JP2002353556A - 集積化した波長可変レーザ - Google Patents
集積化した波長可変レーザInfo
- Publication number
- JP2002353556A JP2002353556A JP2002134558A JP2002134558A JP2002353556A JP 2002353556 A JP2002353556 A JP 2002353556A JP 2002134558 A JP2002134558 A JP 2002134558A JP 2002134558 A JP2002134558 A JP 2002134558A JP 2002353556 A JP2002353556 A JP 2002353556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- wavelength
- tuning
- current
- filter
- 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.)
- Withdrawn
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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06256—Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
- H01S5/1035—Forward coupled structures [DFC]
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1206—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1209—Sampled grating
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1206—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
- H01S5/1218—Multiplicity of periods in superstructured configuration, e.g. more than one period in an alternate sequence
Abstract
(57)【要約】
【課題】広い波長範囲で波長可変であり、且つ製造を容
易に行うことのできるレーザ構造を提供すること。 【解決手段】集積型のレーザの構造は、半導体材料から
なる基板に、第１、第２及び第３の区分（２，３，４）
を含み、第１の区分（２）が、レーザ構造において共振
する光波の増幅とともに、低選択性の干渉計のフィルタ
を提供し、第２の区分（３）が、前記の光波の連続的な
微同調及び位相調節を提供し、且つ第３の区分（４）
が、光波の波長選択的な反射を提供する。それぞれの区
分は、電流注入されるようになっており、第１の区分
（２）への電流が、低選択性干渉計フィルタの波長シフ
トを引起こし、第２の区分（３）への電流が、共振器モ
ードの波長シフトを引起こし、且つ第３の区分（４）へ
の電流が、波長選択的な反射の波長シフトを引起こすよ
う構成される。
易に行うことのできるレーザ構造を提供すること。 【解決手段】集積型のレーザの構造は、半導体材料から
なる基板に、第１、第２及び第３の区分（２，３，４）
を含み、第１の区分（２）が、レーザ構造において共振
する光波の増幅とともに、低選択性の干渉計のフィルタ
を提供し、第２の区分（３）が、前記の光波の連続的な
微同調及び位相調節を提供し、且つ第３の区分（４）
が、光波の波長選択的な反射を提供する。それぞれの区
分は、電流注入されるようになっており、第１の区分
（２）への電流が、低選択性干渉計フィルタの波長シフ
トを引起こし、第２の区分（３）への電流が、共振器モ
ードの波長シフトを引起こし、且つ第３の区分（４）へ
の電流が、波長選択的な反射の波長シフトを引起こすよ
う構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積化した波長可
変レーザ構造に関する。
変レーザ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】幅広く波長可変である半導体レーザは、
大容量波長分割多重（ＷＤＭ）伝送及び光子スイッチシ
ステムのためのキーとなる装置であり、且つＷＤＭネッ
トワークの容量、動作能力及び融通性を増加するために
いくつかの利点を提供する。本発明は、半導体レーザを
取り扱い、特に、波長の可変能力を提供するその構成に
ついて取り扱う。電子波長同調の基礎となる基本的な物
理的な機構は、当該技術分野においてよく知られたキャ
リヤ注入（プラズマ効果）の開発による屈折率制御であ
る。
大容量波長分割多重（ＷＤＭ）伝送及び光子スイッチシ
ステムのためのキーとなる装置であり、且つＷＤＭネッ
トワークの容量、動作能力及び融通性を増加するために
いくつかの利点を提供する。本発明は、半導体レーザを
取り扱い、特に、波長の可変能力を提供するその構成に
ついて取り扱う。電子波長同調の基礎となる基本的な物
理的な機構は、当該技術分野においてよく知られたキャ
リヤ注入（プラズマ効果）の開発による屈折率制御であ
る。
【０００３】広い範囲の波長可変レーザダイオードは、
光フィルタがモードフィルタ（モードろ波）機構を提供
するが、同調機構も提供するように、レーザ共振器内に
おける電子的に調節可能な透過を含む利得部分及び光フ
ィルタのモノリシックな統合によって達成される。フィ
ルタ機能は、光フィルタによって達成することができ、
このフィルタは、種々のフィルタ機構、即ち干渉計フィ
ルタ、共通方向結合及び逆方向結合に基づくことができ
る。
光フィルタがモードフィルタ（モードろ波）機構を提供
するが、同調機構も提供するように、レーザ共振器内に
おける電子的に調節可能な透過を含む利得部分及び光フ
ィルタのモノリシックな統合によって達成される。フィ
ルタ機能は、光フィルタによって達成することができ、
このフィルタは、種々のフィルタ機構、即ち干渉計フィ
ルタ、共通方向結合及び逆方向結合に基づくことができ
る。
【０００４】広い波長同調のための共通方向結合を利用
した基本的なアプローチは、レーザ発生モードが共通方
向に（即ち前方に）結合されたウエイブガイドモードの
重畳からなるレーザキャビティの利用法である。この共
通方向フィルタ（例えば垂直結合器フィルタ（ＶＣ
Ｆ））は、１つだけの共振器モードを選択し、且つ同調
能力は、別のキャビティーモードの選択のためにこのフ
ィルタ機能の波長シフトによって実現される。垂直結合
器フィルタ（ＶＣＦ）レーザ及び垂直マッハツェンダー
（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）（ＶＭＺ）レーザのよう
な共通方向結合だけを利用するレーザ構造の波長同調の
ために、１つの制御回路が必要である。この波長同調方
式において、放出される波長は、有効キャビティー利得
の最大値によって決められるように、１つのキャビティ
ーモードから隣接するものへジャンプする。
した基本的なアプローチは、レーザ発生モードが共通方
向に（即ち前方に）結合されたウエイブガイドモードの
重畳からなるレーザキャビティの利用法である。この共
通方向フィルタ（例えば垂直結合器フィルタ（ＶＣ
Ｆ））は、１つだけの共振器モードを選択し、且つ同調
能力は、別のキャビティーモードの選択のためにこのフ
ィルタ機能の波長シフトによって実現される。垂直結合
器フィルタ（ＶＣＦ）レーザ及び垂直マッハツェンダー
（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）（ＶＭＺ）レーザのよう
な共通方向結合だけを利用するレーザ構造の波長同調の
ために、１つの制御回路が必要である。この波長同調方
式において、放出される波長は、有効キャビティー利得
の最大値によって決められるように、１つのキャビティ
ーモードから隣接するものへジャンプする。
【０００５】マッハツェンダー干渉計を含むレーザ構造
は、米国特許第５，５１１，０８４号明細書及びヨーロ
ッパ特許第０６６６４５８７Ｂ１号明細書（発明者、
Ｍ．−Ｃ．Ａｍａｎｎ）に記載されている。
は、米国特許第５，５１１，０８４号明細書及びヨーロ
ッパ特許第０６６６４５８７Ｂ１号明細書（発明者、
Ｍ．−Ｃ．Ａｍａｎｎ）に記載されている。
【０００６】垂直結合器フィルタ（ＶＣＦ）を利用する
ことによってモード選択が行なわれるレーザは、Ａｌｆ
ｅｒｎｅｓｓ他によって、“Ｂｒｏａｄｌｙ Ｔｕｎａ
