FR2887644A1 - Convertisseur de longueur d'onde optique - Google Patents

Abstract

Un convertisseur de longueur d'onde optique comprend : des premier et deuxième passages de branche (4) dans lesquels une lumière de composante continue est introduite, et dans l'un desquels une lumière de signal d'entrée est introduite; des amplificateurs optiques à semi-conducteur de conversion de longueur d'onde (3) insérés respectivement dans les premier et deuxième passages de branche (4); et un amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal (8) pour amplifier la lumière de signal d'entrée, couplé à un port par lequel la lumière de signal d'entrée est introduite. Un gain différentiel de l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal (8) à une longueur d'onde de la lumière de signal d'entrée est inférieur à un gain différentiel de l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde (3) à une longueur d'onde de la lumière de composante continue.

Description

CONVERTISSEUR DE LONGUEUR D'ONDE OPTIQUE

La présente invention concerne un convertisseur de longueur d'onde optique qui est utilisé dans le domaine des communications pour convertir une longueur d'onde en une autre longueur d'onde tout en assu- rant le maintien des caractéristiques d'un signal optique à transmettre.

Dans un convertisseur de longueur d'onde optique classique qui utilise un changement de phase dans un amplificateur optique à semi-conducteur (qu'on désigne ci-après par son acronyme, SOA (Semiconductor Optical Amplifier)), des SOA sont insérés dans les deux branches d'un interféromètre de Mach-Zehnder (qu'on désigne ci-après par son acronyme MZ). De la lumière de signal d'entrée est introduite dans l'une des branches et de la lumière de composante continue est introduite dans les deux branches. Le changement de phase, qui est induit dans le SOA par la lumière de signal d'entrée, occasionne une modulation de la lumière de signal de sortie de l'interféromètre MZ. L'augmentation de l'émission in- duite occasionnée par la lumière de signal d'entrée réduit une densité de porteurs. Il en résulte qu'un indice de réfraction augmente à cause d'un effet de plasma, ce qui occasionne le changement de phase.

Ensuite, dans le but d'étendre une dynamique d'entrée du con-vertisseur de longueur d'onde optique, un SOA d'amplification de signal, pour amplifier la lumière de signal d'entrée, est placé immédiatement après un port d'entrée, pour faire face à une variation d'intensité de la lumière de signal d'entrée.

Cependant, lorsqu'un SOA ayant une structure identique à celle d'un SOA de conversion de longueur d'onde inséré dans la branche de l'interféromètre MZ, est utilisé comme le SOA d'amplification de signal, un gain du SOA se sature aisément du fait que le SOA d'amplification de signal a un coefficient de confinement optique de 0,6, ce qui est une valeur excessivement grande. Par conséquent, il apparaît un problème consistant en ce qu'une forme d'onde est distordue dans le cas, par exemple, d'une lumière de signal d'entrée faible à un débit élevé, dépassant un dé-bit de 40 Gbit/s.

Compte tenu de ceci, le convertisseur de longueur d'onde optique est réalisé de façon qu'un rapport entre une aire de travail et un coefficient de confinement optique dans le SOA d'amplification de signal soit plus grand qu'un rapport entre une aire de travail et un coefficient de confinement optique dans le SOA de conversion de longueur d'onde, grâce à quoi une déformation de la lumière de signal d'entrée est évitée (voir par exemple le document JP 10-319454 A).

Il y a cependant un problème consistant en ce que lorsque les SOA sont formés de façon à avoir différentes aires de travail de guides d'onde de travail, il est difficile de former les guides d'ondes avec une précision élevée, du fait que chacun des guides d'onde a une largeur qui est par exemple d'environ 0,5 pm.

La présente invention a été faite en considération de ce qui pré-cède, et elle a donc un but qui est de procurer un convertisseur de longueur d'onde optique qui a une dynamique d'entrée élevée, dans lequel une déformation de la lumière de signal d'entrée est évitée, et dans lequel un guide d'ondes est formé aisément.

