Totally reflective surface. Patent Applicant Anritsu Corporation Agent Patent Attorney Ryutabe Koike Fig. 12 Fig. 1 Fig. Fig. Fig. θf (degrees)

Claims (1)

【特許請求の範囲】  第一の基準面(4)を有する半導体基板(11)と、
該半導体基板(11)上に形成され、かつ、それが導波
する光(9)がスネルの法則にしたがえば第一の基準面
(4)に対して垂直または平行方向に光を出射または入
射するような角度を持ってその一つの光出射光導波路端
面(2)が配設されている第一の光導波路(6)と、該
第一の光導波路(6)の前記光出射光導波路端面(2)
より出射される出射光(5)を入射し、かつ、前記第一
の基準面(4)と平行または垂直に配設される第二の基
準面(1)とを有する第二の光導波路(3)とを備えた
半導体光素子おいて、 前記第一の光導波路(6)が全反射面(42b)を有す
る奇数ヵ所の折れ曲がり部(42a)を備え、該全反射
面(42b)が前記第一の基準面(4)に垂直または平
行となるように配設されたことを特徴とする半導体光素
子。
[Claims] A semiconductor substrate (11) having a first reference surface (4);
According to Snell's law, the light (9) formed on the semiconductor substrate (11) and guided by the semiconductor substrate (11) emits light in a direction perpendicular or parallel to the first reference plane (4). a first optical waveguide (6) in which one end face (2) of the light output waveguide is arranged at an angle such that the light enters the waveguide; and the light output waveguide of the first optical waveguide (6). End face (2)
A second optical waveguide (1) into which the output light (5) emitted from 3), wherein the first optical waveguide (6) includes bent portions (42a) at odd numbers of places having total reflection surfaces (42b), and the total reflection surfaces (42b) A semiconductor optical device characterized in that it is arranged perpendicularly or parallel to a first reference plane (4).
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