JP2000294870A - 発光デバイス - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＷＤＭ通信システムに好適な所定の波長の光
を発生可能なレーザ光源を提供する。 【解決手段】 発光デバイスは、所定の屈折率を有する
光導波路７２を有する光回路素子１８、電流を加えると
光を発生する半導体光増幅器１６を備える。半導体光増
幅器１６は、光導波路７２に光学的に結合された光放出
面１６ａ、および光反射面１６ｂを有する。光回路素子
１８は、光導波路７２、光導波路２７に光学的に結合さ
れた回折格子７４、および回折格子７４に電界を印加す
るように設けられた電極７６ａ、７６ｂを含む。半導体
光増幅器１６が発生した光は、回折格子７４によって反
射される。電極７６ａ、７６ｂによって回折格子７４に
電界を印加すると、電界が印加された部分の屈折率が変
化する。屈折率の変化に応じて、回折格子のブラッグ波
長が変わるので、反射される光の波長を変更できる。
を発生可能なレーザ光源を提供する。 【解決手段】 発光デバイスは、所定の屈折率を有する
光導波路７２を有する光回路素子１８、電流を加えると
光を発生する半導体光増幅器１６を備える。半導体光増
幅器１６は、光導波路７２に光学的に結合された光放出
面１６ａ、および光反射面１６ｂを有する。光回路素子
１８は、光導波路７２、光導波路２７に光学的に結合さ
れた回折格子７４、および回折格子７４に電界を印加す
るように設けられた電極７６ａ、７６ｂを含む。半導体
光増幅器１６が発生した光は、回折格子７４によって反
射される。電極７６ａ、７６ｂによって回折格子７４に
電界を印加すると、電界が印加された部分の屈折率が変
化する。屈折率の変化に応じて、回折格子のブラッグ波
長が変わるので、反射される光の波長を変更できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光デバイスに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】１．５５μｍ帯のＷＤＭシステムにおい
ては、隣接するチャネルの波長間隔は１００ＧＨｚまた
はその整数倍に規定されている。これは、チャネル波長
の絶対精度を４桁以上で制御することを必要とする。
ては、隣接するチャネルの波長間隔は１００ＧＨｚまた
はその整数倍に規定されている。これは、チャネル波長
の絶対精度を４桁以上で制御することを必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このために好適な半導
体レーザとしては、ＤＦＢ型半導体レーザ、ＤＢＲ型半
導体レーザが利用できる。これらの半導体レーザでは、
鋭い発振スペクトルが得られるけれども、発振波長は、
レーザ製造段階でレーザチップ内に作製される回折格子
によって決定されてしまう。プロセス要因の影響を受け
るため、所望の発振波長を安定に、また精度良く得るこ
とは簡単なことではない。
体レーザとしては、ＤＦＢ型半導体レーザ、ＤＢＲ型半
導体レーザが利用できる。これらの半導体レーザでは、
鋭い発振スペクトルが得られるけれども、発振波長は、
レーザ製造段階でレーザチップ内に作製される回折格子
によって決定されてしまう。プロセス要因の影響を受け
るため、所望の発振波長を安定に、また精度良く得るこ
とは簡単なことではない。
【０００４】ＤＦＢ型半導体レーザ、ＤＢＲ型半導体レ
ーザに比べて、所望の発振周波数に対してより高精度な
発振波長を得るために、光発生素子と、回折格子を有す
るファイバグレーティングを組み合わせる光源がある。
ところが、このような光源では、発振周波数は、光発生
素子のみでは決定されないけれども、回折格子のブラッ
グ波長で決定されてしまう。製造後に、このブラッグ波
長を変更することは不可能であるので、発振波長を微調
整することは不可能であった。
ーザに比べて、所望の発振周波数に対してより高精度な
発振波長を得るために、光発生素子と、回折格子を有す
るファイバグレーティングを組み合わせる光源がある。
ところが、このような光源では、発振周波数は、光発生
素子のみでは決定されないけれども、回折格子のブラッ
グ波長で決定されてしまう。製造後に、このブラッグ波
長を変更することは不可能であるので、発振波長を微調
整することは不可能であった。
【０００５】しかしながら、波長分割多重（ＷＤＭ）通
信システムは、１６チャネルまたは３２チャネルを複数
の波長を用いて並列に伝送するので、ＷＤＭシステムの
規定を満たすために、規格に従う波長間隔の複数の光源
が必要とされている。したがって、ＷＤＭ通信システム
に適用できる発光デバイスが望まれていた。
信システムは、１６チャネルまたは３２チャネルを複数
の波長を用いて並列に伝送するので、ＷＤＭシステムの
規定を満たすために、規格に従う波長間隔の複数の光源
が必要とされている。したがって、ＷＤＭ通信システム
に適用できる発光デバイスが望まれていた。
【０００６】そこで、本発明の目的は、所望の波長の光
を発生するように調整可能な発光デバイスを提供するこ
ととした。
を発生するように調整可能な発光デバイスを提供するこ
ととした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者は、このような光
源を実現するために、さまざまな検討を重ねた。所定の
発振波長の光を光源で発生させるためのアプローチとし
て、大きく分けて次の２つがあると考えた。（１）高精
度に所定の発振波長の光を発生する光源を製造する。
（２）発振波長が変更できるような光源を製造し、必要
に応じて発振波長を調整する。
源を実現するために、さまざまな検討を重ねた。所定の
発振波長の光を光源で発生させるためのアプローチとし
て、大きく分けて次の２つがあると考えた。（１）高精
度に所定の発振波長の光を発生する光源を製造する。
（２）発振波長が変更できるような光源を製造し、必要
に応じて発振波長を調整する。
【０００８】上記（１）は、従来から試みられてきたア
プローチである。そこで、（２）のアプローチに関して
さらに検討を重ねた。発振波長を変えるためには、波長
を決定している回折格子の回折波長を変更することが必
要である。
プローチである。そこで、（２）のアプローチに関して
さらに検討を重ねた。発振波長を変えるためには、波長
を決定している回折格子の回折波長を変更することが必
要である。
【０００９】そこで、本発明を以下のような構成とし
た。
た。
【００１０】本発明に係わる発光デバイスは、光回路素
子および半導体光増幅器を備える。半導体光増幅器は、
電流が加えられると所定のスペクトル帯域の光を発生す
る。このために、半導体光増幅器は注入キャリアを光へ
変換する活性層を有する。活性層は両端に光放出面およ
び光反射面を有する。光放出面は、光導波路に光学的に
結合されている。光回路素子は、光導波路、回折格子、
電極を含む。光導波路は所定の屈折率を有し、所定の屈
折率より小さい屈折率の媒質でその周囲を囲まれてい
る。回折格子は、この光導波路に形成され、所定の反射
スペクトルを有する。回折格子は、空間的な屈折率の変
化を有する屈折率型回折格子であり、周期的な幾何学的
形状を有するレリーフ型回折格子であることができる。
電極は、光導波路の回折格子が形成された部分に電圧を
印加するように設けられている。
子および半導体光増幅器を備える。半導体光増幅器は、
電流が加えられると所定のスペクトル帯域の光を発生す
る。このために、半導体光増幅器は注入キャリアを光へ
変換する活性層を有する。活性層は両端に光放出面およ
び光反射面を有する。光放出面は、光導波路に光学的に
結合されている。光回路素子は、光導波路、回折格子、
電極を含む。光導波路は所定の屈折率を有し、所定の屈
