JP2009088015A - Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter - Google Patents

Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter Download PDF

Info

Publication number
JP2009088015A
JP2009088015A JP2007252321A JP2007252321A JP2009088015A JP 2009088015 A JP2009088015 A JP 2009088015A JP 2007252321 A JP2007252321 A JP 2007252321A JP 2007252321 A JP2007252321 A JP 2007252321A JP 2009088015 A JP2009088015 A JP 2009088015A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffraction grating
optical
region
optical waveguide
semiconductor laser
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
JP2007252321A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kato
隆志 加藤
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2007252321A priority Critical patent/JP2009088015A/en
Publication of JP2009088015A publication Critical patent/JP2009088015A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diffraction grating device whose reflection factor peak has small wavelength dependence. <P>SOLUTION: An optical waveguide core 3 of the diffraction grating device 1 has first and second regions 3a and 3b arranged alternately in the direction of a predetermined axis Ax, and those regions 3a and 3b are adjacent to each other. A diffraction grating structure 5 includes diffraction grating portions 5a to 5n disposed in order in the direction of the axis Ax. The diffraction grating portions 5a to 5n are optically coupled to the first region 3a of the optical waveguide core 3. The diffraction grating portions 5a to 5n are periodically arranged. The period of the repetitive arrangement is a value Λs. The diffraction grating portions 5a and 5n are arranged apart from one another. The period of the diffraction grating structure is predetermined by a function f(x) providing the period of chirp diffraction gratings monotonously changing with coordinates on an (x) axis set for the predetermined axis Ax. The chirped period of the respective diffraction grating portions 5a to 5n is predefined by the function f(x). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回折格子デバイス、半導体レーザ及び波長可変フィルタに関する。   The present invention relates to a diffraction grating device, a semiconductor laser, and a wavelength tunable filter.

非特許文献1には、複数の反射スペクトルピークをもつ一対の不均一回折格子を有する波長可変レーザが記載されている。一対の不均一回折格子の間には、利得領域(活性層)が設けられている。この波長可変レーザでは、バーニア効果を利用して、各不均一回折格子への少ない注入電流でレーザ発振波長を大きく変化させている。不均一回折格子の構造としては、サンプルド回折格子(Sampled Grating)及び超構造回折格子(Super Structure Grating)が記載されている。
光集積デバイス、小林功郎、共立出版、1999年、116頁
Non-Patent Document 1 describes a wavelength tunable laser having a pair of nonuniform diffraction gratings having a plurality of reflection spectrum peaks. A gain region (active layer) is provided between the pair of non-uniform diffraction gratings. In this wavelength tunable laser, the laser oscillation wavelength is greatly changed with a small injection current to each non-uniform diffraction grating using the vernier effect. As the structure of the non-uniform diffraction grating, a sampled diffraction grating (Sampled Grating) and a superstructure diffraction grating (Super Structure Grating) are described.
Optical Integrated Device, Isao Kobayashi, Kyoritsu Shuppan, 1999, p. 116

非特許文献1に記載された波長可変レーザの不均一回折格子がサンプルド回折格子であるとき、サンプルド回折格子の反射スペクトルは複数のピーク波長において極大値を有しており、これら極大反射率の波長依存性が大きい。この大きな波長依存性に起因して、波長可変レーザのレーザ光出力値は、レーザ発振波長に対して大きく変化する。したがって、非特許文献1の波長可変レーザでは、波長可変レーザの光出力は大きな波長依存性を示す。   When the non-uniform diffraction grating of the wavelength tunable laser described in Non-Patent Document 1 is a sampled diffraction grating, the reflection spectrum of the sampled diffraction grating has maximum values at a plurality of peak wavelengths, and these maximum reflectances. The wavelength dependence of is large. Due to this large wavelength dependence, the laser light output value of the wavelength tunable laser varies greatly with respect to the laser oscillation wavelength. Therefore, in the wavelength tunable laser of Non-Patent Document 1, the optical output of the wavelength tunable laser shows a large wavelength dependency.

非特許文献1に記載された波長可変レーザの不均一回折格子が超構造回折格子であるとき、超構造回折格子の反射スペクトルは複数のピーク波長において均一な反射率を得ようとすると、回折格子の構造が複雑になる。また、作製誤差の影響で反射率が変動する。   When the non-uniform diffraction grating of the wavelength tunable laser described in Non-Patent Document 1 is a superstructure diffraction grating, the reflection spectrum of the superstructure diffraction grating tries to obtain a uniform reflectance at a plurality of peak wavelengths. The structure becomes complicated. In addition, the reflectance varies due to the influence of manufacturing errors.

本発明は、上記の事情を鑑み為されたものであり、反射率ピークの波長依存性が小さい回折格子デバイスを提供することを目的とし、またこの回折格子デバイスを用いる半導体レーザ及び波長可変フィルタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a diffraction grating device in which the wavelength dependency of the reflectance peak is small, and a semiconductor laser and a wavelength tunable filter using the diffraction grating device. The purpose is to provide.

本発明の一側面によれば、回折格子デバイスは、(a)所定の軸の方向に交互に配置された第1および第2の領域を含む光導波路コアと、(b)所定の軸の方向に順に配置された第1〜第nの回折格子部分を含む回折格子構造とを備え、前記第1〜第nの回折格子部分は周期的に配置されており、前記第1〜第nの回折格子部分は、前記光導波路コアの前記第1の領域にそれぞれ光学的に結合されており、前記第1〜第nの回折格子部分は、互いに離間して配置されており、前記回折格子構造の周期は、前記所定の軸に取られた座標軸上の座標に対して単調に変化するチャープ回折格子の周期を提供する関数によって規定され、前記第1〜第nの回折格子部分の各々における周期は、前記関数によって規定される。   According to one aspect of the present invention, a diffraction grating device includes: (a) an optical waveguide core including first and second regions alternately arranged in a predetermined axis direction; and (b) a predetermined axis direction. A diffraction grating structure including first to nth diffraction grating portions arranged in order, and the first to nth diffraction grating portions are periodically arranged, and the first to nth diffraction gratings The grating portions are optically coupled to the first regions of the optical waveguide core, respectively, and the first to nth diffraction grating portions are arranged apart from each other, and the diffraction grating structure The period is defined by a function that provides a period of the chirped diffraction grating that changes monotonically with respect to coordinates on the coordinate axis taken as the predetermined axis, and the period in each of the first to nth diffraction grating portions is , Defined by the function.

この回折格子デバイスによれば、第1〜第nの回折格子部分は周期的に配置されると共に、第1〜第nの回折格子部分の各々における周期はチャープ回折格子の周期を提供する関数によって規定されるので、回折格子構造の光学スペクトルは複数の反射率ピークを有することに加えて、これら反射率ピークの波長依存性が小さい。   According to this diffraction grating device, the first to nth diffraction grating portions are periodically arranged, and the period in each of the first to nth diffraction grating portions is determined by a function that provides the period of the chirped diffraction grating. As defined, the optical spectrum of the diffraction grating structure has a plurality of reflectance peaks, and the wavelength dependence of these reflectance peaks is small.

本発明に係る回折格子デバイスでは、前記第1〜第nの回折格子部分の長さは、互いに離間する前記第1〜第nの回折格子部分の間隔より短いことが好ましい。この回折格子デバイスによれば、第1〜第nの回折格子部分の長さとこれらの間の間隔との和によって、複数の反射率ピークの間隔が規定される。また、第1〜第nの回折格子部分の長さを上記の間隔より短くすると、各反射率ピークにおけるスペクトルの半値全幅を狭くできる。   In the diffraction grating device according to the present invention, it is preferable that a length of the first to nth diffraction grating portions is shorter than an interval between the first to nth diffraction grating portions that are separated from each other. According to this diffraction grating device, the interval between the plurality of reflectance peaks is defined by the sum of the lengths of the first to nth diffraction grating portions and the interval therebetween. Further, when the length of the first to nth diffraction grating portions is shorter than the above-described interval, the full width at half maximum of the spectrum at each reflectance peak can be narrowed.

本発明に係る回折格子デバイスは、(c)前記第1〜第nの回折格子部分及び前記光導波路コアの前記第2の領域上に設けられた第1のクラッド領域と、(d)第2のクラッド領域とを更に備え、前記光導波路コアは、前記第1のクラッド領域と前記第2のクラッド領域との間に設けられており、前記第1のクラッド領域は、互いに離間して配置された前記第1〜第nの回折格子部分の間に設けられている。   The diffraction grating device according to the present invention includes (c) a first cladding region provided on the first to nth diffraction grating portions and the second region of the optical waveguide core, and (d) a second. The optical waveguide core is provided between the first cladding region and the second cladding region, and the first cladding region is disposed apart from each other. Further, the first to nth diffraction grating portions are provided.

この回折格子デバイスによれば、互いに離間して配置された第1〜第nの回折格子部分の間に第1のクラッド領域を設けることによって、第1〜第nの回折格子部分の各々の構造とこれら回折格子と光導波路コアの第1の領域との光学的結合により決まるある値を持つ回折格子の結合係数を周期的に生成することができる。   According to this diffraction grating device, the first cladding region is provided between the first to nth diffraction grating portions that are spaced apart from each other, whereby each structure of the first to nth diffraction grating portions is provided. And a coupling coefficient of the diffraction grating having a certain value determined by optical coupling between the diffraction grating and the first region of the optical waveguide core can be periodically generated.

