JP2015015356A - Wavelength variable device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength variable device in which an optical axis is easily adjusted.SOLUTION: The wavelength variable device in an embodiment includes a first reflection mirror formed in contact with a substrate, a resonator formed in contact with the first reflection mirror and including a light-emitting part, a contact layer formed in contact with the resonator, a support member in contact with the contact layer and formed symmetric around an optical axis of the light-emitting part, an elastically deformable second reflection mirror formed opposing to the resonator via the support member, and an optical filter formed in contact with the second reflection mirror. A contact area between the support member and the second reflection mirror is smaller than a contact area between the support member and the contact layer; and a maximum displacement part of the second reflection mirror and a light-transmitting part of the optical filter are present on the optical axis.

Description

本発明は、波長可変デバイスに関する。   The present invention relates to a wavelength tunable device.

発振波長を変えられる波長可変VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)は、波長を広範囲に渡って掃引するために、波長可変部にメンブレンを利用する。   A wavelength variable VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) capable of changing the oscillation wavelength uses a membrane for the wavelength variable portion in order to sweep the wavelength over a wide range.

波長可変VCSELの信頼性は、発振波長を決定するメンブレンの中心(最大変位部)が、発光部の光軸からずれる程低下する。このため、発光部と波長可変部との精密な位置合わせを行う技術が多くの文献に開示されている。   The reliability of the tunable VCSEL decreases as the center (maximum displacement portion) of the membrane that determines the oscillation wavelength deviates from the optical axis of the light emitting portion. For this reason, techniques for precisely aligning the light emitting part and the wavelength variable part are disclosed in many documents.

凹面反射鏡の位置を制御することで、共振器の共振周波数を変更し、凹面反射鏡を含む波長可変部と、面発光半導体レーザーを含む発光部とをモノリシックに作製する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   A technique is disclosed in which the resonant frequency of the resonator is changed by controlling the position of the concave reflecting mirror, and the wavelength variable portion including the concave reflecting mirror and the light emitting portion including the surface emitting semiconductor laser are manufactured monolithically. (For example, refer to Patent Document 1).

発光部の光軸上にメンブレンの最大変位部が存在する様に、発光部と波長可変部とが精密に位置合わせ(光軸調整)された波長可変デバイスを得ることは、極めて困難である。   It is extremely difficult to obtain a wavelength tunable device in which the light emitting part and the wavelength variable part are precisely aligned (optical axis adjustment) so that the maximum displacement part of the membrane exists on the optical axis of the light emitting part.

特許文献1に開示されている技術を利用して波長可変デバイスを作製しても、製造工程の煩雑化を回避できない。   Even if the wavelength tunable device is manufactured by using the technique disclosed in Patent Document 1, the complexity of the manufacturing process cannot be avoided.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、容易に光軸調整が施された波長可変デバイスを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a wavelength tunable device in which the optical axis is easily adjusted.

本実施の形態の波長可変デバイスは、基板に接して形成される第1の反射鏡と、第1の反射鏡に接して形成され、発光部を含む共振器と、共振器に接して形成されるコンタクト層と、コンタクト層に接し、発光部の光軸を挟み対称に形成される支持部材と、支持部材を介して共振器と対向して形成され、弾性変形可能な第2の反射鏡と、第2の反射鏡に接して形成される光学フィルタと、を有し、支持部材と第2の反射鏡との接触面積が、支持部材とコンタクト層との接触面積より小さく、光軸上に、第2の反射鏡の最大変位部と、光学フィルタの光透過部が存在することを要件とする。   The wavelength tunable device according to the present embodiment is formed in contact with the first reflecting mirror formed in contact with the substrate, in contact with the first reflecting mirror, including the light emitting unit, and in contact with the resonator. A contact layer that is in contact with the contact layer and formed symmetrically across the optical axis of the light emitting portion, and a second reflecting mirror that is formed to face the resonator via the support member and is elastically deformable. An optical filter formed in contact with the second reflecting mirror, and a contact area between the support member and the second reflecting mirror is smaller than a contact area between the support member and the contact layer, and is on the optical axis. The requirement is that the maximum displacement portion of the second reflecting mirror and the light transmission portion of the optical filter exist.

本発明の実施の形態によれば、容易に光軸調整が施された波長可変デバイスを得ることができる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a wavelength tunable device in which the optical axis is easily adjusted.