折率より小さい屈折率の媒質でその周囲を囲まれてい
る。回折格子は、この光導波路に形成され、所定の反射
スペクトルを有する。回折格子は、空間的な屈折率の変
化を有する屈折率型回折格子であり、周期的な幾何学的
形状を有するレリーフ型回折格子であることができる。
電極は、光導波路の回折格子が形成された部分に電圧を
印加するように設けられている。
【００１１】半導体光増幅器が発生した光は、回折格子
によって反射される。回折格子が形成されている光導波
路の部分に電界を加えると、電界が印加された光導波路
の部分の屈折率が変化する。屈折率の変化に応じて、回
折格子のブラッグ波長が変化する。このため、反射され
る光の波長を変更できる。
によって反射される。回折格子が形成されている光導波
路の部分に電界を加えると、電界が印加された光導波路
の部分の屈折率が変化する。屈折率の変化に応じて、回
折格子のブラッグ波長が変化する。このため、反射され
る光の波長を変更できる。
【００１２】本発明に係わる発光デバイスは、半導体光
増幅器において発生された光を電気信号に応じて変調す
る光変調器を更に備えることができる。この半導体光増
幅器の光反射面と回折格子とは光共振器を構成する。光
変調器は、半導体光増幅器において発生された光を電気
信号に応じて変調する。光変調器は、光共振器の外側に
設けられることが好ましい。光共振器の外側に光変調器
が設けると、発光デバイスのチャーピングが低減可能と
なる。
増幅器において発生された光を電気信号に応じて変調す
る光変調器を更に備えることができる。この半導体光増
幅器の光反射面と回折格子とは光共振器を構成する。光
変調器は、半導体光増幅器において発生された光を電気
信号に応じて変調する。光変調器は、光共振器の外側に
設けられることが好ましい。光共振器の外側に光変調器
が設けると、発光デバイスのチャーピングが低減可能と
なる。
【００１３】本発明に係わる発光デバイスでは、光回路
素子は、光導波路、回折格子、および電極が設けられた
基板を有することができる。このような光回路素子を採
用すると、小型化された発光デバイスが提供される。
素子は、光導波路、回折格子、および電極が設けられた
基板を有することができる。このような光回路素子を採
用すると、小型化された発光デバイスが提供される。
【００１４】基板は、少なくとも表層に電気光学結晶を
含むことができる。また、電気光学結晶基板は、少なく
とも表面近傍に設けられた所定の屈折率より小さい領域
と、この領域内に設けられ所定の屈折率を有する光導波
路とを有する。回折格子は、この光導波路に重ねてまた
は近接して配置され、これによって光導波路を伝搬する
光を回折させる。電極は、回折格子と結合している光導
波路に電界を発生するように配置される。電極によって
回折格子が形成されている光導波路の部分の屈折率を変
化させると、回折格子のブラッグ波長が変化する。
含むことができる。また、電気光学結晶基板は、少なく
とも表面近傍に設けられた所定の屈折率より小さい領域
と、この領域内に設けられ所定の屈折率を有する光導波
路とを有する。回折格子は、この光導波路に重ねてまた
は近接して配置され、これによって光導波路を伝搬する
光を回折させる。電極は、回折格子と結合している光導
波路に電界を発生するように配置される。電極によって
回折格子が形成されている光導波路の部分の屈折率を変
化させると、回折格子のブラッグ波長が変化する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１６】図１および図２を用いて、本発明の実施の
形態の発光モジュールについて説明する。この発光デバ
イスは、レーザモジュールの構成を有する。図１は、レ
ーザモジュールの斜視図であり、その内部の様子が明ら
かになるように一部破断図になっている。図２は、レー
ザモジュール主要部を表し図１のＩ−Ｉ断面における断
面図である。レーザモジュール１は、レーザモジュール
主要部１０と、ハウジング１２とを備える。
形態の発光モジュールについて説明する。この発光デバ
イスは、レーザモジュールの構成を有する。図１は、レ
ーザモジュールの斜視図であり、その内部の様子が明ら
かになるように一部破断図になっている。図２は、レー
ザモジュール主要部を表し図１のＩ−Ｉ断面における断
面図である。レーザモジュール１は、レーザモジュール
主要部１０と、ハウジング１２とを備える。
【００１７】ハウジング１２は、図１に示された実施例
では、バタフライ型パッケージである。パッケージ１２
内の底面上にレーザモジュール主要部１０が配置されて
いる。レーザモジュールの主要部１０は、不活性ガス、
例えば窒素ガス、が封入された状態でパッケージ１２内
に封止されている。ハウジング１２は、半導体レーザレ
ーザモジュール主要部１０を収納している本体部１２
ａ、光ファイバ１４を主要部１０に導く筒状部１２ｂ、
および複数のリードピン１２ｃを備える。
では、バタフライ型パッケージである。パッケージ１２
内の底面上にレーザモジュール主要部１０が配置されて
いる。レーザモジュールの主要部１０は、不活性ガス、
例えば窒素ガス、が封入された状態でパッケージ１２内
に封止されている。ハウジング１２は、半導体レーザレ
ーザモジュール主要部１０を収納している本体部１２
ａ、光ファイバ１４を主要部１０に導く筒状部１２ｂ、
および複数のリードピン１２ｃを備える。
【００１８】レーザモジュール主要部１０は、搭載部材
２４、２６、２８、３０と、レンズ（図２の３２ａ）を
保持するレンズ保持部材３２とを有する。
２４、２６、２８、３０と、レンズ（図２の３２ａ）を
保持するレンズ保持部材３２とを有する。
【００１９】搭載部材２４、２６、２８、３０は、半導
体光学素子１６、２０、光回路素子１６、信号処理素子
部２２を搭載する。また、レーザモジュール主要部１０
では、搭載部材２４は、熱電子冷却器（サーモエレクト
リッククーラ）３４の上に配置されている。熱電子冷却
器３４は、例えば、ペルチェ効果を利用した温度制御素
子として実用化されている。熱電子冷却器３４は、搭載
部材２４上には、半導体光増幅器１６が配置されている
ので、熱電子冷却器３４は、半導体光増幅器の温度を制
御する。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャ
リアに利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の
熱良導体が好ましい。
体光学素子１６、２０、光回路素子１６、信号処理素子
部２２を搭載する。また、レーザモジュール主要部１０
では、搭載部材２４は、熱電子冷却器（サーモエレクト
リッククーラ）３４の上に配置されている。熱電子冷却
器３４は、例えば、ペルチェ効果を利用した温度制御素
子として実用化されている。熱電子冷却器３４は、搭載
部材２４上には、半導体光増幅器１６が配置されている
ので、熱電子冷却器３４は、半導体光増幅器の温度を制
御する。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャ
リアに利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の
熱良導体が好ましい。
【００２０】パッケージ本体部１２ａの内壁には、筒状
部１２ｂに通じる部分に、ハーメチックガラス３６で封
止された光学的な窓が形成されている。パッケージ１２
の筒状部１２ｂは、本体部１２ａに通じる貫通孔を有す
る。この貫通孔には、半導体光増幅器１６から光ファイ
バ１４の端部（図示せず）へ向かって伝搬する光が通過
する。筒状部１２ｂの先端部分には、レンズ（図２の３
７ａ）を保持するレンズ保持部材３７が設けられてい
る。レンズ保持部材３７と筒状部１２ｂとの間には、光