本発明に係る回折格子デバイスでは、前記光導波路コアは前記第1の領域に隣接して設けられた第3の領域を含み、前記回折格子構造の前記第1〜第nの回折格子部分における周期構造は、前記第3の領域の表面形状に設けられている。この回折格子デバイスでは、回折格子構造は光導波路コアの形状として提供される。   In the diffraction grating device according to the present invention, the optical waveguide core includes a third region provided adjacent to the first region, and a period in the first to nth diffraction grating portions of the diffraction grating structure. The structure is provided on the surface shape of the third region. In this diffraction grating device, the diffraction grating structure is provided in the form of an optical waveguide core.

本発明に係る回折格子デバイスでは、前記光導波路コア、前記第1のクラッド領域及び前記第2のクラッド領域は、それぞれ、第1〜第3のIII−V化合物半導体からなることができる。この回折格子デバイスは、半導体素子の製造プロセスを適用して作製される。また、回折格子デバイスを他の半導体素子と集積して半導体集積光素子を提供できる。或いは、本発明に係る回折格子デバイスでは、前記光導波路コア、前記第1のクラッド領域及び前記第2のクラッド領域は、第1〜第3のシリコン酸化物からなることができる。この回折格子デバイスは、平面導波路の製造プロセスを適用して作製される。また、回折格子デバイスを導波路素子と集積して集積光素子を提供できる。   In the diffraction grating device according to the present invention, each of the optical waveguide core, the first cladding region, and the second cladding region may be composed of first to third III-V compound semiconductors. This diffraction grating device is manufactured by applying a semiconductor element manufacturing process. Also, a semiconductor integrated optical element can be provided by integrating the diffraction grating device with another semiconductor element. Alternatively, in the diffraction grating device according to the present invention, the optical waveguide core, the first cladding region, and the second cladding region may be formed of first to third silicon oxides. This diffraction grating device is manufactured by applying a planar waveguide manufacturing process. Also, an integrated optical element can be provided by integrating the diffraction grating device with the waveguide element.

本発明に係る回折格子デバイスは、前記回折格子構造上に設けられた電極を更に備えることができる。この回折格子デバイスによれば、電極を用いることによって回折格子構造における屈折率を変化させることができる。   The diffraction grating device according to the present invention may further include an electrode provided on the diffraction grating structure. According to this diffraction grating device, the refractive index in the diffraction grating structure can be changed by using the electrode.

本発明の別の側面に係る半導体レーザは、(a)レーザ共振器のための第1の光反射器と、(b)前記レーザ共振器のための第2の光反射器と、(c)基板上において前記レーザ共振器内に設けられており、キャリアの注入に応答した光学利得を有する光学利得領域とを備え、前記レーザ共振器は基板上に設けられており、前記第1の光反射器は、上記いずれかの回折格子デバイスを含む。   A semiconductor laser according to another aspect of the present invention includes (a) a first optical reflector for a laser resonator, (b) a second optical reflector for the laser resonator, and (c). An optical gain region provided in the laser resonator on the substrate and having an optical gain in response to carrier injection, the laser resonator provided on the substrate, and the first light reflection The vessel includes any of the above diffraction grating devices.

この半導体レーザによれば、回折格子デバイスの光学スペクトルでは、反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、半導体レーザの光出力の波長依存性が小さい。   According to this semiconductor laser, the wavelength dependence of the reflectance peak is small in the optical spectrum of the diffraction grating device. For this reason, the wavelength dependence of the optical output of the semiconductor laser is small.

本発明に係る半導体レーザでは、前記第2の光反射器は、上記いずれかの回折格子デバイスを含むことができる。この半導体レーザによれば、2つの回折格子デバイスの間に光学利得領域が位置する。このため、第1及び第2の光反射器を用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この変更において、波長可変の半導体レーザの光出力の波長依存性が小さい。   In the semiconductor laser according to the present invention, the second light reflector may include any one of the diffraction grating devices described above. According to this semiconductor laser, the optical gain region is located between the two diffraction grating devices. For this reason, the laser oscillation wavelength can be changed by the vernier effect using the first and second light reflectors. In this change, the wavelength dependence of the optical output of the wavelength tunable semiconductor laser is small.

本発明に係る半導体レーザは、(d)前記レーザ共振器のための第3の光反射器と、(e)前記第1及び第3の光反射器を前記光学利得領域と光学的に結合する光結合器とを更に備えることができる。前記第2の光反射器は当該半導体レーザの端面を含み、前記第3の光反射器は、上記のいずれかの回折格子デバイスを含む。   The semiconductor laser according to the present invention includes (d) a third optical reflector for the laser resonator, and (e) optically coupling the first and third optical reflectors with the optical gain region. And an optical coupler. The second light reflector includes an end face of the semiconductor laser, and the third light reflector includes any one of the diffraction grating devices described above.

この半導体レーザによれば、第1及び第3の光反射器の各々が光結合器により光学利得領域と結合される。このため、第1及び第3の光反射器を用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この変更において、波長可変の半導体レーザの光出力の波長依存性が小さい。   According to this semiconductor laser, each of the first and third light reflectors is coupled to the optical gain region by the optical coupler. For this reason, the laser oscillation wavelength can be changed by the vernier effect using the first and third light reflectors. In this change, the wavelength dependence of the optical output of the wavelength tunable semiconductor laser is small.

本発明に係る半導体レーザでは、前記第2の光反射器は当該半導体レーザの端面を含み、当該半導体レーザは、前記レーザ共振器内に設けられており前記基板上に位置するリング共振器を更に備えることができる。前記リング共振器及び前記光学利得領域は半導体光源を構成し、前記半導体光源において、前記リング共振器は前記光学利得領域に直列に光学的に結合されている。   In the semiconductor laser according to the present invention, the second optical reflector includes an end face of the semiconductor laser, and the semiconductor laser further includes a ring resonator located in the laser resonator and positioned on the substrate. Can be provided. The ring resonator and the optical gain region constitute a semiconductor light source. In the semiconductor light source, the ring resonator is optically coupled in series with the optical gain region.

この半導体レーザによれば、リング共振器はファブリペロー型透過スペクトルを有すると共に、回折格子デバイスの光学スペクトルでは、反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、回折格子デバイス及びリング共振器を用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この変更において、波長可変の半導体レーザの光出力の波長依存性が小さい。   According to this semiconductor laser, the ring resonator has a Fabry-Perot transmission spectrum, and the wavelength dependence of the reflectance peak is small in the optical spectrum of the diffraction grating device. For this reason, the laser oscillation wavelength can be changed by the vernier effect using the diffraction grating device and the ring resonator. In this change, the wavelength dependence of the optical output of the wavelength tunable semiconductor laser is small.

本発明に係る半導体レーザは、前記レーザ共振器内に設けられた光導波路の位相調整のための信号を印加するための電極を含む位相調整器を更に備えることができる。前記光導波路は前記基板上に設けられている。この半導体レーザによれば、位相調整器を用いて、波長可変の際の位相整合が容易になる。   The semiconductor laser according to the present invention may further include a phase adjuster including an electrode for applying a signal for adjusting the phase of the optical waveguide provided in the laser resonator. The optical waveguide is provided on the substrate. According to this semiconductor laser, the phase matching at the time of wavelength variable becomes easy using the phase adjuster.

本発明の更なる別の側面に係る波長可変フィルタは、(a)上記いずれかの回折格子デバイスと、(b)前記回折格子デバイスの前記回折格子構造上に設けられ波長可変のための信号を受ける電極とを備える。   A wavelength tunable filter according to still another aspect of the present invention includes: (a) any one of the diffraction grating devices described above; and (b) a signal for wavelength tuning provided on the diffraction grating structure of the diffraction grating device. A receiving electrode.

この波長可変フィルタによれば、回折格子デバイスの光学スペクトルは複数の反射率ピークを有することに加えて、これら反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、波長可変フィルタの反射率の波長依存性を小さくできる。   According to this wavelength tunable filter, in addition to the optical spectrum of the diffraction grating device having a plurality of reflectance peaks, the wavelength dependence of these reflectance peaks is small. For this reason, the wavelength dependence of the reflectance of the wavelength tunable filter can be reduced.

本発明に係る波長可変フィルタは、(c)前記回折格子デバイスに直列して光学的に結合された光学素子を更に備えることができる。前記光学素子は、前記リング共振器および前記ファブリペローエタロンのいずれか一方である。   The wavelength tunable filter according to the present invention may further include (c) an optical element optically coupled in series with the diffraction grating device. The optical element is one of the ring resonator and the Fabry-Perot etalon.

この波長可変フィルタによれば、リング共振器又はファブリペローエタロンと回折格子デバイスとの組み合わせによるバーニア効果を利用して、小さい波長依存性の反射率を有する波長可変フィルタを提供できる。   According to this tunable filter, it is possible to provide a tunable filter having a small wavelength-dependent reflectivity by utilizing the vernier effect by a combination of a ring resonator or Fabry-Perot etalon and a diffraction grating device.

以上、説明された回折格子デバイス、半導体レーザおよび波長可変フィルタを、例えば半導体基板上に作製することができる。或いは、これらのデバイスを、例えば石英基板上の光導波路に作製することもできる。また、これらのデバイスは利得導波路を有する半導体デバイスとの光結合も可能である。バーニア効果を利用する際には、反射スペクトルを温度変化による屈折率によって制御することも可能である。   The diffraction grating device, the semiconductor laser, and the wavelength tunable filter described above can be manufactured on a semiconductor substrate, for example. Alternatively, these devices can be fabricated in, for example, an optical waveguide on a quartz substrate. These devices can also be optically coupled with a semiconductor device having a gain waveguide. When the vernier effect is used, the reflection spectrum can be controlled by the refractive index due to temperature change.