ｂｌｅ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｌａｓｅｒ Ｂａｓ
ｅｄ ｏｎ ａ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ
Ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ ５７−ｎｍ ＴｕｎｉｎｇＲ
ａｎｇｅ”、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１９９
２、６０、第３２０９−３２１１頁に紹介されている。
ことによってモード選択が行なわれるレーザは、Ａｌｆ
ｅｒｎｅｓｓ他によって、“Ｂｒｏａｄｌｙ Ｔｕｎａ
ｂｌｅ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｌａｓｅｒ Ｂａｓ
ｅｄ ｏｎ ａ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ
Ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ ５７−ｎｍ ＴｕｎｉｎｇＲ
ａｎｇｅ”、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１９９
２、６０、第３２０９−３２１１頁に紹介されている。
【０００７】しかしながら、フィルタ帯域幅及び波長同
調範囲は、互いに比例するので、シングルモード動作の
ために十分に狭いフィルタ帯域幅を維持する要求は、全
同調範囲をも制限する。この制限は、後方のサンプリン
グされた格子反射器を有する垂直格子アシストされた共
通方向結合器（ＧＣＳＲ）レーザの場合には軽減され、
ここではサンプリングされた格子分散されたブラッグ反
射器（ＳＧ−ＤＢＦ）フィルタ又は超構造サンプリング
された格子ブラッグ反射器（ＳＳＧ−ＤＢＦ）フィルタ
が、ＶＣＦに組合わされる（Ｍ．Ｏｌｂｅｒｇ他、７４
−ｎｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｔｕｎｉｎｇ Ｒａｎ
ｇｅ ｏｆ ａｎ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｖｅｒｔ
ｉｃａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｏ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ Ｒｅａｒ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｇｒａｔｉｎ
ｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ”、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉ
ｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒ、第５巻、
第７号、１９９３年７月、及びＰｉｅｒｒｅ−Ｊｅａｎ
Ｒｉｇｏｌｅ他、“１１４−ｎｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇ
ｔｈ Ｔｕｎｉｎｇ Ｒａｎｇｅ ｏｆ ａ Ｖｅｒｔ
ｉｃａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｏ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅ Ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ Ｓｕｐｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｇｒａｔ
ｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ”、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒ、第７巻、第７号、１９
９５年７月）。
調範囲は、互いに比例するので、シングルモード動作の
ために十分に狭いフィルタ帯域幅を維持する要求は、全
同調範囲をも制限する。この制限は、後方のサンプリン
グされた格子反射器を有する垂直格子アシストされた共
通方向結合器（ＧＣＳＲ）レーザの場合には軽減され、
ここではサンプリングされた格子分散されたブラッグ反
射器（ＳＧ−ＤＢＦ）フィルタ又は超構造サンプリング
された格子ブラッグ反射器（ＳＳＧ−ＤＢＦ）フィルタ
が、ＶＣＦに組合わされる（Ｍ．Ｏｌｂｅｒｇ他、７４
−ｎｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｔｕｎｉｎｇ Ｒａｎ
ｇｅ ｏｆ ａｎ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｖｅｒｔ
ｉｃａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｏ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ Ｒｅａｒ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｇｒａｔｉｎ
ｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ”、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉ
ｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒ、第５巻、
第７号、１９９３年７月、及びＰｉｅｒｒｅ−Ｊｅａｎ
Ｒｉｇｏｌｅ他、“１１４−ｎｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇ
ｔｈ Ｔｕｎｉｎｇ Ｒａｎｇｅ ｏｆ ａ Ｖｅｒｔ
ｉｃａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｏ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅ Ｌａｓｅｒ
ｗｉｔｈ Ｓｕｐｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｇｒａｔ
ｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ”、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒ、第７巻、第７号、１９
９５年７月）。
【０００８】二重フィルタ効果は、広い波長同調範囲に
対して、高いサイドモード抑圧比（ＳＳＲ）を有するシ
ングルモード動作を可能にする。追加的な位相区分を統
合することによって、レーザは、疑似連続的な同調モー
ドにおける同調を可能にし、ここにおいて同調範囲内に
あるそれぞれの波長は、選択可能である。
対して、高いサイドモード抑圧比（ＳＳＲ）を有するシ
ングルモード動作を可能にする。追加的な位相区分を統
合することによって、レーザは、疑似連続的な同調モー
ドにおける同調を可能にし、ここにおいて同調範囲内に
あるそれぞれの波長は、選択可能である。
【０００９】従来の技術の解決策の前記の主要な欠点か
ら、次のことが明白である。異なった応用には、波長制
御、サイドモード抑圧比及び光出力に関してそれぞれ特
別な要求がある。３０ｄＢより十分上の有効な定常的な
サイドモード抑圧比、及び１３ｄＢｍより上の光出力
は、高性能な光通信のために必要である。ＶＣＦ又はＶ
ＭＺのような逆方向結合を持たない装置は、高いスペク
トル純度が必要な用途にはあまり適さない。追加的にこ
れらの装置の不連続の同調方式のために、放出される波
長は、１つの波長モードから別のものへ同調する間にジ
ャンプする。それ故に必然的に所望の波長格子に対応し
ない特定の波長だけしか選択できない。ＧＣＳＲレーザ
は、広い波長帯域幅に対してシングルモード動作を可能
にする。微同調区分のために、光位相は、疑似連続的な
同調の能力を可能にして調節することができる。しかし
ながら、ＧＣＳＲレーザでは、約２５％のレーザキャビ
ティが活性区分によってカバーされるのみである。この
ことは、不十分な光出力に通じる。加えて４つの領域へ
の長手方向の区分は、ＧＣＳＲレーザの欠点を示唆して
いる。このことは、これらの部品の製造をさらに困難に
し、且つ全レーザ長さを増大する。他方においてこのこ
とは、モード選択度を減少し、且つ直接変調帯域幅も制
限する。ＶＣＦの格子における内部反射も、レーザ動作
