JP2002261377A - 光モジュール - Google Patents

光モジュール

Info

Publication number
JP2002261377A
JP2002261377A JP2001052302A JP2001052302A JP2002261377A JP 2002261377 A JP2002261377 A JP 2002261377A JP 2001052302 A JP2001052302 A JP 2001052302A JP 2001052302 A JP2001052302 A JP 2001052302A JP 2002261377 A JP2002261377 A JP 2002261377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
temperature
laser light
light emitting
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001052302A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Shirai
正敬 白井
Junichiro Shimizu
淳一郎 清水
Shinji Tsuji
伸二 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001052302A priority Critical patent/JP2002261377A/ja
Priority to US09/942,718 priority patent/US6826212B2/en
Publication of JP2002261377A publication Critical patent/JP2002261377A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • 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
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02216—Butterfly-type, i.e. with electrode pins extending horizontally from the housings
    • 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
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • 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
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
    • H01S5/0612—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by temperature
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
    • H01S5/32358—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers containing very small amounts, usually less than 1%, of an additional III or V compound to decrease the bandgap strongly in a non-linear way by the bowing effect
    • H01S5/32366—(In)GaAs with small amount of N
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34346—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers
    • H01S5/34366—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers based on InGa(Al)AS
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願発明の課題は、変調器集積レーザのモジ
ュール消費電力を低減することにある。 【解決手段】 レーザ活性層領域を構成する多重量子井
戸をＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓで構成するこ
とによって、高温に素子を保っても信頼性および光出力
レベルをたもつ。このとき変調器とレーザの波長の発振
波長とバンドギャップ波長の差は上記素子設定温度上昇
に比例した分だけ大きくとることが伝送特性を維持する
ために必要である。このことによってモジュールケース
温度と素子設定温度差が小さくなり、モジュール消費電
力を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体レーザ素
子部と変調器とを有する光モジュールに関するものであ
る。本願発明の光モジュールは、温度コントロールされ
た、例えば、電界吸収型光変調器集積レーザを含む光送
信モジュールに適用して極めて有用である。光ファイバ
通信において電気信号を光信号に変換する
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信用の変調器集積型半導体レ
ーザ（以下、変調器集積レーザと記す）では、半導体レ
ーザにおいて、レーザの発振波長、光出力パワ、および
変調器の消光カーブの形状、チャーピング特性を環境温
度の変化等が変化しても長期間、安定に保つために変調
器集積レーザの素子温度を一定に保つ必要があった。
【０００３】例えば、従来の変調器集積型レーザでは、
レーザ活性層および変調器吸収層にＩｎＧａＡｓＰ（イ
ンジウム・ガリウム・砒素・燐）からなる多重量子井戸
(ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ)から
構成されている。従って、バンド構造の特徴から高温で
の光出力の低下が問題となると同時に、波長の長期安定
性に問題が発生する。この為、これまで、半導体レーザ
素子は、３０℃以下に設定して素子温度を一定に保ちつ
つ、光信号を送信していた。
【０００４】又、最近、光ネットワークおよび送信モジ
ュールの効率的運用を目的として、波長可変機能を持っ
た光変調器集積レーザが知られている。例えば、文献
(１)日本公開特許公報、特開平４―７２７８３号あるい
は、最近の文献では文献(２)ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉ
ｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ． Ｖｏ
ｌｕｍｅ １２、Ｎｏ．３、ｐ．２４２に見られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】いま、こうした変調器
集積素子を含む光送信モジュールは、そのケースの外壁
の温度が高温（例えば７５℃）になることを想定して製
作さればならない。しかし、図１に示すように、変調器
集積素子の温度とモジュールのケース温度の差が大きく
なるに従って、ペルチェ・クーラの消費電力が急激に消
費電力が増大してしまうことが分かる。図１は半導体レ
ーザ装置のケース温度と素子温度の差と、ペルチェ・ク
ーラの消費電力との関係の例を示す図である。
