FR2826789A1 - Laser integre a cavite de fabry perot - Google Patents
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Abstract
Composant (10) monolithique intégré comprenant plusieurs sections (21, 22) dont une section (21) constituant un laser ayant une cavité munie d'un réflecteur partiellement réfléchissant, et au moins une autre section (22) voisine de ladite section laser (21), composant caractérisé en ce que le réflecteur (11) partiellement réfléchissant est disposé entre la section laser (21) et l'une (22) des au moins une section voisine et en ce que ce réflecteur est constitué par un réseau réflecteur de Bragg (11) permettant un fonctionnement multimode du laser (21).
Description
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LASER INTEGRE A CAVITE DE FABRY PEROT
DESCRIPTION Domaine technique
L'invention se situe dans le domaine des composants monolithiques intégrés comprenant plusieurs sections dont une section constituant un laser à cavité de Fabry Pérot, et au moins une autre section voisine de ladite section laser. Elle concerne la réalisation d'un miroir entre le laser et une section voisine.
DESCRIPTION Domaine technique
L'invention se situe dans le domaine des composants monolithiques intégrés comprenant plusieurs sections dont une section constituant un laser à cavité de Fabry Pérot, et au moins une autre section voisine de ladite section laser. Elle concerne la réalisation d'un miroir entre le laser et une section voisine.
Art antérieur
Dans un dispositif comportant un laser et un modulateur, la lumière émise par le laser est couplée au modulateur par exemple par l'intermédiaire d'une fibre optique. En règle générale on essaie de contrôler le laser et le modulateur en température de façon à garantir un fonctionnement monomode du laser. Pour les transmissions longue distance il est important que la longueur d'onde émise reste constante. Afin de renforcer le fonctionnement monomode une face semi réfléchissante constituant une face de sortie d'une cavité de Fabry-Pérot du laser est traitée pour être réfléchissante à la longueur d'onde de fonctionnement du laser.
Dans un dispositif comportant un laser et un modulateur, la lumière émise par le laser est couplée au modulateur par exemple par l'intermédiaire d'une fibre optique. En règle générale on essaie de contrôler le laser et le modulateur en température de façon à garantir un fonctionnement monomode du laser. Pour les transmissions longue distance il est important que la longueur d'onde émise reste constante. Afin de renforcer le fonctionnement monomode une face semi réfléchissante constituant une face de sortie d'une cavité de Fabry-Pérot du laser est traitée pour être réfléchissante à la longueur d'onde de fonctionnement du laser.
Brève description de l'invention
La présente invention est relative à un laser et à un composant qui lui est associé, par exemple un modulateur dans lequel un fonctionnement monomode du
La présente invention est relative à un laser et à un composant qui lui est associé, par exemple un modulateur dans lequel un fonctionnement monomode du
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laser n'est pas indispensable, par exemple un laser utilisé pour des transmissions courte distance de l'ordre de 2 km ou moins. Un tel laser ne nécessite pas un contrôle en température. Par contre du fait que le laser n'est plus contrôlé en température le fonctionnement n'est plus monomode et il importe que le miroir semi réfléchissant de sortie permette un tel fonctionnement multimode. A cette fin le réflecteur doit présenter une réponse plate en réflectivité, au moins pour les longueurs d'onde susceptibles d'être émise par le laser à toutes les températures de fonctionnement auxquelles il est susceptible de fonctionner.
A cette fin l'invention est relative à un composant monolithique intégré comprenant plusieurs sections dont une section constituant un laser ayant une cavité munie d'un réflecteur partiellement réfléchissant, et une autre section voisine de ladite section laser, composant caractérisé en ce que le réflecteur partiellement réfléchissant est disposé entre la section laser et ladite autre section voisine et en ce que ce réflecteur permet un fonctionnement multimode du laser.
Dans un mode avantageux de réalisation le réflecteur est constitué par un réseau de Bragg permettant ledit fonctionnement multimode.
Brève description des dessins
L'invention sera maintenant décrite à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente de façon schématique une section d'un composant selon un premier mode de
L'invention sera maintenant décrite à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente de façon schématique une section d'un composant selon un premier mode de
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réalisation de l'invention effectuée perpendiculairement au plan des couches parallèlement à une direction de propagation de la lumière entre deux sections voisines du composant ; - la figure 2 représente de façon schématique une section d'un composant selon le mode préféré de réalisation de l'invention effectuée perpendiculairement au plan des couches parallèlement à une direction de propagation de la lumière entre deux sections voisines du composant.
Description de mode de réalisation
Un composant monolithique 1 conforme à l'invention, tel que représenté figure 1 se compose de deux sections 21,22, dont une première section 21 formée par un laser à cavité de Fabry Pérot et une seconde section 22 formée par un sous composant du composant 1. La première section 21 formée par un laser à semi conducteur se compose d'un empilement de couches 2,3, 4,5, 6 sur un substrat. Une couche active 4 par exemple en GaInAsP et des couches 3,5 de confinement électrique et optique. L'empilement de couches se termine au-dessus et en dessous par deux couches superficielles, 6,2 respectivement de contact électrique utilisées pour la polarisation de la section laser 21. La couche laser 4 est bordée au-dessus et en dessous par les couches de confinement 5,3 respectivement.