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。   The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention, which proceeds with reference to the accompanying drawings.

以上説明したように、本発明によれば、反射率ピークの波長依存性が小さい回折格子デバイスが提供される。また、本発明によれば、この回折格子デバイスを用いる半導体レーザ及び波長可変フィルタが提供される。   As described above, according to the present invention, a diffraction grating device having a wavelength dependency of a reflectance peak is provided. In addition, according to the present invention, a semiconductor laser and a wavelength tunable filter using this diffraction grating device are provided.

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の回折格子デバイス、半導体レーザ及び波長可変フィルタに係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。   The knowledge of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown as examples. Subsequently, embodiments of the diffraction grating device, the semiconductor laser, and the wavelength tunable filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals.

図1は、本実施の形態に係る回折格子デバイスの構造を模式的に示す図面である。図2(a)は、図1に示された回折格子デバイスの導波路の近傍の構造を示す図面である。回折格子デバイス1は、光導波路コア3及び回折格子構造5を備える。光導波路コア3は、複数の第1の領域3a及び複数の第2の領域3bを含んでおり、第1および第2の領域3a、3bは、所定の軸Axの方向に交互に配置されており、また第1および第2の領域3a、3bは所定の軸Axの方向に関して互いに隣接している。回折格子構造5は、所定の軸Axの方向に順に配置された第1〜第nの回折格子部分5a、5b、5nを含む。第1〜第nの回折格子部分5a〜5nは、それぞれ、光導波路コア3の第1の領域3aに光学的に結合されている。第1〜第nの回折格子部分5a〜5nは周期的に配置されている。このために、第1の領域3aは周期的に配置されており、また第2の領域3bは周期的に配置されている。これらの繰り返し配置の周期は値Λsである。第1〜第nの回折格子部分5a〜5nは互いに離間して配置されており、その間隔は長さΛsaである。また、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nの各々は長さΛsbである。これらの間には、Λs=Λsa+Λsbという関係がある。   FIG. 1 is a drawing schematically showing the structure of a diffraction grating device according to the present embodiment. FIG. 2A is a drawing showing a structure in the vicinity of the waveguide of the diffraction grating device shown in FIG. The diffraction grating device 1 includes an optical waveguide core 3 and a diffraction grating structure 5. The optical waveguide core 3 includes a plurality of first regions 3a and a plurality of second regions 3b, and the first and second regions 3a, 3b are alternately arranged in the direction of a predetermined axis Ax. The first and second regions 3a and 3b are adjacent to each other in the direction of the predetermined axis Ax. The diffraction grating structure 5 includes first to nth diffraction grating portions 5a, 5b, and 5n arranged in order in the direction of a predetermined axis Ax. The first to nth diffraction grating portions 5 a to 5 n are optically coupled to the first region 3 a of the optical waveguide core 3, respectively. The first to nth diffraction grating portions 5a to 5n are periodically arranged. For this reason, the 1st field 3a is arranged periodically and the 2nd field 3b is arranged periodically. The period of these repeated arrangements is the value Λs. The first to nth diffraction grating portions 5a to 5n are spaced apart from each other, and the interval is a length Λsa. Each of the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n has a length Λsb. There is a relationship of Λs = Λsa + Λsb between them.

これとは別に、回折格子構造の周期は、所定の軸Axに取られた座標軸(座標形Sのx軸)上の座標に対して単調に変化するチャープ回折格子の周期を提供する関数f(x)によって規定される。第1〜第nの回折格子部分5a〜5nの各々におけるチャープされた周期は上記の関数f(x)によって規定される。   Apart from this, the period of the diffraction grating structure is a function f () that provides the period of the chirped diffraction grating that changes monotonically with respect to the coordinates on the coordinate axis (the x axis of the coordinate form S) taken on the predetermined axis Ax. x). The chirped period in each of the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n is defined by the function f (x).

図2(b)は、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nにおけるチャープされた周期を説明するための図面である。図2(a)に示されるように、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nは互いに離間して配置されているけれども、図2(b)では、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nの各々におけるチャープされた周期の関係を示すために、第2の領域3b上にも仮想的な回折格子部分が破線で示されている。   FIG. 2B is a diagram for explaining the chirped period in the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n. As shown in FIG. 2A, the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n are spaced apart from each other, but in FIG. 2B, the first to nth diffraction grating portions are arranged. In order to show the relationship between the chirped periods in each of 5a to 5n, a virtual diffraction grating portion is also indicated by a broken line on the second region 3b.

回折格子構造5の全体にわたって、チャープされた周期は関数f(x)によって規定される。図2(b)に示されるように、x軸上の区間(x〜x)では、回折格子部分5aのチャープされた周期は関数f(x)によって規定される。区間(x〜x)では、回折格子部分5bのチャープされた周期は関数f(x)によって規定される。区間(x2n〜x2n+1)では、回折格子部分5nのチャープされた周期は関数f(x)によって規定される。関数f(x)は、独立変数xに対して単調に変化しており、好ましくは、独立変数xに対して単調に減少する。関数f(x)としては、例えば座標xの一次関数を用いることができる。隣り合う2つの回折格子部分については、一方の回折格子部分における最大周期は、他方の回折格子部分における最小周期よりも小さい。 Throughout the diffraction grating structure 5, the chirped period is defined by the function f (x). As shown in FIG. 2B, in the section (x 0 to x 1 ) on the x-axis, the chirped period of the diffraction grating portion 5a is defined by the function f (x). In the section (x 2 to x 3 ), the chirped period of the diffraction grating portion 5b is defined by the function f (x). In the section (x 2n to x 2n + 1 ), the chirped period of the diffraction grating portion 5n is defined by the function f (x). The function f (x) changes monotonically with the independent variable x, and preferably decreases monotonically with the independent variable x. As the function f (x), for example, a linear function of the coordinate x can be used. For two adjacent diffraction grating portions, the maximum period in one diffraction grating portion is smaller than the minimum period in the other diffraction grating portion.

この回折格子デバイス1は、例えば図3(a)に示される光学スペクトルを示す。図3(a)は、シミュレーションによって提供される光学スペクトルを示す図面である。この回折格子デバイス1によれば、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nは周期Λsで配置されると共に、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nの各々におけるチャープされた周期は関数f(x)によって規定されるので、回折格子構造5の光学スペクトルは、図3(a)示される複数の反射率ピークを有することに加えて、これら反射率ピークの波長依存性が小さい。   The diffraction grating device 1 exhibits an optical spectrum shown in FIG. FIG. 3A shows an optical spectrum provided by simulation. According to this diffraction grating device 1, the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n are arranged with a period Λs, and the chirped period in each of the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n is Since it is defined by the function f (x), the optical spectrum of the diffraction grating structure 5 has a plurality of reflectance peaks shown in FIG. 3A, and the wavelength dependence of these reflectance peaks is small.

図3(a)のためのシミュレーションモデルでは、周期Λsは50μmであり、長さΛsbは8μmであり、回折格子構造は、第1〜第10の回折格子部分、つまり10周期分の回折格子部分を含む。チャープされた周期は、0.2047μm〜0.2224μmの範囲で変化している。各回折格子部分では、結合係数κで前進波と後進波が光結合しており、本件ではκ=200cm−1を用いた。図3(a)を参照すると、1.55μm波長帯における反射スペクトルが示されている。この反射スペクトルでは、多数の反射率ピークの波長依存性が小さい。 In the simulation model for FIG. 3A, the period Λs is 50 μm, the length Λsb is 8 μm, and the diffraction grating structure has first to tenth diffraction grating parts, that is, diffraction grating parts for 10 periods. including. The chirped period varies in the range of 0.2047 μm to 0.2224 μm. In each diffraction grating portion, a forward wave and a backward wave are optically coupled with a coupling coefficient κ, and κ = 200 cm −1 was used in this case. Referring to FIG. 3 (a), a reflection spectrum in the 1.55 μm wavelength band is shown. In this reflection spectrum, the wavelength dependence of many reflectance peaks is small.

周期Λsは複数の反射率ピークの間隔を規定しており、長さΛsbと長さΛsaとの比率は各反射率ピークのスペクトル幅に関連している。スペクトル幅を狭くするためには、Λsb<Λsaであることが好ましい。   The period Λs defines the interval between the plurality of reflectance peaks, and the ratio of the length Λsb to the length Λsa is related to the spectral width of each reflectance peak. In order to narrow the spectrum width, it is preferable that Λsb <Λsa.

再び図1及び図2(a)を参照すると、回折格子デバイス1は、第1のクラッド領域7および第2のクラッド領域9を更に備えることができる。光導波路コア3は、第1のクラッド領域7と第2のクラッド領域9との間に設けられている。光導波路コア3の平均屈折率は、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9の屈折率よりも大きく、光導波路を伝搬する光は光導波路コア3に閉じ込められる。回折格子部分5a〜5nの各々における周期形状は領域11によって提供されており、領域11の屈折率は第1のクラッド領域7の屈折率と異なっている。   Referring again to FIG. 1 and FIG. 2 (a), the diffraction grating device 1 may further include a first cladding region 7 and a second cladding region 9. The optical waveguide core 3 is provided between the first cladding region 7 and the second cladding region 9. The average refractive index of the optical waveguide core 3 is larger than the refractive indexes of the first cladding region 7 and the second cladding region 9, and light propagating through the optical waveguide is confined in the optical waveguide core 3. The periodic shape in each of the diffraction grating portions 5 a to 5 n is provided by the region 11, and the refractive index of the region 11 is different from the refractive index of the first cladding region 7.