【０００６】更に、その他のレーザ駆動用の消費電力
は、０．２Ｗ程度であるから、モジュール全体の消費電
極が急激に増大することになる。
【０００７】しかし、レーザ活性層領域にＩｎＧａＡｓ
Ｐから構成された多重量子井戸構造を用いると、（１）
光出力が低減すること、および、（２）発振波長の長期
安定性が保持されないために、変調器集積レーザの設定
温度は３０℃以下に設定しなければならなかった。一
方、半導体レーザ装置内の平均温度は、通常４０℃程度
以上である。従って、素子に対する設定温度を上昇させ
ることは、ケース温度と素子温度との差を低減すること
になる。このことは、モジュール動作時の消費電力を低
減できることを意味する。また、当該モジュールを組み
込んだ光送信ボードあるいは光伝送装置の小型化を図る
為には、発熱元となる本モジュールや他の駆動用ＩＣを
接近させて配置させなければならず、チップの周囲の温
度はさらに上昇する要因を有することになる。
【０００８】従来のレーザ活性層にＩｎＧａＡｓＰを用
いた変調器集積半導体レーザでは、上記２つの問題点の
ために設定温度を上昇させてモジュール消費電力を低減
することができなかった。
【０００９】前述の波長可変機能を持った光変調器集積
レーザに対しては、波長可変を行うためにレーザ部分の
温度をコントロールして波長を制御する方法が有力であ
る。前記文献(２)の場合には、レーザ部分だけでなく素
子全体の温度コントロールを行っている。この方法はレ
ーザの活性層付近の温度を変化させることによって、分
布帰還型レーザの発振波長を変化させる方法である。し
かし、上記のように高温での出力レベルおよび長期にわ
たる発振波長の安定性に問題があり、最も長波長の光を
得る動作条件として３０℃以下の素子温度しか許されな
い。このため波長可変幅を大きくするためには素子温度
を低温にしなければならない。このため、当該モジュー
ルの外壁ケース温度との差が大きくなりモジュール消費
電力が増大するという問題があった。また、光変調器に
は光デジタル信号を長距離伝送するのに適した光波長は
温度によって変化し、その変化率は０．８ｎｍ／℃であ
るのに対し、上記レーザ発振波長の温度に対する変化率
は０．１ｎｍ／℃である。このため、レーザと変調器を
同じ温度のまま波長変化を得るために、素子全体の温度
を変化させると、光変調器の最適動作波長からどんどん
ずれて行ってしまう。
【００１０】これを防ぐために変調器の温度をレーザ部
の温度と独立に制御しなければならない。素子のほとん
どの部分の温度をペルチェ素子（電子温度調節素子、電
子冷却（及び加熱）素子）によって制御し、レーザ活性
層近傍の温度を素子上に装荷されたヒータによって制御
する場合、装荷したヒータに電流を流さない場合のレー
ザ活性層温度が低い方が、レーザ発振波長を長波長化し
た場合のレーザ発振波長が最も短波長に設定されたとき
のレーザ部温度を十分低く設定しなければ、長波長に波
長を変化させたときの光出力の劣化を最小限にとどめた
まま、大きな波長可変幅を確保することができなくな
る。このようにＩｎＧａＡｓＰのＭＱＷから構成された
レーザでは、高温時の出力低下が問題となるため素子の
最低設定温度を低くしなければならないが、このために
光送信モジュールのケース温度が高くなると消費電力が
大きくなるという問題は、最低温度が室温より低い場合
が多く、上記波長可変機能の無い通常の光送信モジュー
ルの場合よりも深刻である。
【００１１】
【発明を解決するための手段】本願発明の基本的形態
は、半導体レーザ発光部と、当該半導体レーザ発光部よ
りの光を変調する光変調部と、少なくとも前記光変調部
を温度制御する温度制御手段と、を少なくとも有し、且
つ、前記半導体レーザ発光部は活性層領域が、Ｉｎ、Ｇ
ａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混晶およびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、
及びＡｓの４元混晶の群より選ばれた少なくとも二つの
４元混晶の層を有する多重量子井戸構造を有し、少なく
とも前記変調器部の動作時の温度が摂氏３０度以上とし
て温度設定が可能なことを特徴とする光モジュールであ
る。前記変調器と半導体レーザ素子を有する場合、その
温度設定は、半導体レーザ素子の発光部及びこの半導体
レーザ素子に熱的に接触した半導体レーザ素子の発光部
を保持する部材の温度を前記摂氏３０度以上として温度
設定が可能な形態が多用される。前記半導体レーザ素子
の発光部、具体的にはその活性層領域が、温度制御には
重要な領域である。
【００１２】本願発明においては、半導体レーザ発光部
は活性層領域が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混
晶系あるいはＩｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡｓの４元混晶系の
群より選ばれた４元混晶の層で多重量子井戸構造を構成
することが重要である。Ａｌを含有する４元系化合物半
導体材料を用いることによって、高温雰囲気における光
出力特性を確保することが可能となる。あるいは、Ｎ含
有の化合物半導体材料でも、類似のことが言える。
【００１３】Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、及びＡｓの４元系化合
物半導体材料を用いることによって、伝導帯のバンドオ
フセットの値が、価電子帯のバンドオフセットの値より
大きくすることが可能となる。従って、高温での注入電
流のオバーフローが減少する。こうして、本願発明で
は、高温での光出力の低減が抑えられるのである。この
ように、本願発明では、伝導帯のバンドオフセットの値
が、価電子帯のバンドオフセットの値より大きくするこ
とが、極めて重要である。
【００１４】この為、前記量子井戸構造の構成する化合
物半導体材料として、他の化合物半導体材料を用いた場
合、所定光出力を得る為に、光変調器部を冷却する必要
を、極めて軽減することが出来る。即ち、変調器部を摂
氏３０度以上の温度に設定できるからである。
【００１５】更には、本願発明においては、通例、半導
体素子部に対して用いている前記の温度制御手段、例え
ば、ペルチエ素子などは不要とすることが出来る。勿
論、本願発明の趣旨を、通例の前記温度制御手段を用い
ても実施することができる。この場合も、設定温度を、
通例より高温、例えば、摂氏３１度あるいは３４度とい
ったように設定できるので、その消費電力を極めて低減
することが出来る。尚、本願明細書において、「冷却手
段を有せず」との意図は、こうした強制的な冷却手段、
電力消費を伴う冷却手段、具体的には電力消費を伴う素
子、例えば、ペルチエ素子を有せずとの意図である。従
って、例えば、構造上の工夫に伴う空冷手段等を排除す
るものではない。
【００１６】更には、少なくとも、前記本光モジュール
の動作時の温度が、摂氏３５度以上として温度設定する
ことが可能である。この場合、ますます、その消費電力
を極めて低減することが出来る。勿論、この場合も、本
願発明の趣旨を、通例の前記温度制御手段を用いて実施
することができる。この場合も、設定温度を、通例より
高温に設定できるので、その消費電力を極めて低減する
ことが出来る。
【００１７】これまで、半導体レーザ装置、わけても光
変調器を搭載した半導体発光装置において、こうした高
温での動作が可能なことは、考えられもしなかったので
ある。本願発明が、初めてこのことを実現したものであ
る。
【００１８】ＩｎＧａＡｌＡｓ系の化合物半導体、Ｉｎ
ＧａＮＡｓ系の化合物半導体を用いての前記量子井戸構
造の構成は、通例の方法に従ってよい。
【００１９】本願発明の発明思想は、多点発光の半導体
レーザ装置、複数の発振波長を有する半導体レーザ装