アイソレータ３８を設けることができる。光アイソレー
タ３８は、光ファイバ１４からの逆方向の光を遮断す
る。また、筒状部１２ｂの先端部分に向けて光ファイバ
１４が導入される。光ファイバ１４は、フェルール３９
によって先端部分が覆われ保護されている。レンズ保持
部３７は、スリーブ４０を保持している。フェルール３
９は、スリーブ４０に挿入されると、パッケージ１２に
対して光学的に位置決めされる。つまり、光ファイバ１
４、およびレンズ保持部材３７内に設けられるレンズ３
７ａ、レーザモジュール主要部１０が位置合わせされ
る。
部１２ｂに通じる部分に、ハーメチックガラス３６で封
止された光学的な窓が形成されている。パッケージ１２
の筒状部１２ｂは、本体部１２ａに通じる貫通孔を有す
る。この貫通孔には、半導体光増幅器１６から光ファイ
バ１４の端部（図示せず）へ向かって伝搬する光が通過
する。筒状部１２ｂの先端部分には、レンズ（図２の３
７ａ）を保持するレンズ保持部材３７が設けられてい
る。レンズ保持部材３７と筒状部１２ｂとの間には、光
アイソレータ３８を設けることができる。光アイソレー
タ３８は、光ファイバ１４からの逆方向の光を遮断す
る。また、筒状部１２ｂの先端部分に向けて光ファイバ
１４が導入される。光ファイバ１４は、フェルール３９
によって先端部分が覆われ保護されている。レンズ保持
部３７は、スリーブ４０を保持している。フェルール３
９は、スリーブ４０に挿入されると、パッケージ１２に
対して光学的に位置決めされる。つまり、光ファイバ１
４、およびレンズ保持部材３７内に設けられるレンズ３
７ａ、レーザモジュール主要部１０が位置合わせされ
る。
【００２１】図２を参照すると、レーザモジュール主要
部１０では、搭載部材２４は、素子搭載部２４ａおよび
レンズ支持部２４ｂを含む。レンズ保持部２４ｂは、素
子搭載部２４ａの一主面上に設けられる。レンズ支持部
２４ｂは、レンズ保持部材３２を受け入れるためのガイ
ド孔を有する。ガイド孔には、レンズ保持部材３２が挿
入され、レンズ保持部材３２は素子搭載部２４aに搭載
される半導体光増幅器１６からの光を集光するためのレ
ンズ３２ａを保持する。ガイド孔内におけるレンズ保持
部材３２の位置を移動させることによって、半導体光増
幅器１６とレンズ３２ａとの距離を調整できる。
部１０では、搭載部材２４は、素子搭載部２４ａおよび
レンズ支持部２４ｂを含む。レンズ保持部２４ｂは、素
子搭載部２４ａの一主面上に設けられる。レンズ支持部
２４ｂは、レンズ保持部材３２を受け入れるためのガイ
ド孔を有する。ガイド孔には、レンズ保持部材３２が挿
入され、レンズ保持部材３２は素子搭載部２４aに搭載
される半導体光増幅器１６からの光を集光するためのレ
ンズ３２ａを保持する。ガイド孔内におけるレンズ保持
部材３２の位置を移動させることによって、半導体光増
幅器１６とレンズ３２ａとの距離を調整できる。
【００２２】半導体光増幅器１６は、搭載部材２６上に
搭載されている。半導体光増幅器１６は、光放出面１６
ａおよび光共振器を構成する光反射面１６ｂを備える。
光放出面１６ａの光反射率は、光反射面１６ｂの光反射
率より低い。このため、光放出面１６ａからレーザ発振
光を取り出すことができる。光放出面１６ａは、レンズ
３２ａ、３７ａを介して光ファイバ１４と光学的に結合
している。
搭載されている。半導体光増幅器１６は、光放出面１６
ａおよび光共振器を構成する光反射面１６ｂを備える。
光放出面１６ａの光反射率は、光反射面１６ｂの光反射
率より低い。このため、光放出面１６ａからレーザ発振
光を取り出すことができる。光放出面１６ａは、レンズ
３２ａ、３７ａを介して光ファイバ１４と光学的に結合
している。
【００２３】図３を参照すると、半導体光増幅器１６
は、キャリアの注入によって光の発生および増幅が行わ
れる活性層４２を備えている。活性層４２は、光放出面
１６ａおよび光反射面１６ｂを夫々の端部に備える。光
放出面１６ａは、半導体光増幅器１６の第１の端面４４
に設けられ、光反射面１６ｂは、半導体光増幅器１６の
第２の端面４６に設けられている。活性層４２は、所定
の軸６４に沿って伸びる。第１の端面４４には、光の反
射を抑えるために光反射防止膜を設けることが好まし
い。光反射防止膜として、例えば誘電体膜（ＳｉＮ膜）
を設けると、光反射率は１０-3程度まで抑えることがで
きる。さらに、所定時の軸６４と第１の端面の法線との
成す角度θを７゜程度にすれば、光反射率を１０-5程度
まで抑えることができる。一方、第２の端面４６には、
光の反射率を高めるために光反射膜を設けることが好ま
しい。光反射膜として、例えば誘電体多層膜がある。
は、キャリアの注入によって光の発生および増幅が行わ
れる活性層４２を備えている。活性層４２は、光放出面
１６ａおよび光反射面１６ｂを夫々の端部に備える。光
放出面１６ａは、半導体光増幅器１６の第１の端面４４
に設けられ、光反射面１６ｂは、半導体光増幅器１６の
第２の端面４６に設けられている。活性層４２は、所定
の軸６４に沿って伸びる。第１の端面４４には、光の反
射を抑えるために光反射防止膜を設けることが好まし
い。光反射防止膜として、例えば誘電体膜（ＳｉＮ膜）
を設けると、光反射率は１０-3程度まで抑えることがで
きる。さらに、所定時の軸６４と第１の端面の法線との
成す角度θを７゜程度にすれば、光反射率を１０-5程度
まで抑えることができる。一方、第２の端面４６には、
光の反射率を高めるために光反射膜を設けることが好ま
しい。光反射膜として、例えば誘電体多層膜がある。
【００２４】半導体光増幅器１６の活性層４２は、例え
ば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰのダブルヘテロ構造の積層
構造を有する。この構造は、ダブルヘテロ構造ファブリ
ペロ型半導体レーザと類似している。ｎ型ＩｎＰ半導体
基板５０の一主面上には、ｎ型ＩｎＰクラッド部５２、
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層部４２、ｐ型ＩｎＰク
ラッド部５４が設けられている。これらの各部４２、５
２、５４は、所定の軸２に沿って伸びる帯状の領域に形
成されている。メサ形状の部分４２、５２、５４は、埋
め込み部５６によって両側から挟まれている。埋め込み
部５６は、メサ形状のストライプ部分４２、５２、５４
に電流を閉じ込めるように作用する。ストライプ部４
２、５２、５４および埋め込み部５６上には絶縁膜５８
が設けられている。絶縁膜５８上には、ｐ型半導体に対
する電極６０が設けられ、また基板５０の裏面にはｎ型
半導体に対する電極６２が設けられている。
ば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰのダブルヘテロ構造の積層
構造を有する。この構造は、ダブルヘテロ構造ファブリ
ペロ型半導体レーザと類似している。ｎ型ＩｎＰ半導体
基板５０の一主面上には、ｎ型ＩｎＰクラッド部５２、
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層部４２、ｐ型ＩｎＰク
ラッド部５４が設けられている。これらの各部４２、５
２、５４は、所定の軸２に沿って伸びる帯状の領域に形
成されている。メサ形状の部分４２、５２、５４は、埋
め込み部５６によって両側から挟まれている。埋め込み
部５６は、メサ形状のストライプ部分４２、５２、５４
に電流を閉じ込めるように作用する。ストライプ部４
２、５２、５４および埋め込み部５６上には絶縁膜５８
が設けられている。絶縁膜５８上には、ｐ型半導体に対
する電極６０が設けられ、また基板５０の裏面にはｎ型
半導体に対する電極６２が設けられている。
【００２５】このような構造を設けると、活性層４２の