第1のクラッド領域7は、回折格子部分5a〜5n及び光導波路コア3の第2の領域3b上に設けられている。第1のクラッド領域7は、互いに離間して配置された回折格子部分5a〜5nの間に設けられている。   The first cladding region 7 is provided on the diffraction grating portions 5 a to 5 n and the second region 3 b of the optical waveguide core 3. The first cladding region 7 is provided between the diffraction grating portions 5a to 5n that are arranged apart from each other.

この回折格子デバイス1によれば、互いに離間して配置された回折格子部分5a〜5nの間に第1のクラッド領域7を設けることによって、回折格子部分5a〜5nの各々と光導波路コア3の第1の領域3aとの光学的結合により定まるある値の結合係数の回折格子が周期的に提供される。尚、図面では、光導波路コア3の直上に回折格子部分5a〜5nが形成されているが、光導波路コア3の直上でなくても良い。例えば、クラッド領域7が、回折格子部分5a〜5nと光導波路コア3の間に層を形成しても良い。   According to this diffraction grating device 1, the first cladding region 7 is provided between the diffraction grating portions 5 a to 5 n that are spaced apart from each other, so that each of the diffraction grating portions 5 a to 5 n and the optical waveguide core 3 are connected. A diffraction grating with a certain coupling coefficient determined by optical coupling with the first region 3a is provided periodically. In the drawing, the diffraction grating portions 5 a to 5 n are formed immediately above the optical waveguide core 3, but may not be directly above the optical waveguide core 3. For example, the cladding region 7 may form a layer between the diffraction grating portions 5 a to 5 n and the optical waveguide core 3.

回折格子デバイスの好適な一実施例では、光導波路コア3、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9が、それぞれ、第1〜第3のIII−V化合物半導体からなるとき、この実施例の回折格子デバイス1は、半導体素子の製造プロセスを適用して作製される。回折格子デバイス1を他の半導体素子と集積して半導体集積光素子を提供できる。例えば、光導波路コア3はGaInAsPからなり、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9はInPからなり、回折格子構造5のための領域11はGaInAsPからなることができる。光導波路コア3のGaInAsPのハンドギャップは、領域11のGaInAsPのバンドギャップ以下であることが好ましい。光導波路コア3、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9は、導電性InP基板といった支持体12上に堆積された導電性の半導体層から形成される。必要な場合には、支持体12がクラッド領域9を含むことができる。   In a preferred embodiment of the diffraction grating device, when the optical waveguide core 3, the first cladding region 7 and the second cladding region 9 are made of first to third III-V compound semiconductors, respectively, this implementation is performed. The example diffraction grating device 1 is manufactured by applying a semiconductor element manufacturing process. The diffraction grating device 1 can be integrated with other semiconductor elements to provide a semiconductor integrated optical element. For example, the optical waveguide core 3 can be made of GaInAsP, the first cladding region 7 and the second cladding region 9 can be made of InP, and the region 11 for the diffraction grating structure 5 can be made of GaInAsP. The GaInAsP hand gap of the optical waveguide core 3 is preferably equal to or less than the GaInAsP band gap of the region 11. The optical waveguide core 3, the first cladding region 7, and the second cladding region 9 are formed from a conductive semiconductor layer deposited on a support 12 such as a conductive InP substrate. If necessary, the support 12 can include a cladding region 9.

回折格子デバイスの好適な別の実施例では、光導波路コア3、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9は、第1〜第3のシリコン酸化物からなるとき、この実施例の回折格子デバイス1は、平面導波路の製造プロセスを適用して作製される。また、回折格子デバイス1を導波路素子と集積して集積光素子を提供できる。光導波路コア3はGe添加のSiOからなり、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9はアンドープのSiOからなり、領域11はGe添加のSiOからなることができる。光導波路コア3のGe濃度は、領域11のGe濃度以上であることが好ましい。光導波路コア3、第1のクラッド領域7及び第2のクラッド領域9は、Si基板といった支持体12上に堆積されたシリコン化合物層から形成される。 In another preferred embodiment of the diffraction grating device, when the optical waveguide core 3, the first cladding region 7 and the second cladding region 9 are made of the first to third silicon oxides, the diffraction of this embodiment is performed. The grating device 1 is manufactured by applying a planar waveguide manufacturing process. Also, an integrated optical element can be provided by integrating the diffraction grating device 1 with a waveguide element. Optical waveguide core 3 is made of SiO 2 of Ge addition, the first cladding region 7 and the second cladding region 9 is made of SiO 2 of undoped region 11 may be made of SiO 2 of Ge added. The Ge concentration of the optical waveguide core 3 is preferably equal to or higher than the Ge concentration of the region 11. The optical waveguide core 3, the first cladding region 7 and the second cladding region 9 are formed from a silicon compound layer deposited on a support 12 such as a Si substrate.

例えば、光導波路コア3の材料が領域11の材料と同じであることができる。この構造は、光導波路コア3が第1の領域3aに隣接し所定の軸Axに直交する軸の方向に設けられた第3の領域を含み、該第3の領域は領域11のところに位置する。回折格子構造5の回折格子部分5a〜5nにおける周期構造が第3の領域の表面形状によって提供される。回折格子構造5は光導波路コア3の形状として提供される。この構造では回折格子の結合係数κを大きくできるという利点がある。   For example, the material of the optical waveguide core 3 can be the same as the material of the region 11. This structure includes a third region in which the optical waveguide core 3 is provided in the direction of the axis adjacent to the first region 3a and perpendicular to the predetermined axis Ax, and the third region is located at the region 11. To do. The periodic structure in the diffraction grating portions 5a to 5n of the diffraction grating structure 5 is provided by the surface shape of the third region. The diffraction grating structure 5 is provided as the shape of the optical waveguide core 3. This structure has an advantage that the coupling coefficient κ of the diffraction grating can be increased.

回折格子デバイス1は、回折格子構造5上に設けられた電極13を更に備えることができる。この電極13を用い回折格子構造5の屈折率を調整できる。   The diffraction grating device 1 can further include an electrode 13 provided on the diffraction grating structure 5. The refractive index of the diffraction grating structure 5 can be adjusted using this electrode 13.

回折格子デバイス1が半導体素子に形成されるとき、該半導体に導電性を与えることができる。電極13から電極15へ電流を流すことによって回折格子構造5にキャリアを注入して、回折格子構造5の屈折率を変更することができる。電流の注入により、屈折率が低下する。或いは、電極13によって印加される電界を利用して屈折率を変更できる。   When the diffraction grating device 1 is formed in a semiconductor element, conductivity can be imparted to the semiconductor. By flowing current from the electrode 13 to the electrode 15, carriers can be injected into the diffraction grating structure 5 to change the refractive index of the diffraction grating structure 5. The refractive index decreases due to the current injection. Alternatively, the refractive index can be changed using the electric field applied by the electrode 13.

回折格子デバイス1が平面導波路素子に形成されるとき、電極13への電気信号の印加による発熱を利用する。つまり、電極13はヒータのために設けられている。   When the diffraction grating device 1 is formed as a planar waveguide element, heat generated by application of an electrical signal to the electrode 13 is used. That is, the electrode 13 is provided for the heater.

図3(b)は、電極を用いた光学スペクトルの調整の一例を示す図面である。特性線Aは、電流5mAを電極13から注入したときの反射スペクトルであり、特性線Aは、電極13から電気信号がないときの反射スペクトルである。電子信号の印加により、光学スペクトルの各ピーク波長位置を調整できる。 FIG. 3B is a diagram showing an example of optical spectrum adjustment using electrodes. The characteristic line A 1 is a reflection spectrum when a current of 5 mA is injected from the electrode 13, and the characteristic line A 0 is a reflection spectrum when there is no electrical signal from the electrode 13. Each peak wavelength position of the optical spectrum can be adjusted by applying an electronic signal.

以上説明したように、回折格子構造5が回折格子部分5a〜5nを含むと共に、回折格子部分5a〜5nの周期が回折格子構造5全体にわたって関数f(x)によって規定されるので、回折格子構造5の光学スペクトル(例えば図3(a))は、サンプルド回折格子および超構造回折格子の光学スペクトルと異なる。図4は、サンプルド回折格子の反射スペクトルの一例を示す。両者の比較により、回折格子デバイス1の反射スペクトルは、反射率ピークの波長依存性が小さい光学スペクトルを有することが理解される。   As described above, the diffraction grating structure 5 includes the diffraction grating parts 5a to 5n, and the period of the diffraction grating parts 5a to 5n is defined by the function f (x) over the entire diffraction grating structure 5. The optical spectrum of 5 (for example, FIG. 3A) is different from the optical spectra of the sampled diffraction grating and the superstructure diffraction grating. FIG. 4 shows an example of the reflection spectrum of the sampled diffraction grating. By comparison between the two, it is understood that the reflection spectrum of the diffraction grating device 1 has an optical spectrum in which the wavelength dependency of the reflectance peak is small.

引き続き、この回折格子デバイスを用いた半導体レーザ及び波長可変フィルタを説明する。   Next, a semiconductor laser and a wavelength tunable filter using this diffraction grating device will be described.