に影響を及ぼすことがある。その結果、サイドモードの
強力な抑圧及び大きな光出力を有する単一長手モード動
作のために、さらに洗練された共振器構造が必要であ
る。
ら、次のことが明白である。異なった応用には、波長制
御、サイドモード抑圧比及び光出力に関してそれぞれ特
別な要求がある。３０ｄＢより十分上の有効な定常的な
サイドモード抑圧比、及び１３ｄＢｍより上の光出力
は、高性能な光通信のために必要である。ＶＣＦ又はＶ
ＭＺのような逆方向結合を持たない装置は、高いスペク
トル純度が必要な用途にはあまり適さない。追加的にこ
れらの装置の不連続の同調方式のために、放出される波
長は、１つの波長モードから別のものへ同調する間にジ
ャンプする。それ故に必然的に所望の波長格子に対応し
ない特定の波長だけしか選択できない。ＧＣＳＲレーザ
は、広い波長帯域幅に対してシングルモード動作を可能
にする。微同調区分のために、光位相は、疑似連続的な
同調の能力を可能にして調節することができる。しかし
ながら、ＧＣＳＲレーザでは、約２５％のレーザキャビ
ティが活性区分によってカバーされるのみである。この
ことは、不十分な光出力に通じる。加えて４つの領域へ
の長手方向の区分は、ＧＣＳＲレーザの欠点を示唆して
いる。このことは、これらの部品の製造をさらに困難に
し、且つ全レーザ長さを増大する。他方においてこのこ
とは、モード選択度を減少し、且つ直接変調帯域幅も制
限する。ＶＣＦの格子における内部反射も、レーザ動作
に影響を及ぼすことがある。その結果、サイドモードの
強力な抑圧及び大きな光出力を有する単一長手モード動
作のために、さらに洗練された共振器構造が必要であ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改善
されたレーザ構造を提供することにあり、特に、広い波
長範囲で波長可変であり、且つ製造を容易に行うことの
できるレーザ構造を提供することをその目的とする。
されたレーザ構造を提供することにあり、特に、広い波
長範囲で波長可変であり、且つ製造を容易に行うことの
できるレーザ構造を提供することをその目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ構造は、
大きな疑似連続的な同調範囲、及び高度なスペクトル選
択度の両方を提供することができる。波長可変レーザダ
イオードは、高い光出力及び高いサイドモード抑圧比を
有するように製造することができる。本発明は、ＧＣＳ
Ｒレーザのようなレーザ構造の利点を含むが、一方同時
にＶＭＺレーザのような高い光出力を供給する。改善さ
れた特性の他に、本レーザは、ＧＣＳＲレーザと比較し
てずっと容易な製造技術を有し、ここでは格子を含む結
合器部分及び追加的な活性区分は、長手方向に統合しな
ければならない。
大きな疑似連続的な同調範囲、及び高度なスペクトル選
択度の両方を提供することができる。波長可変レーザダ
イオードは、高い光出力及び高いサイドモード抑圧比を
有するように製造することができる。本発明は、ＧＣＳ
Ｒレーザのようなレーザ構造の利点を含むが、一方同時
にＶＭＺレーザのような高い光出力を供給する。改善さ
れた特性の他に、本レーザは、ＧＣＳＲレーザと比較し
てずっと容易な製造技術を有し、ここでは格子を含む結
合器部分及び追加的な活性区分は、長手方向に統合しな
ければならない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の好適実施形態となるレーザダイオードについて詳細に
説明する。本発明の上述の及びその他の目的及び付随す
る多くの利点は、添付の図面に関連して、以下の詳細な
説明を参照することにより容易に認識され且つ一層良好
に理解されるようになるであろう。実質的に又は機能的
に等しい又は類似の特徴は、同じ参照符号によって引用
する。
の好適実施形態となるレーザダイオードについて詳細に
説明する。本発明の上述の及びその他の目的及び付随す
る多くの利点は、添付の図面に関連して、以下の詳細な
説明を参照することにより容易に認識され且つ一層良好
に理解されるようになるであろう。実質的に又は機能的
に等しい又は類似の特徴は、同じ参照符号によって引用
する。
【００１３】ＤＦＢ及びＤＢＲにおいて利用されるよう
な逆方向結合部を持たないレーザ装置は、高性能光通信
のように高スペクトル純度が必要な用途に、ほとんど適
さない。これに関して十分に３０ｄＢより上の有効な定
常的なサイドモード抑圧比が要求される。波長をシフト
することができるフィルタ機能を有する幅広く波長可変
のレーザダイオードの基本的な同調機構は、所定の共振
器モードを選択することにある。しかしながらＤＢＲ状
の構造の最大シフトは、波長の１％より下の値に制限さ
れる。鋭い逆方向フィルタを利用してそれより高い同調
範囲を達成するために、くし形モードの反射スペクトル
を示す格子反射器を、４区分ＧＣＳＲレーザにおいて行
なわれるような広い同調範囲を有する追加的な遠い選択
フィルタ要素とともに利用しなければならない。
な逆方向結合部を持たないレーザ装置は、高性能光通信
のように高スペクトル純度が必要な用途に、ほとんど適
さない。これに関して十分に３０ｄＢより上の有効な定
常的なサイドモード抑圧比が要求される。波長をシフト
することができるフィルタ機能を有する幅広く波長可変
のレーザダイオードの基本的な同調機構は、所定の共振
器モードを選択することにある。しかしながらＤＢＲ状
の構造の最大シフトは、波長の１％より下の値に制限さ
れる。鋭い逆方向フィルタを利用してそれより高い同調
範囲を達成するために、くし形モードの反射スペクトル
を示す格子反射器を、４区分ＧＣＳＲレーザにおいて行
なわれるような広い同調範囲を有する追加的な遠い選択
フィルタ要素とともに利用しなければならない。
【００１４】図１は、後方のサンプル格子反射器レーザ
を有する、周知の垂直格子アシスト共通方向結合器レー
ザ（ＧＣＳＲ）の断面図を示している。ここにおいて結
合器部分（ＶＣＦタイプの）は、粗波長同調要素として
作用する。このＶＣＦ区分を通る電流は、１００ｎｍよ
り大きな範囲にわたる結合器フィルタ機能のシフトを引
起こす。この区分は、後方のブラッグ格子区分から反射
して戻る波長のうちの１つを選択する。レーザ構造の実
際の端部には、反射防止コーティングＡＲを堆積するこ
とができる。
を有する、周知の垂直格子アシスト共通方向結合器レー
ザ（ＧＣＳＲ）の断面図を示している。ここにおいて結
合器部分（ＶＣＦタイプの）は、粗波長同調要素として
作用する。このＶＣＦ区分を通る電流は、１００ｎｍよ
り大きな範囲にわたる結合器フィルタ機能のシフトを引
起こす。この区分は、後方のブラッグ格子区分から反射
して戻る波長のうちの１つを選択する。レーザ構造の実
際の端部には、反射防止コーティングＡＲを堆積するこ
とができる。
【００１５】しかしながら、ＧＣＳＲレーザにおいて
は、レーザキャビティのほぼ２５％だけしか活性区分に
よってカバーされない。このことから、光出力は不十分
になってしまうといえる。４つの領域への長手方向にお
ける区分も、これらの部品の製造を難しくする。
は、レーザキャビティのほぼ２５％だけしか活性区分に
よってカバーされない。このことから、光出力は不十分
になってしまうといえる。４つの領域への長手方向にお
ける区分も、これらの部品の製造を難しくする。
【００１６】図２に示された提供された新規な波長可変
レーザダイオードは、３つの区分、即ち活性領域も含む
粗波長選択区分、位相同調区分及びブラッグ格子区分か
らなり、その端部は、反射防止コーティングによって堆
積されている。共振可能な値は、図２において明らかな
ように、３つの同調接触、即ち粗同調接触、微同調接触
及び中間同調接触の下において、例えば、ＭＺＩ１及び
ＭＺＩ２プラス２つのシングルモードウエイブガイドの
全長ＬＩがほぼ５００μｍであり、微同調区分の長さＬ
Ｐがほぼ１５０μｍであり、且つ反射器（ＳＧ／ＳＳＧ
−ブラッグ格子）区分の長さＬＲがほぼ９００μｍであ
るようになっている。
レーザダイオードは、３つの区分、即ち活性領域も含む
粗波長選択区分、位相同調区分及びブラッグ格子区分か
らなり、その端部は、反射防止コーティングによって堆
積されている。共振可能な値は、図２において明らかな
ように、３つの同調接触、即ち粗同調接触、微同調接触
及び中間同調接触の下において、例えば、ＭＺＩ１及び
ＭＺＩ２プラス２つのシングルモードウエイブガイドの
全長ＬＩがほぼ５００μｍであり、微同調区分の長さＬ
Ｐがほぼ１５０μｍであり、且つ反射器（ＳＧ／ＳＳＧ
−ブラッグ格子）区分の長さＬＲがほぼ９００μｍであ
るようになっている。
【００１７】粗波長選択区分は、２つの異なった長さを
有する２つのマッハツェンダー干渉計領域ＭＺＩ１及び