置、半導体レーザ部と光変調部とを有する半導体発光装
置などに有用である。例えば、ＤＷＤＭの所定波長に対
応する発光部が、複数、即ちマルチチップとして構成す
ることが出来る。又、半導体レーザ部が、波長の異なる
複数の発振を有する場合、本願発明は極めて有用であ
る。
【００２０】わけても、本願発明は、変調器が集積され
た半導体レーザ装置に有用である。この場合、複数の発
光部を有し、これらの光を合波器にて合波し、光変調器
で光の変調を行う形態の半導体発光装置が、その代表的
形態である。
【００２１】本願発明は、前記半導体レーザ素子部及び
前記光変調部、あるいは合波器など、半導体発光装置を
構成する諸部分の各々が別体の半導体素子部として構成
された形態、あるいは、これら諸部分が、同一の基板に
集積された半導体素子として構成された形態をも取り得
る。
【００２２】前記変調器としては、通例の電界吸収型光
変調器が有用である。
【００２３】本願発明の最も代表的な例では、半導体レ
ーザ部の活性層領域の近傍には、温度制御手段、例えば
ヒータが設けられ、その発振波長の制御が可能となって
いる。更に、こうした例では、多くの場合、光変調器部
の光変調吸収層の近傍に、温度制御手段、例えばヒータ
が設けられている。
【００２４】
【発明の実施の形態】本願発明の具体的の例を説明する
に先立って、本願発明に係わる技術的詳細を説明する。
更には、従来技術との比較も例示する。
【００２５】本願発明の代表例では、光出力を維持する
とともに、高温での発振波長安定性を確保した状態でモ
ジュールの消費電力を低減するためにレーザ活性層とし
て伝導帯のバンドオフセットを１００ｍｅＶ以上とした
ＩｎＧａＡｌＡｓを用いて構成されたＭＱＷを採用す
る。こうした、バンドオフセットを用いることによっ
て、本願発明はより効果的である。
【００２６】図２はＩｎＧａＡｓＰのＭＱＷのバンド構
造を模式的に示す図である。このＭＱＷの例は、ＩｎＧ
ａＡｓＰの井戸層１０２とＩｎＧａＡｓＰの障壁層１０
３で構成される。符号１００は伝導帯の下端、符号１０
１は価電子帯の上端を示している。符号１０４は電子、
１０５は正孔を示す。正孔１０７は各井戸層に不均一に
注入されている。図２に示すように、ＩｎＧａＡｓＰの
ＭＱＷでは、通常伝導帯のバンドオフセットは価電子帯
のバンドオフセットと同程度かこれより小さい。
【００２７】しかし、適切な歪のＩｎＧａＡｌＡｓ―Ｍ
ＱＷでは、図３に示すように伝導帯のバンドオフセット
が価電子帯のバンドオフセットよりも大きくなる。図３
は、ＩｎＧａＡｌＡｓのＭＱＷのバンド構造を模式的に
示す図である。このＭＱＷの例は、ＩｎＧａＡｌＡｓの
井戸層１１２とＩｎＧａＡｌＡｓの障壁層１１３で構成
される。符号１１０は伝導帯の下端、符号１１１は価電
子帯の上端を示している。符号１１４は電子、１１５は
正孔を示す。
【００２８】こうした構成よって、高温での注入電流の
オーバーフローが減少し、高温での光出力の低減を抑圧
できる。
【００２９】これと同時に、図２のＩｎＧａＡｓＰ−Ｍ
ＱＷでは、高温でのキャリアのオーバーフローが顕著に
なるため、光出力を一定に保つ制御をかけた状態で動作
させている場合、結晶の劣化による光出力低下を補うた
めにキャリアのオーバフロー分だけ電流注入大きくしな
ければならない。言い換えれば、伝導帯のバンドオフセ
ットが小さい場合、スロープ効率が電流注入レベルが高
いときに低下し、余分な電流注入増加をもたらす。これ
によって、伝導帯オフセットが小さい従来のＩｎＧａＡ
ｓＰ−ＭＱＷを用いた変調器集積レーザの場合には、Ｉ
ｎＧａＡｌＡｓ−ＭＱＷを用いた変調器集積レーザに比
べて発振波長の長波長化が大きく、発振波長の長期安定
性が高温動作の場合に保てない。
【００３０】図４は、レーザ素子の温度と光出力の関係
を例示する図である。曲線２００はＩｎＧａＡｌＡｓを
用いた半導体レーザ装置、曲線２０１はＩｎＧａＡｓＰ
−ＭＱＷを用いた変調器集積レーザの例を示す。実際、
図４に示すように、本願発明においては、レーザ活性層
が高温になっても出力パワの低下は小さい。これによっ
てモジュール動作時の素子および素子周囲温度をより高
温まで上昇させることができる。但し、「モジュール動
作時」とは、レーザから光信号が送信されており、所望
の距離のファイバ伝送後に、十分なアイ開口が得られて
いる状態のことである。従って、この状態は、レーザ、
変調器、温度調整機構、および波長調整機構が通電され
て設計どおりの動作を行っている状態をさす。また、
「素子の周囲温度」とは、素子を温度制御するためのペ
ルチェ等の温度調整素子と素子の間にある素子を物理的
に保持する部分の温度をしめす。実際には、図５及び図
６で示すように、素子を保持するキャリア上に接触した
サーミスタの示す温度を素子温度とする。実際に光送信
モジュールが設置される光送信装置は４０〜５０℃以上
となる場合が多い。尚、図５及び図６の詳細は後述され
る。
【００３１】レーザ活性層として、この材料を用いた場
合には、光送信モジュールの平均消費電力を最小に抑え
るために、光送信モジュールのケース温度の平均値付近
に変調器集積素子の温度を保つ必要がある。
【００３２】又、高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓ
ｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌ
ｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送を行うためのレーザモジュー
ルは、一つのレーザモジュールが多くのチャネルの波長
に対応することができれば、故障時のバックアップ光源
を削減することができる。従って、この形態は、伝送装
置コスト制限するとともに、レーザ波長によって送信先
を変更することが可能となり、ネットワーク効率的運用
に効果がある。更に、レーザ活性層の温度変化によって
発振波長を調整する方式の波長可変レーザは、ＤＢＲを
用いた方式に比べて波長可変時の縦モードの安定性が高
いことおよび、スペクトル線幅が細いことから長距離幹
線系の光伝送に好適である。
【００３３】更に、変調器集積レーザで素子設定温度を
上昇させるためには、レーザの活性層と変調器の吸収層
の波長差を、特別な関係で変更しなければ伝送特性、出
力光波形特性を得ることができない。実際、変調器集積
レーザでは変調器の出力波形を決められた基準に設定す
るためには、図６のレーザ部分のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧ
ａＡｌＡｓ量子井戸の動作温度での伝注入発光波長（レ
ーザ発振前）は１．５５μｍ程度でありＩＴＵで定めら
れた発振波長から５ｎｍほど短波長に設定した。変調器
部の動作温度での発光波長は４０ｎｍ以上短波長になっ
ており、１５１０ｎｍ以下に設定しなければならない。
しかし、通常室温でＭＱＷの構成要素の組成等は室温で
測定されることから素子作製時にはレーザ部分の温度特
性と変調器部分の温度特性の違いを補正するために室温
と動作温度のずれをΔＴとしたとき、レーザ部の室温で
の発振波長は変調器部のバンドギャップ波長よりもΔλ
＝ΔＴ×（レーザ発振波長の温度変化係数（ｎｍ／℃）
―変調器吸収層のバンドギャップ波長）だけさらに短波
長にしなければならない。尚、前記変調器吸収層は量子
井戸層で構成される。実際には素子設定温度を５０℃に
するためにはかつ４０ｎｍのレーザ発振波長と変調器バ
ンドギャップ波長の差が伝送特性、波形品質上適切な変
調器の場合５７．５ｎｍだけ変調器のバンドギャップを
レーザに対して短波長化しなければならない。
【００３４】＜実施の形態１＞図５は本発明にかかわる
半導体レーザモジュール内部の上方から見た平面図、図