図5は、本実施の形態に係る半導体レーザの構造を示す図面である。半導体レーザ21は、第1の光反射器23aと、第2の光反射器23bと、光学利得領域27とを備える。第1及び第2の光反射器23a、23bはレーザ共振器を構成するように設けられており、このレーザ共振器は基板31上に設けられている。光学利得領域27は、基板31上においてレーザ共振器内に設けられており、電極33からのキャリアの注入に応答した光学利得を有する。この光学利得のために、光学利得領域27は、利得導波路35を含む。第1の光反射器23aは、回折格子デバイス1と同等の構造を含む。   FIG. 5 is a drawing showing the structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. The semiconductor laser 21 includes a first light reflector 23a, a second light reflector 23b, and an optical gain region 27. The first and second light reflectors 23 a and 23 b are provided so as to constitute a laser resonator, and the laser resonator is provided on the substrate 31. The optical gain region 27 is provided in the laser resonator on the substrate 31 and has an optical gain in response to carrier injection from the electrode 33. For this optical gain, the optical gain region 27 includes a gain waveguide 35. The first light reflector 23 a includes a structure equivalent to that of the diffraction grating device 1.

この半導体レーザ21によれば、回折格子デバイス1の櫛形の光学スペクトルの特徴により、反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、半導体レーザ21の光出力の波長依存性が小さい。   According to the semiconductor laser 21, the wavelength dependency of the reflectance peak is small due to the characteristics of the comb-shaped optical spectrum of the diffraction grating device 1. For this reason, the wavelength dependence of the optical output of the semiconductor laser 21 is small.

第2の光反射器23bは、例えば櫛型の光学スペクトルを注する回折格子(例えばサンプルド回折格子や超構造回折格子)を含むことができ、また半導体レーザ21の端面であることができる。第1の光反射器23aは、電極37a及び光導波路39aを含む。光導波路37aは、図1に示されるような光導波路コア3及び回折格子構造5を含む。このため、第1の光反射器23aの反射スペクトルの反射率ピークの波長依存性が小さい。電極37aを用いたバーニア効果により波長の変更が可能である。   The second light reflector 23 b can include, for example, a diffraction grating (for example, a sampled diffraction grating or a superstructure diffraction grating) that injects a comb-shaped optical spectrum, and can be an end face of the semiconductor laser 21. The first light reflector 23a includes an electrode 37a and an optical waveguide 39a. The optical waveguide 37a includes an optical waveguide core 3 and a diffraction grating structure 5 as shown in FIG. For this reason, the wavelength dependence of the reflectance peak of the reflection spectrum of the first light reflector 23a is small. The wavelength can be changed by the vernier effect using the electrode 37a.

或いは、第2の光反射器23bは、回折格子デバイス1と同等の構造を含むことができる。また、第2の光反射器23bは、電極37b及び光導波路39bを含む。光導波路39bは、図1に示されるような光導波路コア3及び回折格子構造5を含む。このため、第2の光反射器23bに関しても、反射スペクトルの反射率ピークの波長依存性が小さい。   Alternatively, the second light reflector 23 b can include a structure equivalent to that of the diffraction grating device 1. The second light reflector 23b includes an electrode 37b and an optical waveguide 39b. The optical waveguide 39b includes an optical waveguide core 3 and a diffraction grating structure 5 as shown in FIG. For this reason, also with respect to the second light reflector 23b, the wavelength dependence of the reflectance peak of the reflection spectrum is small.

この半導体レーザ21では、2つの光反射器23a、23bは回折格子デバイス1を含み、また光学利得領域が光反射器23a、23b間に位置する。このため、光反射器23a、23bを用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この波長可変において、波長可変の半導体レーザ21の光出力の波長依存性が小さい。   In this semiconductor laser 21, the two light reflectors 23a and 23b include the diffraction grating device 1, and the optical gain region is located between the light reflectors 23a and 23b. For this reason, the laser oscillation wavelength can be changed by the vernier effect using the light reflectors 23a and 23b. In this tunable wavelength, the wavelength dependence of the optical output of the tunable semiconductor laser 21 is small.

半導体レーザ21は、レーザ共振器内に設けられた位相調整器41を更に備えることができる。位相調整器41は、基板31上に設けられた光導波路43と、この光導波路43の位相調整のための信号を印加するための電極45とを含む。位相調整器41を用いて、波長可変の際の位相整合が容易になる。   The semiconductor laser 21 can further include a phase adjuster 41 provided in the laser resonator. The phase adjuster 41 includes an optical waveguide 43 provided on the substrate 31 and an electrode 45 for applying a signal for phase adjustment of the optical waveguide 43. Use of the phase adjuster 41 facilitates phase matching when changing the wavelength.

半導体レーザ21では、光反射器23a、23b、光学利得領域27および位相調整器41は、単一の基板31上に形成される。半導体レーザ21の構成物(例えば、半導体積層、光導波路、電極等)は、例えば半導体素子を作製するための工程(結晶成長、エッチング、電極形成等)の組み合わせにより作製される。   In the semiconductor laser 21, the light reflectors 23 a and 23 b, the optical gain region 27, and the phase adjuster 41 are formed on a single substrate 31. The components of the semiconductor laser 21 (for example, semiconductor stack, optical waveguide, electrode, etc.) are produced by a combination of processes (crystal growth, etching, electrode formation, etc.) for producing a semiconductor element, for example.

図5(b)は、図5(a)に示されたI−I線に沿って取られた半導体レーザの縦断面を模式的に示す図面である。光学利得領域27は、基板31上に順に形成されたn型クラッド層61、光ガイド層63、量子井戸構造の活性層65a、光ガイド層67a、p型クラッド層69およびコンタクト層71aを含んでおり、キャリアの注入に応答して光を発生する。光学利得領域27では、コンタクト層71a上には電極33が設けられている。光反射器23aは、基板31上に順に形成されたn型クラッド層61、光ガイド層63、光導波路コア65b、回折格子構造68a、p型クラッド層69及びコンタクト層71bを含む。光反射器23aでは、コンタクト層71b上には電極37aが設けられている。回折格子構造68aは、光ガイド層67bの表面に設けられた周期構造から構成される。位相調整器41は、基板31上に順に形成されたn型クラッド層61、光ガイド層63、光導波路コア65c、光ガイド層67c、p型クラッド層69およびコンタクト層71cを含む。位相調整器41では、コンタクト層71c上には電極45が設けられている。光反射器23bは、基板31上に順に形成されたn型クラッド層61、光ガイド層63、光導波路コア65d、回折格子構造68b、p型クラッド層69及びコンタクト層71dを含む。光反射器23bでは、コンタクト層71d上には電極37bが設けられている。回折格子構造68bは、光ガイド層67dの表面に設けられた周期構造から構成される。基板31の裏面には共有電極73が設けられている。   FIG. 5B is a drawing schematically showing a longitudinal section of the semiconductor laser taken along the line I-I shown in FIG. The optical gain region 27 includes an n-type cladding layer 61, a light guide layer 63, an active layer 65a having a quantum well structure, a light guide layer 67a, a p-type cladding layer 69, and a contact layer 71a formed in this order on the substrate 31. And generates light in response to carrier injection. In the optical gain region 27, the electrode 33 is provided on the contact layer 71a. The light reflector 23a includes an n-type cladding layer 61, a light guide layer 63, an optical waveguide core 65b, a diffraction grating structure 68a, a p-type cladding layer 69, and a contact layer 71b, which are sequentially formed on the substrate 31. In the light reflector 23a, an electrode 37a is provided on the contact layer 71b. The diffraction grating structure 68a is composed of a periodic structure provided on the surface of the light guide layer 67b. The phase adjuster 41 includes an n-type cladding layer 61, an optical guide layer 63, an optical waveguide core 65c, an optical guide layer 67c, a p-type cladding layer 69, and a contact layer 71c that are sequentially formed on the substrate 31. In the phase adjuster 41, an electrode 45 is provided on the contact layer 71c. The light reflector 23b includes an n-type cladding layer 61, a light guide layer 63, an optical waveguide core 65d, a diffraction grating structure 68b, a p-type cladding layer 69, and a contact layer 71d that are sequentially formed on the substrate 31. In the light reflector 23b, an electrode 37b is provided on the contact layer 71d. The diffraction grating structure 68b is composed of a periodic structure provided on the surface of the light guide layer 67d. A shared electrode 73 is provided on the back surface of the substrate 31.

回折格子構造68bにおける結合係数κ68bは回折格子構造68aにおける結合係数κ68aと異なっている。回折格子構造68bにおける回折格子部分の周期は回折格子構造68aにおける回折格子部分の周期と異なる。これにより、例えば同一の環境温度において、回折格子構造68bによるFSRは、回折格子構造68aのFSRと異なる。また、回折格子構造68bおける反射率は回折格子構造68aにおける反射率と異なっている。レーザ光LOUTを得るために、回折格子構造68bの反射率は回折格子構造68aの反射率よりも小さい。 The coupling coefficient κ 68b in the diffraction grating structure 68b is different from the coupling coefficient κ 68a in the diffraction grating structure 68a. The period of the diffraction grating part in the diffraction grating structure 68b is different from the period of the diffraction grating part in the diffraction grating structure 68a. Thereby, for example, at the same environmental temperature, the FSR by the diffraction grating structure 68b is different from the FSR of the diffraction grating structure 68a. The reflectance in the diffraction grating structure 68b is different from the reflectance in the diffraction grating structure 68a. In order to obtain the laser beam L OUT , the reflectance of the diffraction grating structure 68b is smaller than the reflectance of the diffraction grating structure 68a.

