JP2011142191A - Semiconductor wavelength tunable laser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長多重大容量通信を支えるための重要な光部品である半導体波長可変レーザに関する。 The present invention relates to a semiconductor wavelength tunable laser that is an important optical component for supporting wavelength division multiplexing large capacity communication.
近年、インターネットにおけるトラフィックの増大により、ノード間を結ぶ伝送には波長多重を用いて伝送容量を増加させている。波長可変レーザは、このような波長多重伝送において欠かすことのできない重要な光部品である。 In recent years, due to an increase in traffic on the Internet, transmission capacity is increased by using wavelength multiplexing for transmission between nodes. The wavelength tunable laser is an important optical component indispensable for such wavelength division multiplexing transmission.
このような中で、非特許文献1に示されるように、2重リング共振器を用いたモノリシック集積型波長可変レーザが提案されている。図1に構造図を示す。リング共振器は、一定の周波数間隔(FSR)で透過強度が大きくなる特長を持つ透過型光フィルタであり、このレーザでは、2つの異なるFSRを持つリング共振器を用いることにより2つのFSRの最小公倍数の周波数領域で波長可変動作を得る事を可能にしている(バーニア効果)。通信波長帯、例えばC帯(1530〜1570nm)をカバーするような大きな波長可変範囲を得るためには、FSRを大きく、すなわち共振器長を小さくする必要があり、急峻な曲げ半径が実現可能であるハイメサ光導波路を用いている。図2に、ハイメサ光導波路の断面構造図を示す。コア層および下部クラッド層まで垂直に半導体をエッチングした構造である。また、リング共振器の光カプラ部分には、光結合効率が50%のマルチモード干渉(MMI)光カプラを用いている。レーザの発振波長を変化させるためには、2つのリング共振器にそれぞれ独立に電流注入することにより光導波路の屈折率を変化させて共振ピーク波長を調整する。電流注入は、ナノ秒程度で高速に屈折率変調が可能である。さらに位相調整用の光導波路(位相調整領域)をレーザ内に設けることにより縦モード間隔を微調整し、正確に所望の発振波長に調整可能としている。この位相調整も電流注入によって行っている。
Under such circumstances, as shown in Non-Patent
しかしながら、上述した図1に示される構造には以下のような問題点があった。第1の問題点は、高出力化が困難なことである。図1の構成では、利得領域からの光のうち2つのリング共振器の共振ピーク波長に一致した光が有効にフィルタ領域を通過し、端面により反射され、再びフィルタ領域を通過し利得領域に結合する。リング共振器は共振ピーク波長の光でさえ数dB程度の損失が存在し、リング共振器を通過する毎に損失が増大する。さらに端面からの反射率は、劈開端面のままでは約30%しかなく約5.2dBのミラー損失があった。端面に高反射膜を形成することによりミラー損失を低減することも可能であるが、高反射膜を形成した端面からの反射率も実際には100%ではなく、数%から十数%の損失があった。したがって、2回のリング共振器の通過および端面におけるミラー損失により、利得領域へのフィードバック光は実際には10dB前後の損失を受けてしまい、レーザ光出力の低下を招いていた。第2の問題点は、さらなる波長可変域の拡大が困難なことである。波長分割多重伝送方式を用いた現在の光通信システムにおいて、通信容量の大容量化とともに波長帯は前述のC帯のみではなく、L帯(1570−1610nm)やS帯(1460−1530nm)などの波長帯域も使用されている。したがって、1台の波長可変レーザで複数の波長帯をカバーできるより広い波長可変帯域を有することが求められている。しかしながら、非特許文献1の構成では、リング共振器のフィネスで決定される波長選択性能とのトレードオフから、最大でも波長可変域が50nmと限界があった。
However, the structure shown in FIG. 1 has the following problems. The first problem is that it is difficult to increase the output. In the configuration of FIG. 1, light matching the resonance peak wavelength of two ring resonators from light from the gain region effectively passes through the filter region, is reflected by the end face, passes through the filter region again, and is coupled to the gain region. To do. The ring resonator has a loss of several dB even for light having a resonance peak wavelength, and the loss increases every time it passes through the ring resonator. Further, the reflectivity from the end face was only about 30% with the cleaved end face, and there was a mirror loss of about 5.2 dB. Although it is possible to reduce the mirror loss by forming a highly reflective film on the end face, the reflectivity from the end face on which the highly reflective film is formed is not actually 100%, but a loss of several to tens of percent. was there. Therefore, the feedback light to the gain region actually receives a loss of about 10 dB due to the passage of the ring resonator twice and the mirror loss at the end face, leading to a decrease in laser light output. The second problem is that it is difficult to further expand the wavelength variable range. In the current optical communication system using the wavelength division multiplex transmission system, the wavelength band is not limited to the C band as described above, and the L band (1570-1610 nm), the S band (1460-1530 nm), etc. as the communication capacity increases. Wavelength bands are also used. Therefore, it is required to have a wider wavelength tunable band that can cover a plurality of wavelength bands with one wavelength tunable laser. However, in the configuration of Non-Patent
リング共振器への通過回数の低減し、かつ端面反射を用いない構成として、図3に示すものが挙げられる。2つのリング共振器と非対称マッハツェンダ干渉計をループ状に接続したサニャック(Sagnac)干渉計をフィルタ領域に配置した、1チップ集積型半導体波長可変レーザである(非特許文献2参照)。この構成において、利得領域からの光は、1×2光カプラにより等分岐され、それぞれ右回りと左回りにループ内を周回し、再び1×2光カプラに入射する。右回り光と左回り光は同位相で1×2光カプラに再入射するため、ほぼ100%の光結合効率で利得領域にフィードバックされる。このとき、2つのリング共振器のFSRを異ならせ、バーニア効果により波長可変域を拡大する手法は図1の構成と同様であるが、各リング共振器への通過回数はループ構成により1回となる。通過回数の削減によりリング共振器に起因する損失は低減できるものの波長選択性能は劣化するので、その劣化を補うために非対称マッハツェンダ干渉計を第3のフィルタとしてサニャック干渉計のループに挿入する。こうした構成により、波長可変域拡大と波長選択性能の両立を試みている。 As a configuration in which the number of times of passage to the ring resonator is reduced and end face reflection is not used, the configuration shown in FIG. This is a one-chip integrated semiconductor wavelength tunable laser in which a Sagnac interferometer in which two ring resonators and an asymmetric Mach-Zehnder interferometer are connected in a loop shape is arranged in a filter region (see Non-Patent Document 2). In this configuration, the light from the gain region is equally branched by the 1 × 2 optical coupler, circulates in the loop clockwise and counterclockwise, and enters the 1 × 2 optical coupler again. Since the right-handed light and the left-handed light re-enter the 1 × 2 optical coupler with the same phase, they are fed back to the gain region with an optical coupling efficiency of almost 100%. At this time, the method of expanding the wavelength tunable range by the vernier effect by making the FSRs of the two ring resonators different is the same as the configuration of FIG. 1, but the number of passes through each ring resonator is one time by the loop configuration. Become. Although the loss due to the ring resonator can be reduced by reducing the number of passes, the wavelength selection performance deteriorates. Therefore, in order to compensate for the deterioration, an asymmetric Mach-Zehnder interferometer is inserted as a third filter into the loop of the Sagnac interferometer. With such a configuration, an attempt is made to achieve both expansion of the wavelength variable range and wavelength selection performance.