実施形態に係る波長可変デバイスを例示する図である。It is a figure which illustrates the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変部の断面図と光強度及び反射率を示すグラフである。It is a graph which shows sectional drawing, light intensity, and a reflectance of the wavelength variable part which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスを説明する図である。It is a figure explaining the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスを説明する図である。It is a figure explaining the wavelength variable device which concerns on embodiment. 波長可変デバイスを説明する図である。It is a figure explaining a wavelength variable device. 実施形態に係るメンブレンを例示する図である。It is a figure which illustrates the membrane which concerns on embodiment. 実施形態に係るメンブレンを例示する図である。It is a figure which illustrates the membrane which concerns on embodiment. 実施形態に係るメンブレンを例示する図である。It is a figure which illustrates the membrane which concerns on embodiment. 電位差と移動量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an electrical potential difference and the amount of movement. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment. 電界強度分布における定在波の位置と共振器の位置を説明する図である。It is a figure explaining the position of the standing wave in an electric field strength distribution, and the position of a resonator. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment. 実施形態に係る波長可変デバイスの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wavelength variable device which concerns on embodiment.

なお、本明細書において、「メンブレン」とは、面積に対して厚みが無視できるほど薄く、弾性変形可能な(極薄膜形態且つ梁形態を為す)構造体を指すものとする。   In the present specification, the “membrane” refers to a structure that is so thin that its thickness is negligible with respect to the area and is elastically deformable (having an extremely thin film form and a beam form).

又、本明細書において、「モノリシック」とは、単一の半導体基板上に複数の要素を一体的に形成した形態を指すものとする。   In this specification, “monolithic” refers to a form in which a plurality of elements are integrally formed on a single semiconductor substrate.

[波長可変デバイスの構成]
図1に、本実施の形態に係る波長可変デバイスを示す。図1(A)は、上面図であり、図1(B)は、断面図である。
[Configuration of wavelength tunable device]
FIG. 1 shows a wavelength tunable device according to this embodiment. FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view.

波長可変デバイス100は、基板101と、第1の反射鏡102と、共振器103と、コンタクト層104と、支持部材105と、第2の反射鏡(メンブレン)106と、光学フィルタ107と、第1の電極108と、第2の電極109と、第3の電極110とを含む。共振器103には、活性層111及び電流狭窄層112が含まれる。   The wavelength tunable device 100 includes a substrate 101, a first reflecting mirror 102, a resonator 103, a contact layer 104, a support member 105, a second reflecting mirror (membrane) 106, an optical filter 107, 1 electrode 108, second electrode 109, and third electrode 110. The resonator 103 includes an active layer 111 and a current confinement layer 112.

波長可変デバイス100において、発光部αの光軸上に、メンブレンの最大変位部と、光学フィルタ107の光透過部が存在している。   In the wavelength tunable device 100, the maximum displacement part of the membrane and the light transmission part of the optical filter 107 exist on the optical axis of the light emitting part α.

発光部αの位置は、電流狭窄層112により制御されており、電流狭窄部βと重なる位置に発光部αは形成される。   The position of the light emitting portion α is controlled by the current confinement layer 112, and the light emitting portion α is formed at a position overlapping the current confinement portion β.

第2の反射鏡106は、メンブレンであり、波長可変部γの一部として機能する。メンブレンの変位により、第2の反射鏡106とコンタクト層104との間隔が変化し、この間隔に基づいて波長可変デバイス100の発振波長は定まる。   The second reflecting mirror 106 is a membrane and functions as a part of the wavelength variable unit γ. Due to the displacement of the membrane, the interval between the second reflecting mirror 106 and the contact layer 104 changes, and the oscillation wavelength of the wavelength tunable device 100 is determined based on this interval.

例えば、基板101側から入射した光は、一部が基板に吸収され、透過光が第1の反射鏡102と第2の反射鏡106との間で共振し、特定波長のレーザー光のみが、光学フィルタ107を介して、波長可変デバイス100から射出する。   For example, part of the light incident from the substrate 101 side is absorbed by the substrate, the transmitted light resonates between the first reflecting mirror 102 and the second reflecting mirror 106, and only the laser light having a specific wavelength is obtained. The light is emitted from the wavelength tunable device 100 through the optical filter 107.

第1の反射鏡102及び第2の反射鏡106の反射率は、より高いことが好ましい。特に、第1の反射鏡102の反射率を高めることで、入射光を多く反射させることができるため、波長可変デバイス100の光出力を高めることができる。   The reflectivity of the first reflecting mirror 102 and the second reflecting mirror 106 is preferably higher. In particular, by increasing the reflectance of the first reflecting mirror 102, a large amount of incident light can be reflected, so that the light output of the wavelength tunable device 100 can be increased.

光学フィルタ107は、第2の反射鏡106に接して形成され、波長可変デバイス100から射出するレーザー光のビームプロファイル(光強度分布)を制御する。光学フィルタ107は、発光部の光軸上のみ完全に除去され、光軸からずれる方向へ向かって厚みを増す形状を有する(図2(A)参照)。該形状とすることで、ビームプロファイルの良好なレーザー光を得ることができる。   The optical filter 107 is formed in contact with the second reflecting mirror 106, and controls the beam profile (light intensity distribution) of the laser light emitted from the wavelength variable device 100. The optical filter 107 is completely removed only on the optical axis of the light emitting portion, and has a shape that increases in thickness in a direction deviating from the optical axis (see FIG. 2A). With this shape, a laser beam with a good beam profile can be obtained.

