JP2000236138A - 多波長外部グレーティングレーザアレイ - Google Patents
多波長外部グレーティングレーザアレイInfo
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- JP2000236138A JP2000236138A JP11036167A JP3616799A JP2000236138A JP 2000236138 A JP2000236138 A JP 2000236138A JP 11036167 A JP11036167 A JP 11036167A JP 3616799 A JP3616799 A JP 3616799A JP 2000236138 A JP2000236138 A JP 2000236138A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイドモード抑圧比の低下とキンクの発生を
抑えた低コストの多波長外部グレーティングレーザアレ
イを提供する。 【解決手段】 発光素子アレイ１の後端面７に形成され
た高反射膜２−１〜２−４がそれぞれの発光素子の活性
層内を伝搬する光の強度分布を覆っている。所望の光の
伝搬する活性層以外の領域に漏れて伝搬する不要光に対
しては、高反射膜２−１〜２−４が形成されていないの
で、後端面７からの反射はほとんどなくなる。すなわ
ち、非所望光が後端面７で反射するのを抑えることによ
り、サイドモード抑圧比の低下やキンクの発生を大幅に
低減させることができる。各発光素子内の活性層を前端
面６から後端面７にわたって曲線状（折れ線状）に形成
することにより、活性層以外の領域内へ漏れ込んで伝搬
する非所望光の後端面での反射を低減させることができ
る。
抑えた低コストの多波長外部グレーティングレーザアレ
イを提供する。 【解決手段】 発光素子アレイ１の後端面７に形成され
た高反射膜２−１〜２−４がそれぞれの発光素子の活性
層内を伝搬する光の強度分布を覆っている。所望の光の
伝搬する活性層以外の領域に漏れて伝搬する不要光に対
しては、高反射膜２−１〜２−４が形成されていないの
で、後端面７からの反射はほとんどなくなる。すなわ
ち、非所望光が後端面７で反射するのを抑えることによ
り、サイドモード抑圧比の低下やキンクの発生を大幅に
低減させることができる。各発光素子内の活性層を前端
面６から後端面７にわたって曲線状（折れ線状）に形成
することにより、活性層以外の領域内へ漏れ込んで伝搬
する非所望光の後端面での反射を低減させることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多波長外部グレー
ティングレーザアレイに関する。
ティングレーザアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】波長多重通信の実用化のためには、精密
に波長が制御された異波長レーザアレイが必要である。
異波長レーザアレイには高速信号を伝送する能力も兼ね
備えていなければならない。
に波長が制御された異波長レーザアレイが必要である。
異波長レーザアレイには高速信号を伝送する能力も兼ね
備えていなければならない。
【０００３】この種の異波長レーザアレイとして1)活性
領域内にグレーティング構造を有する分布帰還型レーザ
（ＤＦＢレーザ）、2)活性領域の外側にグレーティング
を設けた分布反射型レーザ（ＤＢＲレーザ）、3)レーザ
の出射側前方にグレーティング付き導波路（ファイバグ
レーティングあるいは導波路グレーティング）を配置さ
せた、いわゆる外部共振器付きレーザ等が検討されてい
る。
領域内にグレーティング構造を有する分布帰還型レーザ
（ＤＦＢレーザ）、2)活性領域の外側にグレーティング
を設けた分布反射型レーザ（ＤＢＲレーザ）、3)レーザ
の出射側前方にグレーティング付き導波路（ファイバグ
レーティングあるいは導波路グレーティング）を配置さ
せた、いわゆる外部共振器付きレーザ等が検討されてい
る。
【０００４】この中で、3)の外部共振器付きレーザは図
１４に示すように、比較的簡単な構成で波長制御性及び
安定性に優れたレーザとして注目され始めてきた。
１４に示すように、比較的簡単な構成で波長制御性及び
安定性に優れたレーザとして注目され始めてきた。
【０００５】図１４は外部共振器付きレーザの概念図で
ある。
ある。
【０００６】外部共振器付きレーザファイバは、ファイ
バグレーティング５３を半導体光増幅器５０の外部に設
けた構成を有している。レーザ共振器は半導体光増幅器
５０の後端面（図では左側の端面）に形成された高反射
膜（反射率約８０％）５１と、ファイバグレーティング
５３の等価的反射面５７とで形成されている。共振器長
はＬで表される（加藤他：ファイバグレーティング外部
共振器型多波長レーザアレイ、信学技法ＯＰＥ９７−
１，１９９７−０５，ｐｐ．１〜６）。
バグレーティング５３を半導体光増幅器５０の外部に設
けた構成を有している。レーザ共振器は半導体光増幅器
５０の後端面（図では左側の端面）に形成された高反射
膜（反射率約８０％）５１と、ファイバグレーティング
５３の等価的反射面５７とで形成されている。共振器長
はＬで表される（加藤他：ファイバグレーティング外部
共振器型多波長レーザアレイ、信学技法ＯＰＥ９７−
１，１９９７−０５，ｐｐ．１〜６）。
【０００７】この外部共振器付きレーザファイバの構成
では、ファイバグレーティング５３のコア５４及びクラ
ッド５５の屈折率の温度依存性が半導体の屈折率の温度
依存性よりも小さいため、発振波長の温度依存性が小さ
いという特徴を有する。
では、ファイバグレーティング５３のコア５４及びクラ
ッド５５の屈折率の温度依存性が半導体の屈折率の温度
依存性よりも小さいため、発振波長の温度依存性が小さ
いという特徴を有する。
【０００８】なお、同図において、半導体光増幅器の前
端面（図では右側の端面）は低反射膜５２（反射率＜
０．３％）がコーティングされると共に、ファイバグレ
ーティング５３の先端には先球加工部５６が形成され、
半導体光増幅器５０とファイバグレーティング５３との
光結合効率を高くするように構成され、ファイバグレー
ティング５３の他方の端面から矢印５８方向に高出力の
光が取り出される。
端面（図では右側の端面）は低反射膜５２（反射率＜
０．３％）がコーティングされると共に、ファイバグレ
ーティング５３の先端には先球加工部５６が形成され、
半導体光増幅器５０とファイバグレーティング５３との
光結合効率を高くするように構成され、ファイバグレー
ティング５３の他方の端面から矢印５８方向に高出力の
光が取り出される。
【０００９】図１５は図１４に示した外部共振器付きレ
ーザファイバに用いられる半導体光増幅器の概略構造図
である。
ーザファイバに用いられる半導体光増幅器の概略構造図
である。
【００１０】この半導体光増幅器は、埋め込み型半導体
光増幅器であり、ＩｎＰ（ｎ+ ）基板６１上に下部クラ
ッド層としてのＩｎＰ（ｎ）クラッド層６２が積層さ
れ、このＩｎＰ（ｎ）クラッド層６２上に略矩形断面形
状を有する活性層６３が積層され、この活性層６３上に
上部クラッド層としてのＩｎＰ（ｐ）クラッド層６４及
びＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６５が順次積層され、こ
れら活性層６３、ＩｎＰ（ｐ）クラッド層６４及びＩｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層６５の幅方向両側部にＩｎＰ
（ｐ）埋め込み層６６及びＩｎＰ（ｎ）埋め込み層６７
が順次積層された構造を有している。
光増幅器であり、ＩｎＰ（ｎ+ ）基板６１上に下部クラ
ッド層としてのＩｎＰ（ｎ）クラッド層６２が積層さ
れ、このＩｎＰ（ｎ）クラッド層６２上に略矩形断面形
状を有する活性層６３が積層され、この活性層６３上に
上部クラッド層としてのＩｎＰ（ｐ）クラッド層６４及
びＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６５が順次積層され、こ
れら活性層６３、ＩｎＰ（ｐ）クラッド層６４及びＩｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層６５の幅方向両側部にＩｎＰ
（ｐ）埋め込み層６６及びＩｎＰ（ｎ）埋め込み層６７
が順次積層された構造を有している。
【００１１】ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６５及びＩｎ