しかしながら、第3のフィルタを波長制御のために追加することには生産上、重大な問題がある。それは、波長可変レーザの波長制御機構が複雑化し、例えば波長可変特性を取得するのに多大な測定時間を必要とすることである。リング共振器あるいはマッハツェンダ干渉計において、FSRおよび透過ピーク波長の設計値と実測値は必ずしも一致することはなく、実際の値には製造誤差で決まるばらつきが存在する。したがって、波長可変レーザの製造後には、レーザの発振波長とフィルタ領域に注入する電流(熱で制御する場合は印加電力、電圧で制御する場合は印加電圧)の関係を実際に調べなければ、レーザの発振波長を正確に制御することができない。例えば、リング共振器の共振ピークを隣の共振ピークまで移動させるのに10mAの注入電流が必要であったとする。図1の構成によりバーニア効果で波長可変域を拡大させた場合、2つのリング共振器にそれぞれ最大10mAの電流を注入することで波長可変域内のすべての波長を選択できることになる。0.1mAのステップで上述の発振波長と電流の関係を取得する場合、100×100=10000点の数値データが必要になる。測定時間が1点あたり1秒かかる測定系(例えば電流源と波長計で構成)を用いた場合、1台の波長可変レーザの特性取得にかかる時間は約2.8時間になる。さらに波長制御フィルタが追加された図3の構成で同様な電流ステップ数の測定を行うと約280時間(100×100×100=1000000点)が必要になることになる。上記の例は必要とする発振波長の精度やフィルタ形状、測定速度等に依存するが、急峻なフィルタ特性をもつリング共振器を含む場合、十分な測定ステップ数が必要になる。したがって、新たに波長制御フィルタを追加した図3の構成は波長制御機構が複雑化し、著しい量産性の低下を招いていた。 However, adding the third filter for wavelength control has a serious problem in production. That is, the wavelength control mechanism of the wavelength tunable laser is complicated, and for example, a great amount of measurement time is required to obtain the wavelength tunable characteristics. In a ring resonator or a Mach-Zehnder interferometer, design values and actual measurement values of FSR and transmission peak wavelength do not always match, and actual values have variations determined by manufacturing errors. Therefore, after manufacturing the tunable laser, unless the relationship between the laser oscillation wavelength and the current injected into the filter region (applied power when controlled by heat, applied voltage when controlled by voltage) is not actually investigated, the laser The oscillation wavelength cannot be controlled accurately. For example, it is assumed that an injection current of 10 mA is required to move the resonance peak of the ring resonator to the next resonance peak. When the wavelength tunable range is expanded by the vernier effect with the configuration of FIG. 1, all wavelengths within the wavelength tunable range can be selected by injecting currents of 10 mA at the maximum into the two ring resonators. When acquiring the above-described relationship between the oscillation wavelength and the current in steps of 0.1 mA, numerical data of 100 × 100 = 10000 points is required. When using a measurement system (for example, composed of a current source and a wavelength meter) that takes 1 second per point, the time required for acquiring the characteristics of one tunable laser is about 2.8 hours. Further, if the same number of current steps is measured in the configuration of FIG. 3 to which a wavelength control filter is added, about 280 hours (100 × 100 × 100 = 1000000 points) are required. The above example depends on the required oscillation wavelength accuracy, filter shape, measurement speed, and the like, but when a ring resonator having steep filter characteristics is included, a sufficient number of measurement steps is required. Therefore, the configuration of FIG. 3 in which a wavelength control filter is newly added complicates the wavelength control mechanism, which causes a significant reduction in mass productivity.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低損失であり、かつ広い波長可変域を有する生産が容易な半導体波長可変レーザを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor wavelength tunable laser that has a low loss and has a wide wavelength tunable range and is easy to produce.
このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、利得領域からの光に対する波長選択機能を有するフィルタ領域を備える波長可変レーザにおいて、前記フィルタ領域は、クロスポートに対する結合効率が50%未満の光結合器を有し、互いに異なる周波数間隔(FSR)を有する第1及び第2のリング共振器と、前記利得領域からの光を、前記第1及び第2のリング共振器に向けて等分岐する第1の光結合器とを備え、ループミラーとして機能するサニャック干渉計であることを特徴とする。 In order to achieve such an object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable laser including a filter region having a wavelength selection function for light from a gain region, wherein the filter region has a coupling efficiency with respect to a cross port. First and second ring resonators having optical couplers of less than 50% and having different frequency intervals (FSRs), and light from the gain region to the first and second ring resonators A Sagnac interferometer that functions as a loop mirror.
また、本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器が、光導波路により直接接続され、直列に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first ring resonator and the second ring resonator are directly connected by an optical waveguide and arranged in series. And
また、本発明の第3の態様は、第1の態様において、前記第1のリング共振器が、前記第1の光結合器により等分岐された一方の光をさらに等分岐する第2の光結合器の出力ポートに接続されて第1のサニャック干渉計を構成し、前記第2のリング共振器が、前記第1の光結合器により等分岐された他方の光をさらに等分岐する第3の光結合器の出力ポートに接続されて第2のサニャック干渉計を構成し、前記第1及び第2のサニャック干渉計は並列に配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the first ring resonator is a second light that further equally divides one light that is equally branched by the first optical coupler. A third Sagnac interferometer is connected to the output port of the coupler, and the second ring resonator further splits the other light equally split by the first optical coupler. The second Sagnac interferometer is configured to be connected to the output port of the optical coupler, and the first and second Sagnac interferometers are arranged in parallel.