図2(B)及び図2(C)に、光学フィルタ107のビームプロファイル、及び反射率分布を示す。発光部の光軸上で、光強度及び反射率が最大となることがわかる。光強度及び反射率は、光学フィルタ107、第2の反射鏡106を作製する際、適宜、膜厚や形状を調整することにより制御できる。   2B and 2C show the beam profile and reflectance distribution of the optical filter 107. FIG. It can be seen that the light intensity and the reflectance are maximized on the optical axis of the light emitting part. The light intensity and the reflectance can be controlled by appropriately adjusting the film thickness and shape when the optical filter 107 and the second reflecting mirror 106 are manufactured.

なお、発光部の光軸上に、光学フィルタ107の光透過部が存在しない場合(図3参照)、レーザー光のビームプロファイルは悪化する。   In addition, when the light transmission part of the optical filter 107 does not exist on the optical axis of the light emitting part (see FIG. 3), the beam profile of the laser light is deteriorated.

第2の反射鏡106は、支持部材105を介して、コンタクト層104と対向して形成される。図4に示す様に、第2の反射鏡106は、可動部Xと、固定部Yを含む。可動部Xは、弾性変形し、固定部Yは、支持部材105を介して、コンタクト層104と固定される。第2の反射鏡106と支持部材105との接触面積を小さくする程、可動部Xを、広げることができる。   The second reflecting mirror 106 is formed to face the contact layer 104 with the support member 105 interposed therebetween. As shown in FIG. 4, the second reflecting mirror 106 includes a movable part X and a fixed part Y. The movable part X is elastically deformed, and the fixed part Y is fixed to the contact layer 104 via the support member 105. The smaller the contact area between the second reflecting mirror 106 and the support member 105, the wider the movable part X can be.

支持部材105は、コンタクト層104と第2の反射鏡106との間に形成される。支持部材105は、高剛性であることが好ましい。メンブレンを支持する支持部材105が高剛性であることで、波長可変部の信頼性を高められる。又、支持部材105は、第2の反射鏡106との接触面積が、コンタクト層104との接触面積より小さくなる様な形状であることが好ましい。上面形状は、図1に示す様な円形状に限定されず、矩形状、六角形状等であっても良い。断面形状は、図4に示す様に支持部材幅Aが支持部材幅Bより狭いことが好ましい。支持部材幅Aが支持部材幅Bより狭い場合の可動部Xは、支持部材幅A'が支持部材幅B'と等しい場合(図5参照)の可動部X'と比べて広くなる。従って、波長可変デバイス100の波長掃引範囲を広げることができる。なお、支持部材の形状は、メンブレンの形状を工夫すること、又、ウェットエッチング工程(後述する)において使用するエッチャントを適宜調整すること、等により制御することができる。   The support member 105 is formed between the contact layer 104 and the second reflecting mirror 106. The support member 105 is preferably highly rigid. Since the support member 105 that supports the membrane is highly rigid, the reliability of the wavelength variable portion can be increased. The support member 105 preferably has a shape such that the contact area with the second reflecting mirror 106 is smaller than the contact area with the contact layer 104. The top surface shape is not limited to the circular shape as shown in FIG. 1, and may be a rectangular shape, a hexagonal shape, or the like. The cross-sectional shape is preferably such that the support member width A is narrower than the support member width B as shown in FIG. The movable portion X when the support member width A is narrower than the support member width B is wider than the movable portion X ′ when the support member width A ′ is equal to the support member width B ′ (see FIG. 5). Therefore, the wavelength sweep range of the wavelength tunable device 100 can be expanded. The shape of the support member can be controlled by devising the shape of the membrane or by appropriately adjusting the etchant used in the wet etching step (described later).