La présente invention procure un convertisseur de longueur d'onde optique, incluant: un premier passage de branche; un deuxième passage de branche, le premier passage de branche et le deuxième pas- sage de branche constituant un interféromètre de Mach-Zehnder, de la lumière de composante continue étant introduite à la fois dans le premier passage de branche et le deuxième passage de branche, et de la lumière de signal d'entrée étant introduite dans l'un du premier passage de branche et du deuxième passage de branche; des amplificateurs optiques à semiconducteur de conversion de longueur d'onde, insérés respective-ment dans le premier passage de branche et le deuxième passage de branche; et un amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal pour amplifier la lumière de signal d'entrée, qui est couplé à un port à travers lequel la lumière de signal d'entrée est introduite dans l'un du premier passage de branche et du deuxième passage de branche, dans lequel un gain différentiel de l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal à une longueur d'onde de la lumière de signal d'entrée est inférieur à un gain différentiel de l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde à une longueur d'onde de la lumière de composante continue.

Dans le convertisseur de longueur d'onde optique conforme à la présente invention, les longueurs d'onde respectives de la lumière de signal d'entrée et de la lumière de composante continue sont sélectionnées de façon que le gain différentiel du SOA d'amplification de signal à la Iongueur d'onde de la lumière de signal d'entrée soit inférieur au gain différentiel du SOA de conversion de longueur d'onde à la longueur d'onde de la lumière de composante continue. Par conséquent, bien que la dynamique d'entrée soit maintenue large, une déformation de signal peut être évitée même avec une grande intensité de la lumière de signal d'entrée.

Selon une autre caractéristique avantageuse conforme à l'invention, une longueur de l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal est inférieure à une longueur de l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde.

Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, un rap-port entre un coefficient de confinement optique et une aire de section d'une couche active pour l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal, est inférieur à un rapport entre un coefficient de confinement optique et une aire de section d'une couche active pour l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde.

Dans les dessins annexés: La figure 1 est une vue en plan d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme à un Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe d'un SOA conforme au Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe d'un guide d'ondes conforme au Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe d'un état de jonction entre le SOA et le guide d'ondes conformément au Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 5 est un organigramme d'une procédure de fabrication du convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 6 montre des données d'un gain différentiel en fonc-5 tion d'une longueur d'onde du SOA conformément au Mode de Réalisation 1 de la présente invention; La figure 7 montre des données de gains différentiels en fonction d'une longueur d'onde d'un SOA de conversion de longueur d'onde et d'une longueur d'onde d'un SOA d'amplification de signal, conformément à un Mode de Réalisation 2 de la présente invention; La figure 8 est un organigramme d'une procédure de fabrication d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 2 de la présente invention; La figure 9 est une vue en coupe d'un SOA de conversion de 15 longueur d'onde conforme à un Mode de Réalisation 3 de la présente invention; La figure 10 montre des données de gains différentiels en fonction d'une longueur d'onde du SOA de conversion de longueur d'onde et d'une longueur d'onde d'un SOA d'amplification de signal, conformément au Mode de Réalisation 3 de la présente invention; et La figure 11 est un organigramme d'une procédure de fabrication d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 3 de la présente invention.

Mode de Réalisation 1 La figure 1 est une vue en plan d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme à un Mode de Réalisation 1 de la présente invention. La figure 2 est une coupe d'un SOA selon la ligne A-A de la figure 1, conformément au Mode de Réalisation 1. La figure 3 est une coupe d'un guide d'ondes selon la ligne B-B de la figure 1, conformément au Mode de Réalisation 1. La figure 4 est une coupe d'un état de jonction entre le SOA et le guide d'ondes selon la ligne C-C de la figure 1, conformément au Mode de Réalisation 1. La figure 5 est un organigramme d'une procédure de fabrication du convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 1. La figure 6 montre des données d'un gain diffé- rentiel en fonction d'une longueur d'onde du SOA, conformément au Mode de Réalisation 1.