ＭＺＩ２を含む。粗波長区分内におけるその他の領域
は、横モードＭＳを維持する１つだけのシングルモード
ウエイブガイドを含む。２つのマッハツェンダー干渉計
領域ＭＺＩ１及びＭＺＩ２は、二重のウエイブガイド構
造ＷＧ１及びＷＧ２を含み、この構造は、２つのモード
Ｍ１及びＭ２を維持し、その際、Ｍ１は、図２に示すよ
うな二重ウエイブガイドの偶数モード、且つＭ２は、奇
数モードである。シングルモード領域のモードＭＳは、
ＭＺＩ１及びＭＺＩ２への境界面Ｐ１及びＰ２において
２つのモードＭ１及びＭ２に結合される。これらの結合
境界面において、モードＭ１及びＭ２の重畳は、シング
ルモード領域のモードＭＳによって励起される。ウエイ
ブガイドは、モードＭ１及びＭ２の重畳がシングルモー
ド領域の横向きフィールド分布を再整形するように構成
されており、ここにおいて２つのモードＭ１及びＭ２
は、ウエイブガイドＷＧ２において加算され、且つウエ
イブガイドＷＧ１において相殺され、最大結合効率に通
じるようになっている。２つのモードＭ１及びＭ２は、
異なった位相速度で二重ウエイブガイド構造に沿って伝
搬する。ＭＺＩ領域を横断した後に、モードＭＳへのモ
ードＭ１及びＭ２の構造的な境界面は、所定の波長にお
いてのみ可能である：
有する２つのマッハツェンダー干渉計領域ＭＺＩ１及び
ＭＺＩ２を含む。粗波長区分内におけるその他の領域
は、横モードＭＳを維持する１つだけのシングルモード
ウエイブガイドを含む。２つのマッハツェンダー干渉計
領域ＭＺＩ１及びＭＺＩ２は、二重のウエイブガイド構
造ＷＧ１及びＷＧ２を含み、この構造は、２つのモード
Ｍ１及びＭ２を維持し、その際、Ｍ１は、図２に示すよ
うな二重ウエイブガイドの偶数モード、且つＭ２は、奇
数モードである。シングルモード領域のモードＭＳは、
ＭＺＩ１及びＭＺＩ２への境界面Ｐ１及びＰ２において
２つのモードＭ１及びＭ２に結合される。これらの結合
境界面において、モードＭ１及びＭ２の重畳は、シング
ルモード領域のモードＭＳによって励起される。ウエイ
ブガイドは、モードＭ１及びＭ２の重畳がシングルモー
ド領域の横向きフィールド分布を再整形するように構成
されており、ここにおいて２つのモードＭ１及びＭ２
は、ウエイブガイドＷＧ２において加算され、且つウエ
イブガイドＷＧ１において相殺され、最大結合効率に通
じるようになっている。２つのモードＭ１及びＭ２は、
異なった位相速度で二重ウエイブガイド構造に沿って伝
搬する。ＭＺＩ領域を横断した後に、モードＭＳへのモ
ードＭ１及びＭ２の構造的な境界面は、所定の波長にお
いてのみ可能である：
【００１８】λ０＝ＬΔｎ／Ｎ，Ｎ＝１，２，３・・・
【００１９】その際、Δｎは、２つのモードＭ１及びＭ
２の２つの有効屈折率の差である。したがってＭＺＩを
通る光の透過は、波長に依存し、且つこのようにしてこ
れは、波長フィルタに通じる。フィルタ機能の最善の選
択度は、両方のモードＭ１及びＭ２の振幅が同一（振幅
整合状態）であるときに得られる。しかしながらマッハ
ツェンダー干渉計領域ＭＺＩは、あいまいなフィルタ素
子であり、その際、フィルタ曲線の２つの最大値の間の
距離は、干渉計長さに依存する。図３（ａ）に示すよう
に、短いＭＺＩ長さとすると、広いフィルタ曲線となる
が、一方長いＭＺＩ長さとすることは、短い周期性を有
する鋭いフィルタ曲線を生じることとなる。
２の２つの有効屈折率の差である。したがってＭＺＩを
通る光の透過は、波長に依存し、且つこのようにしてこ
れは、波長フィルタに通じる。フィルタ機能の最善の選
択度は、両方のモードＭ１及びＭ２の振幅が同一（振幅
整合状態）であるときに得られる。しかしながらマッハ
ツェンダー干渉計領域ＭＺＩは、あいまいなフィルタ素
子であり、その際、フィルタ曲線の２つの最大値の間の
距離は、干渉計長さに依存する。図３（ａ）に示すよう
に、短いＭＺＩ長さとすると、広いフィルタ曲線となる
が、一方長いＭＺＩ長さとすることは、短い周期性を有
する鋭いフィルタ曲線を生じることとなる。
【００２０】しかしながら、両者、即ち長い及び短いＭ
ＺＩ領域を組合せを組み合わせて、両方の長さがλ０／
△ｎの整数倍であるようにすれば、両方のフィルタ曲線
の最大値が一致するように、長い周期の曲線によって変
調された短い周期の振動からなるフィルタ曲線が生じ
る。特に、λ０においては、真である。
ＺＩ領域を組合せを組み合わせて、両方の長さがλ０／
△ｎの整数倍であるようにすれば、両方のフィルタ曲線
の最大値が一致するように、長い周期の曲線によって変
調された短い周期の振動からなるフィルタ曲線が生じ
る。特に、λ０においては、真である。
【００２１】前記の挙動は、図３（ａ）に示されてい
る。組合せたマッハツェンダー干渉計ＣＭＺＩを通る光
の透過は、実線の曲線が示すように、あいまいではない
波長フィルタを与える。粗同調接触を介して粗波長選択
区分の同調層内に注入される電流の結果、フィルタ機能
のシフトが生じる。プラズマ効果のために、この層の屈
折率は低下し、且つ２つのモードＲ及びＳの有効屈折率
の差△ｎは変化する。このことは、その中心波長λ０を
有するフィルタ曲線のシフトに通じる。等しい電流密度
を有する粗同調接触を介した両方の干渉計の同時のバイ
アスにしたがって、両方のフィルタ曲線（長いＭＺＩ及
び短いＭＺＩのうちの一方）は、同調動作の間に同期し
て動く。組合せたマッハツェンダー干渉計フィルタ要素
は、垂直マッハツェンダー（ＶＭＺ）レーザにあらかじ
め利用されている。ここではＶＭＺは、レーザ共振器内
における波長選択要素として利用されているだけであ
る。残念ながらこれらのフィルタを十分に狭く製造し、
通信システムの用途のために必要な十分なサイドモード
抑圧を有する単一波長動作を保証することは困難であ
る。それ故にさらに洗練された共振器構造が必要であ
る。
る。組合せたマッハツェンダー干渉計ＣＭＺＩを通る光
の透過は、実線の曲線が示すように、あいまいではない
波長フィルタを与える。粗同調接触を介して粗波長選択
区分の同調層内に注入される電流の結果、フィルタ機能
のシフトが生じる。プラズマ効果のために、この層の屈
折率は低下し、且つ２つのモードＲ及びＳの有効屈折率
の差△ｎは変化する。このことは、その中心波長λ０を
有するフィルタ曲線のシフトに通じる。等しい電流密度
を有する粗同調接触を介した両方の干渉計の同時のバイ
アスにしたがって、両方のフィルタ曲線（長いＭＺＩ及
び短いＭＺＩのうちの一方）は、同調動作の間に同期し
て動く。組合せたマッハツェンダー干渉計フィルタ要素
は、垂直マッハツェンダー（ＶＭＺ）レーザにあらかじ
め利用されている。ここではＶＭＺは、レーザ共振器内
における波長選択要素として利用されているだけであ
る。残念ながらこれらのフィルタを十分に狭く製造し、
通信システムの用途のために必要な十分なサイドモード
抑圧を有する単一波長動作を保証することは困難であ
る。それ故にさらに洗練された共振器構造が必要であ
る。
【００２２】分配されたブラッグ反射器（ＤＢＲ）レー
ザにおけるように、鋭い逆方向フィルタは、装置の受動
部分にエッチングされた回折格子によって実現される。
分配されたブラッグ反射器（ＤＢＲ）格子の反射スペク
トルは、基本的に正確にブラッグの波長における強力な
主反射ピークを示す。くし形モード反射スペクトルを示
す格子反射器は、ブラッグ格子の空間変調によって実現
することができる。この変調は、格子の振幅ＡＭ又は局
所的な空間周波数ＦＭのいずれかに適用することができ
る。空間フーリエ変換は、異なったブラッグ格子振幅を
有する均一なブラッグ格子の重畳にサンプリングされた
格子を分解する。対応する装置は、サンプリングされた
格子（ＳＧ）ＤＢＲ（ＡＭ）及び超構造格子（ＳＳＧ）
ＤＢＲ（ＦＭ）として示される。
ザにおけるように、鋭い逆方向フィルタは、装置の受動
部分にエッチングされた回折格子によって実現される。
分配されたブラッグ反射器（ＤＢＲ）格子の反射スペク
トルは、基本的に正確にブラッグの波長における強力な
主反射ピークを示す。くし形モード反射スペクトルを示
す格子反射器は、ブラッグ格子の空間変調によって実現
することができる。この変調は、格子の振幅ＡＭ又は局
所的な空間周波数ＦＭのいずれかに適用することができ
る。空間フーリエ変換は、異なったブラッグ格子振幅を
有する均一なブラッグ格子の重畳にサンプリングされた
格子を分解する。対応する装置は、サンプリングされた
格子（ＳＧ）ＤＢＲ（ＡＭ）及び超構造格子（ＳＳＧ）
ＤＢＲ（ＦＭ）として示される。
【００２３】ＳＧ／ＳＳＧ−ＤＢＲの反射スペクトル
は、図３（ｂ）に示されている。中間の同調は、中間の
同調接触を介してこのブラッグの区分への電流の変化に
よって達成され、このブラッグの区分自体は、４ｎｍよ
り長い波長にわたって同調することができる。