屈折率は、クラッド部５３、５４および埋め込み部５６
に比べて相対的に大きくなる。この構造は、活性層４２
において発生された光を活性層４２内に光学的に閉じ込
めることを可能にしている。なお、活性層４２は、発生
される光の波長に応じて、半導体レーザ等において採用
されているＭＱＷといった積層構造を備えることがで
き、また、キャリア閉じ込め領域と光閉じ込め領域とを
分離することもできる。
屈折率は、クラッド部５３、５４および埋め込み部５６
に比べて相対的に大きくなる。この構造は、活性層４２
において発生された光を活性層４２内に光学的に閉じ込
めることを可能にしている。なお、活性層４２は、発生
される光の波長に応じて、半導体レーザ等において採用
されているＭＱＷといった積層構造を備えることがで
き、また、キャリア閉じ込め領域と光閉じ込め領域とを
分離することもできる。
【００２６】図４を参照すると、光回路素子１８が示さ
れている。光回路素子１８は、電気光学結晶基板７０
と、電気光学結晶基板７０に設けられた光導波路７２
と、光導波路７２に光学的に結合された回折格子７４
と、一対の電極７６（７６ａ、７６ｂ）と、を備える。
光回路素子１８では、光導波路７２と、回折格子７４
と、一対の電極７６（７６ａ、７６ｂ）とが電気光学結
晶基板７０の一主面上に設けられている。電気光学結晶
基板７０としては、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3といった
ポッケルス定数が大きく平面導波路の形成が容易な材料
が好ましい。光導波路７２は、第１の端部７２ａおよび
第２の端部７２ｂを有し、電気光学結晶基板７０の屈折
率に対して屈折率の異なる領域として形成される。屈折
率の変化は、光導波路７２形成すべき部分にＴｉ原子を
導入することによって達成される。同様に、回折格子７
４を形成するためには、Ｔｉ原子の導入量を周期的に変
化させることによって実現される。このような空間的な
屈折率変調を利用することによって屈折率変調型回折格
子は得られる。あるいは、回折格子は、二光束に分けた
紫外線を照射しその干渉効果によって、Ｔｉの化学状態
を周期的に変化させることによっても得られる。また、
回折格子は、基板７０の表面にエッチンクによって形成
されたレリーフを利用することもでき、これによって表
面レリーフ型回折格子が得られる。一対の電極７６（７
６ａ、７６ｂ）は、回折格子７４に沿って設けられ電源
７８に接続される。回折格子７４に有効に電界を加える
ために、電極７６ａ、７６ｂを回折格子７４および光導
波路７２に重ねて形成することもできる。
れている。光回路素子１８は、電気光学結晶基板７０
と、電気光学結晶基板７０に設けられた光導波路７２
と、光導波路７２に光学的に結合された回折格子７４
と、一対の電極７６（７６ａ、７６ｂ）と、を備える。
光回路素子１８では、光導波路７２と、回折格子７４
と、一対の電極７６（７６ａ、７６ｂ）とが電気光学結
晶基板７０の一主面上に設けられている。電気光学結晶
基板７０としては、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3といった
ポッケルス定数が大きく平面導波路の形成が容易な材料
が好ましい。光導波路７２は、第１の端部７２ａおよび
第２の端部７２ｂを有し、電気光学結晶基板７０の屈折
率に対して屈折率の異なる領域として形成される。屈折
率の変化は、光導波路７２形成すべき部分にＴｉ原子を
導入することによって達成される。同様に、回折格子７
４を形成するためには、Ｔｉ原子の導入量を周期的に変
化させることによって実現される。このような空間的な
屈折率変調を利用することによって屈折率変調型回折格
子は得られる。あるいは、回折格子は、二光束に分けた
紫外線を照射しその干渉効果によって、Ｔｉの化学状態
を周期的に変化させることによっても得られる。また、
回折格子は、基板７０の表面にエッチンクによって形成
されたレリーフを利用することもでき、これによって表
面レリーフ型回折格子が得られる。一対の電極７６（７
６ａ、７６ｂ）は、回折格子７４に沿って設けられ電源
７８に接続される。回折格子７４に有効に電界を加える
ために、電極７６ａ、７６ｂを回折格子７４および光導
波路７２に重ねて形成することもできる。
【００２７】電気光学結晶に電界を加えたときの屈折率
変化△ｎ(Ｅ)を見積る。なお、「・」は掛け算を表し、
「／」は除算を表す。屈折率変化△ｎ(Ｅ)は、 △ｎ(Ｅ)＝ｎ3・γ・Γ・（Ｖ／ｄ）／２ （１） と表され、ここで、光導波路の屈折率ｎ、電気光学結晶
のポッケルス係数γ、回折格子７４に電界を加える電極
７６ａ、７６ｂの実効的な間隔ｄ、一対の電極７６ａ、
７６ｂ間に接続される電源７８の電圧Ｖとした。Гは、
補正係数であり、０から１の値を取りうる。電気光学結
晶にＬｉＮｂＯ3を採用すると共に、屈折率ｎとして
２．２、ポッケルス係数γとして３．０×１０-5（ｍｍ
／Ｖ）を採用する。この結果、△ｎ(Ｅ)は約１．６×１
０-4（Ｖ／ｄ）と見積もることができる。回折格子７４
の反射波長が１．５５μｍ帯にあるとする。この波長領
域において、反射スペクトルの中心波長を１ｎｍ変える
ことは、屈折率を１／１５５０、つまり０．０６％変化
させることと等価である。このために必要とされる電界
Ｖ／ｄは、ほぼ６．０×１０-4／１．６×１０-4であ
る。つまり、Ｖ／ｄ〜３．７５（Ｖ／ｍｍ）となる。電
極間隔を１ｍｍとすれば、数ボルトの電圧で上記の波長
シフトが実現される。このような電圧は、レーザモジュ
ールと類似のパッケージに収納される発光デバイスにと
って現実的な値となる。
変化△ｎ(Ｅ)を見積る。なお、「・」は掛け算を表し、
「／」は除算を表す。屈折率変化△ｎ(Ｅ)は、 △ｎ(Ｅ)＝ｎ3・γ・Γ・（Ｖ／ｄ）／２ （１） と表され、ここで、光導波路の屈折率ｎ、電気光学結晶
のポッケルス係数γ、回折格子７４に電界を加える電極
７６ａ、７６ｂの実効的な間隔ｄ、一対の電極７６ａ、
７６ｂ間に接続される電源７８の電圧Ｖとした。Гは、
補正係数であり、０から１の値を取りうる。電気光学結
晶にＬｉＮｂＯ3を採用すると共に、屈折率ｎとして
２．２、ポッケルス係数γとして３．０×１０-5（ｍｍ
／Ｖ）を採用する。この結果、△ｎ(Ｅ)は約１．６×１
０-4（Ｖ／ｄ）と見積もることができる。回折格子７４
の反射波長が１．５５μｍ帯にあるとする。この波長領
域において、反射スペクトルの中心波長を１ｎｍ変える
ことは、屈折率を１／１５５０、つまり０．０６％変化
させることと等価である。このために必要とされる電界
Ｖ／ｄは、ほぼ６．０×１０-4／１．６×１０-4であ
る。つまり、Ｖ／ｄ〜３．７５（Ｖ／ｍｍ）となる。電
極間隔を１ｍｍとすれば、数ボルトの電圧で上記の波長
シフトが実現される。このような電圧は、レーザモジュ
ールと類似のパッケージに収納される発光デバイスにと
って現実的な値となる。
【００２８】光導波路の屈折率を電気的に変化させて回
折格子７４のブラッグ波長を変化させるので、レーザモ
ジュールの完成後においても波長に変更、微調整が可能
にある。また、温度変化に応じて、回折格子７４に加え
る電界を変化させれば、発振周波数が温度補償されたレ
ーザモジュールが実現される。
折格子７４のブラッグ波長を変化させるので、レーザモ
ジュールの完成後においても波長に変更、微調整が可能
にある。また、温度変化に応じて、回折格子７４に加え
る電界を変化させれば、発振周波数が温度補償されたレ
ーザモジュールが実現される。
【００２９】信号処理部２２は、このような電子的な制
御を実現するために、集積回路、および抵抗、キャパシ
タ等の受動素子を備えることができる。信号処理部２２
は、同一のパッケージ内に収納されるので、本発明の発
光デバイスは小型化される。
御を実現するために、集積回路、および抵抗、キャパシ