縦方向の光閉じ込めはクラッド層61、69により行われる。また、横方向の光閉じ込めはストライプ状の導波路構造と、この導波路構造を埋め込む埋込層とによって提供される。例示すれば、利得領域の活性層は、1.25μm〜1.65μm帯に利得を持つGaInAsP/GaInAsP量子井戸構造を有することができる。光導波層は、量子井戸構造のバンドギャップ波長より短い波長のGaInAsP半導体からなることができ、n型およびp型クラッド層はInP半導体からなることができる。コンタクト層は、高濃度ドープされたGaInAs層からなることができる。埋込層としては、半絶縁性InPから成ることができる。光反射器23a、23bを用いたバーニア効果により、小さな注入電流により、広い波長範囲にわたって波長の変更ができる。レーザ端面は、例えば無反射コートされており、レーザ光LOUTが出力される。 The optical confinement in the vertical direction is performed by the cladding layers 61 and 69. Also, lateral light confinement is provided by a striped waveguide structure and a buried layer that embeds this waveguide structure. For example, the active layer in the gain region may have a GaInAsP / GaInAsP quantum well structure having a gain in the 1.25 μm to 1.65 μm band. The optical waveguide layer can be made of a GaInAsP semiconductor having a wavelength shorter than the band gap wavelength of the quantum well structure, and the n-type and p-type cladding layers can be made of InP semiconductor. The contact layer can comprise a highly doped GaInAs layer. The buried layer can be made of semi-insulating InP. Due to the vernier effect using the light reflectors 23a and 23b, the wavelength can be changed over a wide wavelength range with a small injection current. The laser end face is, for example, non-reflective coated, and a laser beam L OUT is output.

図6は、本実施の形態に係る半導体レーザの構造を示す図面である。半導体レーザ21aは、第1の光反射器23cと、第2の光反射器23dと、第3の光反射器24aと、光学利得領域27と、光結合器47とを備える。第1の光反射器23c及び第2の光反射器23dの各々は、回折格子部分の周期が異なる、本実施の形態に示された回折格子デバイス1を含む。例えば、第1の光反射器23c及び第2の光反射器23dは、それぞれ、半導体レーザ21における光反射器23a、23dと類似の半導体層構造を含むことができる。第1〜第3の光反射器23c、23d、24aは、レーザ共振器のために基板上に設けられている。第3の光反射器24aは当該半導体レーザ21aの端面を含み、このレーザ端面は反射膜を有する。この端面には、例えば1%から30%の範囲において所望の反射率を提供するように誘電体多層膜が形成される。光結合器47は、第1及び第2の光反射器23c、23dを光学利得領域27と光学的に結合する。光共振器は基板31上に形成されている。光結合器47は、例えばMMI(Multi Mode Interferometer)結合器である。   FIG. 6 is a drawing showing the structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. The semiconductor laser 21a includes a first light reflector 23c, a second light reflector 23d, a third light reflector 24a, an optical gain region 27, and an optical coupler 47. Each of the first light reflector 23c and the second light reflector 23d includes the diffraction grating device 1 shown in the present embodiment, in which the period of the diffraction grating portion is different. For example, the first light reflector 23 c and the second light reflector 23 d can each include a semiconductor layer structure similar to the light reflectors 23 a and 23 d in the semiconductor laser 21. The first to third light reflectors 23c, 23d, and 24a are provided on the substrate for the laser resonator. The third light reflector 24a includes an end face of the semiconductor laser 21a, and this laser end face has a reflecting film. A dielectric multilayer film is formed on the end face so as to provide a desired reflectance in a range of 1% to 30%, for example. The optical coupler 47 optically couples the first and second optical reflectors 23 c and 23 d with the optical gain region 27. The optical resonator is formed on the substrate 31. The optical coupler 47 is, for example, an MMI (Multi Mode Interferometer) coupler.

この半導体レーザ21aによれば、第1及び第2の光反射器23c、23dの各々が光結合器47により光学利得領域27と結合されるので、光反射器23c、23dを用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この変更において、波長可変の半導体レーザの光出力の波長依存性が小さい。光反射器23cは光導波路49aを介して光結合器47のポート47aに光学的に結合されており、光反射器23dは光導波路49bを介して光結合器47のポート47bに光学的に結合されており、光学利得領域27は、位相調整器41及び光導波路49cを介して光結合器47のポート47cに光学的に結合されている。光共振器内の光は、光反射器23cと光反射器24との間の経路および光反射器23dと光反射器24aとの間の経路を往復する。光反射器(レーザ端面)24aからは、バーニア効果により選択された波長のレーザ光LOUTが提供される。 According to this semiconductor laser 21a, each of the first and second light reflectors 23c and 23d is coupled to the optical gain region 27 by the optical coupler 47, and therefore, due to the vernier effect using the light reflectors 23c and 23d. The laser oscillation wavelength can be changed. In this change, the wavelength dependence of the optical output of the wavelength tunable semiconductor laser is small. The optical reflector 23c is optically coupled to the port 47a of the optical coupler 47 through the optical waveguide 49a, and the optical reflector 23d is optically coupled to the port 47b of the optical coupler 47 through the optical waveguide 49b. The optical gain region 27 is optically coupled to the port 47c of the optical coupler 47 through the phase adjuster 41 and the optical waveguide 49c. The light in the optical resonator reciprocates along a path between the light reflector 23c and the light reflector 24 and a path between the light reflector 23d and the light reflector 24a. From the light reflector (laser end face) 24a, laser light L OUT having a wavelength selected by the vernier effect is provided.

図7は、本実施の形態に係る半導体レーザの構造を示す図面である。半導体レーザ21bは、光反射器23eと、別の光反射器24bと、光学利得領域27と、リング共振器51aとを備える。光反射器23eは、本実施の形態に示された回折格子デバイス1を含む。この回折格子デバイス1は、リング共振器51aのFSR(フリースペクトラルレンジ)とは異なる反射ピーク波長の周期を持つ。例えば、光反射器23eは、半導体レーザ21における光反射器23aと類似の半導体層構造を含むことができる。光反射器23e、24bはレーザ共振器のために設けられている。光反射器24bは当該半導体レーザ21aの端面を含み、このレーザ端面には、光反射器24bのための反射膜、例えば誘電体多層膜が形成される。半導体レーザ21bは基板31上に形成されている。   FIG. 7 is a drawing showing the structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. The semiconductor laser 21b includes a light reflector 23e, another light reflector 24b, an optical gain region 27, and a ring resonator 51a. The light reflector 23e includes the diffraction grating device 1 shown in the present embodiment. This diffraction grating device 1 has a period of a reflection peak wavelength different from the FSR (free spectral range) of the ring resonator 51a. For example, the light reflector 23 e can include a semiconductor layer structure similar to the light reflector 23 a in the semiconductor laser 21. The light reflectors 23e and 24b are provided for the laser resonator. The light reflector 24b includes an end face of the semiconductor laser 21a, and a reflection film for the light reflector 24b, for example, a dielectric multilayer film is formed on the laser end face. The semiconductor laser 21b is formed on the substrate 31.

リング共振器51aは、レーザ共振器内に設けられており、基板31上に位置する。リング共振器51aは、閉じた光導波路53aと、光導波路53a上に設けられた電極55aとを含む。リング共振器51a及び光学利得領域27は半導体光源57を構成し、半導体光源57において、リング共振器51aは光学利得領域27に直列に光学的に結合されている。リング共振器のFSRは、例えば25GHz〜800GHz程度である。   The ring resonator 51 a is provided in the laser resonator and is located on the substrate 31. The ring resonator 51a includes a closed optical waveguide 53a and an electrode 55a provided on the optical waveguide 53a. The ring resonator 51a and the optical gain region 27 constitute a semiconductor light source 57. In the semiconductor light source 57, the ring resonator 51a is optically coupled in series with the optical gain region 27. The FSR of the ring resonator is, for example, about 25 GHz to 800 GHz.

この半導体レーザ21bによれば、リング共振器51aはファブリペロー型透過スペクトルを有すると共に、回折格子デバイス1の光学スペクトルでは、反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、回折格子デバイス1及びリング共振器51aを用いたバーニア効果によりレーザ発振波長を変更できる。この変更において、波長可変の半導体レーザ21bの光出力の波長依存性が小さい。リング共振器51の櫛形の透過スペクトルを光反射器23eの櫛形の反射スペクトルと組み合わせることによって、波長可変時にレーザ光出力の波長依存性をより少なくできるという利点がある。   According to this semiconductor laser 21b, the ring resonator 51a has a Fabry-Perot transmission spectrum, and the wavelength dependence of the reflectance peak is small in the optical spectrum of the diffraction grating device 1. For this reason, the laser oscillation wavelength can be changed by the vernier effect using the diffraction grating device 1 and the ring resonator 51a. In this change, the wavelength dependence of the optical output of the wavelength tunable semiconductor laser 21b is small. By combining the comb-shaped transmission spectrum of the ring resonator 51 with the comb-shaped reflection spectrum of the light reflector 23e, there is an advantage that the wavelength dependence of the laser light output can be reduced when the wavelength is variable.

リング共振器51aの光導波路53aは、光結合器58a及び光導波路59aを介して光学利得領域27に結合されている。また、リング共振器51aの光導波路53aは、光結合器58b及び光導波路59bを介して光反射器23eに結合されている。光結合器58a、58bは、例えばMMI結合器である。   The optical waveguide 53a of the ring resonator 51a is coupled to the optical gain region 27 via the optical coupler 58a and the optical waveguide 59a. The optical waveguide 53a of the ring resonator 51a is coupled to the optical reflector 23e via the optical coupler 58b and the optical waveguide 59b. The optical couplers 58a and 58b are, for example, MMI couplers.