また、本発明の第4の態様は、第1〜第3のいずれかの態様において、前記第1及び第2のリング共振器が、クロスポートに対する結合効率が50%以上の光結合器を備え、共振ピーク波長以外の光を破棄する放射導波路をリング共振器の周回内部にすることで実効的に結合効率を50%未満としたリング共振器であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the first and second ring resonators include an optical coupler having a coupling efficiency with respect to a cross port of 50% or more. The ring resonator is characterized in that the coupling efficiency is effectively less than 50% by making the radiation waveguide that discards light other than the resonance peak wavelength inside the circumference of the ring resonator.
また、本発明の第5の態様は、第1〜第4のいずれかの態様において、前記光結合器が、それぞれマルチモード干渉カプラであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, each of the optical couplers is a multimode interference coupler.
また、本発明の第6の態様は、第5の態様において、前記マルチモード干渉カプラは結合効率が15%であり、85%の結合効率を有するマルチモード干渉カプラの3倍の長さを有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the multimode interference coupler has a coupling efficiency of 15% and is three times as long as a multimode interference coupler having a coupling efficiency of 85%. It is characterized by that.
また、本発明の第7の態様は、第5の態様において、前記マルチモード干渉カプラは結合効率が28%であり、72%の結合効率を有するマルチモード干渉カプラの3倍の長さを有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, the multimode interference coupler has a coupling efficiency of 28% and is three times as long as a multimode interference coupler having a coupling efficiency of 72%. It is characterized by that.
また、本発明の第8の態様は、第1〜第4のいずれかの態様において、前記光結合器が、それぞれ方向性結合器であることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in any of the first to fourth aspects, each of the optical couplers is a directional coupler.
また、本発明の第9の態様は、第8の態様において、前記方向性結合器はリッジ型光導波路で構成されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the directional coupler is formed of a ridge type optical waveguide.
また、本発明の第10の態様は、第1〜第9のいずれかの態様において、前記利得領域と前記フィルタ領域との間に、導波する光の位相を調整するための位相調整領域を備え、前記位相調整領域により発振波長を微調整可能とすることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, a phase adjustment region for adjusting a phase of guided light is provided between the gain region and the filter region. And the oscillation wavelength can be finely adjusted by the phase adjustment region.
本発明によれば、リング共振器のフィネスが向上するとともに、反射膜を形成することなしに利得領域への高い反射率が得られる。すなわち、波長制御が簡単で、広い波長可変帯域かつ低損失な特性を有する波長選択フィルタが容易に作製可能となる。よって、これまで実現できなかった高性能かつ低コストの半導体波長可変レーザを提供することができる。 According to the present invention, the finesse of the ring resonator is improved, and a high reflectance to the gain region can be obtained without forming a reflective film. That is, it is possible to easily produce a wavelength selective filter that has simple wavelength control, a wide wavelength variable band, and low loss characteristics. Therefore, it is possible to provide a high-performance and low-cost semiconductor wavelength tunable laser that has not been realized so far.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図4に、実施形態1の半導体可変レーザを示す。図示のように、波長可変レーザは、利得領域と、利得領域からの光に対する波長選択機能を有するフィルタ領域と、利得領域とフィルタ領域との間の位相調整領域と、出力端面とを備える。フィルタ領域は、ループミラーとして機能するサニャック干渉計であり、2入力2出力型(2×2)光カプラ及び光導波路で構成されるリング共振器1及び2がループ内に配置された構成をとる。リング共振器1及び2は、光導波路により直接接続され、直列に配置されている。2×2光カプラは、1入力2出力型(1×2)光カプラでもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 4 shows the semiconductor variable laser according to the first embodiment. As illustrated, the wavelength tunable laser includes a gain region, a filter region having a wavelength selection function for light from the gain region, a phase adjustment region between the gain region and the filter region, and an output end face. The filter region is a Sagnac interferometer that functions as a loop mirror, and has a configuration in which
利得領域からの光は2×2光カプラ(「第1の光結合器」に対応)により等分岐され、それぞれ右回りと左回りにループ内を周回し、再び2×2光カプラに入射する。右回り光と左回り光は同位相で2×2光カプラに再入射するため、100%の光結合効率で利得領域にフィードバックされる。 The light from the gain region is equally split by a 2 × 2 optical coupler (corresponding to the “first optical coupler”), circulates in the loop clockwise and counterclockwise, and enters the 2 × 2 optical coupler again. . Since the right-handed light and the left-handed light re-enter the 2 × 2 optical coupler with the same phase, they are fed back to the gain region with an optical coupling efficiency of 100%.
ループ内のリング共振器1及び2は、直列に配置され、かつ互いに異なるFSRを有することにより波長可変域を拡大させている。ここで、リング共振器のFSRは、
The
と表せる。ここで、cは光速、neffは光導波路の実行屈折率、Lはリング共振器の共振器長である。リング共振器1及びリング共振器2のFSRをそれぞれFSR1及びFSR2とすると、波長可変域Δλは、非特許文献1に示されているように、
It can be expressed. Here, c is the speed of light, n eff is the effective refractive index of the optical waveguide, and L is the resonator length of the ring resonator. Assuming that the FSRs of the
と表せる。ここで増倍係数Mは、 It can be expressed. Here, the multiplication factor M is
と表せる。式(1)ないし(3)より、大きな波長可変範囲を得るためには、増倍係数Mを大きくするか、あるいはFSRを大きくする必要がある。本実施形態の実施例では、FSR1を400GHz、FSR2を417GHz、Mを約25とし、波長可変域Δλは10000GHz(80nm)となった。これは、非特許文献1記載の従来技術と比較して1.5倍以上、非特許文献2と比較して2倍以上の波長可変性能である。
It can be expressed. From Equations (1) to (3), in order to obtain a large wavelength variable range, it is necessary to increase the multiplication factor M or increase the FSR. In the example of this embodiment, FSR1 is 400 GHz, FSR2 is 417 GHz, M is about 25, and the wavelength variable range Δλ is 10,000 GHz (80 nm). This is a wavelength tunable performance that is 1.5 times or more compared to the prior art described in
図5に、本実施形態に用いるリング共振器のそれぞれの透過スペクトル、及びフィルタ領域からの反射スペクトルを示す。Mを増大させるためには、上述の式(3)から分かるように、2つのFSRの差を減少させる必要がある。その場合、2つのリング共振器の透過スペクトルの重なりが大きくなる。すなわち、フィルタ領域からの反射スペクトルにおいて、メインピークと隣接ピークの反射率差ΔRが減少する。ΔRはフィルタ領域の波長選択性能、つまり波長可変レーザのサイドモード抑圧比を決定する重要なパラメータである。リング共振器の共振が鋭ければ鋭いほど透過スペクトルの重なりが小さくなり、ΔRは向上する。本実施形態の実施例では、ΔRが1.5dBであり、サイドモード抑圧比40dB以上を得ている。 FIG. 5 shows a transmission spectrum of the ring resonator used in the present embodiment and a reflection spectrum from the filter region. In order to increase M, it is necessary to reduce the difference between the two FSRs, as can be seen from the above equation (3). In that case, the overlap of the transmission spectra of the two ring resonators becomes large. That is, in the reflection spectrum from the filter region, the reflectance difference ΔR between the main peak and the adjacent peak decreases. ΔR is an important parameter for determining the wavelength selection performance of the filter region, that is, the side mode suppression ratio of the wavelength tunable laser. The sharper the resonance of the ring resonator, the smaller the overlap of the transmission spectrum and the better ΔR. In the example of this embodiment, ΔR is 1.5 dB, and a side mode suppression ratio of 40 dB or more is obtained.