タ等の受動素子を備えることができる。信号処理部２２
は、同一のパッケージ内に収納されるので、本発明の発
光デバイスは小型化される。
【００３０】回折格子が設けられている電気光学結晶基
板には、光変調器を設けることもできる。以下、平面導
波路形変調器について説明する。
板には、光変調器を設けることもできる。以下、平面導
波路形変調器について説明する。
【００３１】このような光変調器では、図５（ａ）を参
照すると、電気光学結晶基板７０上に回折格子部８０ａ
と、光変調器部８０ｂを備えた光回路素子１８が示され
ている。回折格子部８０ａは、図４に示した構成と同じ
なのでその説明を省略する。光導波路７２は、所定の軸
２に沿って伸びている。光導波路７２は、第１の端部７
２ａおよび第２の端部７２ｂを備える。第１の端部７２
ａから伸びる光導波路７２は、回折格子部８０ａを通過
し、光変調部８０ｂに至る。光変調部８０ｂでは、光導
波路７２は、Ｙ分岐カプラ７２ｃといった光分岐部７２
ｃで２つの分岐導波路７２ｃ、７２ｄに分かれる。光分
岐部７２ｃでは、光導波路７２からの光を分岐導波路７
２ｃ、７２ｄに分ける。この後、一方の分岐導波路７２
ｅは一対の電極８２（８２ａ、８２ｂ）間を通過する。
一対に電極８２（８２ａ、８２ｂ）間には、変調電源φ
８４が接続されている。電極８２を通過した後に、分岐
導波路７２ｅ、７２ｆはＹ分岐カプラ７２ｄといった光
合流部７２ｄで合流して単一の光導波路７２になり、第
２の端面７２ｂに達する。光分岐部７２ｃは光合流部と
しても機能し、光合流部７２ｄは光分岐部としても機能
する。電圧φによる位相の変化分△δは、 △δ＝π・ｌ・ｎ3・γ・Γ・（Ｖ／ｄ）／λ （２） と表される。分岐導波路７２ｅに沿って設けられている
電極８２ａ、８２ｂの長さをｌとする。この式によって
必要な電源８４の印加電圧値および電極長ｌを決定でき
る。変調は、分岐導波路７２ｅと分岐導波路７２ｆとを
通過した光の位相差が１８０°異なる場合に合流した光
は打ち消されることを利用して行われる。
照すると、電気光学結晶基板７０上に回折格子部８０ａ
と、光変調器部８０ｂを備えた光回路素子１８が示され
ている。回折格子部８０ａは、図４に示した構成と同じ
なのでその説明を省略する。光導波路７２は、所定の軸
２に沿って伸びている。光導波路７２は、第１の端部７
２ａおよび第２の端部７２ｂを備える。第１の端部７２
ａから伸びる光導波路７２は、回折格子部８０ａを通過
し、光変調部８０ｂに至る。光変調部８０ｂでは、光導
波路７２は、Ｙ分岐カプラ７２ｃといった光分岐部７２
ｃで２つの分岐導波路７２ｃ、７２ｄに分かれる。光分
岐部７２ｃでは、光導波路７２からの光を分岐導波路７
２ｃ、７２ｄに分ける。この後、一方の分岐導波路７２
ｅは一対の電極８２（８２ａ、８２ｂ）間を通過する。
一対に電極８２（８２ａ、８２ｂ）間には、変調電源φ
８４が接続されている。電極８２を通過した後に、分岐
導波路７２ｅ、７２ｆはＹ分岐カプラ７２ｄといった光
合流部７２ｄで合流して単一の光導波路７２になり、第
２の端面７２ｂに達する。光分岐部７２ｃは光合流部と
しても機能し、光合流部７２ｄは光分岐部としても機能
する。電圧φによる位相の変化分△δは、 △δ＝π・ｌ・ｎ3・γ・Γ・（Ｖ／ｄ）／λ （２） と表される。分岐導波路７２ｅに沿って設けられている
電極８２ａ、８２ｂの長さをｌとする。この式によって
必要な電源８４の印加電圧値および電極長ｌを決定でき
る。変調は、分岐導波路７２ｅと分岐導波路７２ｆとを
通過した光の位相差が１８０°異なる場合に合流した光
は打ち消されることを利用して行われる。
【００３２】図５（ｂ）を参照すると、電気光学結晶基
板７０上に回折格子部８０ａと、光変調器部８０ｃを備
えた光回路素子１８示されている。回折格子部８０ａ
は、図４に示した構成と同じなのでその説明を省略す
る。光導波路７２は、所定の軸２に沿って形成されてい
る。光導波路７２は、第１の端部７２ａおよび第２の端
部７２ｂを備える。第１の端部７２ａから伸びる光導波
路７２は、回折格子部８０ａを通過し、光変調部８０ｃ
に至る。光変調部８０ｃでは、主導波路７２は、Ｙ分岐
カプラ７２ｃといった光分岐部７２ｃで２つの分岐導波
路７２ｃ、７２ｄに分けられる。この後、一方の分岐導
波路７２ｅは一対の電極８３（８３ａ、８３ｂ）間を通
過する。一対に電極８３ａ、８３ｂ間には、変調電源
（φ1）８７が接続されている。他方の分岐路７２ｆは
一対の電極８３ｂ、８３ｃ間を通過する。一対に電極８
３ｂ、８３ｃ間には、変調電源（φ2）８８が接続され
ている。電極８３を通過した後に、分岐導波路７２ｅ、
７２ｆはＹ分岐カプラ７２ｄといった光合流部７２ｄで
単一の光導波路７２に合流して、第２の端子７２ｂに達
する。
板７０上に回折格子部８０ａと、光変調器部８０ｃを備
えた光回路素子１８示されている。回折格子部８０ａ
は、図４に示した構成と同じなのでその説明を省略す
る。光導波路７２は、所定の軸２に沿って形成されてい
る。光導波路７２は、第１の端部７２ａおよび第２の端
部７２ｂを備える。第１の端部７２ａから伸びる光導波
路７２は、回折格子部８０ａを通過し、光変調部８０ｃ
に至る。光変調部８０ｃでは、主導波路７２は、Ｙ分岐
カプラ７２ｃといった光分岐部７２ｃで２つの分岐導波
路７２ｃ、７２ｄに分けられる。この後、一方の分岐導
波路７２ｅは一対の電極８３（８３ａ、８３ｂ）間を通
過する。一対に電極８３ａ、８３ｂ間には、変調電源
（φ1）８７が接続されている。他方の分岐路７２ｆは
一対の電極８３ｂ、８３ｃ間を通過する。一対に電極８
３ｂ、８３ｃ間には、変調電源（φ2）８８が接続され
ている。電極８３を通過した後に、分岐導波路７２ｅ、
７２ｆはＹ分岐カプラ７２ｄといった光合流部７２ｄで
単一の光導波路７２に合流して、第２の端子７２ｂに達
する。
【００３３】電圧φ1およびφ2による２つの分岐導波路
間の位相の変化分△δは（２）式で同様に見積もること
ができる。但し、分岐路７２ｅ、７２ｆに沿って設けら
れている電極８３ａ、８３ｂ、８３ｃの長さをそれぞれ
ｌとする。この式によって電源８７、８８の印加電圧値
および電極長ｌを決定できる。変調は、分岐路７２ｅと
分岐路７２ｆとを通過した光の位相差が１８０°異なる
ように、電圧φ1およびφ2を調整する。分岐導波路７２
ｅと、分岐導波路７２ｆとを通過し光の位相差が１８０
°異なる場合、光合流部７２ｄで合流した光は打ち消さ
れ、位相差が０°の場合は強め合う。
間の位相の変化分△δは（２）式で同様に見積もること
ができる。但し、分岐路７２ｅ、７２ｆに沿って設けら
れている電極８３ａ、８３ｂ、８３ｃの長さをそれぞれ
ｌとする。この式によって電源８７、８８の印加電圧値
および電極長ｌを決定できる。変調は、分岐路７２ｅと
分岐路７２ｆとを通過した光の位相差が１８０°異なる
ように、電圧φ1およびφ2を調整する。分岐導波路７２
ｅと、分岐導波路７２ｆとを通過し光の位相差が１８０
°異なる場合、光合流部７２ｄで合流した光は打ち消さ
れ、位相差が０°の場合は強め合う。
【００３４】電極は、光導波路が有する少なくとも２つ
分岐導波路の少なくとも一方に設けられる。光導波路に
電圧を印加すると、光導波路の屈折率が変化する。屈折
率の変化は、光導波路を通過する光の位相を変化させ
る。
分岐導波路の少なくとも一方に設けられる。光導波路に
電圧を印加すると、光導波路の屈折率が変化する。屈折
率の変化は、光導波路を通過する光の位相を変化させ
る。
【００３５】図５（ａ）および図５（ｂ）に示された光
変調器８０ｂ，８０ｃの電源は、半導体光増幅器１６の
電源とは全く独立に設定される。このため、半導体光増
幅器１６は完全に直流動作できるので、半導体光増幅器
の活性層内の余剰キャリアに基づくチャープ現象は生じ
ない。