Ｐ（ｎ）埋め込み層６７の上面を覆うように上部電極６
８が設けられ、ＩｎＰ（ｎ+ ）基板１の下には下部電極
６０が設けられている。また、半導体光増幅器５０の前
端面には低反射膜５２が設けられ、後端面には高反射膜
５１が設けられている。
Ｐ（ｎ）埋め込み層６７の上面を覆うように上部電極６
８が設けられ、ＩｎＰ（ｎ+ ）基板１の下には下部電極
６０が設けられている。また、半導体光増幅器５０の前
端面には低反射膜５２が設けられ、後端面には高反射膜
５１が設けられている。
【００１２】図１６はファイバグレーティング外部共振
型多波長レーザアレイの拡散分解斜視図である。
型多波長レーザアレイの拡散分解斜視図である。
【００１３】このファイバグレーティング外部共振型多
波長レーザアレイは、光スターカプラ７５の出力に波長
が異なる４波長（λ1 、λ2 、λ3 、λ4 ）の光信号を
同時に光出力７６として出力させるようにしたものであ
る。
波長レーザアレイは、光スターカプラ７５の出力に波長
が異なる４波長（λ1 、λ2 、λ3 、λ4 ）の光信号を
同時に光出力７６として出力させるようにしたものであ
る。
【００１４】すなわち、このファイバグレーティング外
部共振型多波長レーザアレイは、半導体光増幅器５０を
アレイ状に配置した半導体光増幅器アレイ７１からのそ
れぞれの光信号をレンズアレイ７２を通してファイバグ
レーティングアレイ７３内のそれぞれにファイバグレー
ティング内に伝搬させ、その後、シングルモードファイ
バアレイ７４を通して４入力１出力の光スターカプラ７
５のそれぞれの入力端へ入射させ、出力端から４波長同
時発振した光出力７６を取り出すようにしたものであ
る。
部共振型多波長レーザアレイは、半導体光増幅器５０を
アレイ状に配置した半導体光増幅器アレイ７１からのそ
れぞれの光信号をレンズアレイ７２を通してファイバグ
レーティングアレイ７３内のそれぞれにファイバグレー
ティング内に伝搬させ、その後、シングルモードファイ
バアレイ７４を通して４入力１出力の光スターカプラ７
５のそれぞれの入力端へ入射させ、出力端から４波長同
時発振した光出力７６を取り出すようにしたものであ
る。
【００１５】図１７は図１６に示した半導体光増幅器ア
レイの外観斜視図である。
レイの外観斜視図である。
【００１６】半導体光増幅器アレイ７１は、４個の半導
体光増幅器からなり、各半導体光増幅器には端子６９−
１〜６９−４にしきい値電流よりも大きな順方向電流Ｉ
ｋ1〜Ｉｋ4 が注入されることにより、各出力端から光
出力７８−１〜７８−４が出力される。
体光増幅器からなり、各半導体光増幅器には端子６９−
１〜６９−４にしきい値電流よりも大きな順方向電流Ｉ
ｋ1〜Ｉｋ4 が注入されることにより、各出力端から光
出力７８−１〜７８−４が出力される。
【００１７】ここで、各半導体光増幅器の間には光の干
渉を低減させるために溝７７が形成されている。
渉を低減させるために溝７７が形成されている。
【００１８】図１８は図１６に示した半導体光増幅器ア
レイの光出力特性を示した図であり、横軸が波長を示
し、縦軸が光強度を示している。
レイの光出力特性を示した図であり、横軸が波長を示
し、縦軸が光強度を示している。
【００１９】同図より４つの波長λ1 、λ2 、λ3 、λ
4 の光信号が出力されていることがわかる。
4 の光信号が出力されていることがわかる。
【００２０】図１９は図１６及び図１７に示した半導体
光増幅器アレイの各半導体光増幅器へ注入する電流Ｉｋ
1 〜Ｉｋ4 と、光スターカプラ７５の出力端へ出力され
る光出力との関係を示す図であり、横軸は電流を示し、
縦軸は光出力を示している。
光増幅器アレイの各半導体光増幅器へ注入する電流Ｉｋ
1 〜Ｉｋ4 と、光スターカプラ７５の出力端へ出力され
る光出力との関係を示す図であり、横軸は電流を示し、
縦軸は光出力を示している。
【００２１】ｃｈ１〜ｃｈ４は波長λ1 〜λ4 に対応す
る光出力特性を示したものである。
る光出力特性を示したものである。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のファイバグレーティング外部共振器型多波長レ
ーザアレイには以下のような問題がある。
た従来のファイバグレーティング外部共振器型多波長レ
ーザアレイには以下のような問題がある。
【００２３】(1) 図１８に示した特性曲線の底部に小さ
なピーク７９−１〜７９−７が生じ、所望波長の光出力
と非所望波長の光出力との比で表されるサイドモード抑
圧比は２８〜３０ｄＢ程度であり、ＤＦＢレーザの値
（約５０ｄＢ）に比して低い。このサイドモード抑圧比
の劣化原因は、各半導体光増幅器の前端面の低反射膜５
２の残留反射の影響で後端面の高反射膜５１との間に生
じた半導体光増幅器のファブリーペローモードが重なっ
て生じたものである。
なピーク７９−１〜７９−７が生じ、所望波長の光出力
と非所望波長の光出力との比で表されるサイドモード抑
圧比は２８〜３０ｄＢ程度であり、ＤＦＢレーザの値
（約５０ｄＢ）に比して低い。このサイドモード抑圧比
の劣化原因は、各半導体光増幅器の前端面の低反射膜５
２の残留反射の影響で後端面の高反射膜５１との間に生
じた半導体光増幅器のファブリーペローモードが重なっ
て生じたものである。
【００２４】(2) 図１９に示した特性曲線に見られるよ
うに、電流に対して光出力が不連続に変化する現象、い
わゆるキンクが発生していることである。これもファブ
リーペローモードの影響によるものである。
うに、電流に対して光出力が不連続に変化する現象、い
わゆるキンクが発生していることである。これもファブ
リーペローモードの影響によるものである。
【００２５】(3) 半導体光増幅器アレイ７１は埋め込み
型構造で構成されているので、製造プロセスが複雑で、
かつ、高価である。そのため、アレイ自体も非常に高価
である。
型構造で構成されているので、製造プロセスが複雑で、
かつ、高価である。そのため、アレイ自体も非常に高価
である。
【００２６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、サイドモード抑圧比の低下とキンクの発生を抑えた
低コストの多波長外部グレーティングレーザアレイを提
供することにある。
し、サイドモード抑圧比の低下とキンクの発生を抑えた
低コストの多波長外部グレーティングレーザアレイを提
供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の多波長外部グレーティングレーザアレイは、
基板上に形成されレーザ発振によって発光する複数の発
光素子からなる発光素子アレイと、発光素子アレイの一
方の端面にそれぞれ光学的に結合されると共にそれぞれ
所望の波長を選択的に各発光素子に反射するグレーティ
ングを有する光導波路アレイとを備えた多波長外部グレ
ーティングレーザアレイであって、発光素子アレイの他
方の端面に、各発光素子の活性層内を伝搬する光の光強
度分布を覆うように部分的に高反射膜が形成されている
ものである。
に本発明の多波長外部グレーティングレーザアレイは、
基板上に形成されレーザ発振によって発光する複数の発
光素子からなる発光素子アレイと、発光素子アレイの一
方の端面にそれぞれ光学的に結合されると共にそれぞれ
所望の波長を選択的に各発光素子に反射するグレーティ
ングを有する光導波路アレイとを備えた多波長外部グレ
ーティングレーザアレイであって、発光素子アレイの他
方の端面に、各発光素子の活性層内を伝搬する光の光強
度分布を覆うように部分的に高反射膜が形成されている
ものである。
【００２８】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの各発光素子の他方の端面は、高
反射膜が形成されていない部分に低反射膜が形成されて
いるのが好ましい。
ティングレーザアレイの各発光素子の他方の端面は、高
反射膜が形成されていない部分に低反射膜が形成されて
いるのが好ましい。
【００２９】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの各発光素子内の活性層は、一方
の端面から他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線
状に形成されているのが好ましい。
ティングレーザアレイの各発光素子内の活性層は、一方
の端面から他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線
