JP2000193921A - 変調器集積化レ―ザモジュ―ル - Google Patents
変調器集積化レ―ザモジュ―ルInfo
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- JP2000193921A JP2000193921A JP10374500A JP37450098A JP2000193921A JP 2000193921 A JP2000193921 A JP 2000193921A JP 10374500 A JP10374500 A JP 10374500A JP 37450098 A JP37450098 A JP 37450098A JP 2000193921 A JP2000193921 A JP 2000193921A
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- modulator
- integrated laser
- modulator integrated
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズ等の光学部品を使用せずに、変調器集
積化レーザ素子と光ファイバを直接結合できるようにす
る。 【解決手段】 分布帰還型半導体レーザ１０と電界吸収
型変調器９とを同一基板上に形成してなる変調器集積化
レーザ素子１の出射端より変調レーザ光を出射させ、該
出射させた変調レーザ光を光ファイバ３を介して外部に
出力する変調器集積化レーザモジュールにおいて、電界
吸収型変調器９に、導波路２４の前記基板２２と平行な
方向の幅を出射端に向けて徐々に小さくすることで、出
射する変調レーザ光のスポットサイズを変換するスポッ
トサイズ変換領域８を設けた。
積化レーザ素子と光ファイバを直接結合できるようにす
る。 【解決手段】 分布帰還型半導体レーザ１０と電界吸収
型変調器９とを同一基板上に形成してなる変調器集積化
レーザ素子１の出射端より変調レーザ光を出射させ、該
出射させた変調レーザ光を光ファイバ３を介して外部に
出力する変調器集積化レーザモジュールにおいて、電界
吸収型変調器９に、導波路２４の前記基板２２と平行な
方向の幅を出射端に向けて徐々に小さくすることで、出
射する変調レーザ光のスポットサイズを変換するスポッ
トサイズ変換領域８を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分布帰還型半導体
レーザと電界吸収型変調器とを同一基板上に形成してな
る変調器集積化レーザ素子の出射端より変調レーザ光を
出射させ、該出射させた変調レーザ光を光ファイバを介
して外部に出力するようにした変調器集積化レーザモジ
ュールに関する。
レーザと電界吸収型変調器とを同一基板上に形成してな
る変調器集積化レーザ素子の出射端より変調レーザ光を
出射させ、該出射させた変調レーザ光を光ファイバを介
して外部に出力するようにした変調器集積化レーザモジ
ュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの爆発的な普及に伴い、
ネットワークの基幹系に必要とされる伝送容量もめざま
しい勢いで増加している。この大容量化の中で、１．５
５μｍ帯において高密度波長多重伝送が行われ、長距離
伝送用光源として、分布帰還型半導体レーザと電界吸収
型変調器とを集積化した変調器集積化レーザ素子（例え
ば特開平７−２４４３３０号公報等）を搭載した変調器
集積化レーザモジュールが用いられている。
ネットワークの基幹系に必要とされる伝送容量もめざま
しい勢いで増加している。この大容量化の中で、１．５
５μｍ帯において高密度波長多重伝送が行われ、長距離
伝送用光源として、分布帰還型半導体レーザと電界吸収
型変調器とを集積化した変調器集積化レーザ素子（例え
ば特開平７−２４４３３０号公報等）を搭載した変調器
集積化レーザモジュールが用いられている。
【０００３】伝送装置の大量普及に伴い装置の低価格化
が求められており、この変調器集積化レーザモジュール
においても、低価格の要請が強くなっている。
が求められており、この変調器集積化レーザモジュール
においても、低価格の要請が強くなっている。
【０００４】従来の変調器集積化レーザモジュールの構
成を図５に示す。この変調器集積化レーザモジュール
は、分布帰還型半導体レーザ１１０と電界吸収型変調器
１０９とを同一基板上に形成してなる変調器集積化レー
ザ素子１０１の出射端より変調レーザ光を出射させ、出
射させた変調レーザ光を光ファイバ３を介して外部に出
力するものである。
成を図５に示す。この変調器集積化レーザモジュール
は、分布帰還型半導体レーザ１１０と電界吸収型変調器
１０９とを同一基板上に形成してなる変調器集積化レー
ザ素子１０１の出射端より変調レーザ光を出射させ、出
射させた変調レーザ光を光ファイバ３を介して外部に出
力するものである。
【０００５】ここで、従来の変調器集積化レーザ素子１
０１は、図６に示すように、電界吸収型変調器１０９の
導波路層１２４の幅が、レーザ光の発振条件に合わせた
幅になっており、また、導波路層１２４が、光の導波す