図6〜8を参照して、本実施形態の半導体波長可変レーザが備えるフィルタ領域の詳細を説明する。本実施形態では、2×2光カプラとリング共振器1及び2の接続、並びにリング共振器1及び2の間の接続に、急峻な曲げ半径が可能なハイメサ光導波路を用いる。これにより、曲げ半径を10μm程度まで縮小しても曲げによる損失を無視できる。また、低損失かつ容易に作製可能なマルチモード干渉(MMI)光カプラを、リング共振器1及び2の光結合部分と2×2光カプラに用いる。共振器長Lを小さくするには光結合部分の長さ(光結合長)も縮小しなければならないが、ハイメサ光導波路で構成される公知の方向性結合器では、作製上の問題がある。ハイメサ光導波路は、空気との比屈折率差が大きいため光の横方向へのしみ出しが小さい。したがって、光結合部分にハイメサ光導波路で構成された方向性結合器を用いた場合、光結合長を短くするためには2本のハイメサ光導波路の間隔を0.1ミクロン以下にする必要があるが、0.1ミクロン程度の幅をもつ深い溝(一般に3〜4ミクロン)をエッチング等で形成することは加工上、非常に困難である。
With reference to FIGS. 6-8, the detail of the filter area | region with which the semiconductor wavelength tunable laser of this embodiment is provided is demonstrated. In this embodiment, a high-mesa optical waveguide capable of a steep bend radius is used for the connection between the 2 × 2 optical coupler and the
MMI光カプラは、前記利点をもつ一方、固定の光結合効率しか得られないという欠点をもつ。特にリング共振器に用いる2×2MMI光カプラの場合、入力ポートに入射された光のクロスポートへの光結合効率が、50%、72%、85%の3つのタイプのみ考えられている。3つのタイプのMMI光カプラの長さLMMIは、それぞれ次式で表される。 While the MMI optical coupler has the above advantages, it has a drawback that only fixed optical coupling efficiency can be obtained. In particular, in the case of a 2 × 2 MMI optical coupler used for a ring resonator, only three types of optical coupling efficiencies of light incident on an input port to a cross port are considered to be 50%, 72%, and 85%. The lengths L MMI of the three types of MMI optical couplers are respectively expressed by the following equations.
ここで、neqは等価屈折率、Wwgは入出力導波路の幅、Wgapは入出力導波路間隔、λは使用波長である。リング共振器は、その光結合部分においてクロスポートへの光結合効率が小さくなればなるほどフィネスが向上する特徴がある。すなわち、光がリング共振器をより周回し共振が鋭くなり波長選択性能が向上する。従来技術では、非特許文献1又は2で示されるように、3つのタイプのうち最も低い結合効率である50%のMMIカプラ(3dB−MMIカプラ)を用いるほかなかった。しかしながら、本実施形態では、利得領域からの光は、ループ構成によりフィルタ領域を1回のみ通過し、非特許文献1と比べ通過回数は半分となり、結合効率が50%のMMIカプラではフィルタ領域の波長選択性能が低下せざるを得ない。したがって、本実施形態では、MMIカプラの構造を適切に設計することで50%未満の低い結合効率を実現し、フィルタ領域の波長選択性能の向上を行っている。
Here, n eq is the equivalent refractive index, W wg is the width of the input / output waveguide, W gap is the interval between the input / output waveguides, and λ is the wavelength used. The ring resonator is characterized in that the finesse is improved as the optical coupling efficiency to the cross port is reduced in the optical coupling portion. That is, the light goes around the ring resonator more and the resonance becomes sharper, and the wavelength selection performance is improved. In the prior art, as shown in
図6に、本実施形態に係るMMIカプラの構造図を示す。本実施形態の実施例では、Wwgを1.2μm、Wgapを0.5μm、WMMIを3.4μm、3LMMI-85%の値を72μmとして、図のように入出力導波路を光結合部分の両端に配置した。MMIカプラは、入射導波路とWMMIとの相対位置関係により、入射光フィールドの結像の位置と強度が決定される特徴をもつ。85%の結合効率をもつ2×2MMIカプラにおいて、入力ポートに入力された光は、前記結合効率で2分岐されて出力ポート(クロスポート及びバーポート)に結像される。MMIカプラの長さを2倍の2LMMI-85%にまで増やした場合、入力光フィールドは等しく分岐され、結合効率50%のカプラとして動作する。さらにMMIカプラの長さを3倍の3LMMI-85%にまで増やすと、今度は、結合効率が15%で2分岐されて出力ポートに結像する。すなわち長さ2LMMI-85%を足すことにより、入力した導波路とは対称位置からの入力と等価になり、分岐比が反転する。これにより、結合効率が15%という低結合効率をもつ2×2MMIカプラが実現できた。図7に、ビーム伝搬法で求めたシミュレーション結果を示す。 FIG. 6 shows a structural diagram of the MMI coupler according to the present embodiment. In the example of this embodiment, W wg is 1.2 μm, W gap is 0.5 μm, W MMI is 3.4 μm, and 3L MMI-85% is 72 μm. It arrange | positioned at the both ends of the coupling | bond part. The MMI coupler is characterized in that the position and intensity of image formation in the incident light field are determined by the relative positional relationship between the incident waveguide and the W MMI . In a 2 × 2 MMI coupler having a coupling efficiency of 85%, light input to the input port is branched into two by the coupling efficiency and imaged on the output ports (cross port and bar port). When the length of the MMI coupler is doubled to 2L MMI-85% , the input optical field is equally split and operates as a coupler with a coupling efficiency of 50%. When the length of the MMI coupler is further increased to 3L MMI-85% , which is three times, this time, the coupling efficiency is 15%, and the image is split into two images at the output port. That is, by adding the length 2L MMI-85% , the input waveguide is equivalent to the input from the symmetrical position, and the branching ratio is inverted. As a result, a 2 × 2 MMI coupler having a low coupling efficiency of 15% was realized. FIG. 7 shows a simulation result obtained by the beam propagation method.