６は、モジュール内部の横断面図である。
【００３５】光変調器集積半導体レーザダイオード１
は、例えば、ＡｌＮ製のサブマウント２上に搭載され、
さらにこのサブマウント２は、キャリア３に半田で固定
されている。このキャリア３はペルチェ・クーラ４上に
搭載されて、金属製の収納ケース５内に収納されてい
る。前記レーザ・キャリアは、一般説明における半導体
レーザ素子の発光部を保持する部材に相当する。温度セ
ンサであるサーミスタ９はキャリア３に接触し、キャリ
アの温度をモニタしている。ＡｌＮ製サブマウントの厚
さは０．２５４mmであり、熱伝導率は１．３W／ｃｍＫ
となり、キャリアと素子との温度差は１℃以下にでき
る。よってサーミスタの示す温度はほぼ素子の温度と同
一と考えてよい。
【００３６】図５において、符号６はリードフレーム
で、電気信号の入力端子、符号７は、変調器信号入力用
マイクロストリップラインである。
【００３７】図７は、変調器集積レーザ素子の構造の斜
視図である。
【００３８】符号２１は変調器電界印加のためのｐ型電
極であり、この電極の直下に光変調器を構成する光導波
路が設けられる。符号２２は分布帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザの電流
注入用ｐ電極であり、変調器と同様にこの直下にレーザ
を構成する光導波路がある。符号２７はこのＤＦＢレー
ザのグレーティングであり、レーザの縦モード（光導波
路に平行な方向のモード）の単一モード安定性を図る。
次に、このサブマウントの裏面にもグランド用電極が設
けられていて、ＣｕＷ製のキャリアに固定されていると
同時に接地されている。ＣｕＷ製のキャリアは、図５の
符号３に示される。
【００３９】図５の符号８はフォトダイオードであり、
レーザチップの変調器１とは反対側から放射される光の
強度をモニタすることによって、一定の光出力がレーザ
部から出力するパワを一定に保つ制御を可能としてい
る。符号１３はファイバ結合用非球面レンズ、１４はア
イソレータ、１５はシングルモードファイバである。
【００４０】図８は、図７の線分２４における素子の断
面図である。従って、図８はレーザ光の進行方位と交差
する面での断面図である。ｎ型のＩｎＰ基板２３上に、
気相成長法でＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓで構
成される多重量子井戸構造を持つ活性層領域３１、およ
び上側光ガイド層３０を形成する。上側光ガイド層３０
の厚さは、例えば１．７μｍである。更に、その上に
０．２μｍ厚のＩｎＧａＡｓのコンタクト層を形成す
る。尚、このコンタクト層は図示が省略されている。
【００４１】こうして形成した半導体層３０に、幅１．
７μｍのストライプを深さ１．９μｍで形成し、導波路
を構成する。この導波路を保護する保護膜２９を、例え
ばＳｉＯ2で形成する。ｐ-電極２２を形成するためにポ
リイミド樹脂で導波路ストライプ以外のところを平坦化
する。その後、ｐ-電極２２を形成する。最後に、半導
体基板の裏面にｎ型―電極３３を形成する。
【００４２】このような高周波回路をもつキャリアは、
ペルチェ・クーラー４上に搭載される。ペルチェ・クー
ラーは、図５に符号４として示される。このペルチェ・
クーラー４は収納ケース５の底部に固定されている。こ
のペルチェ・クーラー４のリード（９、１０）を介して
所定の電流を供給すると、ペルチェ・クーラーの４の上
側では熱の吸収が起こり、キャリア３上のサブマウント
２および半導体レーザチップ１を冷却することができ
る。また、供給する電流の極性を反対にすることによっ
て、熱を素子に加え素子温度を上昇させることができ
る。また、図５中の１はサーミスタであり抵抗によっ
て、温度をモニターしレーザの駆動温度を設定した温度
で一定に保つ。
【００４３】図７の素子構造において、レーザ部と変調
器部とは、周知の方法、即ち、選択成長技術によってバ
ンドギャップ波長が変化させられている。量子井戸層３
１におけるレーザ部の室温でのバンドギャップ波長は、
１５５０ｎｍとし、一方、同じ量子井戸構造の変調器部
分でのフォトルミネッセンス波長は１４８０ｎｍと設定
された。そして、５０℃での発振波長は１５５２．５ｎ
ｍであり、変調器部分のバンドギャップ波長は１５０５
ｎｍであった。また、量子井戸の膜厚は、変調器部分で
７ｎｍ、バリア層の膜厚は５ｎｍである。又、組成比
は、量子井戸部分と障壁層部分でそれぞれ、Ｉｎ0.7Ａ
ｌ0.049Ｇａ0.251ＡｓとＩｎ0.352Ａｌ0.1Ｇａ0.54Ａｓ
とした。量子井戸層数は８である。これによって、しき
い値電流１３ｍＡであり、１００ｍＡの注入電流での光
出力１６ｍＷを４５℃素子設定温度の場合に得た。図９
に本例の特性例を示す。横軸は注入電流、縦軸は光出力
である。図での特性に、「２５−８５℃、２０℃ｓｔｅ
ｐ」、あるいは「１００−４０℃、２０℃ｓｔｅｐ」と
説明される曲線は、次の意味を示している。即ち、前者
で括られた曲線群は、上側より、２５℃より２０℃のス
テップで、２５℃、４５℃、６５℃、及び８５℃での特
性曲線を示している。後者も同様の考え方で説明されて
いる。
【００４４】本例のように、本願発明によれば、消費電
力を従来の４．９Ｗから１．７Ｗまで低減することがで
きた。また、ｎ型基板としてＧａＡｓを用い、また量子
井戸層として、ＩｎＧａＮＡｓ/ＩｎＧａＮＡｓ多重量
子井戸構造を図６の３１の層に用いても、同様なモジュ
ールの消費電力低減の効果は得られる。
【００４５】＜実施の形態２＞本例は、複数の発光部を
有するレーザ部、変調素子部分、及び合波器が一つの基
板に集積化された例である。
【００４６】図１０には、同一基板１２０上に複数の分
布帰還型レーザ素子部分５１と変調素子部分５２が合波
器５３で結合されている場合の実施例を示す。本願に係
わる部分以外の各部の基本構成は、通例の構成で十分で
ある。尚、符号１４０はレーザ部の電極、１２７は変調
器部の電極、１２６は温度制御の為の手段、具体的には
ヒータである。
【００４７】この例では、４つのレーザ発振部を有し、
その各々の発振波長は３．２ｎｍ間隔で配置される。そ
して、これらの発振波長のより精度の高い制御は、レー
ザ活性層領域の温度をコントロールすることによって行
う。そのため、レーザが１つの場合と同じように、モジ
ュールの消費電力を低減するために活性層にＩｎＧａＡ
ｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓの多重量子井戸構造を用いる
ことによって、素子設定温度を上昇させることができ
る。
【００４８】図１１に素子の断面図を示す。一つの基板
１３０に、ＤＦＢレーザ部５１、合波器部５２、変調器
部５３が搭載されている。符号１３１は基板と反対側の
半導体層である。レーザ部５１と変調器５３の多重量子
井戸構造とバンドギャップ波長等は、実施の形態１と同
じである。しかし、合波器５２は、光導波路部分のコア
はＩｎＧａＡｓPで構成され、この室温でのバンドギャ
ップ波長は１．２μmとした。合波器のクラッド層即
ち、コアの上下の層は、ＩｎＰから構成されている。本
例では、波長可変幅は１５ｎmで、消費電力１．５Wの素
子を実現することができる。
【００４９】＜実施の形態３＞本例は、積極的な波長可
変手段を有する半導体レーザ装置に本願発明を適用した
例である。上記２つの実施例と異なり、本例は、レーザ
部にヒータを用いて、レーザ部を局所的に加熱すること
によって変長器部の温度を素子設定温度に保ちつことが
出来るようにした波長可変レーザモジュールの低消費電
力化をはかった実施例である。
【００５０】図１２は、本例を示す斜視図である。所定
の半導体基板１２０に、半導体諸素子部を形成する為の
半導体層領域１２１を介して、平坦化および電極容量の
削減のためのポリイミド層１０２が形成される。符号１