状に形成されているのが好ましい。
【００３０】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの発光素子アレイの両端面は、１
０°以内の角度に斜めに形成されているのが好ましい。
ティングレーザアレイの発光素子アレイの両端面は、１
０°以内の角度に斜めに形成されているのが好ましい。
【００３１】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの発光素子アレイは、化合物半導
体基板上に形成されたクラッド中に略矩形断面形状の活
性層が所望の間隔でアレイ状に埋め込まれ、各活性層の
真上にコンタクト層を介してそれぞれの上部電極が設け
られ、各上部電極と基板の裏面に設けられた下部電極と
の間にしきい値以上の電流が流れるようになっているの
が好ましい。
ティングレーザアレイの発光素子アレイは、化合物半導
体基板上に形成されたクラッド中に略矩形断面形状の活
性層が所望の間隔でアレイ状に埋め込まれ、各活性層の
真上にコンタクト層を介してそれぞれの上部電極が設け
られ、各上部電極と基板の裏面に設けられた下部電極と
の間にしきい値以上の電流が流れるようになっているの
が好ましい。
【００３２】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの発光素子アレイは、スラブ状の
下部クラッド層の形成された化合物半導体からなる基板
上にスラブ状の活性層及び上部第１クラッド層が順次形
成され、上部第１クラッド層の上に略矩形断面形状の上
部第２クラッド層及びコンタクト層が所定の間隔で隙間
を隔ててアレイ状に形成され、隙間が酸化層及びポリマ
層で埋め込まれ、コンタクト層の上に上部電極が形成さ
れ、基板の裏面に下部電極が設けられ下部電極と上部電
極との間にしきい値以上の電流が流れるようになってい
てもよい。
ティングレーザアレイの発光素子アレイは、スラブ状の
下部クラッド層の形成された化合物半導体からなる基板
上にスラブ状の活性層及び上部第１クラッド層が順次形
成され、上部第１クラッド層の上に略矩形断面形状の上
部第２クラッド層及びコンタクト層が所定の間隔で隙間
を隔ててアレイ状に形成され、隙間が酸化層及びポリマ
層で埋め込まれ、コンタクト層の上に上部電極が形成さ
れ、基板の裏面に下部電極が設けられ下部電極と上部電
極との間にしきい値以上の電流が流れるようになってい
てもよい。
【００３３】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの上部第２クラッド層は一方の端
面から他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線状に
形成されているのが好ましい。
ティングレーザアレイの上部第２クラッド層は一方の端
面から他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線状に
形成されているのが好ましい。
【００３４】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの下部クラッド層と上記活性層と
の間に、屈折率が下部クラッド層の屈折率より高く活性
層の屈折率より低いバッファ層が設けられているのが好
ましい。
ティングレーザアレイの下部クラッド層と上記活性層と
の間に、屈折率が下部クラッド層の屈折率より高く活性
層の屈折率より低いバッファ層が設けられているのが好
ましい。
【００３５】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイのポリマ層が光吸収剤を含んでい
るのが好ましい。
ティングレーザアレイのポリマ層が光吸収剤を含んでい
るのが好ましい。
【００３６】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの光吸収剤を含んだポリマ層は光
吸収剤がポリマ層内に部分的に含まれているのが好まし
い。
ティングレーザアレイの光吸収剤を含んだポリマ層は光
吸収剤がポリマ層内に部分的に含まれているのが好まし
い。
【００３７】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの上部第２クラッド層間の光吸収
剤を含んだポリマ層は部分的に削除されて空隙が設けら
れているのが好ましい。
ティングレーザアレイの上部第２クラッド層間の光吸収
剤を含んだポリマ層は部分的に削除されて空隙が設けら
れているのが好ましい。
【００３８】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイの上部第１クラッド層が略矩形断
面形状に形成されているのが好ましい。
ティングレーザアレイの上部第１クラッド層が略矩形断
面形状に形成されているのが好ましい。
【００３９】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイのポリマ層の上に金属膜が形成さ
れているのが好ましい。
ティングレーザアレイのポリマ層の上に金属膜が形成さ
れているのが好ましい。
【００４０】上記構成に加え本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイのポリマ層として、ポリイミドあ
るいはフッ素を含んだポリイミドが用いられるのが好ま
しい。
ティングレーザアレイのポリマ層として、ポリイミドあ
るいはフッ素を含んだポリイミドが用いられるのが好ま
しい。
【００４１】本発明によれば、発光素子アレイの他方の
端面（後端面）に形成された高反射膜がそれぞれの発光
素子の活性層内を伝搬する光の強度分布を覆っている。
所望の光の伝搬する活性層以外の領域に漏れて伝搬す
る、いわゆる非所望光（不要光）に対しては、高反射膜
が形成されていないので、後端面からの反射はほとんど
なくなる。すなわち、非所望光が後端面で反射するのを
抑えることにより、サイドモード抑圧比の低下やキンク
の発生を大幅に低減させることができる。
端面（後端面）に形成された高反射膜がそれぞれの発光
素子の活性層内を伝搬する光の強度分布を覆っている。
所望の光の伝搬する活性層以外の領域に漏れて伝搬す
る、いわゆる非所望光（不要光）に対しては、高反射膜
が形成されていないので、後端面からの反射はほとんど
なくなる。すなわち、非所望光が後端面で反射するのを
抑えることにより、サイドモード抑圧比の低下やキンク
の発生を大幅に低減させることができる。
【００４２】また、各発光素子内の活性層を一方の端面
（前端面）から他方の端面（後端面）にわたって曲線状
（あるいは折れ線状）に形成することにより、活性層以
外の領域内へ漏れ込んで伝搬する非所望光の後端面での
反射を低減させることができる。
（前端面）から他方の端面（後端面）にわたって曲線状
（あるいは折れ線状）に形成することにより、活性層以
外の領域内へ漏れ込んで伝搬する非所望光の後端面での
反射を低減させることができる。
【００４３】さらに、リッジ型構造の発光素子アレイ構
成とすることにより、より低コストで製造することがで
きると共に、非所望光の伝搬を抑え、低減させることが
できる。
成とすることにより、より低コストで製造することがで
きると共に、非所望光の伝搬を抑え、低減させることが
できる。
【００４４】また、リッジ構造の発光素子アレイのそれ
ぞれの発光素子間に非所望光の伝搬を抑える光吸収剤の
含有や導波路構造を採用することによって、サイドモー
ド抑圧比の低下やキンクの発生を抑えることができる。
ぞれの発光素子間に非所望光の伝搬を抑える光吸収剤の
含有や導波路構造を採用することによって、サイドモー
ド抑圧比の低下やキンクの発生を抑えることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００４６】図１は本発明の多波長外部グレーティング
レーザアレイの一実施の形態を示す上面図である。
レーザアレイの一実施の形態を示す上面図である。
【００４７】この多波長外部グレーティングレーザアレ
イは、四つの異なる波長λ1 、λ2、λ3 、λ4 の光信
号をそれぞれのファイバグレーティング８−１、８−
２、８−３、８−４から矢印１３−１、１３−２、１３
−３、１３−４方向に出力するレーザアレイである。こ
のレーザアレイの特徴は発光素子アレイの構造にある。
以下に図面を用いて構造及び動作について説明する。
イは、四つの異なる波長λ1 、λ2、λ3 、λ4 の光信