Un convertisseur de longueur d'onde optique 1 dans le Mode de Réalisation 1 de la présente invention est réalisé sous la forme d'un interféromètre MZ sur un substrat en InP de type n, 2, remplissant la fonction d'un substrat semiconducteur. L'interféromètre MZ comprend: deux gui-des d'onde de conversion de longueur d'onde 4, dans chacun desquels est interposé un SOA 3 pour la conversion de longueur d'onde, remplissant la fonction de deux passages de branches de l'interféromètre MZ; quatre guides d'ondes de branches 5 qui s'étendent, à travers un embran- chement en Y, à partir de premières extrémités des guides d'ondes de conversion de longueur d'onde 4 respectifs; un guide d'ondes d'entrée 6 qui combine deux des guides d'ondes de branches 5 s'étendant, à travers l'embranchement en Y, à partir des guides d'ondes de conversion de longueur d'onde 4; et un guide d'ondes de sortie 7 qui combine les autres extrémités des guides d'ondes de conversion de longueur d'onde 4.

En outre, le SOA de conversion de longueur d'onde 3 est inter-posé dans chacun des guides d'ondes de conversion de longueur d'onde 4. Le SOA d'amplification de signal 8 est inséré à chacun de ports d'entrée pour la lumière de signal d'entrée des deux guides d'ondes de bran- ches 5, qui ne sont pas connectés au guide d'ondes d'entrée 6. On notera que l'un des SOA d'amplification de signal 8 est incorporé en réserve.

Ensuite, la lumière de signal d'entrée est introduite dans l'autre SOA d'amplification de signal 8. En outre, de la lumière de composante continue est introduite dans le guide d'ondes d'entrée 6. De la lumière de signal de sortie est émise par le guide d'ondes de sortie 7.

Dans le SOA de conversion de longueur d'onde 3, comme représenté sur la figure 2, une couche de gaine en InP de type n, 11, une couche en InGaAsP 12, remplissant la fonction d'une couche active, et une première couche de gaine en InP de type p, 13, ayant chacune une lar- Beur de 1 pm et une longueur de 2 mm, sont stratifiées séquentiellement sur le substrat en InP de type n, 2.

Une première couche en InP de type p, 14, une couche en InP de type n, 15, et une deuxième couche en InP de type p, 16, sont intégrées (enterrées) des deux côtés des couches 11, 12 et 13 dans les direc- tions de largeur de ces dernières.

En outre, une deuxième couche de gaine en InP de type p, 17, est stratifiée de façon à recouvrir la première couche de gaine en InP de type p, 13 et la deuxième couche en InP de type p, 16. Ensuite, une couche de contact 18 est stratifiée de façon à recouvrir la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17.

En outre, une pellicule isolante 19 est stratifiée de façon à recouvrir la couche de contact 18, à l'exception d'une partie de celle-ci, et à recouvrir des surfaces latérales de la première couche en InP de type p, 14, de la couche en InP de type n, 15, et de la deuxième couche en InP de type p, 16, qui ont été intégrées et des surfaces latérales de la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17.

En outre, une électrode de contact 20 est stratifiée de façon à recouvrir la pellicule isolante 19 et la couche de contact 18 à nu dans une ouverture de la pellicule isolante 19. D'autre part, une électrode 21 est formée sur une surface arrière du substrat en InP de type n, 2.

Le SOA d'amplification de signal 8 est le même que le SOA de conversion de longueur d'onde 3 représenté sur la figure 2.

En ce qui concerne chacun des guides d'ondes de conversion de longueur d'onde 4, des guides d'ondes de branche 5, du guide d'ondes d'entrée 6 et du guide d'ondes de sortie 7 (qu'on appelle collectivement ci-après des guides d'ondes) qui composent l'interféromètre MZ, une première couche en InP intrinsèque 23, une couche en InGaAsP 24 remplissant la fonction de couche de guide d'ondes, une deuxième couche en InP intrinsèque 25, ayant chacune une largeur de 1 pm, sont stratifiées sé- quentiellement sur le substrat en InP de type n, 2, comme représenté sur la figure 3. La couche en InGaAsP 24 a une composition différente de celle de la couche en InGaAsP 12 remplissant la fonction de la couche active.