３０、及び１３１は、各々、レーザ素子部で、符号１３
２、１３３は、各々、レーザ部の一方の電極を示す。そ
して、この例では、レーザ部１３０、１３１に隣接し
て、温度可変手段、例えば、ヒータ部６１が設けられて
いる。レーザ部１３０及び１３１からのレーザ光は、光
導波路１２８によって変調器部１２５に入力出来るよう
に構成されている。そして、その変調器部１２５は、隣
接して温度可変手段、例えば、ヒータ１２６が設けられ
ている。尚、符号１２７は一方の電極である。
【００５１】本例は、レーザ部分の温度を、図１２のヒ
ータ６１で行うことによって、発振波長を変化させると
同時に、変調器の活性層領域（吸収層）の温度を一定に
保つことによって、出力光波形の形をおよび長距離伝送
特性等を最適条件に保つことができる。このときにも素
子設定温度すなわち変調器活性層（吸収層）温度を高く
することによって、モジュール消費電力を低減すること
ができる。実際、実施例とおなじように、ＤＦＢ型レー
ザ部の量子井戸構造を有する活性層領域と変調器の量子
井戸吸収層の材用を、ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌ
Ａｓによって構成される多重量子井戸構造あるいはＩｎ
ＧａＮＡｓ／ＩｎＧａＮＡｓによって構成される多重量
子井戸構造にすることによって、高温でも高信頼かつ高
出力の変長器集積レーザを実現することができる。この
時、レーザ部のレーザ発振波長と変調器部のバンドギャ
ップ波長との波長差を、室温においては、実施例１と同
様に大きくすることは当然である。
【００５２】この時、波長を精度高く制御するために、
図１３に示すようなフィードバック機構を導入する。図
１３は、その基本構成を示す図である。ペルチエ・クー
ラ８３上に、レーザ部８１及び変調器部８２が搭載され
ている。レーザ部８１は複数個設けられ、各レーザ部８
１は、その近傍に温度可変手段、例えば、ヒータ８０が
設けられ、波長可変レーザ７１を構成している。
【００５３】本例では、変調器８２から光信号８４が射
出されるが、この光の波長を監視する波長モニタ７２が
配される。この波長モニタ７２は、波長変化を電圧変化
に変換する波長モニタである。波長モニタ７２の信号に
基づき、レーザ部８１、ヒータ部８０、及びペルチエ・
クーラ８３を制御する。こうした波長モニタは、波長依
存性を持つエタロンなどのフィルタと受光素子を組み合
わせることによって構成される。即ち、信号光８４を一
部分岐して、波長モニタ７２に導く。この光は透過率が
波長によって異なるエタロンフィルタを透過して、受光
素子に入射する。こうすることによって、受光素子に入
射する光強度と波長との間に対応関係をつけることがで
き、受光強度によって波長をモニタすることが出来る。
【００５４】実際には、所望の波長の光がレーザから出
力されたなら、波長モニタからの出力が０となるように
設計されている。実際には要求された光波長を４つに分
類できるテーブルを７３の制御系の中のメモリに記憶さ
せておき、特定のレーザに電流を流し発振させる。次に
波長の微調整を行うために動作しているレーザの近傍に
配置されたヒータに電流をながして波長モニタの出力が
０になるまでヒータの電力を増やしつづける。この時、
素子のレーザ部以外の領域の温度を一定に保つように図
５のサーミスタ９の出力が素子温度設定値と一致するよ
うにペルチェー・クーラーの電流を増加させる。この２
つの制御は１つのデジタルＩＣを用いで行うことも可能
であり、またアナログ回路を組み合わせても可能であ
る。
【００５５】又、この実施例ではレーザ近傍にヒータを
配置したが変長器近傍にヒータを配置し、変長器の温度
をヒータとペルチェクーラで一定に保ち、レーザ部の温
度をペルチェクーラで保つこのによっても波長可変レー
ザを実現することができる。
【００５６】これまで説明してきた本願発明の諸形態の
代表的な例を列挙すれば、次の通りである。
【００５７】その第１は、光通信用変調器集積半導体レ
ーザの活性層にＩｎとＧａとＡｌとＡｓの４元混晶が含
まれた多重量子井戸から構成されており、その半導体レ
ーザチップもしくは上記チップに熱的に接触したレーザ
を保持する部品上の温度がレーザおよび変調器の動作時
に３５℃以上である変調器集積レーザを含む光通信用モ
ジュールである。
【００５８】その第２は、光通信用変調器集積半導体レ
ーザの活性層にＩｎとＧａとＮとＡｓの４元混晶が含ま
れた多重量子井戸から構成されており、その半導体レー
ザチップもしくは上記チップに熱的に接触したレーザを
保持する部品上の温度がレーザおよび変調器の動作時に
３５℃以上である変調器集積レーザを含む光通信用モジ
ュールである。
【００５９】その第３は、光通信用変調器集積半導体レ
ーザの活性層にＩｎとＧａとＡｌとＡｓの４元混晶ある
いはＩｎとＧａとＮとＡｓの４元混晶が含まれた多重量
子井戸から構成されており、レーザ活性層の近傍もしく
は光変調器吸収層の近傍あるいはその両方の近傍に当該
活性層および吸収層に熱を加えるためのヒータを形成
し、かつ、モジュール動作時の活性層の最高温度が３５
℃以上であることを特徴とした光通信用モジュールであ
る。
【００６０】その第４は、光通信用変調器集積半導体レ
ーザの活性層にＩｎとＧａとＡｌとＡｓの４元混晶ある
いはＩｎとＧａとＮとＡｓの４元混晶が含まれた多重量
子井戸から構成されており、モジュール内に複数の変調
器集積素子と出力光信号の合波器を含み、かつモジュー
ル動作時の活性層の最高温度が３５℃以上であることを
特徴とした光通信モジュールである。
【００６１】その第５は、光通信用変調器集積半導体レ
ーザの活性層にＩｎとＧａとＡｌとＡｓの４元混晶ある
いはＩｎとＧａとＮとＡｓの４元混晶が含まれた多重量
子井戸から構成されており、同一基板上にレーザを構成
する光導波路、複数本とレーザ出力光を合波する為の合
波器と光変調器を含み、かつモジュール動作時の活性層
の最高温度が３５℃以上であることを特徴とした光通信
モジュールである。
【００６２】以上、詳細に説明したように、本願発明に
よれば、変調器集積型レーザモジュールのモジュール消
費電力の低減特にペルチェ・クーラの消費電力を低減す
ることができる。又、波長可変変調器集積レーザモジュ
ールにおいて、広い波長可変巾とモジュール低消費電力
化を同時に実現することができる。
【００６３】
【発明の効果】本願発明によれば、高温動作時において
も、発振波長の安定性を確保しつつ、低消費電力なる光
モジュールを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、素子温度とモジュールケース温度の差
と、消費電力との関係を例示する図である。
【図２】図２は、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸のバンド
ダイヤグラムである。
【図３】図３は、ＩｎＧａＡｌＡｓ多重量子井戸のバン
ドダイヤグラムである。
【図４】図４は、光出力とレーザ活性層領域の温度との
関係を示す図である。
【図５】図５は、モジュールの上面図である。
【図６】図６は、モジュールの断面図である。
【図７】図７は、変調器を集積したレーザ素子の斜視図
である。
【図８】図８は、変調器を集積したレーザ素子の光の進
行方向と交差する面での断面図である。
【図９】図９は、本願発明を適用した、変調器を集積し
たレーザ装置の電流・光出力の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、多点発光のレーザ素子を集積した
素子の斜視図である。
【図１１】図１１は、多点発光のレーザ素子を集積した
素子の断面図である。
【図１２】図１２は、変調器近傍にヒータを装着した波
長可変レーザの斜視図である。
【図１３】図１３は、波長制御を行う為の機構の例を示