号をそれぞれのファイバグレーティング８−１、８−
２、８−３、８−４から矢印１３−１、１３−２、１３
−３、１３−４方向に出力するレーザアレイである。こ
のレーザアレイの特徴は発光素子アレイの構造にある。
以下に図面を用いて構造及び動作について説明する。
【００４８】１は図示しない基板上に形成されレーザ発
振によって発光する複数（図では４個であるが限定され
ない）の発光素子からなる発光素子アレイである。発光
素子アレイ１の一方の端面（前端面、図では右側の端
面）には低反射膜（反射率≦０．５％）３がコーティン
グされており、各発光素子から出射された光が先端に先
球加工部１０−１、１０−２、１０−３、１０−４を有
するファイバグレーティング８−１、８−２、８−３、
８−４にそれぞれ光学的に結合されるように入射端面と
して作用する。
振によって発光する複数（図では４個であるが限定され
ない）の発光素子からなる発光素子アレイである。発光
素子アレイ１の一方の端面（前端面、図では右側の端
面）には低反射膜（反射率≦０．５％）３がコーティン
グされており、各発光素子から出射された光が先端に先
球加工部１０−１、１０−２、１０−３、１０−４を有
するファイバグレーティング８−１、８−２、８−３、
８−４にそれぞれ光学的に結合されるように入射端面と
して作用する。
【００４９】発光素子アレイ１の他方の端面（後端面、
図では左側の端面）には高反射膜（反射率７５〜９０
％）２−１、２−２、２−３、２−４が形成されている
が、高反射膜２−１〜２−４は、各発光素子の活性層内
を伝搬する光の強度分布の９５％以上を覆うように配置
されて形成されている。各活性層以外の領域（クラッド
層や基板等）を伝搬している非所望光に対しては、後端
面７で高反射を生じさせないように高反射膜の形成され
ていない領域４−１、４−２、４−３、４−４、４−５
が設けられた構成である。
図では左側の端面）には高反射膜（反射率７５〜９０
％）２−１、２−２、２−３、２−４が形成されている
が、高反射膜２−１〜２−４は、各発光素子の活性層内
を伝搬する光の強度分布の９５％以上を覆うように配置
されて形成されている。各活性層以外の領域（クラッド
層や基板等）を伝搬している非所望光に対しては、後端
面７で高反射を生じさせないように高反射膜の形成され
ていない領域４−１、４−２、４−３、４−４、４−５
が設けられた構成である。
【００５０】このように、後端面７に高反射膜の形成さ
れていない領域４−１、４−２、４−３、４−４、４−
５を設けることにより、非所望光の後端面７からの反射
を抑え、サイドモード抑圧比の低下を低減することがで
き、光出力特性のキンクも低減させることができる。す
なわち、矢印１３−１方向に進む波長λ1 の光出力は、
後端面７に形成した高反射膜２−１と、ファイバグレー
ティング８−１の等価的反射面５７−１とで形成された
レーザ共振器で発振することにより得られる。
れていない領域４−１、４−２、４−３、４−４、４−
５を設けることにより、非所望光の後端面７からの反射
を抑え、サイドモード抑圧比の低下を低減することがで
き、光出力特性のキンクも低減させることができる。す
なわち、矢印１３−１方向に進む波長λ1 の光出力は、
後端面７に形成した高反射膜２−１と、ファイバグレー
ティング８−１の等価的反射面５７−１とで形成された
レーザ共振器で発振することにより得られる。
【００５１】高反射膜の形成されていない領域４−１や
領域４−２と、等価的反射面５７−１との間ではレーザ
共振器はほとんど構成されないので、たとえレーザ共振
器が構成されたとしてもその光出力は極めて小さく無視
することができ、矢印１３−１方向の光出力にはほとん
ど含まれない。
領域４−２と、等価的反射面５７−１との間ではレーザ
共振器はほとんど構成されないので、たとえレーザ共振
器が構成されたとしてもその光出力は極めて小さく無視
することができ、矢印１３−１方向の光出力にはほとん
ど含まれない。
【００５２】同様に、矢印１３−２方向に進む波長λ2
の光出力は後端面７に形成された高反射膜２−２と、フ
ァイバグレーティング８−２の等価的反射面５７−２と
で形成されるレーザ共振器で発振することにより得られ
る。また、矢印１３−３方向に進む波長λ3 の光出力
は、後端面７に形成された高反射膜２−３と、ファイバ
グレーティング８−３の等価的反射面５７−３とで形成
されるレーザ共振器で発振することにより得られる。さ
らに、矢印１３−４方向に進む波長λ4 方向に進む波長
λ4 の光出力は、後端面７に形成された高反射膜２−４
と、ファイバグレーティング８−４の等価的反射面５７
−４とで形成されるレーザ共振器で発振することにより
得られる。
の光出力は後端面７に形成された高反射膜２−２と、フ
ァイバグレーティング８−２の等価的反射面５７−２と
で形成されるレーザ共振器で発振することにより得られ
る。また、矢印１３−３方向に進む波長λ3 の光出力
は、後端面７に形成された高反射膜２−３と、ファイバ
グレーティング８−３の等価的反射面５７−３とで形成
されるレーザ共振器で発振することにより得られる。さ
らに、矢印１３−４方向に進む波長λ4 方向に進む波長
λ4 の光出力は、後端面７に形成された高反射膜２−４
と、ファイバグレーティング８−４の等価的反射面５７
−４とで形成されるレーザ共振器で発振することにより
得られる。
【００５３】なお、図１において、５−１〜５−４は発
光素子アレイ１の各発光素子に順方向の電流を注入する
ための上部電極、１１−１〜１１−４はファイバグレー
ティング８−１〜８−４のコア、１２−１〜１２−４は
ファイバグレーティング８−１〜８−４のクラッド、９
−１〜９−４はファイバグレーティング８−１〜８−４
のグレーティング部である。
光素子アレイ１の各発光素子に順方向の電流を注入する
ための上部電極、１１−１〜１１−４はファイバグレー
ティング８−１〜８−４のコア、１２−１〜１２−４は
ファイバグレーティング８−１〜８−４のクラッド、９
−１〜９−４はファイバグレーティング８−１〜８−４
のグレーティング部である。
【００５４】発光素子アレイ１の前端面６及び後端面７
は、２〜１０°の範囲の角度で斜めに形成され、両端面
６、７からの不要な反射光が発光素子アレイ１内やファ
イバグレーティング８−１〜８−４内に伝搬するのを抑
えるようになっている。
は、２〜１０°の範囲の角度で斜めに形成され、両端面
６、７からの不要な反射光が発光素子アレイ１内やファ
イバグレーティング８−１〜８−４内に伝搬するのを抑
えるようになっている。
【００５５】図２は本発明の多波長外部グレーティング
レーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
レーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
【００５６】図１に示した実施の形態との相違点は、発
光素子アレイ１の後端面７の高反射膜の形成されていな
い領域４−１〜４−５からの不要な反射をできるだけ抑
えるため、低反射膜（反射率≦０．５％）３−１〜３−
５が領域４−１〜４−５に設けられた点である。
光素子アレイ１の後端面７の高反射膜の形成されていな
い領域４−１〜４−５からの不要な反射をできるだけ抑
えるため、低反射膜（反射率≦０．５％）３−１〜３−
５が領域４−１〜４−５に設けられた点である。
【００５７】このような領域４−１〜４−５からの不要
な反射を抑えることにより、非常に純度の高い発振波長
の光出力を各ファイバグレーティング８−１〜８−４か
ら出力させることができる。
な反射を抑えることにより、非常に純度の高い発振波長
の光出力を各ファイバグレーティング８−１〜８−４か
ら出力させることができる。
【００５８】図３は本発明の多波長外部グレーティング
レーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
レーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
【００５９】図２に示した実施の形態との相違点は、発
光素子アレイ１内の各発光素子の前端面６と後端面７と
の間の光路が折れ線状、すなわち一直線状にならないよ
うに形成されている点である。光路は直線部１４−１、
１４−２と、斜め直線部１４−３とで構成されており、
発光効率及び消光比が向上されている。このレーザアレ
イの詳細については後述する。なお、図１から図３に示
した発光素子アレイ１は図１７に示したような埋め込み
型構造の他に、リッジ型構造にも適用できる。