は、図３（ｂ）に示されている。中間の同調は、中間の
同調接触を介してこのブラッグの区分への電流の変化に
よって達成され、このブラッグの区分自体は、４ｎｍよ
り長い波長にわたって同調することができる。
【００２４】微同調接触を介して位相同調区分に電流を
注入することによって、共振器モードの位置は、それぞ
れのファブリーペロースペクトルＦＰを示す図３（ｃ）
において明らかなように、調節することができる。１５
０μｍの長さＬＰを有するこの微同調区分は、出力光を
所望の波長に調節し、且つ良好なサイドモード抑圧を与
えるために光位相を最適化する。
注入することによって、共振器モードの位置は、それぞ
れのファブリーペロースペクトルＦＰを示す図３（ｃ）
において明らかなように、調節することができる。１５
０μｍの長さＬＰを有するこの微同調区分は、出力光を
所望の波長に調節し、且つ良好なサイドモード抑圧を与
えるために光位相を最適化する。
【００２５】選ばれた波長λ０に対して結果として生じ
るフィルタ機能は、図３（ｄ）に示されている。二重フ
ィルタ効果のために、長手方向モードは、高いサイドモ
ード抑圧比（ＳＳＲ）によって選択される。３つの接触
に、即ち粗同調接触、微同調接触及び中間同調接触に供
給される３つの同調電流の適当な調節によって、半導体
材料の材料利得帯域幅内におけるすべての波長を選択す
ることができる。
るフィルタ機能は、図３（ｄ）に示されている。二重フ
ィルタ効果のために、長手方向モードは、高いサイドモ
ード抑圧比（ＳＳＲ）によって選択される。３つの接触
に、即ち粗同調接触、微同調接触及び中間同調接触に供
給される３つの同調電流の適当な調節によって、半導体
材料の材料利得帯域幅内におけるすべての波長を選択す
ることができる。
【００２６】垂直マッハツェンダーレーザ（ＶＭＺ）に
おけるように、活性及び同調領域は、両方とも１つのウ
エイブガイドＷＧ１又はＷＧ２に組合せることができ
る。この時、それぞれ他方のウエイブガイドは、受動ウ
エイブガイドとして使われる。このことは、同調範囲内
における損失の変化が近くの活性領域における利得変化
によって正確に補償されるので、両方のモードに対する
正味の利得が同調の間に一定のままであるという利点を
有する。ＷＧ１（ＷＧ２）が活性層であり、且つＷＧ２
（ＷＧ１）が同調層である別の構成が存在する。図４
（ａ）及び図４（ｂ）は、装置の横断面を概略的に示し
ており、ここでは活性及び同調層は、それぞれＷＧ１及
びＷＧ２に相当する。
おけるように、活性及び同調領域は、両方とも１つのウ
エイブガイドＷＧ１又はＷＧ２に組合せることができ
る。この時、それぞれ他方のウエイブガイドは、受動ウ
エイブガイドとして使われる。このことは、同調範囲内
における損失の変化が近くの活性領域における利得変化
によって正確に補償されるので、両方のモードに対する
正味の利得が同調の間に一定のままであるという利点を
有する。ＷＧ１（ＷＧ２）が活性層であり、且つＷＧ２
（ＷＧ１）が同調層である別の構成が存在する。図４
（ａ）及び図４（ｂ）は、装置の横断面を概略的に示し
ており、ここでは活性及び同調層は、それぞれＷＧ１及
びＷＧ２に相当する。
【００２７】図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、装置の横断
面図を示しており、ここでは活性及び同調層は、ＷＧ２
に組合わされている。図４（ａ）及び図４（ｃ）は、領
域の横断面図を示しており、ここでは第１のウエイブガ
イドＷＧ１及び活性及び同調層両方が可能な第２のウエ
イブガイドＷＧ２が存在するが、一方図４（ｂ）及び図
４（ｄ）は、受動領域における横断面を示しており、こ
こでは１つのウエイブガイドだけが存在する。機能及び
ＩｎＰ材料システムを利用するドーピングは、後の表１
に記録されている。活性及び同調層は、活性及び同調層
内への分離した電流注入が可能であるように構成されて
いる。
面図を示しており、ここでは活性及び同調層は、ＷＧ２
に組合わされている。図４（ａ）及び図４（ｃ）は、領
域の横断面図を示しており、ここでは第１のウエイブガ
イドＷＧ１及び活性及び同調層両方が可能な第２のウエ
イブガイドＷＧ２が存在するが、一方図４（ｂ）及び図
４（ｄ）は、受動領域における横断面を示しており、こ
こでは１つのウエイブガイドだけが存在する。機能及び
ＩｎＰ材料システムを利用するドーピングは、後の表１
に記録されている。活性及び同調層は、活性及び同調層
内への分離した電流注入が可能であるように構成されて
いる。
【００２８】
【表１】
【００２９】後方のサンプリングされる格子反射器を有
する周知の垂直格子アシスト共通方向結合器レーザ（Ｇ
ＣＳＲレーザ）において、全共振器長さのほぼ２５％だ
けしか、利得区分によってカバーされていない。短い利
得区分（即ち利得接触の下の区分）のために、光出力
は、きわめて純粋である。本発明によるレーザの重要な
様相は、周知のＧＣＳＲとの対比において、利得領域が
遠い選択フィルタ要素内に組合わされており、且つ、し
たがって全レーザキャビティの重要な部分をカバーして
いることにある。このことは、ＧＣＳＲレーザと比較し
て優れた光学的性質を有するずっと高い光出力を可能に
する。
する周知の垂直格子アシスト共通方向結合器レーザ（Ｇ
ＣＳＲレーザ）において、全共振器長さのほぼ２５％だ
けしか、利得区分によってカバーされていない。短い利
得区分（即ち利得接触の下の区分）のために、光出力
は、きわめて純粋である。本発明によるレーザの重要な
様相は、周知のＧＣＳＲとの対比において、利得領域が
遠い選択フィルタ要素内に組合わされており、且つ、し
たがって全レーザキャビティの重要な部分をカバーして
いることにある。このことは、ＧＣＳＲレーザと比較し
て優れた光学的性質を有するずっと高い光出力を可能に
する。
【００３０】組合せたマッハツェンダー干渉計（ＣＭＺ
Ｉ）は、追加的にずっと良好なフィルタ機構を示す。同
一の長さを有する垂直結合器フィルタ（ＶＣＦ）及び組
合わせマッハツェンダー干渉計（ＣＭＺＩ）両方の単一
経路フィルタ曲線は、図５に示されている。比較のため
に、両方のフィルタは、７５ｎｍのフィルタ曲線のシフ
トを可能にするように構成されている。ＣＭＺＩがずっ
と鋭いフィルタを示すことは明らかである。
Ｉ）は、追加的にずっと良好なフィルタ機構を示す。同
一の長さを有する垂直結合器フィルタ（ＶＣＦ）及び組
合わせマッハツェンダー干渉計（ＣＭＺＩ）両方の単一
経路フィルタ曲線は、図５に示されている。比較のため
に、両方のフィルタは、７５ｎｍのフィルタ曲線のシフ
トを可能にするように構成されている。ＣＭＺＩがずっ
と鋭いフィルタを示すことは明らかである。
【００３１】４つの領域への長手区分は、ＧＣＳＲレー
ザのそれ以上の欠点を表わしている。このことは、これ
らの部品の製造を一層困難にし、且つ全レーザ長さを増
大する。本発明によって提供された装置は、格子を含む
結合器部分及び追加的な活性区分を長手方向に統合しな
ければならないＧＣＳＲレーザと比較して、極めて容易
な製造技術を提供する。簡単化された製造プロセスは、
図２に示すようにして提供された新規な装置の構成と図
１の周知のＧＣＳＲレーザの構成を比較することによっ
て明らかである。
ザのそれ以上の欠点を表わしている。このことは、これ
らの部品の製造を一層困難にし、且つ全レーザ長さを増
大する。本発明によって提供された装置は、格子を含む
結合器部分及び追加的な活性区分を長手方向に統合しな
ければならないＧＣＳＲレーザと比較して、極めて容易
な製造技術を提供する。簡単化された製造プロセスは、
図２に示すようにして提供された新規な装置の構成と図
１の周知のＧＣＳＲレーザの構成を比較することによっ
て明らかである。
【００３２】提供された新規なタイプの本発明のレーザ
は、光学的及び機械的にＤＦＢ又はＤＢＲレーザと類似
であり、絶縁体及び冷却器とともに工業規格のパッケー
ジにパッケージ化することができる。
は、光学的及び機械的にＤＦＢ又はＤＢＲレーザと類似
であり、絶縁体及び冷却器とともに工業規格のパッケー
ジにパッケージ化することができる。
【００３３】以上のように本発明の好適実施形態となる
レーザの構造について詳細に説明したが、これはあくま
でも例示的なものであり、本発明を制限するものではな
く、当業者によって更に様々な変形・変更が可能であ
る。
レーザの構造について詳細に説明したが、これはあくま
でも例示的なものであり、本発明を制限するものではな
く、当業者によって更に様々な変形・変更が可能であ
る。
【００３４】上述の実施形態に沿って本発明を説明する
と、本発明は、半導体材料からなる基板を含み、前記の
基板（１；図２）が、第１（２）、第２（３）及び第３
（４）の区分を含み、その際、前記の第１の区分（２）