すループ図である。
【符号の説明】
１：変調器集積型レーザダイオード、２：ＡｌＮサブマ
ウント、３：ＣｕＷキャリア、４：ペルチェ・クーラ、
５：モジュールケース、６： 電気信号入力端子、７：
変調器信号入力用マイクロストリップライン、９：温度
モニタ用サーミスタ、１０：ボンディングワイヤ ペル
チェクーラ、１１： ボンディングワイヤ ペルチェク
ーラ、１２：サブマウント上のマイクロストリップライ
ン、１３：ファイバ結合用レンズ、１４：アイソレー
タ、１５：光出力用ファイバ、２１：変調器集積光源の
変調器部分（電極）、２２： 変調器集積光源のＤＦＢ
レーザ部分（電極）、２３：Ｎ型ＩｎP基板、２４：断
面図切断位置、２７：分布帰還用（ＤＦＢ）グレーティ
ング、２８：平坦化用ポリイミド樹脂、３８：変調器電
極、２９：二酸化シリコン保護膜、３０：上部ガイド
層、３１：ＩｎＧａＡｌＡｓ/ＩｎＧａＡｌＡｓ多重量
子井戸層、３３：ｎ-型電極、５１：ＤＦＢレーザ部分
（４本アレイを図示する）、５２：電界吸収型変調器部
分、５３：合波器部分、６１：レーザ活性層加熱用ヒー
タ、７１：変調器レーザアレイ集積素子（レーザ４チャ
ンネル）、７２：発振波長モニタ、７３：制御系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 伸二 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 DA03 DA04 DA05 DA06 2H079 AA02 AA13 BA01 CA05 DA16 EA07 5F073 AA74 AB21 AB27 AB28 AB30 BA01 CA15 CA17 EA12 EA29 FA05 FA15 FA22 FA25

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体レーザ発光部と、当該半導体レー
    ザ発光部よりの光を変調する光変調部と、少なくとも前
    記光変調部を温度制御する温度制御手段とを、少なくと
    も有し、且つ、前記半導体レーザ発光部は活性層領域
    が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混晶およびＩ
    ｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡｓの４元混晶の群より選ばれた少
    なくとも二つの４元混晶の層を有する多重量子井戸構造
    を有し、少なくとも前記半導体レーザ発光部もしくは前
    記半導体レーザ発光部に熱的に接触した前記半導体レー
    ザ発光部を保持する部材上の温度を、前記半導体レーザ
    発光部及び前記光変調器部の動作時に、摂氏３５度以上
    として温度設定が可能なことを特徴とする光モジュー
    ル。
  2. 【請求項２】 半導体レーザ発光部と当該半導体レーザ
    発光部よりの光を変調する光変調部と、少なくとも前記
    光変調部を温度制御する温度制御手段とが、冷却手段を
    有せずに配置され、且つ、前記半導体レーザ発光部は活
    性層領域が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混晶お
    よびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡｓの４元混晶の群より選ば
    れた少なくとも二つの４元混晶の層を有する多重量子井
    戸構造を有し、少なくとも前記半導体レーザ発光部もし
    くは前記半導体レーザ発光部に熱的に接触した前記半導
    体レーザ発光部を保持する部材上の温度を、前記半導体
    レーザ発光部及び前記光変調器部の動作時に、摂氏３０
    度以上として温度設定が可能なことを特徴とする光モジ
    ュール。
  3. 【請求項３】 少なくとも二つの発光部を有する半導体
    レーザ発光部と、当該半導体レーザ発光部よりの光を変
    調する光変調部と、少なくとも前記光変調部を温度制御
    する温度制御手段と、前記半導体レーザ発光部の発光波
    長を制御する制御手段とを、少なくとも有し、且つ、前
    記半導体レーザ発光部は活性層領域が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａ
    ｌ、及びＡｓの４元混晶およびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡ
    ｓの４元混晶の群より選ばれた少なくとも二つの４元混
    晶の層を有する多重量子井戸構造を有し、少なくとも前
    記半導体レーザ発光部もしくは前記半導体レーザ発光部
    に熱的に接触した前記半導体レーザ発光部を保持する部
    材上の温度を、前記半導体レーザ発光部及び前記光変調
    器部の動作時に、摂氏３５度以上として温度設定が可能
    なことを特徴とする光モジュール。
  4. 【請求項４】 少なくとも二つの発光部を有する半導体
    レーザ発光部と、当該半導体レーザ発光部よりの光を変
    調する光変調部と、少なくとも前記光変調部を温度制御
    する温度制御手段と、前記半導体レーザ発光部の発光波
    長を制御する制御手段とが冷却手段を有せずに配置さ
    れ、少なくとも有し、且つ、前記半導体レーザ発光部は
    活性層領域が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混晶
    およびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡｓの４元混晶の群より選
    ばれた少なくとも二つの４元混晶の層を有する多重量子
    井戸構造を有し、少なくとも前記半導体レーザ発光部も
    しくは前記半導体レーザ発光部に熱的に接触した前記半
    導体レーザ発光部を保持する部材上の温度を、前記半導
    体レーザ発光部及び前記光変調器部の動作時に、摂氏３
    ０度以上として温度設定が可能なことを特徴とする光モ
    ジュール。
  5. 【請求項５】 前記半導体レーザ素子部及び前記光変調
    部とが、それらの各々が別体の半導体素子部として構成
    されたことを特徴とする請求項３または４項に記載の光
    モジュール。
  6. 【請求項６】 前記半導体レーザ素子部及び前記光変調
    部が、同一の基板に集積された半導体素子部として構成
    されたことを特徴とする請求項３または４に記載の光モ
    ジュール。
  7. 【請求項７】 半導体レーザ発光部と、当該半導体レー
    ザ発光部よりの光を変調する複数の光変調部と、出力光
    の合波の為の合波器と、少なくとも前記光変調部を温度
    制御する温度制御手段とを、少なくとも有し、且つ、前
    記半導体レーザ発光部は活性層領域が、Ｉｎ、Ｇａ、Ａ
    ｌ、及びＡｓの４元混晶およびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、及びＡ
    ｓの４元混晶の群より選ばれた少なくとも二つの４元混
    晶の層を有する多重量子井戸構造を有し、少なくとも前
    記半導体レーザ発光部もしくは前記半導体レーザ発光部
    に熱的に接触した前記半導体レーザ発光部を保持する部
    材上の温度を、前記半導体レーザ発光部及び前記光変調
    器部の動作時に、摂氏３５度以上として温度設定が可能
    なことを特徴とする光モジュール。
  8. 【請求項８】 一つの基板に、半導体レーザ発光部と、
    当該半導体レーザ発光部よりの光を変調する複数の光変