第2の反射鏡106は、例えば、図6に示す様に、第2の反射鏡106の長手方向と垂直な方向において、幅w1(支持部材105と重ならない部分の幅)が、幅w2(支持部材105と重なる部分の幅)より狭くなる様な形状であることが好ましい。又、第2の反射鏡106は、発光部の光軸に対して対称性を有する様な形状であることが好ましい。支持部材105は、第2の反射鏡106の形状を利用して形成されるため、第2の反射鏡106が、このような形状を有することで、発光部の光軸を挟み、対称(対称的な位置、対称的な形状)に、支持部材105を形成することが可能になる(後に支持部材となる半導体層を、ウェットエッチング工程により、光軸を挟んで、対称的に残留させることができる)。支持部材105が、このような形状を有することで、メンブレンの最大変位部(メンブレンの中心)を、発光部の光軸上に存在させることができるため波長可変デバイス100の信頼性を高められる。更に、発光部の光軸上に、光学フィルタの光透過部を存在させることで、容易に光軸調整が施された波長可変デバイス100を実現することができる。   For example, as shown in FIG. 6, the second reflecting mirror 106 has a width w1 (a width of a portion not overlapping the support member 105) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the second reflecting mirror 106. The shape is preferably narrower than the width of the portion overlapping the support member 105. The second reflecting mirror 106 is preferably shaped so as to have symmetry with respect to the optical axis of the light emitting portion. Since the support member 105 is formed using the shape of the second reflecting mirror 106, the second reflecting mirror 106 has such a shape, and thus is symmetrical (symmetrical) with the optical axis of the light emitting unit interposed therebetween. Support member 105 can be formed at a specific position and symmetrical shape (a semiconductor layer to be a support member later can be left symmetrically with the optical axis in between by a wet etching process). it can). Since the supporting member 105 has such a shape, the maximum displacement portion (center of the membrane) of the membrane can be present on the optical axis of the light emitting portion, so that the reliability of the wavelength tunable device 100 can be improved. Furthermore, by providing the light transmission part of the optical filter on the optical axis of the light emitting part, it is possible to realize the wavelength tunable device 100 in which the optical axis is easily adjusted.

第2の反射鏡106の形状は、図6に示す形状に限定されない。例えば、図7に示す様に、波長可変デバイス100の中心から3方向に延伸している形状であっても良いし、図8に示す様に、波長可変デバイス100の中心から4方向に延伸している形状であっても良い。また、3方向、4方向に限定されず、5方向に、或いはそれ以上の数の方向に、延伸している形状であっても良い。いずれの場合であっても、延伸方向と垂直な方向において、支持部材105と重なる部分の幅が、支持部材105と重ならない部分の幅と比べて広い形状であり、且つ、光軸に対して対称性を有する様な形状であれば良い。   The shape of the second reflecting mirror 106 is not limited to the shape shown in FIG. For example, as shown in FIG. 7, the shape may be extended in three directions from the center of the wavelength tunable device 100, or may be extended in four directions from the center of the wavelength tunable device 100 as shown in FIG. It may be a shape. Moreover, it is not limited to 3 directions and 4 directions, The shape extended | stretched to 5 directions or the direction of the number beyond it may be sufficient. In any case, in the direction perpendicular to the stretching direction, the width of the portion that overlaps the support member 105 is wider than the width of the portion that does not overlap the support member 105, and with respect to the optical axis. Any shape that has symmetry may be used.

[メンブレンの変位と発振波長]
波長可変デバイス100は、第1の電極108と、第2の電極109との間に電位が印加されることにより、波長λで発振する。
[Membrane displacement and oscillation wavelength]
The wavelength tunable device 100 oscillates at a wavelength λ when a potential is applied between the first electrode 108 and the second electrode 109.

第2の電極109と第3の電極110に対して、同一の極性の電位を印加すると、第2の反射鏡106と、コンタクト層104との間に斥力が働く。メンブレンが、光学フィルタ107側に、機械的変位し両者の間隔が拡大する。その結果、第1の反射鏡102と、第2の反射鏡106との間隔に基づき設定される共振器長が拡大し、発振波長が変化する。この際の発振波長を、λ1とすると、λ<λ1なる関係が成立する。   When potentials having the same polarity are applied to the second electrode 109 and the third electrode 110, repulsive force acts between the second reflecting mirror 106 and the contact layer 104. The membrane is mechanically displaced toward the optical filter 107 and the distance between the two is increased. As a result, the resonator length set based on the distance between the first reflecting mirror 102 and the second reflecting mirror 106 is expanded, and the oscillation wavelength is changed. If the oscillation wavelength at this time is λ1, the relationship of λ <λ1 is established.

一方、第2の電極109と第3の電極110に対して、異なる極性の電位を印加すると、第2の反射鏡106と、コンタクト層104との間に引力が働く。メンブレンが、支持部材105側に、機械的変位し両者の間隔が縮小する。その結果、第1の反射鏡102と、第2の反射鏡106との間隔に基づき設定される共振器長が縮小し、発振波長が変化する。この際の発振波長を、λ2とすると、λ>λ2なる関係が成立する。   On the other hand, when potentials having different polarities are applied to the second electrode 109 and the third electrode 110, an attractive force acts between the second reflecting mirror 106 and the contact layer 104. The membrane is mechanically displaced toward the support member 105 and the distance between the two is reduced. As a result, the resonator length set based on the distance between the first reflecting mirror 102 and the second reflecting mirror 106 is reduced, and the oscillation wavelength is changed. If the oscillation wavelength at this time is λ2, the relationship λ> λ2 is established.