光素子アレイ１内の各発光素子の前端面６と後端面７と
の間の光路が折れ線状、すなわち一直線状にならないよ
うに形成されている点である。光路は直線部１４−１、
１４−２と、斜め直線部１４−３とで構成されており、
発光効率及び消光比が向上されている。このレーザアレ
イの詳細については後述する。なお、図１から図３に示
した発光素子アレイ１は図１７に示したような埋め込み
型構造の他に、リッジ型構造にも適用できる。
【００６０】図１３は本発明の多波長外部グレーティン
グレーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
グレーザアレイの他の実施の形態を示す上面図である。
【００６１】この多波長外部グレーティングレーザアレ
イは、異なる四つの波長λ1 、λ2、λ3 、λ4 の光信
号を出力するレーザアレイである。
イは、異なる四つの波長λ1 、λ2、λ3 、λ4 の光信
号を出力するレーザアレイである。
【００６２】図１〜図３に示した実施の形態との相違点
は、ファイバグレーティングアレイ８−１〜８−４の代
わりに、導波路型グレーティングアレイ２９を用いた点
にある。この導波路型グレーティングアレイ２９は、例
えば石英系ガラス導波路で実現することができる。すな
わち、石英系ガラス導波路のコア３１−１〜３１−４に
Ｇｅを添加したＳｉＯ2 ガラスを用い、クラッド３２に
ＧｅとＦとを添加したＳｉＯ2 ガラスを用い、ガラス導
波路に位相シフトマスクを通してエキシマレーザ光を照
射することにより、グレーティング部９−１〜９−４を
形成したものを用いる。ファイバ３０−１〜３０−４は
通常のシングルモードファイバである。
は、ファイバグレーティングアレイ８−１〜８−４の代
わりに、導波路型グレーティングアレイ２９を用いた点
にある。この導波路型グレーティングアレイ２９は、例
えば石英系ガラス導波路で実現することができる。すな
わち、石英系ガラス導波路のコア３１−１〜３１−４に
Ｇｅを添加したＳｉＯ2 ガラスを用い、クラッド３２に
ＧｅとＦとを添加したＳｉＯ2 ガラスを用い、ガラス導
波路に位相シフトマスクを通してエキシマレーザ光を照
射することにより、グレーティング部９−１〜９−４を
形成したものを用いる。ファイバ３０−１〜３０−４は
通常のシングルモードファイバである。
【００６３】
【実施例】図４から図１２は本発明の多波長外部グレー
ティングレーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光
素子アレイの具体的な実施例を示す図である。
ティングレーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光
素子アレイの具体的な実施例を示す図である。
【００６４】図４（ａ）は本発明の多波長外部グレーテ
ィングレーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光素
子アレイの前端面側から見た断面図であり、図４（ｂ）
は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
ィングレーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光素
子アレイの前端面側から見た断面図であり、図４（ｂ）
は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００６５】この発光素子アレイは、ＩｎＰ（ｎ+ ）基
板１８上に、スラブ構造のＩｎＰ（ｎ）下部クラッド層
（以下「下部クラッド層」という）１９、活性層２０
（ＩｎＧａＡｓＰ）、ＩｎＰ（ｐ）上部第１クラッド層
（以下「上部第１クラッド層」という）２１を順次積層
し、上部第１クラッド層２１上に略矩形断面形状のＩｎ
Ｐ（ｐ）上部第２クラッド層（以下「上部第２クラッド
層」という）２２とＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２３と
が形成され、上部第１クラッド層２１の露出面と、上部
第２クラッド層２２及びＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２
３の側面を、ＳｉＯ2 層２４とポリイミド膜２５とで覆
った構成を有している。
板１８上に、スラブ構造のＩｎＰ（ｎ）下部クラッド層
（以下「下部クラッド層」という）１９、活性層２０
（ＩｎＧａＡｓＰ）、ＩｎＰ（ｐ）上部第１クラッド層
（以下「上部第１クラッド層」という）２１を順次積層
し、上部第１クラッド層２１上に略矩形断面形状のＩｎ
Ｐ（ｐ）上部第２クラッド層（以下「上部第２クラッド
層」という）２２とＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２３と
が形成され、上部第１クラッド層２１の露出面と、上部
第２クラッド層２２及びＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２
３の側面を、ＳｉＯ2 層２４とポリイミド膜２５とで覆
った構成を有している。
【００６６】この発光素子アレイは、各ＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層２３の上部に設けられた上部電極５−１〜
５−４と、下部電極１７との間に順方向の注入電流を流
すことによって各発光素子から光出力を矢印Ｐ１〜Ｐ４
方向に出力させるようにしたものである。各発光素子内
の光は各略矩断面形状の上部第２クラッド層２２−１〜
２２−４の真下の活性層２０内に閉じ込められて伝搬
し、後端面７に形成されたそれぞれの高反射膜２−１〜
２−４で反射され、前端面６に形成された低反射膜３を
通って矢印Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 方向に出力され、フ
ァイバグレーティングに導かれる。
コンタクト層２３の上部に設けられた上部電極５−１〜
５−４と、下部電極１７との間に順方向の注入電流を流
すことによって各発光素子から光出力を矢印Ｐ１〜Ｐ４
方向に出力させるようにしたものである。各発光素子内
の光は各略矩断面形状の上部第２クラッド層２２−１〜
２２−４の真下の活性層２０内に閉じ込められて伝搬
し、後端面７に形成されたそれぞれの高反射膜２−１〜
２−４で反射され、前端面６に形成された低反射膜３を
通って矢印Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 方向に出力され、フ
ァイバグレーティングに導かれる。
【００６７】ここで、高反射膜２−１〜２−４は上部第
２クラッド層２２の真下の活性層２０内を伝搬する光の
みを反射させるように限られた領域に形成されている。
また、略矩形断面形状の上部第２クラッド層２２−１〜
２２−４は、前端面６から後端面７にわたって一直線状
に形成されておらず、スポットサイズ変換部１６−１、
直線部１４−１、Ｓ字状曲線部１５及び直線部１４−２
で構成されている。
２クラッド層２２の真下の活性層２０内を伝搬する光の
みを反射させるように限られた領域に形成されている。
また、略矩形断面形状の上部第２クラッド層２２−１〜
２２−４は、前端面６から後端面７にわたって一直線状
に形成されておらず、スポットサイズ変換部１６−１、
直線部１４−１、Ｓ字状曲線部１５及び直線部１４−２
で構成されている。
【００６８】これは、前端面６側に配置されたファイバ
グレーティング８−１〜８−４の各コア１１−１〜１１
−４からの光が活性層２０内に結合され、上部第２クラ
ッド層２２のパターンに沿うように活性層２０内を伝搬
し、各高反射膜２−１〜２−４で反射させることによっ
てサイドモード抑圧比を向上させるために構成したもの
である。すなわち、ファイバグレーティング８−１〜８
−４の各クラッド１２−１〜１２−４内を伝搬した光が
活性層２０内を伝搬し、高反射膜２−１〜２−４で反射
され、不要なレーザ発振を起こさせないようにするため
に構成したものである。また、活性層の長さが長くなる
ことによる低電流での発振を実現することが可能とな
る。前端面６側のスポットサイズ変換部１６−１はファ
イバグレーティングとの光結合効率を向上させるために
設けたものである。さらに、後端面７側の直線部１４−
２は、高反射膜２−１〜２−４での反射効率を向上さ
せ、反射した際の活性層２０内への光の閉じ込め効率を
向上させ、モードの乱れを生じさせないために直線状と