変調器８０ｂ，８０ｃの電源は、半導体光増幅器１６の
電源とは全く独立に設定される。このため、半導体光増
幅器１６は完全に直流動作できるので、半導体光増幅器
の活性層内の余剰キャリアに基づくチャープ現象は生じ
ない。
【００３６】図６（ａ）を参照すると、光ファイバ１
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、光回路素子１８、半導体光増幅器１６、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。図６（ａ）は、図１
および図２を参照しながら説明したレーザモジュールを
模式的に示している。光回路素子１８は、回折格子７４
を含んでいる。半導体光増幅器１６の光放出面１６ａ
は、光回路素子１８の光導波路７２に導波路端７２ａに
おいて光学的に結合している。半導体光増幅器１６の光
反射面１６ｂは、光ファイバ１４の一端部と光学的に結
合している。光反射面１６ｂと光学的に結合する光ファ
イバ１４の一端部１４ａは、レンズ化端部を有すること
ができる。発生された光は、光ファイバ１４を介して取
り出される。光回路素子１８の回折格子７４と、半導体
光増幅器１６の光反射面１６ｂとは光共振器を構成す
る。
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、光回路素子１８、半導体光増幅器１６、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。図６（ａ）は、図１
および図２を参照しながら説明したレーザモジュールを
模式的に示している。光回路素子１８は、回折格子７４
を含んでいる。半導体光増幅器１６の光放出面１６ａ
は、光回路素子１８の光導波路７２に導波路端７２ａに
おいて光学的に結合している。半導体光増幅器１６の光
反射面１６ｂは、光ファイバ１４の一端部と光学的に結
合している。光反射面１６ｂと光学的に結合する光ファ
イバ１４の一端部１４ａは、レンズ化端部を有すること
ができる。発生された光は、光ファイバ１４を介して取
り出される。光回路素子１８の回折格子７４と、半導体
光増幅器１６の光反射面１６ｂとは光共振器を構成す
る。
【００３７】図６（ｂ）を参照すると、光ファイバ１
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、半導体光増幅器１６、光回路素子１８、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。光回路素子１８は、
回折格子７４を含んでいる。半導体光増幅器１６の光放
出面１６ａは、光回路素子１８の光導波路７２に導波路
端７２ａにおいて光学的に結合している。光ファイバ１
４の一端部１４ａは、光回路素子１８の光導波路７２と
導波路端７２ｂで光学的に結合している。光回路素子１
８と光学的に結合する光ファイバ１４の一端部１４ａ
は、レンズ化端部を有することができる。光回路素子１
８の回折格子７４と、半導体光増幅器１６の光反射面１
６ｃとは光共振器を構成する。光回路素子１８と光ファ
イバ１４との間に、光アイソレータを配置することがで
きる。
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、半導体光増幅器１６、光回路素子１８、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。光回路素子１８は、
回折格子７４を含んでいる。半導体光増幅器１６の光放
出面１６ａは、光回路素子１８の光導波路７２に導波路
端７２ａにおいて光学的に結合している。光ファイバ１
４の一端部１４ａは、光回路素子１８の光導波路７２と
導波路端７２ｂで光学的に結合している。光回路素子１
８と光学的に結合する光ファイバ１４の一端部１４ａ
は、レンズ化端部を有することができる。光回路素子１
８の回折格子７４と、半導体光増幅器１６の光反射面１
６ｃとは光共振器を構成する。光回路素子１８と光ファ
イバ１４との間に、光アイソレータを配置することがで
きる。
【００３８】図６（ｃ）を参照すると、光ファイバ１
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、半導体光増幅器１６、光回路素子１８、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。光回路素子１８は、
回折格子部８０ａおよび光変調器８０ｂを含んでいる。
半導体光増幅器１６の光放出面１６ａは、光回路素子１
８の光導波路７２と導波路端７２ａで光学的に結合して
いる。光ファイバ１４の一端部１４ａは、光回路素子１
８の光導波路７２と導波路端７２ｂで光学的に結合して
いる。光回路素子１８と光学的に結合する光ファイバ１
４の一端部１４ａは、レンズ化端部を有することができ
る。光回路素子１８の回折格子７４と、半導体光増幅器
１６の光反射面１６ｃとは光共振器を構成する。光回路
素子１８と光ファイバ１４との間に、光アイソレータを
配置することができる。光変調器部８０ｂは、光ファイ
バ１４と半導体光増幅器１６との間に配置され、光共振
器の外側に設けられ光共振器と光学的に結合している。
光変調器部８０ｃを採用する場合も、光学的な結合関係
に関しては、図６（ｃ）を同様に適用できる。
４、半導体光増幅器１６、光回路素子１８の光学的な結
合関係が模式的に示されている。光学的な軸２に沿っ
て、半導体光増幅器１６、光回路素子１８、光ファイバ
１４がこの順序で配置されている。光回路素子１８は、
回折格子部８０ａおよび光変調器８０ｂを含んでいる。
半導体光増幅器１６の光放出面１６ａは、光回路素子１
８の光導波路７２と導波路端７２ａで光学的に結合して
いる。光ファイバ１４の一端部１４ａは、光回路素子１
８の光導波路７２と導波路端７２ｂで光学的に結合して
いる。光回路素子１８と光学的に結合する光ファイバ１
４の一端部１４ａは、レンズ化端部を有することができ
る。光回路素子１８の回折格子７４と、半導体光増幅器
１６の光反射面１６ｃとは光共振器を構成する。光回路
素子１８と光ファイバ１４との間に、光アイソレータを
配置することができる。光変調器部８０ｂは、光ファイ
バ１４と半導体光増幅器１６との間に配置され、光共振
器の外側に設けられ光共振器と光学的に結合している。
光変調器部８０ｃを採用する場合も、光学的な結合関係
に関しては、図６（ｃ）を同様に適用できる。
【００３９】図６（ａ）から図６（ｃ）に示された発光
デバイスの動作を説明する。図６（ａ）〜図６（ｃ）に
は、伝播光Ａ〜Ｇが記入されている。図６（ａ）および
図６（ｂ）に示された発光デバイスについても光変調器
の説明を除いて実質的に同じ動作をするので、図６
（ｃ）に示された発光デバイスの動作を例示として説明
する。
デバイスの動作を説明する。図６（ａ）〜図６（ｃ）に
は、伝播光Ａ〜Ｇが記入されている。図６（ａ）および
図６（ｂ）に示された発光デバイスについても光変調器
の説明を除いて実質的に同じ動作をするので、図６
（ｃ）に示された発光デバイスの動作を例示として説明
する。
【００４０】半導体光増幅器１６にキャリアが注入され
ると、光Ａ、Ｂが発生される。光Ａは光反射面１６ｂに
て反射された後に、光Ｂと同様に光放出面１６ａを介し
て光回路素子１８に導入される。光回路素子１８では、
回折格子７４にて反射された光Ｄは、再び半導体光増幅
器に光放出面１６ａを介して導入される。これが繰り返
されて光が増幅される。回折格子７４は、光を反射する
と共に、その一部の光Ｅを透過させる。回折格子７４を
透過した光Ｅは、光変調器部８０ｂに導入される。光変
調器部８０ｂで変調された光Ｆは光回路素子１８から出
力される。光回路素子１８から光ファイバ１４に導入さ