波長可変デバイス100は、該間隔を、電極に印加する電位を変えることにより調整し、デバイスから射出するレーザー光の発振波長を制御することができる。   The wavelength tunable device 100 can adjust the interval by changing the potential applied to the electrodes, and can control the oscillation wavelength of the laser light emitted from the device.

図9を用いて、メンブレンにおける電位と移動量の関係について説明する。メンブレンにマイナス電位(例えば電位Vm)を印加し、コンタクト層にプラス電位(例えば電位Vc)を印加する場合について説明する。電位Vmと電位Vcとの電位差(Vc−Vm)の絶対値が大きくなる程、メンブレンの移動量は、大きくなる。電位差(Vc−Vm)が絶対値Kより大きくなると、メンブレンの移動量は、飽和する。これは、メンブレンの物理的な剛性によるものである。つまり、電位差(Vc−Vm)が、−K以上+K以下を満たす時、メンブレンは正常に可動する。飽和範囲でメンブレンを使用すると、メンブレンの機械的寿命は短縮してしまう。なお、絶対値Kを大きくする程、メンブレンの可動範囲を拡大することができ、波長可変デバイス100の駆動電圧を低減することができる。   The relationship between the potential and the amount of movement in the membrane will be described with reference to FIG. A case where a negative potential (for example, potential Vm) is applied to the membrane and a positive potential (for example, potential Vc) is applied to the contact layer will be described. As the absolute value of the potential difference (Vc−Vm) between the potential Vm and the potential Vc increases, the amount of movement of the membrane increases. When the potential difference (Vc−Vm) becomes larger than the absolute value K, the movement amount of the membrane is saturated. This is due to the physical rigidity of the membrane. That is, when the potential difference (Vc−Vm) satisfies −K or more and + K or less, the membrane moves normally. Using a membrane in the saturation range shortens the mechanical life of the membrane. As the absolute value K is increased, the movable range of the membrane can be expanded, and the driving voltage of the wavelength tunable device 100 can be reduced.

[波長可変デバイスの製造方法]
波長可変デバイス100の製造方法について、図10乃至図15を用いて、説明する。
[Manufacturing method of wavelength tunable device]
A method for manufacturing the wavelength tunable device 100 will be described with reference to FIGS.

まず、図10に示す様に、基板101上に、第1の反射鏡層201と、共振器202と、コンタクト層203と、第1の半導体層204と、第2の反射鏡層205と、第2の半導体層206とを順次積層する。共振器202には、活性層207、高Al組成層208等が含まれる。活性層207、高Al組成層208、コンタクト層203は、図11に示す様な位置に積層されることが好ましい。例えば、共振器202全体の共振器長を、発振波長の2波長分に設定した場合、電界強度分布における定在波の腹の位置と活性層207の位置が一致する様に、又、定在波の節の位置と、高Al組成層208の位置が一致する様に、又、定在波の腹の位置とコンタクト層203の表面の位置が一致する様に、調整され積層されることが好ましい。   First, as shown in FIG. 10, on a substrate 101, a first reflecting mirror layer 201, a resonator 202, a contact layer 203, a first semiconductor layer 204, a second reflecting mirror layer 205, A second semiconductor layer 206 is sequentially stacked. The resonator 202 includes an active layer 207, a high Al composition layer 208, and the like. The active layer 207, the high Al composition layer 208, and the contact layer 203 are preferably laminated at positions as shown in FIG. For example, when the resonator length of the entire resonator 202 is set to two oscillation wavelengths, the position of the active layer 207 matches the position of the antinode of the standing wave in the electric field intensity distribution. It can be adjusted and laminated so that the position of the wave node and the position of the high Al composition layer 208 coincide, and the position of the antinode of the standing wave and the position of the surface of the contact layer 203 coincide. preferable.

基板101の材料としては、GaAs基板等が挙げられる。   Examples of the material of the substrate 101 include a GaAs substrate.

共振器202の材料としては、GaInAs系材料、GaAs系材料、AlAs系材料等が挙げられる。   Examples of the material of the resonator 202 include a GaInAs material, a GaAs material, and an AlAs material.

コンタクト層203の材料としては、GaAs系材料等が挙げられる。   Examples of the material of the contact layer 203 include GaAs-based materials.