La première couche en InP de type p, 14, la couche en InP de type n, 15, et la deuxième couche en InP de type p, 16, sont intégrées des deux côtés des couches 23, 24 et 25 dans les directions de leur largeur.

En outre, la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17, est stratifiée de façon à recouvrir la deuxième couche en InP intrinsèque 25 et la deuxième couche en InP de type p, 16.

De plus, la pellicule isolante 19 est stratifiée de façon à recouvrir la deuxième couche en InP de type p, 17, et les surfaces latérales de la première couche en InP de type p, 14, de la couche en InP de type n, 15, et de la deuxième couche en InP de type p, 16, qui ont été intégrées.

En outre, un joint abouté est établi entre le SOA de conversion de longueur d'onde 3, le SOA d'amplification de signal 8 et le guide d'ondes, comme représenté sur la figure 4.

On décrira ensuite une procédure de fabrication du convertisseur de longueur d'onde optique 1 conforme au Mode de Réalisation 1, en se référant à la figure 5.

A l'étape S101, on fait croître séquentiellement la couche de gaine en InP de type n 11, la couche en InGaAsP, 12, remplissant la fonction de la couche active, et la première couche de gaine en InP de type p, 13, sur la totalité de la surface du substrat en InP de type n, 2, par un procédé d'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques.

A l'étape S102, on forme un masque composé d'une pellicule mesa, à une position à laquelle se trouve le SOA. On effectue ensuite une opération de gravure.

A l'étape S103, on fait croître la première couche en InP intrin-sèque, 23, la couche en InGaAsP, 24, remplissant la fonction de la couche de guide d'ondes, et la deuxième couche en InP intrinsèque, 25. A ce point, on les fait croître de façon qu'un joint abouté soit établi entre la couche active et la couche de guide d'ondes.

A l'étape S104, on forme le masque, qui est composé de la pel-licule mesa, à une position à laquelle se trouve le guide d'ondes. On effectue ensuite une opération de gravure pour laisser le guide d'ondes.

A l'étape S105, on fait croître la couche en InP de type p, 14, la couche en InP de type n, 15, et la couche en InP de type p, 16, d'une manière intégrée sur les deux côtés de la couche de gaine en InP de type n, 11, de la couche en InGaAsP, 12, et de la couche de gaine en InP de type p, 13, qui sont laissées à la position à laquelle se trouve le SOA, et sur les deux côtés de la couche en InP intrinsèque, 23, de la couche en InGaAsP, 24, et de la couche en InP intrinsèque, 25, qui sont laissées à la position à laquelle se trouve le guide d'ondes.

A l'étape S106, on fait croître séquentiellement la couche en InP de type p, 17, et la couche de contact 18 sur la couche de gaine en InP de type p, 13, qui est laissée à la position à laquelle se trouve le SOA, la couche en InP intrinsèque, 25, qui est laissée à la position à laquelle se trouve le guide d'ondes, et la couche en InP de type p, 16, qu'on a fait croître d'une manière intégrée. Ensuite, on effectue une opération de gravure pour laisser seulement la couche de contact 18 située à la position à laquelle se trouve le SOA.

A l'étape S107, on forme la pellicule isolante 19 sur la totalité de la surface de la structure résultante. On effectue ensuite une opération de gravure sur la pellicule isolante 19 recouvrant la couche de contact 18 du SOA, pour former ainsi une ouverture.

A l'étape S108, on forme l'électrode de contact 20 de façon qu'elle vienne en recouvrement avec la couche de contact 18 du SOA.

A l'étape S109, on polit une surface arrière du substrat en InP de type n, 2, pour réduire son épaisseur à environ 100 pm. On forme en-suite l'électrode 21 sur la surface arrière.

On fera ensuite une description de conditions de fonctionnement du convertisseur de longueur d'onde optique 1 conforme au Mode de Réalisation 1 de la présente invention.

Un gain différentiel entre le SOA de conversion de longueur d'onde 3 et le SOA d'amplification de signal 8 dans le convertisseur de longueur d'onde optique 1 devient plus faible lorsqu'une longueur d'onde est plus longue dans une gamme de longueurs d'onde allant de 1530 nm à 1600 nm, comme représenté sur la figure 6.