れた光Ｇは、光ファイバ１４を伝搬していく。
ると、光Ａ、Ｂが発生される。光Ａは光反射面１６ｂに
て反射された後に、光Ｂと同様に光放出面１６ａを介し
て光回路素子１８に導入される。光回路素子１８では、
回折格子７４にて反射された光Ｄは、再び半導体光増幅
器に光放出面１６ａを介して導入される。これが繰り返
されて光が増幅される。回折格子７４は、光を反射する
と共に、その一部の光Ｅを透過させる。回折格子７４を
透過した光Ｅは、光変調器部８０ｂに導入される。光変
調器部８０ｂで変調された光Ｆは光回路素子１８から出
力される。光回路素子１８から光ファイバ１４に導入さ
れた光Ｇは、光ファイバ１４を伝搬していく。
【００４１】図６（ａ）から図６（ｃ）に示された各構
成において、光共振器内に光変調手段を設けていないの
で、チャープ現象を抑えることができる。光回路素子１
８が、回折格子８０ａと、光変調器８０ｂ、８０ｃとを
同一の電気光学結晶基板７０上に備える場合を示した
が、回折格子８０ａおよび光変調器８０ｂ、８０ｃを別
個の基板上に形成することもできる。また、上記のチャ
ープ現象を許容しうるならば、光共振器内に光変調器を
設けることができる。
成において、光共振器内に光変調手段を設けていないの
で、チャープ現象を抑えることができる。光回路素子１
８が、回折格子８０ａと、光変調器８０ｂ、８０ｃとを
同一の電気光学結晶基板７０上に備える場合を示した
が、回折格子８０ａおよび光変調器８０ｂ、８０ｃを別
個の基板上に形成することもできる。また、上記のチャ
ープ現象を許容しうるならば、光共振器内に光変調器を
設けることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる発光デバイスは、光回路素子および半導体光増幅器
を備える。半導体光増幅器が発生した光は、回折格子に
よって反射される。回折格子に電圧を印加すると、電圧
が印加された部分の屈折率が変化する。屈折率の変化に
応じて、回折格子のブラッグ波長が変化するので、反射
される光の波長を変えることができる。
わる発光デバイスは、光回路素子および半導体光増幅器
を備える。半導体光増幅器が発生した光は、回折格子に
よって反射される。回折格子に電圧を印加すると、電圧
が印加された部分の屈折率が変化する。屈折率の変化に
応じて、回折格子のブラッグ波長が変化するので、反射
される光の波長を変えることができる。
【００４３】したがって、所望の波長の光を発生するよ
うに調整可能な発光デバイスが提供される。
うに調整可能な発光デバイスが提供される。
【図１】図１は、レーザモジュールの斜視図であり、そ
の内部の様子が明らかになるように一部破断図になって
いる。
の内部の様子が明らかになるように一部破断図になって
いる。
【図２】図２は、レーザモジュール主要部を表し図１の
Ｉ−Ｉ断面における断面図である。
Ｉ−Ｉ断面における断面図である。
【図３】図３は、半導体光増幅器の斜視図を示してい
る。
る。
【図４】図４は、回折格子を有する光回路素子の斜視図
である。
である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、回折格子およ
び光変調器を同一基板に備える光回路素子の斜視図であ
る。
び光変調器を同一基板に備える光回路素子の斜視図であ
る。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、発光デバイスの光
学的な結合構成を示す模式図である。
学的な結合構成を示す模式図である。
１…レーザモジュール、１０…レーザモジュール主要
部、１２…ハウジング、１４…光ファイバ、１６、２０
ａ、２０ｂ…半導体光学素子、１８…光回路素子 ２２…信号処理素子部、２４、２６、２８、３０…搭載
部材、３２…レンズ保持部材、３４…熱電子冷却器、３
７…レンズ保持部、３８…光アイソレータ、３９…フェ
ルール、４０…スリーブ、７０…電気光学結晶基板、７
２…光導波路、７２ｃ、７２ｄ…光分岐部、７２ｅ、７
２ｆ…分岐路、７４…回折格子、７６、７６ａ、７６ｂ
…電極、８０ａ…回折格子部、８０ｂ…光変調器部、８
０ｃ…光変調部、８２、８２ａ、８２ｂ…電極
部、１２…ハウジング、１４…光ファイバ、１６、２０
ａ、２０ｂ…半導体光学素子、１８…光回路素子 ２２…信号処理素子部、２４、２６、２８、３０…搭載
部材、３２…レンズ保持部材、３４…熱電子冷却器、３
７…レンズ保持部、３８…光アイソレータ、３９…フェ
ルール、４０…スリーブ、７０…電気光学結晶基板、７
２…光導波路、７２ｃ、７２ｄ…光分岐部、７２ｅ、７
２ｆ…分岐路、７４…回折格子、７６、７６ａ、７６ｂ
…電極、８０ａ…回折格子部、８０ｂ…光変調器部、８
０ｃ…光変調部、８２、８２ａ、８２ｂ…電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月１５日（２０００．６．１
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明に係わる発光デバイスは、光回路素
子、半導体光増幅器および温度制御素子を備える。半導
体光増幅器は、電流が加えられると所定のスペクトル帯
域の光を発生する。このために、半導体光増幅器は注入
キャリアを光へ変換する活性層を有する。活性層は両端
に光放出面および光反射面を有する。光放出面は、光導
波路に光学的に結合されている。光回路素子は、光導波
路、回折格子、電極を含む。光導波路は所定の屈折率を
有し、所定の屈折率より小さい屈折率の媒質でその周囲
を囲まれている。回折格子は、この光導波路に形成さ
れ、所定の反射スペクトルを有する。回折格子は、空間
的な屈折率の変化を有する屈折率型回折格子であり、周
期的な幾何学的形状を有するレリーフ型回折格子である
ことができる。電極は、光導波路の回折格子が形成され
た部分に電圧を印加するように設けられる。温度制御素
子は、光回路素子および半導体光増幅器の温度を制御す
る。
子、半導体光増幅器および温度制御素子を備える。半導
体光増幅器は、電流が加えられると所定のスペクトル帯
域の光を発生する。このために、半導体光増幅器は注入
キャリアを光へ変換する活性層を有する。活性層は両端
に光放出面および光反射面を有する。光放出面は、光導
波路に光学的に結合されている。光回路素子は、光導波
路、回折格子、電極を含む。光導波路は所定の屈折率を
有し、所定の屈折率より小さい屈折率の媒質でその周囲
を囲まれている。回折格子は、この光導波路に形成さ
れ、所定の反射スペクトルを有する。回折格子は、空間
的な屈折率の変化を有する屈折率型回折格子であり、周
期的な幾何学的形状を有するレリーフ型回折格子である
ことができる。電極は、光導波路の回折格子が形成され
た部分に電圧を印加するように設けられる。温度制御素
子は、光回路素子および半導体光増幅器の温度を制御す
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】温度制御素子は、半導体光増幅器及び光回
路素子の温度を制御する。半導体光増幅器が発生した光
は、光回路素子に内蔵された回折格子によって反射され
る。回折格子が形成されている光導波路の部分に電界を
加えると、電界が印加された光導波路の部分の屈折率が
変化する。屈折率の変化に応じて、回折格子のブラッグ
波長が変化する。このため、反射される光の波長を変更
できる。
路素子の温度を制御する。半導体光増幅器が発生した光
は、光回路素子に内蔵された回折格子によって反射され
る。回折格子が形成されている光導波路の部分に電界を
加えると、電界が印加された光導波路の部分の屈折率が
変化する。屈折率の変化に応じて、回折格子のブラッグ
波長が変化する。このため、反射される光の波長を変更
できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】搭載部材２４、２６、２８、３０は、半導
体増幅器１６、光回路素子１８、半導体光学素子２０、
信号処理素子部２２を搭載する。また、レーザモジュー
ル主要部１０では、搭載部材２４は、熱電子冷却器（サ
ーモエレクトリッククーラ）３４の上に配置されてい
る。熱電子冷却器３４は、例えば、ペルチェ効果を利用
した温度制御素子として実用化されている。搭載部材２
４上には、半導体光増幅器１６が配置されているので、
熱電子冷却器３４は、半導体増幅器１６の温度を制御す
る。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャリア
に利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の熱良
導体が好ましい。
体増幅器１６、光回路素子１８、半導体光学素子２０、
信号処理素子部２２を搭載する。また、レーザモジュー
ル主要部１０では、搭載部材２４は、熱電子冷却器（サ
ーモエレクトリッククーラ）３４の上に配置されてい
る。熱電子冷却器３４は、例えば、ペルチェ効果を利用
した温度制御素子として実用化されている。搭載部材２
４上には、半導体光増幅器１６が配置されているので、
熱電子冷却器３４は、半導体増幅器１６の温度を制御す
る。このため、搭載部材２４の材料は、チップキャリア
に利用されている窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の熱良
導体が好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 AA07 AA44 AA50 AA59 AA62 AA66 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 DA03 EA05 EB05 KA08 KA18 5F073 AA63 AA83 AB21 AB25 AB27 AB28 AB30 CA12 EA04 FA15 FA25
Claims (5)
- 【請求項１】 回折格子が形成された光導波路と、該回
折格子が形成された該光導波路の部分に電圧を印加する
ように設けられた電極と、を含む光回路素子と、 光反射面と、該光導波路に光学的に結合した光放出面と
を有する半導体光増幅器と、を備える発光デバイス。 - 【請求項２】 前記光回路素子は光変調器を更に備える
請求項１に記載の発光デバイス。 - 【請求項３】 前記半導体光増幅器の光反射面と前記回
折格子とは光共振器を構成し、前記光変調器は該光共振
器の外側に設けられている、請求項２に記載の発光デバ
イス。 - 【請求項４】 前記光回路素子は、電気光学結晶基板上
に形成された平面光導波路および平面光導波路形変調器
を含む、請求項２に記載の発光デバイス。 - 【請求項５】 前記電気光学結晶基板は、ＬｉＮｂＯ3
またはＬｉＴａＯ3である、請求項４に記載の発光デバ
イス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101263A JP2000294870A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 発光デバイス |
| EP00303003A EP1043817A3 (en) | 1999-04-08 | 2000-04-10 | Light emitting module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101263A JP2000294870A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 発光デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294870A true JP2000294870A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14296029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101263A Pending JP2000294870A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 発光デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1043817A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000294870A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027664A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
| JP2012118292A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 光学装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100492979B1 (ko) * | 2003-01-02 | 2005-06-07 | 삼성전자주식회사 | 대역 소거 필터를 적용한 ｅｍｌ 송신기 |
| CN104102027A (zh) * | 2013-04-10 | 2014-10-15 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电光调制器 |
| CN110350394A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-18 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种基于调制器的波长可调谐器件封装结构 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2663450B2 (ja) * | 1987-09-03 | 1997-10-15 | 株式会社デンソー | 半導体レーザ装置 |
| US5418802A (en) * | 1993-11-12 | 1995-05-23 | Eastman Kodak Company | Frequency tunable waveguide extended cavity laser |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP11101263A patent/JP2000294870A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-10 EP EP00303003A patent/EP1043817A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027664A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
| JP2012118292A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 光学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1043817A3 (en) | 2004-01-28 |
| EP1043817A2 (en) | 2000-10-11 |
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