したものである。
グレーティング８−１〜８−４の各コア１１−１〜１１
−４からの光が活性層２０内に結合され、上部第２クラ
ッド層２２のパターンに沿うように活性層２０内を伝搬
し、各高反射膜２−１〜２−４で反射させることによっ
てサイドモード抑圧比を向上させるために構成したもの
である。すなわち、ファイバグレーティング８−１〜８
−４の各クラッド１２−１〜１２−４内を伝搬した光が
活性層２０内を伝搬し、高反射膜２−１〜２−４で反射
され、不要なレーザ発振を起こさせないようにするため
に構成したものである。また、活性層の長さが長くなる
ことによる低電流での発振を実現することが可能とな
る。前端面６側のスポットサイズ変換部１６−１はファ
イバグレーティングとの光結合効率を向上させるために
設けたものである。さらに、後端面７側の直線部１４−
２は、高反射膜２−１〜２−４での反射効率を向上さ
せ、反射した際の活性層２０内への光の閉じ込め効率を
向上させ、モードの乱れを生じさせないために直線状と
したものである。
【００６９】ここで、Ｗ1 の値は上記理由により大きい
方が好ましい。
方が好ましい。
【００７０】図５（ａ）は図４に示した発光素子アレイ
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００７１】本発光素子アレイは、ポリイミド膜中に光
吸収剤を分散させたポリイミド膜２６を用いることによ
り、上部第２クラッド層２２−１〜２２−４の真下の活
性層以外の領域の活性層内やクラッド層内、基板内等を
伝搬する不要光を減衰させるようになっている。
吸収剤を分散させたポリイミド膜２６を用いることによ
り、上部第２クラッド層２２−１〜２２−４の真下の活
性層以外の領域の活性層内やクラッド層内、基板内等を
伝搬する不要光を減衰させるようになっている。
【００７２】図６（ａ）は図４に示した発光素子アレイ
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図６
（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図６
（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００７３】本発光素子アレイは、図２に示したよう
に、後端面７の高反射膜の形成されていない領域４−１
〜４−５に低反射膜３−１〜３−５を形成した構成を有
している。なお、同図６（ａ）、（ｂ）においてＷ1 ＋
Ｗ2 の値はファイバの直径（１２５μｍ）よりも大きい
値になるようにするのが好ましく、Ｗ1 の値もできるだ
け大きい値（＞１０μｍ）が好ましい。
に、後端面７の高反射膜の形成されていない領域４−１
〜４−５に低反射膜３−１〜３−５を形成した構成を有
している。なお、同図６（ａ）、（ｂ）においてＷ1 ＋
Ｗ2 の値はファイバの直径（１２５μｍ）よりも大きい
値になるようにするのが好ましく、Ｗ1 の値もできるだ
け大きい値（＞１０μｍ）が好ましい。
【００７４】図７（ａ）は図４に示した発光素子アレイ
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図７
（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図７
（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００７５】本発光素子アレイは、上部第２クラッド間
のポリイミド膜中に光吸収剤を含んだポリイミド膜２６
−１〜２６−３を設けた構成を有している。
のポリイミド膜中に光吸収剤を含んだポリイミド膜２６
−１〜２６−３を設けた構成を有している。
【００７６】図８（ａ）は図４に示した発光素子アレイ
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図８
（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図８
（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【００７７】本発光素子アレイは、上部第２クラッド層
間のポリイミド膜に空隙２７−１〜２７−３を設け、各
発光素子間の光学的干渉を低減するようにした構成を有
している。
間のポリイミド膜に空隙２７−１〜２７−３を設け、各
発光素子間の光学的干渉を低減するようにした構成を有
している。
【００７８】図９（ａ）は図４に示した発光素子アレイ
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図９
（ｂ）は図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
の変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図９
（ｂ）は図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【００７９】本発光素子アレイは、上部第２クラッド層
２２−１〜２２−４の真下の活性層内への光の閉じ込め
性を向上させるため、上部第１クラッド層２１も略矩形
断面形状としたものである。
２２−１〜２２−４の真下の活性層内への光の閉じ込め
性を向上させるため、上部第１クラッド層２１も略矩形
断面形状としたものである。
【００８０】ここで、上部第２クラッド層２２−１〜２
２−４の幅ｂに対し、上部第１クラッド層２１の幅ａを
できるだけ小さく、かつ幅ｂの値に接近するように選ぶ
程、活性層内への光の閉じ込め性が向上し、高反射膜２
−１〜２−４の形成領域も小さくすることができ、不要
な波長での発振を抑えることができる。
２−４の幅ｂに対し、上部第１クラッド層２１の幅ａを
できるだけ小さく、かつ幅ｂの値に接近するように選ぶ
程、活性層内への光の閉じ込め性が向上し、高反射膜２
−１〜２−４の形成領域も小さくすることができ、不要
な波長での発振を抑えることができる。
【００８１】図１０（ａ）は図４に示した発光素子アレ
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
０（ｂ）は図１０（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
０（ｂ）は図１０（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【００８２】本発光素子アレイは、図９（ａ）、（ｂ）
に示した上部第２クラッド層間のポリイミド膜に空隙２
７−１〜２７−３を設けることにより、不要な反射光に
よる発振をより抑圧するようにし、電流注入によって生
じる熱的温度上昇による光出力特性のキンクを空隙によ
る放熱効果で緩和させるようにしたものである。また、
本発光素子アレイは、各発光素子間の光干渉も抑えるよ
うになっている。
に示した上部第２クラッド層間のポリイミド膜に空隙２
７−１〜２７−３を設けることにより、不要な反射光に
よる発振をより抑圧するようにし、電流注入によって生
じる熱的温度上昇による光出力特性のキンクを空隙によ
る放熱効果で緩和させるようにしたものである。また、
本発光素子アレイは、各発光素子間の光干渉も抑えるよ
うになっている。
【００８３】図１１（ａ）は図４に示した発光素子アレ
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
１（ｂ）は図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
１（ｂ）は図１１（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
【００８４】本発光素子アレイは、上部第２クラッド層
間のポリイミド膜２５の上に金属膜２８−１〜２８−５
を設け、各発光素子間の光干渉を低減させるようになっ
ている。
間のポリイミド膜２５の上に金属膜２８−１〜２８−５
を設け、各発光素子間の光干渉を低減させるようになっ
ている。
【００８５】図１２（ａ）は図４に示した発光素子アレ
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
２（ｂ）は図１２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
イの変形例を示す前端面側から見た断面図であり、図１