本実施形態では結合効率85%のMMIカプラを用いたが、結合効率72%のMMIカプラの長さを3倍にしても同様に分岐比が反転する。また、本実施形態に係るMMIカプラのもう1つの例を図8に示す。この構造を用いることにより結合効率が28%の2×2MMIカプラが実現できる。 In this embodiment, an MMI coupler with a coupling efficiency of 85% is used. However, even if the length of the MMI coupler with a coupling efficiency of 72% is tripled, the branching ratio is similarly reversed. FIG. 8 shows another example of the MMI coupler according to this embodiment. By using this structure, a 2 × 2 MMI coupler with a coupling efficiency of 28% can be realized.
このように、MMIカプラの構造を適切に設計することで50%未満の低い結合効率を実現し、フィルタ領域の波長選択性能の向上を図ることができるが、2×2MMIカプラの長さが3倍になるのでリング共振器の構造パラメータに制約が生じる。共振器長Lをもつリング共振器は、2つの2×2MMIカプラと曲がり導波路で構成される(図4参照)。曲がり導波路の曲率が一定の場合、曲がり半径Rは以下の式で表せる。 Thus, by appropriately designing the structure of the MMI coupler, a low coupling efficiency of less than 50% can be realized and the wavelength selection performance of the filter region can be improved. However, the length of the 2 × 2 MMI coupler is 3 As a result, the structural parameters of the ring resonator are limited. A ring resonator having a resonator length L is composed of two 2 × 2 MMI couplers and a bent waveguide (see FIG. 4). When the curvature of the bending waveguide is constant, the bending radius R can be expressed by the following equation.
曲がり導波路にハイメサ光導波路を用いた場合、前述したようRを10μm程度まで損失が小さいまま縮小できる。さらに、式(4)ないし(6)より、MMI光カプラの構造パラメータのWwgとWgapを縮小すればMMI光カプラの長さを縮小できることがわかる。以上を勘案すると、本実施形態ではWwg、Wgap、及びFSRは下記の条件を満たせば良いことがわかる。
(1)入出力導波路幅Wwgは光がシングルモードで伝搬する条件であり、式(7)でRが10μm以上となる条件。範囲として0.5〜3μm程度。上述の実施例では1.2μm。
(2)入出力導波路間隔Wgapは、式(7)でRが10μm以上となる条件。最小値は狭ギャップの作製精度に決まり、最大値は2μm程度。上述の実施例では0.5μm。
(3)周波数間隔FSRは、式(7)でRが10μm以上となる条件。条件(1)及び(2)から範囲は50〜600GHz程度。上述の実施例ではFSR1を400GHz、FSR2を417GHz。
When a high mesa optical waveguide is used for the bent waveguide, as described above, R can be reduced to about 10 μm with a small loss. Further, from the equations (4) to (6), it can be seen that the length of the MMI optical coupler can be reduced by reducing the structural parameters W wg and W gap of the MMI optical coupler. Considering the above, it is understood that W wg , W gap , and FSR should satisfy the following conditions in this embodiment.
(1) The input / output waveguide width W wg is a condition in which light propagates in a single mode, and the condition in which R is 10 μm or more in Expression (7). The range is about 0.5 to 3 μm. In the above embodiment, 1.2 μm.
(2) The input / output waveguide interval Wgap is a condition that R is 10 μm or more in the equation (7). The minimum value is determined by the precision of the narrow gap, and the maximum value is about 2 μm. In the above embodiment, 0.5 μm.
(3) The frequency interval FSR is a condition in which R is 10 μm or more in the equation (7). The range from conditions (1) and (2) is about 50 to 600 GHz. In the above-described embodiment, FSR1 is 400 GHz and FSR2 is 417 GHz.