    調部とを少なくとも有する半導体素子部と、出力光の合
    波の為の合波器と、少なくとも前記光変調部を温度制御
    する温度制御手段とが冷却手段を有せずに配置され、前
    記半導体レーザ発光部は、複数の発光領域を有し、且
    つ、前記半導体レーザ発光部は活性層領域が、Ｉｎ、Ｇ
    ａ、Ａｌ、及びＡｓの４元混晶およびＩｎ、Ｇａ、Ｎ、
    及びＡｓの４元混晶の群より選ばれた少なくとも二つの
    ４元混晶の層を有する多重量子井戸構造を有し、少なく
    とも当該半導体素子部の活性層領域の動作時の温度が摂
    氏３０度以上として温度設定が可能なことを特徴とする
    光モジュール。
JP2001052302A 2001-02-27 2001-02-27 光モジュール Pending JP2002261377A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001052302A JP2002261377A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 光モジュール
US09/942,718 US6826212B2 (en) 2001-02-27 2001-08-31 Module for optical communications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001052302A JP2002261377A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 光モジュール

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009218807A Division JP2009296020A (ja) 2009-09-24 2009-09-24 光モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002261377A true JP2002261377A (ja) 2002-09-13

Family

ID=18912955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001052302A Pending JP2002261377A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 光モジュール

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6826212B2 (ja)
JP (1) JP2002261377A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005175295A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Hitachi Ltd 半導体光素子及び光モジュール
US7120183B2 (en) 2001-07-11 2006-10-10 Optium Corporation Electro-absorption modulated laser with high operating temperature tolerance
JP2007109765A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Opnext Japan Inc 波長可変光送信器および光送受信器
JP2010283104A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光半導体装置
JP2012231186A (ja) * 2012-08-28 2012-11-22 Japan Oclaro Inc 波長可変光送信器および光送受信器
JP2017102478A (ja) * 2017-02-22 2017-06-08 ソニー株式会社 液晶表示ユニット及び投射型表示装置
JP7151934B1 (ja) * 2021-12-07 2022-10-12 三菱電機株式会社 光半導体装置、光変調器および光送信装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4095874B2 (ja) * 2002-10-04 2008-06-04 株式会社日立製作所 半導体レーザモジュールおよび光伝送器
US7018114B2 (en) * 2004-02-21 2006-03-28 Finisar Corporation Power optimization for operation of optoelectronic device with thermoelectric cooler
EP1605560B1 (de) * 2004-02-25 2016-08-03 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Vorrichtung mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement und Verfahren zur Temperaturstabilisierung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements
EP1740992B1 (en) * 2004-04-15 2018-10-10 Infinera Corporation Coolerless and floating wavelength grid photonic integrated circuits (pics) for wdm transmission networks
US7515776B1 (en) * 2004-12-09 2009-04-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Temperature-controlled optical modulator
US7570679B2 (en) * 2006-02-22 2009-08-04 Optical Communication Products, Inc. Wide temperature range uncooled transceiver module for uncontrolled environments
JP2009064829A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Nec Corp 光送信モジュールおよび光送信装置
JP2013115257A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Mitsubishi Electric Corp 光モジュール
US10673203B2 (en) * 2018-03-09 2020-06-02 North Inc. Alignment methods for laser diodes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4962057A (en) * 1988-10-13 1990-10-09 Xerox Corporation Method of in situ photo induced evaporation enhancement of compound thin films during or after epitaxial growth
JP3152424B2 (ja) 1990-07-13 2001-04-03 株式会社日立製作所 波長可変半導体レーザ