図8(a)及び図8(b)は、本実施の形態に係る波長可変フィルタの構造を示す図面である。波長可変フィルタ22aは、本実施の形態に係る回折格子デバイス1と、回折格子デバイス1の回折格子構造5上に設けられ波長可変のための信号を受ける電極13とを備える。回折格子デバイス1は、基板31上に設けられている。この波長可変フィルタ22aによれば、回折格子デバイス1の光学スペクトルは複数の反射率ピークを有することに加えて、これら反射率ピークの波長依存性が小さい。このため、波長可変フィルタ22aの反射率の波長依存性を小さくできる。   FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the structure of the wavelength tunable filter according to the present embodiment. The wavelength tunable filter 22a includes the diffraction grating device 1 according to the present embodiment, and an electrode 13 provided on the diffraction grating structure 5 of the diffraction grating device 1 and receiving a signal for variable wavelength. The diffraction grating device 1 is provided on a substrate 31. According to the wavelength tunable filter 22a, the optical spectrum of the diffraction grating device 1 has a plurality of reflectance peaks, and the wavelength dependence of these reflectance peaks is small. For this reason, the wavelength dependence of the reflectance of the wavelength tunable filter 22a can be reduced.

また、波長可変フィルタ22b、22cは、回折格子デバイス1に直列して光学的に結合されておりファブリペロー型の櫛型の透過スペクトルを有する光学素子(例えば、リング共振器51cまたはファブリペローエタロン51b)を更に備えることができる。この波長可変フィルタ22b、22cによれば、リング共振器51c又はファブリペローエタロン51bと回折格子デバイス1との組み合わせによるバーニア効果を利用して、小さい波長依存性の反射率を有する波長可変フィルタを提供できる。回折格子デバイス1は、リング共振器51c及びファブリペローエタロン51bのFSRと異なる反射ピーク波長の周期を持つ。   The wavelength tunable filters 22b and 22c are optically coupled in series with the diffraction grating device 1 and have an optical element having a Fabry-Perot comb-shaped transmission spectrum (for example, a ring resonator 51c or a Fabry-Perot etalon 51b). ). According to the wavelength tunable filters 22b and 22c, a tunable filter having a small wavelength-dependent reflectivity is provided by using the vernier effect by the combination of the ring resonator 51c or Fabry-Perot etalon 51b and the diffraction grating device 1. it can. The diffraction grating device 1 has a period of a reflection peak wavelength different from the FSR of the ring resonator 51c and the Fabry-Perot etalon 51b.

波長可変フィルタ22bは、ファブリペローエタロン51bと波長可変フィルタ22bの端面26aとの間に設けられたレンズ60を含む。端面26aは、回折格子デバイス1に光学的に結合されている。また、波長可変フィルタ22cは、リング共振器51cの光導波路53cは、光結合器58c及び光導波路59cを介して回折格子デバイス1に結合されている。また、リング共振器51cの光導波路53cは、光結合器58d及び光導波路59dを介して波長可変フィルタ22cの端面26bに結合されている。端面26bには、フィルタ光Lが入力され、また出力される。光結合器58c、58dは、例えばMMI結合器である。端面26a、26bは、無反射コートが設けられている。上記の波長可変フィルタ22a、22b、22cは、例えば、半導体製造プロセスを利用して作製される。 The wavelength tunable filter 22b includes a lens 60 provided between the Fabry-Perot etalon 51b and the end face 26a of the wavelength tunable filter 22b. End face 26 a is optically coupled to diffraction grating device 1. In the wavelength tunable filter 22c, the optical waveguide 53c of the ring resonator 51c is coupled to the diffraction grating device 1 via the optical coupler 58c and the optical waveguide 59c. The optical waveguide 53c of the ring resonator 51c is coupled to the end face 26b of the wavelength tunable filter 22c through the optical coupler 58d and the optical waveguide 59d. The end face 26b, the filter light L F is input and output. The optical couplers 58c and 58d are, for example, MMI couplers. The end faces 26a and 26b are provided with a non-reflective coating. The wavelength tunable filters 22a, 22b, and 22c are manufactured using, for example, a semiconductor manufacturing process.

複数の波長成分を含む入射光LINが入射され、この入射光の波長成分のうち、リング共振器と回折格子デバイスで選択された特定の一波長のフィルタ光Lが出力される。リング共振器フィルタの櫛状の透過スペクトルピーク波長と回折格子の櫛状の反射スペクトルピーク波長のバーニア効果により、所望の波長を有する光成分を選択する。 The incident light L IN comprising a plurality of wavelength components is incident, out of the wavelength components of the incident light, filtered light L F of one particular wavelength selected by the diffraction grating device and the ring resonator is outputted. An optical component having a desired wavelength is selected by the vernier effect of the comb-shaped transmission spectrum peak wavelength of the ring resonator filter and the comb-shaped reflection spectrum peak wavelength of the diffraction grating.

上記の波長可変フィルタ22a、22b、22cは、半導体基板上への作製に限定されることなく、例えば、石英基板やシリコン基板上の光導波路を利用して作製されることもでき、これらは利得導波路を有する半導体デバイスとの光結合も可能である。バーニア効果を利用するための反射スペクトルの制御は、温度変化により屈折率を変えることで行える。   The wavelength tunable filters 22a, 22b, and 22c are not limited to the fabrication on the semiconductor substrate, but can be fabricated using, for example, an optical waveguide on a quartz substrate or a silicon substrate. Optical coupling with a semiconductor device having a waveguide is also possible. The reflection spectrum for utilizing the vernier effect can be controlled by changing the refractive index according to the temperature change.

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。   While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in the present embodiment. We therefore claim all modifications and changes that come within the scope and spirit of the following claims.

図1は、本実施の形態に係る回折格子デバイスの構造を模式的に示す図面である。FIG. 1 is a drawing schematically showing the structure of a diffraction grating device according to the present embodiment. 図2(a)は、図1に示めされた回折格子デバイスの導波路の近傍の構造を示す図面である。図2(b)は、第1〜第nの回折格子部分5a〜5nにおけるチャープされた周期を説明するための図面である。FIG. 2A is a drawing showing the structure in the vicinity of the waveguide of the diffraction grating device shown in FIG. FIG. 2B is a diagram for explaining the chirped period in the first to nth diffraction grating portions 5a to 5n. 図3(a)は、回折格子デバイス1によって提供される光学スペクトルを示す図面である。図3(b)は、電極を用いた光学スペクトルの調整の一例を示す図面である。FIG. 3A shows an optical spectrum provided by the diffraction grating device 1. FIG. 3B is a diagram showing an example of optical spectrum adjustment using electrodes. 図4はサンプルド回折格子の反射スペクトルの一例を示す図面である。FIG. 4 shows an example of the reflection spectrum of the sampled diffraction grating. 図5は、本実施の形態に係る半導体レーザの構造を示す図面である。FIG. 5 is a drawing showing the structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. 図6は本実施の形態に係る半導体レーザの別の構造を示す図面である。FIG. 6 is a drawing showing another structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. 図7は、本実施の形態に係る半導体レーザの更に別の構造を示す図面である。FIG. 7 is a drawing showing still another structure of the semiconductor laser according to the present embodiment. 図8(a)及び図8(b)は、本実施の形態に係る波長可変フィルタの構造を示す図面である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the structure of the wavelength tunable filter according to the present embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…回折格子デバイス、3…光導波路コア、3a、3b…光導波路コアの領域、5…回折格子構造、5a、5b、5n…回折格子部分、Ax…所定の軸、Λs…周期、Λsa…回折格子部分の長さ、Λsb…回折格子部分の間隔、7、9…クラッド領域、11…領域、12…支持体、13…電極、κ…結合係数、21、21a、21b…半導体レーザ、22a、22b、22c…波長可変フィルタ、23a、23b、23c、23d、23e…光反射器、24a、24b…別の光反射器、26a、26b…端面、27…光学利得領域、35…利得導波路、37a、37b…電極、39a、39b…光導波路、41…位相調整器、43…光導波路、45…電極、47…光結合器、51a…リング共振器、51b…ファブリペローエタロン、51c…リング共振器、53a…閉じた光導波路、53a…光導波路、53c…光導波路、55a、55c…電極、60…レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diffraction grating device, 3 ... Optical waveguide core, 3a, 3b ... Optical waveguide core area, 5 ... Diffraction grating structure, 5a, 5b, 5n ... Diffraction grating part, Ax ... Predetermined axis, Λs ... Period, Λsa ... Length of diffraction grating part, Λ sb ... spacing of diffraction grating part, 7, 9 ... cladding region, 11 ... region, 12 ... support, 13 ... electrode, κ ... coupling coefficient, 21, 21a, 21b ... semiconductor laser, 22a , 22b, 22c ... wavelength tunable filter, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e ... optical reflector, 24a, 24b ... another optical reflector, 26a, 26b ... end face, 27 ... optical gain region, 35 ... gain waveguide 37a, 37b ... electrodes, 39a, 39b ... optical waveguide, 41 ... phase adjuster, 43 ... optical waveguide, 45 ... electrode, 47 ... optical coupler, 51a ... ring resonator, 51b ... Fabry-Perot etalon, 51c Ring resonators, 53a ... closed waveguide, 53a ... optical waveguide, 53c ... optical waveguide, 55a, 55c ... electrode, 60 ... lens

Claims (14)