En outre, une lumière de signal d'entrée Ps avec une longueur d'onde Xs et une lumière de composante continue Po avec une longueur d'onde Xo sont introduites dans le convertisseur de longueur d'onde optique 1. La longueur d'onde Xo est sélectionnée de façon à être plus courte que la longueur d'onde Par exemple, lorsque la longueur d'onde Xs et la longueur d'onde Xo sont supposées être de 1570 nm et 1550 nm, les gains différentiels sont respectivement 6 et 9, comme représenté sur la figure 6.

Lorsque la lumière introduite dans le SOA est amplifiée dans le SOA, les caractéristiques du SOA, qui sont liées à un phénomène de sa-turation de la lumière amplifiée, sont un coefficient de confinement opti-que, un gain différentiel, une longueur et une aire de section de la couche active dans le SOA. La saturation se produit plus difficilement lorsque le quotient obtenu en divisant le produit du coefficient de confinement optique, du gain différentiel et de la longueur par l'aire de section, est plus petit.

Ensuite, le coefficient de confinement optique, la longueur et l'aire de section de la couche active sont les mêmes entre le SOA de con-version de longueur d'onde 3 et le SOA d'amplification de signal 8, conformément au Mode de Réalisation 1, mais de la lumière avec une Ion-gueur d'onde ayant un faible gain différentiel est utilisée pour la lumière de signal d'entrée Ps. Par conséquent, même si de la lumière avec une intensité élevée est introduite, un incrément de la lumière confinée dans la couche active est faible. Ceci peut éviter une saturation dans l'amplification de signal. D'autre part, même si de la lumière avec une faible in- tensité est introduite, la lumière est amplifiée dans le SOA d'amplification de signal 8. Une grande dynamique d'entrée est donc obtenue.

Dans le convertisseur de longueur d'onde optique 1 décrit ci-dessus, les longueurs d'onde respectives de la lumière de signal d'entrée et de la lumière de composante continue sont sélectionnées de façon que le gain différentiel du SOA d'amplification de signal 8 à la longueur d'onde de la lumière de signal d'entrée soit inférieur au gain différentiel du SOA de conversion de longueur d'onde 3 à la longueur d'onde de la lumière de composante continue. Par conséquent, même si la lumière de signal d'entrée a une intensité élevée, une déformation de signal peut être évitée, tout en maintenant la grande dynamique d'entrée.

Mode de Réalisation 2 La figure 7 montre des données de gains différentiels relatifs à des longueurs d'onde du SOA de conversion de longueur d'onde et du SOA d'amplification de signal conformément au Mode de Réalisation 2 de la présente invention. La figure 8 est un organigramme d'une procédure de fabrication d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de réalisation 2.

Un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 2 a les mêmes composants que le convertisseur de Ion- gueur d'onde optique 1 conforme au Mode de Réalisation 1, à l'exception du SOA d'amplification de signal. Par conséquent, les composants identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence, et leurs descriptions sont omises.

La composition de la couche en InGaAsP 12 remplissant la fonc-tion de la couche active diffère entre le SOA d'amplification de signal et le SOA de conversion de longueur d'onde 3. Le gain différentiel du SOA d'amplification de signal est alors inférieur au gain différentiel du SOA de conversion de longueur d'onde 3 dans une gamme de longueurs d'onde allant de 1530 nm à 1600 nm, comme représenté sur la figure 7.

Par exemple, lorsque la longueur d'onde Xs et la longueur d'onde Xo sont supposées être respectivement de 1545 nm et 1550 nm, leurs gains différentiels sont respectivement de 5,5 et 9. Par conséquent, même si la lumière de signal d'entrée a une grande intensité, les gains différentiels sont faibles. Il en résulte qu'une déformation de signal peut être évitée.

On fera ensuite une description d'une procédure de fabrication d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de réalisation 2, en se référant à la figure 8.

Les étapes S201, S202 et S205 à S211 dans un organigramme de la figure 8 sont respectivement les mêmes que les étapes S101 à S109 sur la figure 5. Leurs descriptions sont donc omises.