２（ｂ）は図１２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【００８６】本発光素子アレイは、図８（ａ）、（ｂ）
に示した発光素子アレイの空隙２７−１〜２７−５上に
金属膜２８−２〜２８−５を形成し、各発光素子間の光
干渉をより低減させるようにしたものである。
に示した発光素子アレイの空隙２７−１〜２７−５上に
金属膜２８−２〜２８−５を形成し、各発光素子間の光
干渉をより低減させるようにしたものである。
【００８７】本発明は上記実施の形態や上記実施例に限
定されない。レーザアレイはチャンネル（ＣＨ）数が４
チャンネルの場合で説明したが、これ以外に２チャンネ
ル、６チャンネル、８チャンネル、１６チャンネル等の
多波長グレーティングレーザアレイにも適用することが
できる。
定されない。レーザアレイはチャンネル（ＣＨ）数が４
チャンネルの場合で説明したが、これ以外に２チャンネ
ル、６チャンネル、８チャンネル、１６チャンネル等の
多波長グレーティングレーザアレイにも適用することが
できる。
【００８８】図４から図１２に示した実施例において、
下部クラッド層１９と活性層２０との間に、ＩｎＰの屈
折率３．１６３よりも高く、ＩｎＧａＡｓＰの活性層の
屈折率３．３７５よりも低い値を有するバッファ層（屈
折率３．２〜３．３）を設けることによって、スポット
サイズ変換部１６−１における幅方向及び厚さ方向の光
強度分布を直線部１４−１から前端面６にわたって徐々
に拡大することができ、グレーティングファイバとの結
合効率の改善と低偏波依存性を得ることができる。さら
に、活性層あるいは上部第２クラッド層の形状はＳ字状
ではなく、発光素子の前端面から後端面にわたって折れ
線状であってもよい。
下部クラッド層１９と活性層２０との間に、ＩｎＰの屈
折率３．１６３よりも高く、ＩｎＧａＡｓＰの活性層の
屈折率３．３７５よりも低い値を有するバッファ層（屈
折率３．２〜３．３）を設けることによって、スポット
サイズ変換部１６−１における幅方向及び厚さ方向の光
強度分布を直線部１４−１から前端面６にわたって徐々
に拡大することができ、グレーティングファイバとの結
合効率の改善と低偏波依存性を得ることができる。さら
に、活性層あるいは上部第２クラッド層の形状はＳ字状
ではなく、発光素子の前端面から後端面にわたって折れ
線状であってもよい。
【００８９】以上において本発明によれば、 (1) サイドモード抑圧比の低下とキンク発生とを抑える
ことができ、ＤＦＢレーザのサイドモード抑圧比と同程
度の値を実現することができる。
ことができ、ＤＦＢレーザのサイドモード抑圧比と同程
度の値を実現することができる。
【００９０】(2) 所望の活性層以外を伝搬する不要光
（非所望光）によるレーザ発振を十分小さく抑えること
ができるので、非常に純度の良い波長の光信号を取り出
すことができる。
（非所望光）によるレーザ発振を十分小さく抑えること
ができるので、非常に純度の良い波長の光信号を取り出
すことができる。
【００９１】(3) リッジ型構造の発光素子アレイ構成を
用いることにより、低コストなレーザアレイを実現する
ことができる。
用いることにより、低コストなレーザアレイを実現する
ことができる。
【００９２】(4) 発光素子間の光干渉を小さくすること
ができるので、クロストークを小さく抑えることができ
る。
ができるので、クロストークを小さく抑えることができ
る。
【００９３】(5) 発光素子アレイの後端面には、所望光
に対してのみ反射させる高反射膜を設け、非所望光に対
しては高反射膜が形成されていないので、後端面からの
不要な反射を抑えることができ、不要なレーザ発振が生
じにくい。さらに、高反射膜の形成されていない後端面
に低反射膜を形成しておくことにより、不要なレーザ発
振をより一層低減させることができ、高いサイドモード
抑圧比とキンクの発生を抑えた高安定な多波長外部グレ
ーティングレーザアレイを実現することができる。
に対してのみ反射させる高反射膜を設け、非所望光に対
しては高反射膜が形成されていないので、後端面からの
不要な反射を抑えることができ、不要なレーザ発振が生
じにくい。さらに、高反射膜の形成されていない後端面
に低反射膜を形成しておくことにより、不要なレーザ発
振をより一層低減させることができ、高いサイドモード
抑圧比とキンクの発生を抑えた高安定な多波長外部グレ
ーティングレーザアレイを実現することができる。
【００９４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００９５】サイドモード抑圧比の低下とキンクの発生
を抑えた低コストの多波長外部グレーティングレーザア
レイの提供を実現することができる。
を抑えた低コストの多波長外部グレーティングレーザア
レイの提供を実現することができる。
【図１】本発明の多波長外部グレーティングレーザアレ
イの一実施の形態を示す上面図である。
イの一実施の形態を示す上面図である。
【図２】本発明の多波長外部グレーティングレーザアレ
イの他の実施の形態を示す上面図である。
イの他の実施の形態を示す上面図である。
【図３】本発明の多波長外部グレーティングレーザアレ
イの他の実施の形態を示す上面図である。
イの他の実施の形態を示す上面図である。
【図４】（ａ）は本発明の多波長外部グレーティングレ
ーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光素子アレイ
の前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ線断面図である。
ーザアレイに用いられるリッジ型構造の発光素子アレイ
の前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ線断面図である。
【図５】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形例
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形例
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ線断面図である。
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形例
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＤ−Ｄ線断面図である。
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形例
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＥ−Ｅ線断面図である。
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形例
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＦ−Ｆ線断面図である。
を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１０】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１１】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１２】（ａ）は図４に示した発光素子アレイの変形
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
例を示す前端面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１３】本発明の多波長外部グレーティングレーザア
レイの他の実施の形態を示す上面図である。
レイの他の実施の形態を示す上面図である。
【図１４】外部共振器付きレーザの概念図である。
【図１５】図１４に示した外部共振器付きレーザファイ
バに用いられる半導体光増幅器の概略構造図である。
バに用いられる半導体光増幅器の概略構造図である。
【図１６】ファイバグレーティング外部共振型多波長レ
ーザアレイの拡散分解斜視図である。
ーザアレイの拡散分解斜視図である。
【図１７】図１６に示した半導体光増幅器アレイの外観
斜視図である。
斜視図である。
【図１８】図１６に示した半導体光増幅器アレイの光出
力特性を示した図である。
力特性を示した図である。
【図１９】図１６及び図１７に示した半導体光増幅器ア