る方向に対して平行に形成されている。
０１は、図６に示すように、電界吸収型変調器１０９の
導波路層１２４の幅が、レーザ光の発振条件に合わせた
幅になっており、また、導波路層１２４が、光の導波す
る方向に対して平行に形成されている。
【０００６】上記の構成の場合、電界吸収型変調器１０
９の導波した光は、スポットサイズが小さく、また、放
射ビームのアスペクト比も大きくなる。このため、変調
器集積化レーザ１０１とシングルモード光ファイバ３と
を直接結合すると、結合損失が大きくなる。そこで、従
来のレーザモジュールでは、レンズ３２を用いて変調器
集積化レーザ素子１の出射光を集光させ、シングルモー
ド光ファイバ３と結合させる構成としている。
９の導波した光は、スポットサイズが小さく、また、放
射ビームのアスペクト比も大きくなる。このため、変調
器集積化レーザ１０１とシングルモード光ファイバ３と
を直接結合すると、結合損失が大きくなる。そこで、従
来のレーザモジュールでは、レンズ３２を用いて変調器
集積化レーザ素子１の出射光を集光させ、シングルモー
ド光ファイバ３と結合させる構成としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザモジュー
ルの場合、レンズ３２を用いて変調器集積化レーザ素子
１の出射光をシングルモード光ファイバ３に結合させる
ため、部品点数が多く、また、光軸合わせの調整に時間
がかかるという問題があった。
ルの場合、レンズ３２を用いて変調器集積化レーザ素子
１の出射光をシングルモード光ファイバ３に結合させる
ため、部品点数が多く、また、光軸合わせの調整に時間
がかかるという問題があった。
【０００８】本発明は、上記事情を考慮し、レンズが不
要であり、光軸合わせの調節に時間のかからない変調器
集積化レーザモジュールを提供することを目的とする。
要であり、光軸合わせの調節に時間のかからない変調器
集積化レーザモジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、分布
帰還型半導体レーザと電界吸収型変調器とを同一基板上
に形成してなる変調器集積化レーザ素子の出射端よりレ
ーザ光を出射させ、該出射させたレーザ光を光ファイバ
を介して外部に出力する変調器集積化レーザモジュール
において、前記電界吸収型変調器に、導波路の断面を出
射端に向けて徐々に小さくすることで、出射する変調レ
ーザ光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換
領域を設けたことを特徴とする。
帰還型半導体レーザと電界吸収型変調器とを同一基板上
に形成してなる変調器集積化レーザ素子の出射端よりレ
ーザ光を出射させ、該出射させたレーザ光を光ファイバ
を介して外部に出力する変調器集積化レーザモジュール
において、前記電界吸収型変調器に、導波路の断面を出
射端に向けて徐々に小さくすることで、出射する変調レ
ーザ光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換
領域を設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、前
記導波路の前記基板と平行な方向の幅を出射端に向けて
徐々に小さくすることで、前記スポットサイズ変換領域
を形成したことを特徴とする。
記導波路の前記基板と平行な方向の幅を出射端に向けて
徐々に小さくすることで、前記スポットサイズ変換領域
を形成したことを特徴とする。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１において、前
記導波路の前記基板と垂直な方向の幅を出射端に向けて
徐々に小さくすることで、前記スポットサイズ変換領域
を形成したことを特徴とする。
記導波路の前記基板と垂直な方向の幅を出射端に向けて
徐々に小さくすることで、前記スポットサイズ変換領域
を形成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の変調器集積化レー
ザモジュールの実施形態について図面を参照して説明す
る。
ザモジュールの実施形態について図面を参照して説明す
る。
【００１３】図１はレーザモジュールの構成を示す斜視
図である。この変調器集積化レーザモジュールは、分布
帰還型半導体レーザ１０と電界吸収型変調器９とを同一
基板上に形成してなる変調器集積化レーザ素子１の出射
端より変調レーザ光を出射させ、出射させた変調レーザ
光（図示せず）を、光ファイバ３を介して外部に出力さ
せるものである。
図である。この変調器集積化レーザモジュールは、分布
帰還型半導体レーザ１０と電界吸収型変調器９とを同一
基板上に形成してなる変調器集積化レーザ素子１の出射
端より変調レーザ光を出射させ、出射させた変調レーザ
光（図示せず）を、光ファイバ３を介して外部に出力さ
せるものである。
【００１４】変調器集積化レーザ素子１と、該変調器集
積化レーザ素子１を冷却する電子冷却器５と、該変調器
集積化レーザ素子１の温度をモニタするサーミスタ６
は、パッケージ７内に収容されており、該パッケージ７