JPH06120906A (ja) * 1992-10-03 1994-04-28 Canon Inc 光レシーバ、光半導体装置及びそれを用いた光通信方式及び光通信システム
US5642371A (en) * 1993-03-12 1997-06-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical transmission apparatus
EP1022825B1 (en) * 1997-03-07 2006-05-03 Sharp Kabushiki Kaisha Gallium nitride semiconductor light emitting element with active layer having multiplex quantum well structure and semiconductor laser light source device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7120183B2 (en) 2001-07-11 2006-10-10 Optium Corporation Electro-absorption modulated laser with high operating temperature tolerance
JP2005175295A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Hitachi Ltd 半導体光素子及び光モジュール
JP2007109765A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Opnext Japan Inc 波長可変光送信器および光送受信器
JP2010283104A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光半導体装置
JP2012231186A (ja) * 2012-08-28 2012-11-22 Japan Oclaro Inc 波長可変光送信器および光送受信器
JP2017102478A (ja) * 2017-02-22 2017-06-08 ソニー株式会社 液晶表示ユニット及び投射型表示装置
JP7151934B1 (ja) * 2021-12-07 2022-10-12 三菱電機株式会社 光半導体装置、光変調器および光送信装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6826212B2 (en) 2004-11-30
US20020118713A1 (en) 2002-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2463500C (en) Transmitter photonic integrated circuit (txpic) chip architectures and drive systems and wavelength stabilization for txpics
US6516017B1 (en) Multiwavelength semiconductor laser device with single modulator and drive method therefor
US5642371A (en) Optical transmission apparatus
US7809038B2 (en) Electro-absorption optical modulator integrated with a laser to produce high speed, uncooled, long distance, low power, 1550 nm optical communication device with optimized parameters
US6757499B1 (en) Optical transmitter and optical signal transmitter
US7760782B2 (en) Distributed bragg reflector type directly modulated laser and distributed feed back type directly modulated laser
JP2002261377A (ja) 光モジュール
JP5352042B2 (ja) 波長可変光送信器
US6343163B1 (en) Electro-absorption modulator and method of manufacturing a semiconductor optical device
JP3195159B2 (ja) 光半導体素子
US6567447B1 (en) Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the same
US7733933B2 (en) Wavelength tunable laser apparatus and wavelength control method
JP5243901B2 (ja) 同軸型半導体光モジュール
JPH09307181A (ja) 半導体レーザ装置
US6760352B2 (en) Semiconductor laser device with a diffraction grating and semiconductor laser module
JP2009296020A (ja) 光モジュール
Sato et al. Simultaneous operation of ten-channel tunable DFB laser arrays using strained-InGaAsP multiple quantum wells
US11670914B2 (en) Edge-emitting laser diode with improved power stability
JP2003017798A (ja) 光変調器集積光源モジュール
JP3293968B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2007059472A (ja) 半導体レーザ装置および波長制御方法
TOHMORI et al. Wavelength Tunable 1.5 µm GaInAsP/InP Bundle-Integrated-Guide Distributed Bragg Reflector (BIG-DBR) Lasers
JP4625661B2 (ja) 半導体光素子、レーザモジュール、及び光送受信器
KR19980064078A (ko) 반도체 발광 소자 및 광섬유 전송 방법
Okuda et al. Low-Operation-Current and Highly-Reliable 1.3-µm AlGaInAs Strain Compensated MQW-BH-DFB Lasers for 100° C, 10-Gb/s Operation

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070508

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071030

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080425

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080520

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080725