レイの各半導体光増幅器へ注入する電流と、光スターカ
プラの出力端へ出力される光出力との関係を示す図であ
る。
レイの各半導体光増幅器へ注入する電流と、光スターカ
プラの出力端へ出力される光出力との関係を示す図であ
る。
１ 発光素子アレイ ２−１〜２−４ 高反射膜 ３ 低反射膜 ８−１〜８−４ ファイバグレーティング ９−１〜９−４ グレーティング部 １０−１〜１０−４ 先球加工部
Claims (14)
- 【請求項１】 基板上に形成されレーザ発振によって発
光する複数の発光素子からなる発光素子アレイと、該発
光素子アレイの一方の端面にそれぞれ光学的に結合され
ると共にそれぞれ所望の波長を選択的に各発光素子に反
射するグレーティングを有する光導波路アレイとを備え
た多波長外部グレーティングレーザアレイであって、上
記発光素子アレイの他方の端面に、各発光素子の活性層
内を伝搬する光の光強度分布を覆うように部分的に高反
射膜が形成されていることを特徴とする多波長外部グレ
ーティングレーザアレイ。 - 【請求項２】 上記各発光素子の他方の端面は、高反射
膜が形成されていない部分に低反射膜が形成されている
請求項１に記載の多波長外部グレーティングレーザアレ
イ。 - 【請求項３】 上記各発光素子内の活性層は、一方の端
面から他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線状に
形成されている請求項１または２に記載の多波長外部グ
レーティングレーザアレイ。 - 【請求項４】 上記発光素子アレイの両端面は、１０°
以内の角度に斜めに形成されている請求項１から３のい
ずれかに記載の多波長外部グレーティングレーザアレ
イ。 - 【請求項５】 上記発光素子アレイは、化合物半導体基
板上に形成されたクラッド中に略矩形断面形状の活性層
が所望の間隔でアレイ状に埋め込まれ、各活性層の真上
にコンタクト層を介してそれぞれの上部電極が設けら
れ、各上部電極と上記基板の裏面に設けられた下部電極
との間にしきい値以上の電流が流れるようになっている
請求項１から４のいずれかに記載の多波長外部グレーテ
ィングレーザアレイ。 - 【請求項６】 上記発光素子アレイは、スラブ状の下部
クラッド層の形成された化合物半導体からなる基板上に
スラブ状の活性層及び上部第１クラッド層が順次形成さ
れ、上部第１クラッド層の上に略矩形断面形状の上部第
２クラッド層及びコンタクト層が所定の間隔で隙間を隔
ててアレイ状に形成され、該隙間が酸化層及びポリマ層
で埋め込まれ、上記コンタクト層の上に上部電極が形成
され、上記基板の裏面に下部電極が設けられ該下部電極
と上記上部電極との間にしきい値以上の電流が流れるよ
うになっている請求項１から５のいずれかに記載の多波
長外部グレーティングレーザアレイ。 - 【請求項７】 上記上部第２クラッド層は一方の端面か
ら他方の端面にわたって折れ線状あるいは曲線状に形成
されている請求項６に記載の多波長外部グレーティング
レーザアレイ。 - 【請求項８】 上記下部クラッド層と上記活性層との間
に、屈折率が下部クラッド層の屈折率より高く上記活性
層の屈折率より低いバッファ層が設けられている請求項
６または７に記載の多波長外部グレーティングレーザア
レイ。 - 【請求項９】 上記ポリマ層が光吸収剤を含んでいる請
求項６から８のいずれかに記載の多波長外部グレーティ
ングレーザアレイ。 - 【請求項１０】 上記光吸収剤を含んだポリマ層は光吸
収剤がポリマ層内に部分的に含まれている請求項９に記
載の多波長外部グレーティングレーザアレイ。 - 【請求項１１】 上記上部第２クラッド層間の光吸収剤
を含んだポリマ層は部分的に削除されて空隙が設けられ
ている請求項６から１０のいずれかに記載の多波長外部
グレーティングレーザアレイ。 - 【請求項１２】 上記上部第１クラッド層が略矩形断面
形状に形成されている請求項６から１１のいずれかに記
載の多波長外部グレーティングレーザアレイ。 - 【請求項１３】 上記ポリマ層の上に金属膜が形成され
ている請求項６から１２のいずれかに記載の多波長外部
グレーティングレーザアレイ。 - 【請求項１４】 上記ポリマ層として、ポリイミドある
いはフッ素を含んだポリイミドが用いられている請求項
６から１３のいずれかに記載の多波長外部グレーティン
グレーザアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03616799A JP3804324B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 多波長外部グレーティングレーザアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03616799A JP3804324B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 多波長外部グレーティングレーザアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236138A true JP2000236138A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3804324B2 JP3804324B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=12462211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03616799A Expired - Fee Related JP3804324B2 (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 多波長外部グレーティングレーザアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3804324B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030778A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2007033853A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Fujitsu Ltd | Ｓｏａアレイ光モジュール |
| US7702197B2 (en) | 2007-03-16 | 2010-04-20 | Fujitsu Limited | SOA array optical module |
| JPWO2009028079A1 (ja) * | 2007-08-30 | 2010-11-25 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ素子 |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP03616799A patent/JP3804324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030778A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2006086228A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2007033853A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Fujitsu Ltd | Ｓｏａアレイ光モジュール |
| JP4499627B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2010-07-07 | 富士通株式会社 | Ｓｏａアレイ光モジュール |
| US7702197B2 (en) | 2007-03-16 | 2010-04-20 | Fujitsu Limited | SOA array optical module |
| JPWO2009028079A1 (ja) * | 2007-08-30 | 2010-11-25 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3804324B2 (ja) | 2006-08-02 |
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