第1の半導体層204及び第2の半導体層206の材料としては、それぞれ同一の材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。同一の材料を用いる場合、AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料等を用いることが好ましい。AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料において、As組成がP組成と比べて大きいことが好ましい。即ち、x>>0であることが好ましい。P組成を小さくすることで、第1の半導体層204及び第2の半導体層206において、結晶の品質を高めることができる。なお、同一の材料を用いることで、第1の半導体層204及び第2の半導体層206に対して、同時にウェットエッチングを施せるため、製造工程の簡略化、コスト低減化等を図ることができる。 As materials for the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206, the same material may be used, or different materials may be used. When the same material is used, it is preferable to use an AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) material or the like. In the AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) -based material, it is preferable that the As composition is larger than the P composition. That is, x >> 0 is preferable. By reducing the P composition, the crystal quality in the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206 can be improved. Note that by using the same material, wet etching can be performed on the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206 at the same time, so that the manufacturing process can be simplified and costs can be reduced.

異なる材料を用いる場合、第2の半導体層206の材料としては、Alx1Gay1In(1−x1−y1)P系材料を用いることが好ましく、第1の半導体層204の材料としては、Alx2Gay2In(1−x2−y2)P系材料を用いることが好ましい。x2は、x1より大きいことが好ましい。異なる材料を用いることで、第1の半導体層204及び第2の半導体層206に対してウェットエッチングを施す際、エッチングレートを個別に制御することが可能になる。従って、エッチャント等を適切に選択することで、支持部材の形状を広い範囲で設計変更できるため、波長可変デバイス100の設計自由度を高められる。 When a different material is used, it is preferable to use an Al x1 Ga y1 In (1-x1-y1) P-based material as the material of the second semiconductor layer 206, and the material of the first semiconductor layer 204 is Al it is preferable to use a x2 Ga y2 In (1-x2 -y2) P materials. x2 is preferably larger than x1. By using different materials, the etching rate can be individually controlled when wet etching is performed on the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206. Therefore, by appropriately selecting the etchant or the like, the shape of the support member can be changed in design over a wide range, so that the degree of freedom in designing the wavelength tunable device 100 can be increased.

第1の反射鏡層201及び第2の反射鏡層205の材料としては、AlGaAs系材料、等を用いることができる。後述するウェットエッチング工程において使用するエッチャントに対する侵食性を考慮した場合、第2の半導体層206に接する第2の反射鏡層205の材料は、適切に選定する必要がある。   As a material of the first reflecting mirror layer 201 and the second reflecting mirror layer 205, an AlGaAs material or the like can be used. In consideration of erosion with respect to an etchant used in a wet etching process to be described later, the material of the second reflecting mirror layer 205 in contact with the second semiconductor layer 206 needs to be appropriately selected.

例えば、第2の反射鏡層205の材料が、AlGaAs系材料であり、第2の半導体層206の材料が、AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料である場合、HClを含むエッチャントを用いることにより、光学フィルタの形状を高精度に制御することができる。HClを含むエッチャントは、AlGaInPAs(1−x)系材料に対しては侵食性を有するが、AlGaAs系材料に対しては侵食性を有さない。このため、AlGaAs系材料から成る第2の反射鏡層205を、侵食することなく、第2の半導体層206のエッチングを高精度に進行させることができる。 For example, when the material of the second reflector layer 205 is an AlGaAs material and the material of the second semiconductor layer 206 is an AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) material, HCl is used. By using the included etchant, the shape of the optical filter can be controlled with high accuracy. The etchant containing HCl has erosion with respect to the AlGaInP x As (1-x) material, but does not have erosion with respect to the AlGaAs material. Therefore, the etching of the second semiconductor layer 206 can proceed with high accuracy without eroding the second reflecting mirror layer 205 made of an AlGaAs-based material.

又、例えば、第2の反射鏡層205の材料が、AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料であり、第2の半導体層206の材料が、AlGaAs系材料である場合、ウェットエッチング時に、HSO及びHを含むエッチャントを用いることにより、光学フィルタの形状を高精度に制御することができる。HSO及びHを含むエッチャントは、AlGaAs系材料に対しては侵食性を有するが、AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料に対しては侵食性を有さない。このため、AlGaInPAs(1−x)系材料から成る第2の反射鏡層205を、侵食することなく、第2の半導体層206のエッチングを高精度に進行させることができる。 For example, when the material of the second reflecting mirror layer 205 is an AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) material and the material of the second semiconductor layer 206 is an AlGaAs material, By using an etchant containing H 2 SO 4 and H 2 O 2 at the time of wet etching, the shape of the optical filter can be controlled with high accuracy. An etchant containing H 2 SO 4 and H 2 O 2 has erosion with respect to an AlGaAs-based material, but has erosion with respect to an AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) -based material. No. Therefore, the etching of the second semiconductor layer 206 can proceed with high accuracy without eroding the second reflecting mirror layer 205 made of an AlGaInP x As (1-x) material.