は内部に窒素ガスを封入することで気密封止されてい
る。
積化レーザ素子１を冷却する電子冷却器５と、該変調器
集積化レーザ素子１の温度をモニタするサーミスタ６
は、パッケージ７内に収容されており、該パッケージ７
は内部に窒素ガスを封入することで気密封止されてい
る。
【００１５】変調器集積化レーザ素子１は、キャリア１
２に半田で固定されている。サーミスタ６は、キャリア
１２側の面を半田コートしてあり、キャリア１２の上に
半田で固定されている。パッケージ７のベース１３の上
面と電子冷却器５の底面は、半田１５で固定されてい
る。キャリア１２の下面と電子冷却器５の上面との間は
半田１６で固定されている。光ファイバ６はキャリア１
２に固定されており、変調器集積化レーザ素子１からの
出射光が、光ファイバ３に入射されるようになってい
る。
２に半田で固定されている。サーミスタ６は、キャリア
１２側の面を半田コートしてあり、キャリア１２の上に
半田で固定されている。パッケージ７のベース１３の上
面と電子冷却器５の底面は、半田１５で固定されてい
る。キャリア１２の下面と電子冷却器５の上面との間は
半田１６で固定されている。光ファイバ６はキャリア１
２に固定されており、変調器集積化レーザ素子１からの
出射光が、光ファイバ３に入射されるようになってい
る。
【００１６】電子冷却器５のリード１７は、外部との接
続のためにパッケージ７のリード端子（図示せず）に電
気的に接続されている。半導体レーザ１０は外部との接
続のために、アイランド２とワイヤ４で電気的に接続さ
れ、さらに、アイランド２とリード端子１１とは、ワイ
ヤ２９を介して電気的に接続されている。電界吸収型変
調器９は、外部との接続のためにワイヤ１８でリード端
子１９と電気的に接続されている。サーミスタ６とリー
ド端子２１とは、ワイヤ１４を介して電気的に接続され
ている。
続のためにパッケージ７のリード端子（図示せず）に電
気的に接続されている。半導体レーザ１０は外部との接
続のために、アイランド２とワイヤ４で電気的に接続さ
れ、さらに、アイランド２とリード端子１１とは、ワイ
ヤ２９を介して電気的に接続されている。電界吸収型変
調器９は、外部との接続のためにワイヤ１８でリード端
子１９と電気的に接続されている。サーミスタ６とリー
ド端子２１とは、ワイヤ１４を介して電気的に接続され
ている。
【００１７】図２は変調器集積化レーザ素子１の構造を
示す斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切って示
す斜視図である。変調器集積化レーザ素子１は、半導体
レーザ１０と電界吸収型変調器９とから構成されてい
る。半導体レーザ１０は、基板２２の上にグレーティン
グ２３を配したＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ
である。このレーザ１０において、発光部であると同時
に導波路部である１．５５μｍの活性層３０は、クラッ
ド層２５とバッファ層２６に挟まれており、レーザ用電
極２７と電極２９の間に電流を流すことにより、レーザ
発振し発光する。
示す斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切って示
す斜視図である。変調器集積化レーザ素子１は、半導体
レーザ１０と電界吸収型変調器９とから構成されてい
る。半導体レーザ１０は、基板２２の上にグレーティン
グ２３を配したＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ
である。このレーザ１０において、発光部であると同時
に導波路部である１．５５μｍの活性層３０は、クラッ
ド層２５とバッファ層２６に挟まれており、レーザ用電
極２７と電極２９の間に電流を流すことにより、レーザ
発振し発光する。
【００１８】また、電界吸収型変調器９において、導波
路層２４は、クラッド層２５とバッファ層２６に挟まれ
ており、変調器用電極２８と電極２９の間に電圧を印加
することにより、導波路層２４における光の吸収量を変
化させる。
路層２４は、クラッド層２５とバッファ層２６に挟まれ
ており、変調器用電極２８と電極２９の間に電圧を印加
することにより、導波路層２４における光の吸収量を変
化させる。
【００１９】レーザ１０の発振光は、電界吸収型変調器
９の導波路層２４に光結合し、導波路層２４を通過した
のちに出射される。そして、変調器用電極２８と電極２
９の間に、変調した電圧を印加させることにより、変調
レーザ光が出射される。
９の導波路層２４に光結合し、導波路層２４を通過した
のちに出射される。そして、変調器用電極２８と電極２
９の間に、変調した電圧を印加させることにより、変調
レーザ光が出射される。
【００２０】ここで、図２及び図３に示すように、電界
吸収型変調器９は、水平方向（基板２２と平行な方向）
の幅を出射端側に向かって徐々に狭くすることで、放射
角を小さくした、テーパ状の導波路２４からなるスポッ
トサイズ変換領域８を有している。この場合、導波路２
４の出射部の水平幅と垂直幅の比は最適化してあり、放