Un composant monolithique 1 conforme à l'invention, tel que représenté figure 1 se compose de deux sections 21,22, dont une première section 21 formée par un laser à cavité de Fabry Pérot et une seconde section 22 formée par un sous composant du composant 1. La première section 21 formée par un laser à semi conducteur se compose d'un empilement de couches 2,3, 4,5, 6 sur un substrat. Une couche active 4 par exemple en GaInAsP et des couches 3,5 de confinement électrique et optique. L'empilement de couches se termine au-dessus et en dessous par deux couches superficielles, 6,2 respectivement de contact électrique utilisées pour la polarisation de la section laser 21. La couche laser 4 est bordée au-dessus et en dessous par les couches de confinement 5,3 respectivement.
Une cavité laser 7 est délimitée de façon connue en gravant les couches, y compris la couche active 4, réalisant ainsi des faces clivées 8,9 qui sont traitées pour présenter les coefficients de
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réflectivité nécessaires pour former la couche active 4 en une cavité 7 de Fabry Pérot. La section laser 21 est intégrée sur un même substrat avec l'autre section 22, sous forme d'un sous composant par exemple un modulateur ou un amplificateur ou encore un filtre. La gravure de l'une au moins des faces clivées de la cavité 7 se présente sous la forme d'une gravure 12 réalisée dans les couches allant de l'une des couches superficielles du composant par exemple 6 jusqu'à la couche active 4 et éventuellement au delà.
Conformément à l'invention un traitement réfléchissant effectué sur la face clivée de sortie est tel que sa réponse en réflectivité est plate au moins pour des longueurs d'onde de fonctionnement délivrées par le laser sur la gamme de température auxquelles ce laser est susceptible de fonctionner. De la sorte le fonctionnement du laser est multimode et il n'est pas nécessaire de le contrôler en température.
Il convient toutefois de remarquer que dans un tel mode de réalisation du fait de la gravure 12, on crée nécessairement deux faces réfléchissantes 8,18, une première, 8 que l'on souhaite, qui est constituée par la face délimitant la cavité 7 de Fabry Pérot et une seconde 18, que l'on crée nécessairement, et qui est la face de la seconde section 22 faisant face à la cavité laser 7 sur le substrat. De ce fait la réflexion de la lumière laser vers la cavité 7 ne se fait pas par un seul miroir 8 mais par deux 8,18. Il convient alors de contrôler la réflectivité des deux miroirs 8,18 et aussi celle du chemin optique entre les deux pour avoir par exemple un nombre entier pair de demi longueurs d'onde. La précision requise est difficilement à la
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portée des moyens de gravure actuels. De plus la gravure introduit une distance constante entre les réflecteurs 8 et 18 qui se traduit par un déphasage variable en fonction de la longueur d'onde de fonctionnement. De ce fait le réglage n'est bon que pour l'une des longueurs d'onde de fonctionnement de la cavité 7, par exemple la longueur d'onde correspondant à la température la plus probable de fonctionnement et le réglage est moins bon aux autres températures de fonctionnement.
Le mode préféré de réalisation représenté en figure 2, présente les avantages du premier mode de réalisation sans en présenter les inconvénients qui viennent d'être décrits.
La figure 2 représente un composant 10 monolithique. Ce composant 10 est analogue dans son architecture au composant 1 représenté figure 1. Sur la figure 2 les éléments ayant même fonction que ceux représentés figure 1 portent le même numéro de référence. En conséquence ces éléments ne seront pas à nouveau décrit. La différence entre le composant 1 représenté figure 1 et le composant 10 selon le mode préféré de réalisation de l'invention représenté figure 2 est constituée par la jonction entre les deux sections 21,22 qui ne comporte plus la gravure 12. Cette gravure a été remplacée par un réseau réflecteur 11 de Bragg. Ce réseau est réalisé de façon connue après la déposition de la couche active 4. La profondeur de gravure des raies constituant ensemble le réseau est telle que la largeur de bande du réseau permette un fonctionnement multimode de la cavité laser 7. Cette largeur de bande pourra être de l'ordre de une
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à quelques dizaines de nanomètres, par exemple 10 à 20 nanomètres. Bien que la largeur de bande d'une face clivée puisse être de l'ordre de quelques centaines de nanomètres, une largeur de bande de quelques dizaines de nanomètres couvrant au moins la largeur de bande du sous-composant constituant la seconde section 22 n'apportera en général aucune pénalité. La réflectivité d'un tel réseau pourra être de l'ordre de 20 à 25% dans la bande de travail.
Dans l'exemple représenté figure 2 la seconde section 22 intégrée sur le composant 10 est constituée par un sous composant en lui-même connu, un modulateur par exemple électro-absorbant.
Claims (5)
1. Composant (1, 10) monolithique intégré comprenant plusieurs sections (21,22) dont une section (21) constituant un laser ayant une cavité munie d'un réflecteur partiellement réfléchissant, et une autre section voisine de ladite section laser (21), composant caractérisé en ce que le réflecteur (8, 11) partiellement réfléchissant est disposé entre la section laser (21) et ladite section voisine (22) et en ce que ce réflecteur (8, 11) permet un fonctionnement multimode du laser (21).
2. Composant (10) monolithique intégré selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réflecteur partiellement réfléchissant est constitué par un réseau réflecteur de Bragg (11).
3. Composant (10) monolithique intégré selon la revendication 2 caractérisé en ce que le réseau réflecteur de Bragg (11) a une largeur de bande de une à quelques dizaines de nanomètres.
4. Composant (10) monolithique intégré selon la revendication 3 caractérisé en ce que le réseau réflecteur de Bragg (11) a une réflectivité d'environ 20 à 25% pour les longueurs d'onde de sa bande passante.
5. Composant (10) monolithique intégré selon la revendication 1 caractérisé en ce que la seconde section (22) voisine de la première section (21) laser est constituée par un modulateur laser intégré.
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