次に、図12に示す様に、第2の半導体層206の表面に、公知のフォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層をパターニングし、メサポスト用のレジストパターンHを形成する。メサポスト用のレジストパターンHと重ならない共振器202、コンタクト層203、第1の半導体層204、第2の反射鏡層205、第2の半導体層206を、ドライエッチング等により除去し、メサポスト209を形成する。なお、ドライエッチングでは、少なくとも、高Al組成層208に到達する部分までが、除去されれば良い。   Next, as shown in FIG. 12, the photoresist layer is patterned on the surface of the second semiconductor layer 206 using a known photolithography method to form a resist pattern H for mesa post. The resonator 202, the contact layer 203, the first semiconductor layer 204, the second reflecting mirror layer 205, and the second semiconductor layer 206 that do not overlap the resist pattern H for mesa post are removed by dry etching or the like, and the mesa post 209 is removed. Form. In the dry etching, at least the portion reaching the high Al composition layer 208 may be removed.

次に、メサポスト用のレジストパターンHを除去し、飽和水蒸気中において、メサポスト209を高温加熱する。これにより、高Al組成層を酸化させ、電流狭窄層を形成する。   Next, the resist pattern H for mesa post is removed, and the mesa post 209 is heated at a high temperature in saturated water vapor. Thereby, the high Al composition layer is oxidized to form a current confinement layer.

次に、図13に示す様に、第2の半導体層206の表面に、公知のフォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層をパターニングし、メンブレン用のレジストパターンIを形成する。   Next, as shown in FIG. 13, the photoresist layer is patterned on the surface of the second semiconductor layer 206 by using a known photolithography method to form a resist pattern I for the membrane.

次に、図14に示す様に、メンブレン用のレジストパターンIと重ならないメサポスト209の一部を、コンタクト層に到達するまで、ドライエッチング等により除去する。   Next, as shown in FIG. 14, a part of the mesa post 209 that does not overlap with the membrane resist pattern I is removed by dry etching or the like until it reaches the contact layer.

次に、図15に示す様に、メンブレン用のレジストパターンIを除去し、第2の半導体層206の表面に、公知のフォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層をパターニングし、光学フィルタ用のレジストパターンJを形成する。次に、適切なエッチャントを使用して、第1の半導体層及び第2の半導体層に対してウェットエッチングを施す。第1の半導体層及び第2の半導体層に対して、同時にウェットエッチングを施し、支持部材105及び光学フィルタ107を形成する。なお、順番に第1の半導体層と第2の半導体層に対して、ウェットエッチングを施し、個別に支持部材105及び光学フィルタ107を形成しても構わない。   Next, as shown in FIG. 15, the resist pattern I for the membrane is removed, and the photoresist layer is patterned on the surface of the second semiconductor layer 206 using a known photolithography method, so that the optical filter for the optical filter is used. A resist pattern J is formed. Next, wet etching is performed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer using an appropriate etchant. The first semiconductor layer and the second semiconductor layer are simultaneously wet etched to form the support member 105 and the optical filter 107. Note that the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may be sequentially wet-etched to form the support member 105 and the optical filter 107 individually.

ウェットエッチング工程において、第1の半導体層204及び第2の半導体層206に使用する材料を考慮して、適宜エッチャントを選択することが好ましい。特に、等方性エッチャントを用いることが好ましい。例えば、第1の半導体層204及び第2の半導体層206の材料として、AlGaAs系材料を用いる場合、エッチャントとしては、HSO、H、HOを含む混合溶液、HF溶液、NHOH、H、HOを含む混合溶液等を用いることが好ましい。又、例えば、第1の半導体層204及び第2の半導体層206の材料として、GaAs系材料を用いる場合、エッチャントとしては、HCl、HNO、Hを含む混合溶液、HF、HSO、Hを含む混合溶液等を用いることが好ましい。 In the wet etching step, an etchant is preferably selected as appropriate in consideration of materials used for the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206. In particular, it is preferable to use an isotropic etchant. For example, when an AlGaAs-based material is used as the material of the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206, the etchant includes a mixed solution containing H 2 SO 4 , H 2 O 2 , and H 2 O, and an HF solution. It is preferable to use a mixed solution containing NH 3 OH, H 2 O 2 , H 2 O, or the like. For example, when a GaAs-based material is used as the material of the first semiconductor layer 204 and the second semiconductor layer 206, the etchant is a mixed solution containing HCl, HNO 3 , H 2 O 2 , HF, H 2. It is preferable to use a mixed solution containing SO 4 and H 2 O 2 or the like.