射ビームも、理想に近いガウス分布になっている。この
ため、図２に示すように、変調器集積化レーザ素子１と
シングルモード光ファイバ３とを、レンズを使用せずに
直接結合しても、十分に小さい損失で結合することがで
きる。なお、図３において、符号３１で示すのは埋め込
み層である。
吸収型変調器９は、水平方向（基板２２と平行な方向）
の幅を出射端側に向かって徐々に狭くすることで、放射
角を小さくした、テーパ状の導波路２４からなるスポッ
トサイズ変換領域８を有している。この場合、導波路２
４の出射部の水平幅と垂直幅の比は最適化してあり、放
射ビームも、理想に近いガウス分布になっている。この
ため、図２に示すように、変調器集積化レーザ素子１と
シングルモード光ファイバ３とを、レンズを使用せずに
直接結合しても、十分に小さい損失で結合することがで
きる。なお、図３において、符号３１で示すのは埋め込
み層である。
【００２１】図４は別の実施形態のレーザモジュールに
おける変調器集積化レーザ素子１Ｂを示している。図２
の例では、スポット変換領域８の水平方向の幅をテーパ
状に徐々に狭くしたのに対し、本例では、基板２２に垂
直な方向の幅をテーパ状に徐々に狭くすることで、放射
角を小さくしたスポットサイズ変換領域８Ｂを形成して
いる。このとき、導波路２４Ｂの出射部の水平幅と垂直
幅の比も最適化してあり、放射ビームが理想に近いガウ
ス分布になっている。この場合も、図２に示したものと
同様に、変調器集積化レーザ１Ｂとシングルモード光フ
ァイバ３とを直接結合しても十分小さい損失で結合する
ことができる。
おける変調器集積化レーザ素子１Ｂを示している。図２
の例では、スポット変換領域８の水平方向の幅をテーパ
状に徐々に狭くしたのに対し、本例では、基板２２に垂
直な方向の幅をテーパ状に徐々に狭くすることで、放射
角を小さくしたスポットサイズ変換領域８Ｂを形成して
いる。このとき、導波路２４Ｂの出射部の水平幅と垂直
幅の比も最適化してあり、放射ビームが理想に近いガウ
ス分布になっている。この場合も、図２に示したものと
同様に、変調器集積化レーザ１Ｂとシングルモード光フ
ァイバ３とを直接結合しても十分小さい損失で結合する
ことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
レーザと変調器を集積化した変調器集積化レーザから出
射されたレーザ光を光ファイバを介して外部に出力する
半導体レーザモジュールにおいて、前記変調器に、垂直
もしくは水平方向の幅を狭くした導波路からなるスポッ
トサイズ変換領域を有する電界吸収型変調器を用いるこ
とにより、シングルモード光ファイバとの光学的結合を
直接結合で容易に行うことができる。従って、レンズ等
の光学部品を使う必要がなく、組み立てコストの低減及
び光軸合わせの手間の省略ができる。
レーザと変調器を集積化した変調器集積化レーザから出
射されたレーザ光を光ファイバを介して外部に出力する
半導体レーザモジュールにおいて、前記変調器に、垂直
もしくは水平方向の幅を狭くした導波路からなるスポッ
トサイズ変換領域を有する電界吸収型変調器を用いるこ
とにより、シングルモード光ファイバとの光学的結合を
直接結合で容易に行うことができる。従って、レンズ等
の光学部品を使う必要がなく、組み立てコストの低減及
び光軸合わせの手間の省略ができる。
【図１】 本発明の変調器集積化レーザモジュールの実
施形態を示す斜視図である。
施形態を示す斜視図である。
【図２】 前記モジュールにおける変調器集積化レーザ
素子の構成を示す斜視図である。
素子の構成を示す斜視図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して示す斜視
図である。
図である。
【図４】 本発明の他の実施形態における変調器集積化
レーザ素子を示す斜視図である。
レーザ素子を示す斜視図である。
【図５】 従来の変調器集積化レーザモジュールの例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図６】 図５のモジュールにおける変調器集積化レー
ザ素子を示す斜視図である。
ザ素子を示す斜視図である。
１，１Ｂ…変調器集積化レーザ素子、２…アイランド、
３…光ファイバ、４…ワイヤ、５…電子冷却器、６…サ
ーミスタ、７…パッケージ、８，８Ｂ…スポットサイズ
変換領域、９…電界吸収型変調器、１０…分布帰還型半
導体レーザ、１１，１９，２１…リード端子、１２…キ
ャリア、１３…ベース、１４，１８…ワイヤ、１５，１
６…半田、１７…リード、２２…基板、２３…グレーテ
ィング、２４，２４Ｂ…導波路、２５…クラッド層、２
６…バッファ層、２７…レーザ用電極、２８…変調器用
電極、２９…電極、３０…活性層、３１…埋め込み層、
３２…レンズ。
３…光ファイバ、４…ワイヤ、５…電子冷却器、６…サ
ーミスタ、７…パッケージ、８，８Ｂ…スポットサイズ
変換領域、９…電界吸収型変調器、１０…分布帰還型半
導体レーザ、１１，１９，２１…リード端子、１２…キ
ャリア、１３…ベース、１４，１８…ワイヤ、１５，１
６…半田、１７…リード、２２…基板、２３…グレーテ