が、レーザ構造において共振する光波の増幅とともに、
低選択性の干渉計のフィルタを提供するようになってお
り、前記の第２の区分（３）が、前記の光波の連続的な
微同調及び位相調節を提供するようになっており、且つ
前記の第３の区分（４）が、前記の光波の波長選択的な
反射を提供するようになっており、それぞれの区分が、
電流注入するようになっており、その際、前記の第１の
区分（２）への電流が、前記の低選択性干渉計フィルタ
の波長シフトを引起こし、前記の第２の区分（３）への
電流が、共振器モードの波長シフトを引起こし、且つ前
記の第３の区分（４）への電流が、前記の波長選択的な
反射の波長シフトを引起こすことを特徴とする、集積化
した波長可変レーザ構造を提供する。
と、本発明は、半導体材料からなる基板を含み、前記の
基板（１；図２）が、第１（２）、第２（３）及び第３
（４）の区分を含み、その際、前記の第１の区分（２）
が、レーザ構造において共振する光波の増幅とともに、
低選択性の干渉計のフィルタを提供するようになってお
り、前記の第２の区分（３）が、前記の光波の連続的な
微同調及び位相調節を提供するようになっており、且つ
前記の第３の区分（４）が、前記の光波の波長選択的な
反射を提供するようになっており、それぞれの区分が、
電流注入するようになっており、その際、前記の第１の
区分（２）への電流が、前記の低選択性干渉計フィルタ
の波長シフトを引起こし、前記の第２の区分（３）への
電流が、共振器モードの波長シフトを引起こし、且つ前
記の第３の区分（４）への電流が、前記の波長選択的な
反射の波長シフトを引起こすことを特徴とする、集積化
した波長可変レーザ構造を提供する。
【００３５】好ましくは、前記の第１の区分（２）が、
電流注入のための利得接触を備え且つ同調接触を備えた
粗波長選択的な区分を含む。
電流注入のための利得接触を備え且つ同調接触を備えた
粗波長選択的な区分を含む。
【００３６】好ましくは、半導体層が、垂直方向に少な
くとも２つの層を形成し、これらの層のうちの一方が、
第１のウエイブガイド層（ＷＧ１）であり、且つ他方
が、第２のウエイブガイド層（ＷＧ２）である。
くとも２つの層を形成し、これらの層のうちの一方が、
第１のウエイブガイド層（ＷＧ１）であり、且つ他方
が、第２のウエイブガイド層（ＷＧ２）である。
【００３７】好ましくは、前記の第２の区分（３）が、
微同調のための位相同調区分を含み、この位相同調区分
が、第１の区分から続いた少なくとも１つのウエイブガ
イド層（ＷＧ２）、短い長さ（ＬＰ）、及びその上側／
下側表面にレーザ光出力の微同調のための電流注入のた
めの同調接触を有する。
微同調のための位相同調区分を含み、この位相同調区分
が、第１の区分から続いた少なくとも１つのウエイブガ
イド層（ＷＧ２）、短い長さ（ＬＰ）、及びその上側／
下側表面にレーザ光出力の微同調のための電流注入のた
めの同調接触を有する。
【００３８】好ましくは、前記の第３の区分（４）が、
くし形モード反射スペクトルを含む。
くし形モード反射スペクトルを含む。
【００３９】好ましくは、前記のくし形モード反射スペ
クトルが、サンプリングされた格子及び／又は超構造格
子を含む。
クトルが、サンプリングされた格子及び／又は超構造格
子を含む。
【００４０】好ましくは、第３の区分（４）が、その上
側／下側表面に、中間範囲の同調のための電流注入のた
めの同調接触を含む。
側／下側表面に、中間範囲の同調のための電流注入のた
めの同調接触を含む。
【００４１】更に、本発明は、半導体材料からなる基板
を含み、前記の基板（１；図２）が、第１（２）、第２
（３）及び第３（４）の区分を含み、前記の第１の区分
（２）が、低選択性の干渉計のフィルタされる利得区分
を有し、前記の第２の区分（３）が、連続的な微同調の
ための位相同調を有し、且つ前記の第３の区分（４）
が、選択的に反射する装置を有し、前記の区分が、電流
注入のために指定されており、且つ前記の第１の区分
（２）への電流が、前記の低選択性の利得フィルタの波
長シフトを引起こし、前記の第２の区分（３）への電流
が、共振器モードの波長シフトを引起こし、且つ前記の
第３の区分（４）への電流が、前記の選択的な反射装置
の波長シフトを引起こし、前記の反射スペクトルの１つ
の反射ピークが、第１（２）の区分のフィルタ応答のも
のに相当することを特徴とする、集積化した波長可変レ
ーザ構造を提供する。
を含み、前記の基板（１；図２）が、第１（２）、第２
（３）及び第３（４）の区分を含み、前記の第１の区分
（２）が、低選択性の干渉計のフィルタされる利得区分
を有し、前記の第２の区分（３）が、連続的な微同調の
ための位相同調を有し、且つ前記の第３の区分（４）
が、選択的に反射する装置を有し、前記の区分が、電流
注入のために指定されており、且つ前記の第１の区分
（２）への電流が、前記の低選択性の利得フィルタの波
長シフトを引起こし、前記の第２の区分（３）への電流
が、共振器モードの波長シフトを引起こし、且つ前記の
第３の区分（４）への電流が、前記の選択的な反射装置
の波長シフトを引起こし、前記の反射スペクトルの１つ
の反射ピークが、第１（２）の区分のフィルタ応答のも
のに相当することを特徴とする、集積化した波長可変レ
ーザ構造を提供する。
【図１】後方のサンプリングされる格子反射器を有する
周知の格子アシスト共通方向結合器レーザ（ＧＣＳＲレ
ーザ）の断面図である。
周知の格子アシスト共通方向結合器レーザ（ＧＣＳＲレ
ーザ）の断面図である。
【図２】本発明によるアシストされる格子干渉計（ＡＧ
Ｉ）レーザの断面図である。
Ｉ）レーザの断面図である。
【図３】（ａ）は、図２に示されたレーザの組合せた短
い及び長い干渉計を有するＶＭＺ構造のフィルタ機構の
例示であり、この粗波長同調ＣＭＺＩを通って流れる同
調電流は、１００ｎｍより広い範囲にわたってフィルタ
機能のシフトを引起こすことを示す図であり、（ｂ）
は、後方のブラッグ格子区分から反射して戻された波長
の選択を示す図であり、（ｃ）は、くし形モード位置に
おける前記の選択の依存関係を示す図であり、及び
（ｄ）は、レーザスペクトルを示す図である。
い及び長い干渉計を有するＶＭＺ構造のフィルタ機構の
例示であり、この粗波長同調ＣＭＺＩを通って流れる同
調電流は、１００ｎｍより広い範囲にわたってフィルタ
機能のシフトを引起こすことを示す図であり、（ｂ）
は、後方のブラッグ格子区分から反射して戻された波長
の選択を示す図であり、（ｃ）は、くし形モード位置に
おける前記の選択の依存関係を示す図であり、及び
（ｄ）は、レーザスペクトルを示す図である。
【図４】（ａ）は、活性及び同調層がそれぞれＷＧ１及
びＷＧ２に相当する構成を示すための図２のレーザの横
断面図であり、ＷＧ１及びＷＧ２両方が存在することを
示すものであり、（ｂ）は、活性及び同調層がそれぞれ
ＷＧ１及びＷＧ２に相当する構成を示すための図２のレ
ーザの横断面図であり、ここではウエイブガイドＷＧ２
だけが存在することを示すものであり、（ｃ）は、領域
の横断面図であり、ここではＷＧ１及びＷＧ２両方が存
在することを示すものであり、及び（ｄ）は、受動領域
の横断面図であり、ここでにおいてはウエイブガイドＷ
Ｇ２だけが存在することを示すものである。
びＷＧ２に相当する構成を示すための図２のレーザの横
断面図であり、ＷＧ１及びＷＧ２両方が存在することを
示すものであり、（ｂ）は、活性及び同調層がそれぞれ
ＷＧ１及びＷＧ２に相当する構成を示すための図２のレ
ーザの横断面図であり、ここではウエイブガイドＷＧ２
だけが存在することを示すものであり、（ｃ）は、領域
の横断面図であり、ここではＷＧ１及びＷＧ２両方が存
在することを示すものであり、及び（ｄ）は、受動領域
の横断面図であり、ここでにおいてはウエイブガイドＷ
Ｇ２だけが存在することを示すものである。
【図５】等しい長さＬｆ＝５００μｍを有するＶＦＣと
二重マッハツェンダー干渉計とのフィルタ特性の比較を
示す図である。
二重マッハツェンダー干渉計とのフィルタ特性の比較を
示す図である。
１ 基板 ２ 第１区分 ３ 第２区分 ４ 第３区分 ＷＧ１ ウエイブガイド層 ＷＧ２ ウエイブガイド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルフ・ステファンス ドイツ連邦共和国ヘーレンベルグ シュワ ルツワイルドシュトラーセ84 Ｆターム(参考） 5F073 AA04 AA21 AA64 AA89 CA12 CB02 EA02
Claims (8)
- 【請求項１】半導体材料からなる基板を含み、前記の基
板が、第１、第２及び第３の区分を含み、その際：前記
の第１の区分が、レーザ構造において共振する光波の増
幅とともに、低選択性の干渉計のフィルタを提供するよ
うになっており、前記の第２の区分が、前記の光波の連