図9には、従来技術である非特許文献1の構成と本実施形態の構成を比較するため、フィルタ領域の波長選択性能を決めるΔRと増倍係数Mの関係を計算で求めた結果を示す。計算では光導波路の損失を5dB/cm、光カプラの損失を0.5dB、FSR1を400GHzとして計算した。Mを増大すると2つのリング共振器の透過スペクトルの重なりが大きくなるためΔRが減少する。しかし、本実施形態の実施例では15%という低い結合効率をもつ2×2MMIカプラを用いているため、ループ構成にしているにもかかわらずMを25まで増大することができた。これは従来技術と比較して約2倍の波長可変帯域の向上に相当する。図10は、同様にフィルタ領域で発生する損失と増倍係数Mの関係を示している。結合効率が28%の2×2MMIカプラを用いることによって波長可変性能を微増しつつ約6.6dBもの損失を減少させることが可能であることがわかる。これにより高反射膜を形成することなしに波長可変レーザの発振閾値が大幅に減少し、レーザ光出力が+13dBm以上の高出力化が可能となった。
FIG. 9 shows the result of calculating the relationship between ΔR that determines the wavelength selection performance of the filter region and the multiplication factor M in order to compare the configuration of
最後に、本実施形態に係る半導体波長可変レーザの作製方法について述べる。素子のレーザ活性層は、n−InP基板上にn−InP層、InGaAsP/InP多重量子井戸構造(MQW)の活性層(フォトルミネッセンスピーク波長1.53μm)と活性層の上下をSCH(Separate−confinement heterostructure)層で閉じこめる構造とした。次にSiO2膜をスパッタリングにより成膜し、利得領域となる部分を除きエッチングにより除去、さらにパターン化されたSiO2膜をマスクとして活性層を除去する。次に、選択成長により1.4Q組成、0.3μm膜厚のInGaAsP光導波路層をバットジョイント成長し、その後、SiO2層を除去して基板全体にp−InP層、p+−InGaAs層を成長した。次に、コア層の直上までエッチングされたリッジ型光導波路をフォトリソグラフィとウェットエッチングにより作製し、利得領域および位相調整領域を形成した。リング共振器部分を含むフィルタ領域は、フォトリソグラフィとドライエッチングにより、ハイメサ光導波路構造で一括作製し形成した。最後に、電流注入用電極を利得領域と位相調整領域のリッジ型光導波路のp+−InGaAs層上、さらにリング共振器の入出力導波路を構成するハイメサ光導波路のp+−InGaAs層上、および基板裏面に形成し完成となる。 Finally, a manufacturing method of the semiconductor wavelength tunable laser according to this embodiment will be described. The laser active layer of the device includes an n-InP layer on an n-InP substrate, an active layer of InGaAsP / InP multiple quantum well structure (MQW) (photoluminescence peak wavelength 1.53 μm), and SCH (Separate- It was set as the structure confined by the (confinement heterostructure) layer. Next, a SiO 2 film is formed by sputtering, removed by etching except for a portion to be a gain region, and further the active layer is removed using the patterned SiO 2 film as a mask. Next, an InGaAsP optical waveguide layer having a 1.4Q composition and a thickness of 0.3 μm is grown by selective growth, and then the SiO 2 layer is removed to form a p-InP layer and a p + -InGaAs layer on the entire substrate. grown. Next, a ridge type optical waveguide etched up to just above the core layer was produced by photolithography and wet etching to form a gain region and a phase adjustment region. The filter region including the ring resonator portion was formed by batch production with a high mesa optical waveguide structure by photolithography and dry etching. Finally, the current injection electrode and a ridge type optical waveguide in the gain region and the phase control region p + -InGaAs layer, further high mesa optical waveguide p + -InGaAs layer constituting the input and output waveguides of the ring resonators, And it is completed on the back surface of the substrate.
(実施形態2)
実施形態2に係る半導体波長可変レーザを図11に示す。本実施形態では、フィルタ領域が、ループミラーとして機能するサニャック干渉計であり、2×2光カプラ及び光導波路で構成されるリング共振器1及び2がループ内に配置された構成をとる点で実施形態1と同様であるが、リング共振器1及び2はそれぞれ別個のサニャック干渉計を構成する点で異なる。2×2光カプラの出力ポートにサニャック干渉計がそれぞれ並列に接続されている。これにより、レーザ内を伝搬する光の位相を有効利用し、レーザ光出力の増大や波長可変域、あるいはサイドモード抑圧比のさらなる改善が可能となる。
(Embodiment 2)
A semiconductor tunable laser according to the second embodiment is shown in FIG. In the present embodiment, the filter region is a Sagnac interferometer that functions as a loop mirror, and the
利得領域からの光は、まず2×2光カプラ(「第1の光結合器」に対応)により等分岐される。等分岐された光は、さらに1×2光カプラ(「第2の光結合器」及び「第3の光結合器」に対応)によってそれぞれ等分岐され、右回りと左回りにループ内を周回する。右回り光と左回り光は、1×2光カプラの出力ポートに接続されたリング共振器を通過した後、それぞれ同位相で1×2光カプラに再入射するため、100%の光結合効率でフィードバックされるのは実施形態1と等しい。また、ループ内に配置されたリング共振器は、互いに異なるFSRをもち波長可変域を拡大させている。 The light from the gain region is first equally split by a 2 × 2 optical coupler (corresponding to a “first optical coupler”). The equally split light is further split equally by a 1 × 2 optical coupler (corresponding to “second optical coupler” and “third optical coupler”), and circulates in the loop clockwise and counterclockwise. To do. Right-handed light and left-handed light pass through the ring resonator connected to the output port of the 1 × 2 optical coupler and then re-enter the 1 × 2 optical coupler in the same phase, so that the optical coupling efficiency is 100%. Is fed back in the same way as in the first embodiment. In addition, the ring resonators arranged in the loop have different FSRs and expand the wavelength variable range.
フィードバックされた光は、ともに2×2光カプラに再入射する。経路2(リング共振器2を通過する経路)には、経路1(リング共振器1を通過する経路)と経路2との間の位相差が共振ピーク波長において常に0となるように、長さLPhaseの位相調整部が付与されている。長さLPhaseは、二つの経路長の差で決まり、
Both the fed back lights reenter the 2 × 2 optical coupler. The length of path 2 (path passing through ring resonator 2) is such that the phase difference between path 1 (path passing through ring resonator 1) and
と表せる。L1、L2は、それぞれ経路1、2の経路長である。経路1と経路2の経路長を等しくすることによって、2つのリング共振器の無限にある共振ピークのうち、ピークが一致した波長の光は、2×2光カプラに常に同位相で再入射し、利得領域に100%フィードバックする。さらに重要なことに、それ以外の波長の光には位相と振幅に差が生じ、2×2光カプラによって分岐出力される。すなわち、位相と振幅の差に応じて2×2光カプラの放射導波路側にも光が出力され、共振ピーク波長以外の光は利得領域への結合効率が低下することになる。この効果により、メインピークと隣接ピークの反射率差ΔRが実施形態1と比較して向上し、波長可変域やサイドモード抑圧比が改善する。このとき、経路間の位相関係は、リング共振器に電流注入し、ピーク波長を変化させても保たれる。さらに、リング共振器を直列接続構成から並列接続構成にすることは、フィルタ透過率が積から和になることに他ならない。例えば、1つのリング共振器のピーク透過率が0.5であった場合、フィルタ領域からの反射率はその積である0.25から、分岐した和の0.5になる。つまり、フィルタ領域からの反射率が向上し、レーザ光出力が増大する。
It can be expressed. L1 and L2 are the path lengths of the
図12には、実施形態1と実施形態2の構成を比較するため、フィルタ領域のロスとカプラの結合効率の関係を計算で求めた結果を示す。計算では光導波路の損失を5dB/cm、光カプラの損失を0.5dB、FSR1を400GHz、Mを20として計算した。光カプラの結合効率を低減するとフィルタ領域の損失は実施形態1、実施形態2ともに増大する。しかしながら、実施形態2の方が損失増大は緩やかであり、結合効率が28%の2×2MMIカプラを用いた場合、実施形態1と比較して波長可変性能を増大しつつ約3dBもの損失を減少させることが可能であった。これにより高反射膜を形成することなしに波長可変レーザの発振閾値が大幅に減少し、レーザ光出力のさらなる高出力化が可能となった。本実施形態のリング共振器における光カプラや光導波路の構造、作製方法は、実施形態1と全く等しい。また、作製誤差によって生じる経路間の位相差を補償するために経路1又は経路2の導波路上に位相調整用の電流注入用電極を形成してもよい。さらに、利得領域からの光を等分岐する2×2光カプラを1×2光カプラにしてもよい。