Aux étapes S201 et S202, une opération de définition de motif est effectuée pour former la couche active et la couche de gain du SOA de conversion de longueur d'onde 3.

Ensuite, à l'étape S203, en utilisant un procédé d'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques, on fait croître sur la totalité du substrat en InP de type n, 2, dans l'ordre indiqué, la couche de gaine en InP de type n, 11, la couche en InGaAsP, 12, en tant que couche active, et la première couche de gaine en InP de type p, 13. A ce point, une concentration de molécules d'organométalliques dans la formation de la couche en InGaAsP est différente de celle utilisée dans la croissance de la couche en InGaAsP du SOA de conversion de longueur d'onde 3.

A l'étape S204, le masque, qui est constitué d'une pellicule mesa, est formé à la position à laquelle le SOA d'amplification de signal est disposé, et ensuite une opération de gravure est effectuée. La forma-tion du guide d'ondes est donc effectuée de façon similaire au Mode de Réalisation 1.

Dans le convertisseur de longueur d'onde optique décrit ci-dessus, le gain différentiel du SOA est changé en changeant la composi- tion de la couche en InGaAsP remplissant la fonction de la couche active. Par conséquent, la gamme de longueurs d'onde possible de la lumière de signal d'entrée est plus large que celle de la lumière de composante continue. Le convertisseur de longueur d'onde optique peut donc être appliqué à la conversion avec une large gamme de longueurs d'onde.

Mode de Réalisation 3 La figure 9 est une coupe d'un SOA de conversion de longueur d'onde conforme au Mode de Réalisation 3 de la présente invention. La figure 10 montre des données de gains différentiels relatifs à des longueurs d'onde du SOA de conversion de longueur d'onde et du SOA d'am- plification de signal en conformité avec le Mode de Réalisation 3. La figure 11 est un organigramme d'une procédure de fabrication d'un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 3.

Un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 3 a les mêmes composants que le convertisseur de Ion- gueur d'onde optique 1 conforme au Mode de Réalisation 1, à l'exception du SOA d'amplification de signal 3C. Par conséquent, les composants identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence, et leurs descriptions sont omises.

Dans le SOA de conversion de longueur d'onde 3C, comme re-présenté sur la figure 9, une couche de gaine en AIInAs, 31, une couche en AIGaInAs, 32, constituant une couche active, et la première couche de gaine en InP de type p, 13, ayant chacune une largeur de 1 pm et une longueur de 2 mm, sont stratifiées séquentiellement sur le substrat en InP de type n, 2.

La première couche en InP de type p, 14, la couche en InP de type n, 15, et la deuxième couche en InP de type p, 16, sont intégrées des deux côtés des couches 11, 12 et 13, dans leurs directions de largeur.

En outre, la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17, est stratifiée de façon à recouvrir la première couche de gaine en InP de type p, 13, et la deuxième couche en InP de type p, 16. La couche de contact 18 est ensuite stratifiée de façon à recouvrir la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17.

En outre, la pellicule isolante 19 est stratifiée de façon à recou-vrir la couche de contact 18, à l'exception d'une partie de celle-ci, et à recouvrir des surfaces latérales de la première couche en InP de type p, 14, de la couche en InP de type n, 15, et de la deuxième couche en InP de type p, 16, qui ont été intégrées, et des surfaces latérales de la deuxième couche de gaine en InP de type p, 17.

En outre, l'électrode de contact 20 est stratifiée de façon à recouvrir la pellicule isolante 19 et la couche de contact 18 à nu dans une ouverture de la pellicule isolante 19. D'autre part, l'électrode 21 est formée sur une surface arrière du substrat en InP de type n, 2.

La couche en AIGaInAs, 32, constituant la couche active, est gainée par la couche de gaine en AIInAs, 31, et la couche de gaine en InP de type p, 13. Par conséquent, comme représenté sur la figure 10, le gain différentiel du SOA de conversion de longueur d'onde 3C est plusieurs fois supérieur au gain différentiel du SOA d'amplification de signal 8 dans une gamme de longueurs d'onde allant de 1530 nm à 1600 nm.