続的な微同調及び位相調節を提供するようになってお
り、且つ前記の第３の区分が、前記の光波の波長選択的
な反射を提供するようになっており、 それぞれの区分が、電流注入するようになっており、そ
の際、前記の第１の区分への電流が、前記の低選択性干
渉計フィルタの波長シフトを引起こし、前記の第２の区
分への電流が、共振器モードの波長シフトを引起こし、
且つ前記の第３の区分への電流が、前記の波長選択的な
反射の波長シフトを引起こすことを特徴とする、集積化
した波長可変レーザ構造。 - 【請求項２】前記の第１の区分が、電流注入のための利
得接触を備え且つ同調接触を備えた粗波長選択的な区分
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の集積化した
波長可変レーザ。 - 【請求項３】半導体層が、垂直方向に少なくとも２つの
層を形成し、これらの層のうちの一方が、第１のウエイ
ブガイド層であり、且つ他方が、第２のウエイブガイド
層であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集
積化した波長可変レーザ。 - 【請求項４】前記の第２の区分が、微同調のための位相
同調区分を含み、この位相同調区分が、第１の区分から
続いた少なくとも１つのウエイブガイド層、短い長さ、
及びその上側／下側表面にレーザ光出力の微同調のため
の電流注入のための同調接触を有することを特徴とす
る、請求項１又は請求項２又は３のいずれか１つに記載
の集積化した波長可変のレーザ。 - 【請求項５】前記の第３の区分が、くし形モード反射ス
ペクトルを含むことを特徴とする、請求項１又は請求項
２ないし４のいずれか１つに記載の集積化した波長可変
レーザ。 - 【請求項６】前記のくし形モード反射スペクトルが、サ
ンプリングされた格子及び／又は超構造格子を含むこと
を特徴とする、請求項５に記載の集積化した波長可変レ
ーザ。 - 【請求項７】第３の区分が、その上側／下側表面に、中
間範囲の同調のための電流注入のための同調接触を含む
ことを特徴とする、請求項５又は６に記載の集積化した
波長可変レーザ。 - 【請求項８】半導体材料からなる基板を含み、前記の基
板が、第１、第２及び第３の区分を含み、前記の第１の
区分が、低選択性の干渉計のフィルタされる利得区分を
有し、前記の第２の区分が、連続的な微同調のための位
相同調を有し、且つ前記の第３の区分が、選択的に反射
する装置を有し、前記の区分が、電流注入のために指定
されており、且つ前記の第１の区分への電流が、前記の
低選択性の利得フィルタの波長シフトを引起こし、前記
の第２の区分への電流が、共振器モードの波長シフトを
引起こし、且つ前記の第３の区分への電流が、前記の選
択的な反射装置の波長シフトを引起こし、前記の反射ス
ペクトルの１つの反射ピークが、第１の区分のフィルタ
応答のものに相当することを特徴とする、集積化した波
長可変レーザ構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP01111723A EP1258955A1 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Integrated tunable laser |
| EP01111723.1 | 2001-05-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353556A true JP2002353556A (ja) | 2002-12-06 |
Family
ID=8177431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002134558A Withdrawn JP2002353556A (ja) | 2001-05-15 | 2002-05-09 | 集積化した波長可変レーザ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6693937B2 (ja) |
| EP (1) | EP1258955A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002353556A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523387A (ja) * | 2004-03-29 | 2007-08-16 | インテル・コーポレーション | 光ビームの出力カプラを提供する方法および装置 |
| KR100800664B1 (ko) | 2006-04-04 | 2008-02-01 | 삼성전자주식회사 | 레이저 광 모듈 |
| WO2008053672A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Anritsu Corporation | Composant optique à semiconducteur, laser à semiconducteur utilisant le composant optique à semiconducteur et transpondeur optique utilisant le laser à semiconducteur |
| JP2010021308A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 波長可変半導体レーザ |
| US10228512B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-03-12 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Wavelength filter |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6728279B1 (en) * | 1999-05-17 | 2004-04-27 | Interuniversitair Microelektronica Centrum | Widely wavelength tunable integrated semiconductor device and method for widely tuning semiconductor devices |
| JP3682417B2 (ja) * | 2001-05-01 | 2005-08-10 | 古河電気工業株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器 |
| GB2377545A (en) | 2001-07-14 | 2003-01-15 | Marconi Caswell Ltd | Tuneable Laser |
| US6690689B2 (en) * | 2002-05-29 | 2004-02-10 | Triquint Technology Holding, Co. | Apparatus and method for compensating for age induced wavelength drift in tunable semiconductor lasers |
| JP4330376B2 (ja) * | 2002-10-22 | 2009-09-16 | 富士通株式会社 | 光半導体装置及びその駆動方法 |
| US7436871B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-10-14 | Corning Incorporated | Method and device for performing wavelength modulation with Distributed Bragg Reflector (DBR) laser |
| EP2138882A3 (en) * | 2008-06-24 | 2012-02-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | Optical device generating light by luminescence coupled to an optical waveguide |
| JP2010153826A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-07-08 | Opnext Japan Inc | 波長可変フィルタ及び波長可変レーザモジュール |
| CN102751659B (zh) * | 2012-07-16 | 2014-09-03 | 华中科技大学 | 一种可调谐半导体激光器 |