FIG. 12 shows the result of calculating the relationship between the loss of the filter region and the coupling efficiency of the coupler in order to compare the configurations of the first and second embodiments. In the calculation, the loss of the optical waveguide is 5 dB / cm, the loss of the optical coupler is 0.5 dB, FSR1 is 400 GHz, and M is 20. When the coupling efficiency of the optical coupler is reduced, the loss in the filter region increases in both the first and second embodiments. However, the increase in loss is slower in the second embodiment, and when a 2 × 2 MMI coupler with a coupling efficiency of 28% is used, the loss is reduced by about 3 dB while increasing the wavelength tunable performance as compared with the first embodiment. It was possible to make it. As a result, the oscillation threshold of the wavelength tunable laser is greatly reduced without forming a high reflection film, and the laser light output can be further increased. The structure and manufacturing method of the optical coupler and the optical waveguide in the ring resonator of this embodiment are exactly the same as those of the first embodiment. In addition, a current adjusting electrode for phase adjustment may be formed on the waveguide of
(実施形態3)
図13(b)に、実施形態3に係る半導体波長可変レーザのリング共振器の構造図を示す。従来技術では、2×2MMIカプラを用いてリング共振器を構成する場合、図13(a)に示すようにMMIカプラを並列に配置し、2つのMMIカプラの内側の入出力導波路間を曲がり導波路で接続している。MMIカプラのその他の入出力導波路は、リング共振器への入出力に用いるか、あるいは共振ピーク波長以外の光を破棄する放射導波路として用いられる。実施形態1又は2の場合、MMIカプラの長さを3倍にしてはじめて波長可変レーザの広帯域化あるいは高出力化が可能になった。しかしながら、図13(b)に示すように、リング共振器への入出力側は従来通りに接続し、もう一方の側の入出力導波路では外側の導波路間を接続し、かつ内側の導波路を放射導波路とすると、カプラの分岐比が反転することと等価になる。すなわち長さを3倍にすることなく72%、85%の大きな結合効率をもつMMIカプラのままレーザの高性能化が可能になる。この構成により、式(7)の右辺第2項の3LMMIがLMMIとなり、上述の制約条件が緩くなる。つまり、同じRでより大きなFSR(具体的には最大900GHz程度まで)をもつ波長可変レーザが可能となる。作製方法は実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
FIG. 13B is a structural diagram of the ring resonator of the semiconductor wavelength tunable laser according to the third embodiment. In the prior art, when a ring resonator is configured using 2 × 2 MMI couplers, the MMI couplers are arranged in parallel as shown in FIG. 13A, and the input / output waveguides inside the two MMI couplers are bent. They are connected by a waveguide. The other input / output waveguides of the MMI coupler are used for input / output to the ring resonator, or are used as radiation waveguides that discard light other than the resonance peak wavelength. In the case of the first or second embodiment, it is possible to increase the bandwidth or increase the output of the wavelength tunable laser only when the length of the MMI coupler is tripled. However, as shown in FIG. 13B, the input / output side to the ring resonator is connected as usual, and the input / output waveguide on the other side is connected between the outer waveguides and the inner waveguide is connected. If the waveguide is a radiation waveguide, this is equivalent to inversion of the branching ratio of the coupler. That is, it is possible to improve the performance of the laser while maintaining the MMI coupler having a large coupling efficiency of 72% and 85% without triple the length. With this configuration, 3L MMI in the second term on the right side of Expression (7) becomes L MMI , and the above-described constraint conditions are relaxed. That is, a wavelength tunable laser having the same R and a larger FSR (specifically, up to about 900 GHz) is possible. The manufacturing method is the same as that of the first embodiment.
(実施形態4)
図14(a)及び(b)に、実施形態4に係る半導体波長可変レーザのリング共振器の構造図を示す。ハイメサ光導波路は前述したように横方向の光閉じこめが強く、実施形態1〜3のような十分に短い方向性結合器を作製することが技術的に困難である。したがって、実施形態1〜3ではリング共振器の光カプラを2×2MMIカプラとした。しかしながら、本実施形態では、光カプラの前後でハイメサ光導波路からリッジ型導波路に適切にモード変換し、方向性結合器をリッジ型光導波路で構成することにより、十分短い方向性結合器を容易に作製した。リッジ型光導波路は、コア層直上までエッチングした光導波路で、利得領域および位相調整領域に用いられる構造であり、本実施形態のリング共振器は、実施形態1で説明した作製プロセスとの親和性が極めて高い。本実施形態の実施例では、リッジ型光導波路幅Wwgを1.2μm、リッジ型光導波路間隔Wgapを前述の作製プロセスで作製可能な0.5μmとしている。
(Embodiment 4)
FIGS. 14A and 14B are structural diagrams of ring resonators of the semiconductor wavelength tunable laser according to the fourth embodiment. As described above, the high-mesa optical waveguide has strong optical confinement in the lateral direction, and it is technically difficult to manufacture a sufficiently short directional coupler as in the first to third embodiments. Therefore, in the first to third embodiments, the optical coupler of the ring resonator is a 2 × 2 MMI coupler. However, in this embodiment, a sufficiently short directional coupler can be easily formed by appropriately mode-converting the high-mesa optical waveguide from the high-mesa optical waveguide to the ridge-type waveguide before and after the optical coupler, and configuring the directional coupler with the ridge-type optical waveguide. It was prepared. The ridge-type optical waveguide is an optical waveguide etched up to just above the core layer, and has a structure used for the gain region and the phase adjustment region. The ring resonator of this embodiment has an affinity with the manufacturing process described in the first embodiment. Is extremely high. In the example of this embodiment, the ridge-type optical waveguide width W wg is 1.2 μm, and the ridge-type optical waveguide interval W gap is 0.5 μm that can be manufactured by the above-described manufacturing process.