Par exemple, lorsque la longueur d'onde 7.s et la longueur d'onde Io sont supposées être respectivement de 1540 nm et 1560 nm, leurs gains différentiels sont égaux à 9 et 33. Par conséquent, le gain différentiel est faible dans l'amplification de la lumière de signal d'entrée. De ce fait, même si la lumière de signal d'entrée a une intensité élevée, il est possible d'éviter une déformation de signal. De plus, le niveau de puissance de saturation de la lumière de signal de sortie peut être augmenté.

On décrira ensuite la procédure de fabrication du convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 3, en se référant à la figure 11.

Les étapes S303 à S311 dans l'organigramme de la figure 11 correspondent respectivement aux étapes S101 à S109 dans l'organigramme de la figure 5, et ont les mêmes contenus que les étapes S101 à S109. Leurs descriptions sont donc omises.

A l'étape S301, en employant le procédé d'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques, on fait croître sur la totalité du substrat en InP de type n, 2, la couche de gaine en AIInAs, 31, la couche en AIGaInAs, 32, en tant que couche active, et la première couche de gaine en InP de type p, 13, dans l'ordre indiqué.

A l'étape S302, le masque constitué de la pellicule mesa est formé à la position à laquelle le SOA de conversion de longueur d'onde est disposé, et ensuite une opération de gravure est effectuée. Ensuite, à l'étape S303, en employant le procédé d'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques, de façon similaire au Mode de Réalisation 1, on fait croître sur la totalité de la surface du substrat en InP de type n, 2, la couche de gaine en InP de type n, 11, la couche en InGaAsP, 12, constituant la couche active, et la première couche de gaine 13 en InP de type p, dans l'ordre indiqué.

A l'étape S304, le masque, qui est constitué de la pellicule mesa, est formé à la position à laquelle le SOA d'amplification de signal 8 estdisposé, et ensuite une opération de gravure est effectuée. La formation du guide d'ondes est ensuite effectuée.

Le convertisseur de longueur d'onde optique décrit ci-dessus adopte la couche en AIGaInAs comme la couche active du SOA de conversion de longueur d'onde 3C et la couche en InGaAsP comme la couche active du SOA d'amplification de signal 8, et il a une structure telle que le gain différentiel du SOA d'amplification de signal 8 soit inférieur au gain différentiel du SOA de conversion de longueur d'onde 3C. La couche en AIGaInAs a un gain différentiel plusieurs fois supérieur à celui de la couche en InGaAsP. Par conséquent, la limitation sur la sélection de la longueur d'onde de la lumière de signal d'entrée et de la lumière de composante continue est assouplie.

Mode de Réalisation 4 Un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 4 de la présente invention a les mêmes composants que le convertisseur de longueur d'onde optique 1 conforme au Mode de réalisation 1, à l'exception du SOA d'amplification de signal. Par conséquent, les composants identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence et leurs descriptions sont omises.

Conformément aux Modes de Réalisation 1 à 3, les SOA de con-version de longueur d'onde ont le coefficient de confinement optique, la longueur et l'aire de section de la couche active qui sont les mêmes que ceux des SOA d'amplification de signal, et seulement leurs gains différentiels diffèrent entre les SOA. Au contraire, le convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 4 de la présente invention est réalisé de façon à avoir des longueurs et des gains différentiels différents entre les SOA.

Le SOA de conversion de longueur d'onde 3 et le SOA d'amplification de signal 8 dans le Mode de Réalisation 1 ont les mêmes structu- res, incluant chacun une longueur de couche active de 2 mm. D'autre part, le SOA d'amplification de signal dans le Mode de Réalisation 4 a une longueur de couche active de 1,5 mm, qui est plus courte de 0,5 mm, tan- dis que le SOA de conversion de longueur d'onde dans le Mode de Réalisation 4 a encore une longueur de couche active de 2 mm.