ィング、２４，２４Ｂ…導波路、２５…クラッド層、２
６…バッファ層、２７…レーザ用電極、２８…変調器用
電極、２９…電極、３０…活性層、３１…埋め込み層、
３２…レンズ。
Claims (3)
- 【請求項１】 分布帰還型半導体レーザと電界吸収型変
調器とを同一基板上に形成してなる変調器集積化レーザ
素子の出射端より変調レーザ光を出射させ、該出射させ
た変調レーザ光を光ファイバを介して外部に出力する変
調器集積化レーザモジュールにおいて、 前記電界吸収型変調器に、該電界吸収型変調器内の導波
路の断面を出射端に向けて徐々に小さくすることで、出
射する変調レーザ光のスポットサイズを変換するスポッ
トサイズ変換領域を設けたことを特徴とする変調器集積
化レーザモジュール。 - 【請求項２】 前記導波路の前記基板と平行な方向の幅
を出射端に向けて徐々に小さくすることで、前記スポッ
トサイズ変換領域を形成したことを特徴とする請求項１
記載の変調器集積化レーザモジュール。 - 【請求項３】 前記導波路の前記基板と垂直な方向の幅
を出射端に向けて徐々に小さくすることで、前記スポッ
トサイズ変換領域を形成したことを特徴とする請求項１
記載の変調器集積化レーザモジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10374500A JP2000193921A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 変調器集積化レ―ザモジュ―ル |
| EP99310572A EP1017141A3 (en) | 1998-12-28 | 1999-12-24 | Modulator-integrated laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10374500A JP2000193921A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 変調器集積化レ―ザモジュ―ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193921A true JP2000193921A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18503957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10374500A Pending JP2000193921A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 変調器集積化レ―ザモジュ―ル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1017141A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000193921A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100754597B1 (ko) | 2006-01-03 | 2007-09-05 | 삼성전자주식회사 | 광모드 크기 변환기 집적 레이저장치 및 그 제조방법 |
| US8526478B2 (en) | 2010-06-10 | 2013-09-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical integrated element |
| JP2016096310A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子およびその製造方法 |
| JP6146554B1 (ja) * | 2017-01-19 | 2017-06-14 | 三菱電機株式会社 | 光変調器集積半導体レーザ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1217701A1 (en) | 2000-12-20 | 2002-06-26 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Light modulation |
| US6865205B2 (en) | 2001-05-17 | 2005-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP5133052B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2013-01-30 | ビノプティクス・コーポレイション | 多段一体型の光デバイス |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1998
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1999
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