| KR101631981B1 (ko) * | 2014-10-16 | 2016-06-20 | (주)켐옵틱스 | 메탈 온도센서 내장형 파장가변 필터 및 외부 공진기형 파장가변 레이저 모듈 |
| CN115411612B (zh) * | 2022-09-05 | 2023-08-01 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 窄线宽半导体激光器及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664587B1 (de) * | 1994-01-19 | 1997-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Abstimmbare Laserdiode |
-
2001
- 2001-05-15 EP EP01111723A patent/EP1258955A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-04-10 US US10/120,045 patent/US6693937B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-09 JP JP2002134558A patent/JP2002353556A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523387A (ja) * | 2004-03-29 | 2007-08-16 | インテル・コーポレーション | 光ビームの出力カプラを提供する方法および装置 |
| KR100800664B1 (ko) | 2006-04-04 | 2008-02-01 | 삼성전자주식회사 | 레이저 광 모듈 |
| WO2008053672A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Anritsu Corporation | Composant optique à semiconducteur, laser à semiconducteur utilisant le composant optique à semiconducteur et transpondeur optique utilisant le laser à semiconducteur |
| US8184671B2 (en) | 2006-10-31 | 2012-05-22 | Anritsu Corporation | Semiconductor optical element, semiconductor laser using the semiconductor optical element, and optical transponder using the semiconductor laser |
| JP4954992B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2012-06-20 | アンリツ株式会社 | 半導体光反射素子及び該半導体光反射素子を用いる半導体レーザ及び該半導体レーザを用いる光トランスポンダ |
| JP2010021308A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 波長可変半導体レーザ |
| US10228512B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-03-12 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Wavelength filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1258955A1 (en) | 2002-11-20 |
| US6693937B2 (en) | 2004-02-17 |
| US20030035455A1 (en) | 2003-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7447246B2 (en) | Q-modulated semiconductor laser | |
| US7738527B2 (en) | Wavelength switchable semiconductor laser using half-wave coupled active double-ring resonator | |
| US7158547B2 (en) | Wavelength tunable laser of small size | |
| US20020054614A1 (en) | Wavelength discretely tunable semiconductor laser | |
| US5253314A (en) | Tunable optical waveguide coupler | |
| US7376167B2 (en) | Tunable ring laser with external grating operation in a single mode | |
| US20090154505A1 (en) | Wavelength tunable laser diode using double coupled ring resonator | |
| JP2002353556A (ja) | 集積化した波長可変レーザ | |
| US4680769A (en) | Broadband laser amplifier structure | |
| JPH04211220A (ja) | 光フィルタ | |
| US20140254617A1 (en) | Tunable laser diode device with amzi-fp filter | |
| WO2003010862A2 (en) | Tunable semiconductor laser with integrated wideband reflector | |
| US7382817B2 (en) | V-coupled-cavity semiconductor laser | |
| JPH04349680A (ja) | 半導体発光装置 | |
| US20050243882A1 (en) | Dual-wavelength semiconductor laser | |
| Segawa et al. | Full $ C $-Band Tuning Operation of Semiconductor Double-Ring Resonator-Coupled Laser With Low Tuning Current | |
| JP5001239B2 (ja) | 半導体波長可変レーザ | |
| WO2021069629A1 (en) | Wavelength control of multi-wavelength laser | |
| EP0316194B1 (en) | A tunable wavelength filter | |
| JP2011086714A (ja) | 波長可変レーザ | |
| US20060002436A1 (en) | Wavelength tunable laser and method of controlling the same | |
| GB2437593A (en) | A q-modulated semiconductor laser | |
| US5084897A (en) | Optical filter device | |
| Matsuo et al. | Digitally tunable ring laser using ladder filter and ring resonator | |
| JP2655600B2 (ja) | 光フィルタ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050426 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060323 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060629 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061201 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070608 |