La longueur de la couche active du SOA d'amplification de signal est raccourcie comme décrit ci-dessus, grâce à quoi la lumière in-duite par la lumière de signal d'entrée est réduite. De ce fait, la gamme de longueurs d'onde possible de la lumière de signal d'entrée peut être élargie en comparaison avec le cas dans lequel seulement le gain diffé- rentiel est réduit.

Mode de Réalisation 5 Un convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 5 de la présente invention a les mêmes composants que le convertisseur de longueur d'onde optique 1 conforme au Mode de réalisa- tion 1, à l'exception du SOA d'amplification de signal. Par conséquent, les composants identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence et leurs descriptions sont omises.

Conformément aux Modes de Réalisation 1 à 3, les SOA de con-version de longueur d'onde ont les mêmes coefficients de confinement optique, longueur et aire de section de la couche active que les SOA d'amplification de signal, et seulement leurs gains différentiels sont différents entre les SOA. Au contraire, le convertisseur de longueur d'onde optique conforme au Mode de Réalisation 5 de la présente invention est réalisé de façon à avoir une largeur différente de la couche active et des gains différentiels différents entre les SOA.

Le SOA de conversion de longueur d'onde 3 et le SOA d'amplification de signal 8 dans le Mode de Réalisation 1 ont les mêmes structures, incluant chacun une largeur de couche active de 1 pm. D'autre part, le SOA d'amplification de signal dans le Mode de Réalisation 5 a une lar- geur de couche active de 1,1 pm, qui est plus large de 0,1 pm, tandis que le SOA de conversion de longueur d'onde dans le Mode de Réalisation 5 a encore une largeur de couche active de 1,0 pm. Il en résulte que la couche active du SOA d'amplification de signal a une plus grande aire de section que la couche active du SOA de conversion de longueur d'onde.

Par conséquent, une saturation peut difficilement se produire. On notera que l'augmentation de largeur de la couche active conduit à un plus grand coefficient de confinement optique, mais le quotient obtenu en divisant le coefficient de confinement optique par l'aire de section devient plus faible. Par conséquent, la saturation peut difficilement se produire.

La lumière confinée dans la couche active est réduite en augmentant la largeur de la couche active du SOA d'amplification de signal, comme décrit ci-dessus. Par conséquent, la gamme de longueurs d'onde possible de la lumière de signal d'entrée peut être étendue en comparai-son avec le cas dans lequel seulement le gain différentiel est réduit.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Convertisseur de longueur d'onde optique, comprenant: un premier passage de branche (4); un deuxième passage de branche (4), le premier passage de branche et le deuxième passage de branche com- posant un interféromètre de Mach-Zehnder, de la lumière de composante continue étant introduite à la fois dans le premier passage de branche (4) et le deuxième passage de branche (4), et de la lumière de signal d'en- trée étant introduite dans l'un du premier passage de branche et du deuxième passage de branche; des amplificateurs optiques à semiconducteur de conversion de longueur d'onde (3) insérés respectivement dans le premier passage de branche (4) et le deuxième passage de branche (4); et un amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal (8) pour amplifier la lumière de signal d'entrée, qui est couplé à un port à travers lequel la lumière de signal d'entrée est introduite dans le passage de branche précité parmi le premier passage de branche (4) et le deuxième passage de branche (4); caractérisé en ce qu'un gain différentiel de l'amplificateur optique à semi-conducteur d'amplification de signal (8) à une longueur d'onde de la lumière de signal d'entrée est inférieur à un gain différentiel de l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde (3) à une longueur d'onde de la lumière de composante continue.

2. Convertisseur de longueur d'onde optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une longueur de l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal (8) est inférieure à une longueur de l'amplificateur optique à semiconducteur de conversion de longueur d'onde (3).

3. Convertisseur de longueur d'onde optique selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce qu'un rapport entre un coefficient de confinement optique et une aire de section d'une couche active (12) pour l'amplificateur optique à semiconducteur d'amplification de signal (8), est inférieur à un rapport entre un coefficient de confinement optique et une aire de section d'une couche active (12) pour l'amplificateur optique à semiconduc- teur de conversion de longueur d'onde (3).