図15に、リッジ型光導波路を用いた方向性結合器の光伝搬の様子(ビーム伝搬法によるシミュレーション)、および結合効率と方向性結合器の長さの関係を示す。図15より、方向性結合器の長さを20μmとすると結合効率15%が実現できるのがわかる。これは、リッジ型光導波路がハイメサ光導波路に比べ横方向の光のしみ出しが大きいことに起因する。これにより、方向性結合器の長さや導波路間隔Wgapを調整することで任意の結合効率が実現できるようになり、より設計の自由度が増大することとなった。光のしみ出し量は導波路幅に主に依存し、本実施形態の方向性結合器の構造パラメータの範囲として、結合効率が1%以上50%未満となるように
(1)導波路幅Wwgは0.5〜3.0μm、
(2)導波路間隔Wgapは0.1〜2.0μm、
(3)方向性結合器の長さは5〜200μm
が考えられる。
FIG. 15 shows the state of light propagation of a directional coupler using a ridge-type optical waveguide (simulation by a beam propagation method), and the relationship between the coupling efficiency and the length of the directional coupler. FIG. 15 shows that a coupling efficiency of 15% can be realized when the length of the directional coupler is 20 μm. This is due to the fact that the ridge-type optical waveguide has a larger amount of light in the lateral direction than the high-mesa optical waveguide. Thereby, it becomes possible to realize arbitrary coupling efficiency by adjusting the length of the directional coupler and the waveguide interval W gap, and the degree of freedom of design is further increased. The amount of light oozing depends mainly on the waveguide width, and (1) the waveguide width W so that the coupling efficiency is 1% or more and less than 50% as the range of the structural parameter of the directional coupler of this embodiment. wg is 0.5 to 3.0 μm,
(2) The waveguide interval W gap is 0.1 to 2.0 μm,
(3) The length of the directional coupler is 5 to 200 μm.
Can be considered.
本実施形態では、ハイメサ光導波路からリッジ型光導波路への接続を低損失で作製することが重要となる。リッジ型光導波路は横方向へのしみ出しが大きい分(光のフィールド分布が横に広い)、ハイメサ光導波路の導波路幅を1.4μmと0.2μm程度太くすることで98%以上の結合効率を実現できた。また、特許文献1に示すようなハイメサ光導波路とリッジ導波路の接続にテーパ形状変換構造を導入することでより低損失に接続することも可能である。さらに、本実施形態では、方向性結合器部分にリッジ型光導波路構造を用いたが、他にハイメサ光導波路よりも光閉じこめの弱い導波路、例えばコア層の両横が半導体で埋め込まれた埋め込み型導波路やリブ型導波路なども考えられる。
In this embodiment, it is important to produce a connection from the high mesa optical waveguide to the ridge optical waveguide with low loss. Ridge type optical waveguide has a large lateral seepage (light field distribution is wide horizontally), and the waveguide width of the high-mesa optical waveguide is increased by about 1.4 μm and 0.2 μm so that the coupling is 98% or more. Efficiency was achieved. In addition, it is possible to connect with a lower loss by introducing a tapered shape conversion structure into the connection between the high mesa optical waveguide and the ridge waveguide as shown in
最後に本実施形態では、InP系の化合物半導体を用いたがGaAs系や石英系、あるいはSiとSiO2やポリイミドなどで構成されるシリコン細線導波路でも利得媒質を集積すれば同様に実現できる事を付記しておく。また、本実施形態では、電流注入による屈折率変化を用いたが、電圧や熱や圧力による屈折率変化を用いても、波長可変動作を得ることができる。 Finally, in this embodiment, an InP-based compound semiconductor is used, but the same can be realized by integrating a gain medium even in a GaAs-based or quartz-based, or a silicon fine wire waveguide composed of Si, SiO 2 , polyimide, or the like. Is noted. In this embodiment, the refractive index change due to current injection is used. However, the wavelength variable operation can be obtained even when the refractive index change due to voltage, heat or pressure is used.
Claims (10)
前記フィルタ領域は、
クロスポートに対する結合効率が50%未満の光結合器を有し、互いに異なる周波数間隔(FSR)を有する第1及び第2のリング共振器と、前記利得領域からの光を、前記第1及び第2のリング共振器に向けて等分岐する第1の光結合器とを備え、ループミラーとして機能するサニャック干渉計であることを特徴とする波長可変レーザ。 In a wavelength tunable laser including a filter region having a wavelength selection function for light from a gain region,
The filter region is
First and second ring resonators having optical couplers with a coupling efficiency of less than 50% with respect to the crossport and having mutually different frequency spacings (FSRs), and light from the gain region, A tunable laser comprising a first optical coupler that branches equally toward two ring resonators and that functions as a loop mirror.
前記第2のリング共振器は、前記第1の光結合器により等分岐された他方の光をさらに等分岐する第3の光結合器の出力ポートに接続されて第2のサニャック干渉計を構成し、
前記第1及び第2のサニャック干渉計は並列に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体波長可変レーザ。 The first ring resonator is connected to an output port of a second optical coupler that further branches one of the lights equally split by the first optical coupler to form a first Sagnac interferometer. And
The second ring resonator is connected to an output port of a third optical coupler that further branches the other light equally split by the first optical coupler to constitute a second Sagnac interferometer. And
2. The semiconductor wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the first and second Sagnac interferometers are arranged in parallel.
クロスポートに対する結合効率が50%以上の光結合器を備え、
共振ピーク波長以外の光を破棄する放射導波路をリング共振器の周回内部にすることで実効的に結合効率を50%未満としたリング共振器であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体波長可変レーザ。 The first and second ring resonators are:
An optical coupler with a coupling efficiency of 50% or more for the cross port is provided.
4. The ring resonator according to claim 1, wherein a coupling efficiency is less than 50% by making a radiation waveguide for discarding light other than the resonance peak wavelength inside the ring resonator. The semiconductor wavelength tunable laser according to any one of the above.
前記位相調整領域により発振波長を微調整可能とすることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半導体波長可変レーザ。 A phase adjustment region for adjusting the phase of the guided light is provided between the gain region and the filter region,
10. The semiconductor wavelength tunable laser according to claim 1, wherein an oscillation wavelength can be finely adjusted by the phase adjustment region.
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