所定の軸の方向に交互に配置された複数の第1および第2の領域を含む光導波路コアと、
前記所定の軸の方向に順に配置された第1〜第nの回折格子部分を含む回折格子構造と
を備え、
前記第1〜第nの回折格子部分は前記光導波路コアの前記第1の領域にそれぞれ光学的に結合されており、
前記第1〜第nの回折格子部分は周期的に配置されており、
前記第1〜第nの回折格子部分は、互いに離間して配置されており、
前記回折格子構造の周期は、前記所定の軸の方向に取られた座標軸上の座標に対して単調に変化するチャープ回折格子の周期を提供する関数によって規定され、
前記第1〜第nの回折格子部分の各々における周期は、前記関数によって規定される、ことを特徴とする回折格子デバイス。
An optical waveguide core including a plurality of first and second regions alternately arranged in a direction of a predetermined axis;
A diffraction grating structure including first to n-th diffraction grating portions arranged in order in the direction of the predetermined axis,
The first to nth diffraction grating portions are optically coupled to the first region of the optical waveguide core, respectively.
The first to nth diffraction grating portions are periodically arranged;
The first to n-th diffraction grating portions are spaced apart from each other;
The period of the grating structure is defined by a function that provides a period of the chirped grating that varies monotonically with respect to coordinates on a coordinate axis taken in the direction of the predetermined axis;
A period in each of the first to nth diffraction grating portions is defined by the function.
前記第1〜第nの回折格子部分の長さは、互いに離間する前記第1〜第nの回折格子部分の間隔より短い、ことを特徴とする請求項1に記載された回折格子デバイス。   2. The diffraction grating device according to claim 1, wherein a length of the first to n-th diffraction grating portions is shorter than a distance between the first to n-th diffraction grating portions spaced apart from each other. 前記光導波路コアは、前記第1の領域上に隣接して設けられた第3の領域を含み、
前記回折格子構造の前記第1〜第nの回折格子部分における周期構造は、前記第3の領域の表面に設けられている、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された回折格子デバイス。
The optical waveguide core includes a third region provided adjacent to the first region,
3. The diffraction according to claim 1, wherein the periodic structure in the first to n-th diffraction grating portions of the diffraction grating structure is provided on a surface of the third region. 4. Lattice device.
前記第1〜第nの回折格子部分及び前記光導波路コアの前記第2の領域上に設けられた第1のクラッド領域と、
第2のクラッド領域と
を更に備え、
前記光導波路コアは、前記第1のクラッド領域と前記第2のクラッド領域との間に設けられており、
前記第1のクラッド領域は、互いに離間して配置された前記第1〜第nの回折格子部分の間に設けられている、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載された回折格子デバイス。
A first cladding region provided on the first to nth diffraction grating portions and the second region of the optical waveguide core;
A second cladding region,
The optical waveguide core is provided between the first cladding region and the second cladding region,
4. The first clad region is provided between the first to nth diffraction grating portions arranged to be spaced apart from each other. 5. The diffraction grating device described in 1.
前記光導波路コア、前記第1のクラッド領域及び前記第2のクラッド領域は、それぞれ、第1〜第3のIII−V化合物半導体からなる、ことを特徴とする請求項4に記載された回折格子デバイス。   5. The diffraction grating according to claim 4, wherein the optical waveguide core, the first cladding region, and the second cladding region are each composed of first to third III-V compound semiconductors. 6. device. 前記光導波路コア、前記第1のクラッド領域及び前記第2のクラッド領域は、第1〜第3のシリコン酸化物からなる、ことを特徴とする請求項4に記載された回折格子デバイス。   The diffraction grating device according to claim 4, wherein the optical waveguide core, the first cladding region, and the second cladding region are made of first to third silicon oxides. 前記回折格子構造上に設けられた電極を更に備える、ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載された回折格子デバイス。   The diffraction grating device according to claim 1, further comprising an electrode provided on the diffraction grating structure. レーザ共振器のための第1の光反射器と、
前記レーザ共振器のための第2の光反射器と、
基板上において前記レーザ共振器内に設けられており、キャリアの注入に応答した光学利得を有する光学利得領域と
を備え、
前記レーザ共振器は前記基板上に設けられており、
前記第1の光反射器は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載された回折格子デバイスを含む、ことを特徴とする半導体レーザ。
A first light reflector for the laser resonator;
A second light reflector for the laser resonator;
An optical gain region provided in the laser resonator on the substrate and having an optical gain in response to carrier injection;
The laser resonator is provided on the substrate;
The semiconductor laser according to claim 1, wherein the first light reflector includes the diffraction grating device according to claim 1.
前記第2の光反射器は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載された回折格子デバイスを含む、ことを特徴とする請求項8に記載された半導体レーザ。   9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein the second light reflector includes the diffraction grating device according to any one of claims 1 to 5. 前記レーザ共振器のための第3の光反射器と、
前記第1及び第3の光反射器を前記光学利得領域と光学的に結合する光結合器と
を更に備え、
前記第2の光反射器は当該半導体レーザの端面を含み、
前記第2の光反射器は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載された回折格子デバイスを含む、ことを特徴とする請求項8に記載された半導体レーザ。
A third light reflector for the laser resonator;
An optical coupler that optically couples the first and third optical reflectors with the optical gain region;
The second light reflector includes an end face of the semiconductor laser;
9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein the second light reflector includes the diffraction grating device according to any one of claims 1 to 5.
前記第2の光反射器は当該半導体レーザの端面を含み、
当該半導体レーザは、前記レーザ共振器内に設けられており前記基板上に位置するリング共振器を更に備え、
前記リング共振器及び前記光学利得領域は半導体光源を構成し、
前記半導体光源において、前記リング共振器は前記光学利得領域に直列に光学的に結合されている、ことを特徴とする請求項8に記載された半導体レーザ。
The second light reflector includes an end face of the semiconductor laser;
The semiconductor laser further includes a ring resonator provided in the laser resonator and positioned on the substrate,
The ring resonator and the optical gain region constitute a semiconductor light source,
9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein in the semiconductor light source, the ring resonator is optically coupled in series with the optical gain region.
前記レーザ共振器内に設けられた光導波路の位相調整のための信号を印加するための電極を含む位相調整器を更に備え、
前記光導波路は前記基板上に設けられている、ことを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれか一項に記載された半導体レーザ。
A phase adjuster including an electrode for applying a signal for adjusting the phase of the optical waveguide provided in the laser resonator;
The semiconductor laser according to claim 8, wherein the optical waveguide is provided on the substrate.
波長可変フィルタであって、
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載された回折格子デバイスと、
前記回折格子デバイスの前記回折格子構造上に設けられ波長可変のための信号を受ける電極と
を備える、ことを特徴とする波長可変フィルタ。
A tunable filter,
The diffraction grating device according to any one of claims 1 to 7,
A wavelength tunable filter comprising: an electrode provided on the diffraction grating structure of the diffraction grating device and receiving a signal for variable wavelength.
前記回折格子デバイスに直列して光学的に結合された光学素子を更に備え、
前記光学素子は、前記リング共振器および前記ファブリペローエタロンのいずれか一方である、ことを特徴とする請求項13に記載された波長可変フィルタ。
An optical element optically coupled in series with the diffraction grating device;
The tunable filter according to claim 13, wherein the optical element is one of the ring resonator and the Fabry-Perot etalon.
JP2007252321A 2007-09-27 2007-09-27 Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter Pending JP2009088015A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007252321A JP2009088015A (en) 2007-09-27 2007-09-27 Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007252321A JP2009088015A (en) 2007-09-27 2007-09-27 Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009088015A true JP2009088015A (en) 2009-04-23

Family

ID=40661099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007252321A Pending JP2009088015A (en) 2007-09-27 2007-09-27 Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009088015A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049317A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser device
WO2011093226A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 株式会社日立製作所 Germanium optical element
JP2015002210A (en) * 2013-06-13 2015-01-05 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 Wavelength variable laser device
WO2023035740A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 苏州旭创科技有限公司 Laser, fabrication method therefor, and laser device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049317A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser device
WO2011093226A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 株式会社日立製作所 Germanium optical element
JP2015002210A (en) * 2013-06-13 2015-01-05 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 Wavelength variable laser device
WO2023035740A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 苏州旭创科技有限公司 Laser, fabrication method therefor, and laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009244868A (en) Diffraction grating device, semiconductor laser, and wavelength tunable filter
JP5772989B2 (en) Laser element
JP5764875B2 (en) Semiconductor optical device
JP4942429B2 (en) Semiconductor tunable laser
US9312663B2 (en) Laser device, light modulation device, and optical semiconductor device
JP4954992B2 (en) Semiconductor light reflecting element, semiconductor laser using the semiconductor light reflecting element, and optical transponder using the semiconductor laser
JP5474844B2 (en) Tunable resonant grating filter
JP2009059729A (en) Semiconductor light emitting device
JP2009010197A (en) Semiconductor laser element
JP6186864B2 (en) Semiconductor laser
JP2009088015A (en) Diffraction grating device, semiconductor laser, and variable wavelength filter
JP5001239B2 (en) Semiconductor tunable laser
JP2011086714A (en) Wavelength tunable laser
US9979157B2 (en) External-resonator-type light-emitting device
EP1037343A2 (en) Distributed feedback semiconductor laser
US10923880B2 (en) Semiconductor laser device, diffraction grating structure, and diffraction grating
KR20060094224A (en) Widely tunable coupled-ring reflector laser diode
JP6965816B2 (en) Semiconductor optical device
JP5735364B2 (en) Semiconductor tunable filter and semiconductor tunable laser
JP2008294371A (en) Semiconductor light emitting element
JP5034572B2 (en) Light source device
JP2009252905A (en) Semiconductor light-emitting element and semiconductor light source
JP4203947B2 (en) Wavelength tunable semiconductor pulse light source device
JP2003315581A (en) Optical waveguide, multiwavelength light source and wavelength variable light source
JP2004273644A (en) Semiconductor laser