以上の工程を経て、図10に示す第1の半導体層204、第2の反射鏡層205、第2の半導体層206、コンタクト層203、共振器202、第1の反射鏡層201からそれぞれ、図15に示す支持部材105、第2の反射鏡106、光学フィルタ107、コンタクト層104、共振器103、第1の反射鏡102を形成することができる。   Through the above steps, the first semiconductor layer 204, the second reflecting mirror layer 205, the second semiconductor layer 206, the contact layer 203, the resonator 202, and the first reflecting mirror layer 201 shown in FIG. The support member 105, the second reflecting mirror 106, the optical filter 107, the contact layer 104, the resonator 103, and the first reflecting mirror 102 shown in FIG. 15 can be formed.

次に、メンブレン用のレジストパターンJを除去し、第1の電極108、第2の電極109、第3の電極110を形成する(図1参照)。これにより、波長可変デバイス100が完成する。   Next, the membrane resist pattern J is removed, and the first electrode 108, the second electrode 109, and the third electrode 110 are formed (see FIG. 1). Thereby, the wavelength tunable device 100 is completed.

上述の製造方法によれば、波長可変デバイス100は、発光部と波長可変部とがモノリシックに作製されているため、製造工程の煩雑化を防ぎ、歩留りを向上させることができる。又、ウェットエッチング工程を経ることで、支持部材は、発光部の光軸を挟んで対称的に形成されるため、メンブレンの最大変位部を光軸上に存在させることができる。更に、光学フィルタの光透過部を光軸上に存在させることで、光軸調整され、良好なレーザー光を射出する波長可変デバイスを容易に得ることができる。   According to the manufacturing method described above, the wavelength tunable device 100 can be manufactured monolithically with the light emitting portion and the wavelength tunable portion, so that the manufacturing process can be prevented from becoming complicated and the yield can be improved. In addition, since the support member is formed symmetrically with the optical axis of the light emitting portion sandwiched through the wet etching process, the maximum displacement portion of the membrane can exist on the optical axis. Furthermore, by providing the light transmitting portion of the optical filter on the optical axis, it is possible to easily obtain a wavelength tunable device that adjusts the optical axis and emits good laser light.

なお、上述の製造方法とは、異なる製造方法の一例について説明する。波長可変デバイスは、メサポスト用、メンブレン用、光学フィルタ用のレジストパターンを、同時に形成し、各部を形成する度に、順次、それぞれのパターンを除去することにより、作製することも可能である。光軸との位置合わせ精度は、該レジストパターンを形成するための、フォトマスクの加工精度に依存する。フォトマスクの加工精度を高めることができれば、発光効率及び信頼性の高い波長可変デバイスを実現できる。   In addition, an example of a manufacturing method different from the above-described manufacturing method will be described. The wavelength tunable device can also be manufactured by simultaneously forming resist patterns for mesa posts, membranes, and optical filters, and removing each pattern sequentially each time each part is formed. The alignment accuracy with the optical axis depends on the processing accuracy of the photomask for forming the resist pattern. If the processing accuracy of the photomask can be increased, a wavelength tunable device with high luminous efficiency and reliability can be realized.

具体的な製造方法について、図16(A)〜図16(D)を用いて説明する。   A specific manufacturing method will be described with reference to FIGS.

まず、基板上に、第1の反射鏡層と、共振器と、コンタクト層と、第1の半導体層と、第2の反射鏡層と、第2の半導体層とを順次積層する。この工程までは、上述の製造方法と同様である。   First, a first reflecting mirror layer, a resonator, a contact layer, a first semiconductor layer, a second reflecting mirror layer, and a second semiconductor layer are sequentially stacked on a substrate. Up to this step, the manufacturing method is the same as that described above.

次に、第2の半導体層表面に、保護膜を形成する。保護膜の材料としては、フォトレジストに対し選択性を有する材料を用いる。例えば、SiN、SiO等の材料が挙げられる。   Next, a protective film is formed on the surface of the second semiconductor layer. As the material for the protective film, a material having selectivity for the photoresist is used. For example, materials such as SiN and SiO can be used.

次に、保護膜上に、メサポスト用のレジストパターン、メンブレン用のレジストパターン、光学フィルタ用のレジストパターンを同時に形成する。次に、フッ酸等により、保護膜にパターニングを施し、レジストパターンを除去する。これにより、外形用のパターニングが、保護膜に対して施され、メサポスト外形保護膜、メンブレン外形保護膜、光学フィルタ外形保護膜が形成される(図16(A)参照)。   Next, a mesa post resist pattern, a membrane resist pattern, and an optical filter resist pattern are simultaneously formed on the protective film. Next, the protective film is patterned with hydrofluoric acid or the like to remove the resist pattern. Thereby, the patterning for the outer shape is performed on the protective film, and the mesa post outer shape protective film, the membrane outer shape protective film, and the optical filter outer shape protective film are formed (see FIG. 16A).

次に、メサポスト外形保護膜上に、境界が存在する様に、保護レジスト1を形成する(図16(B)参照)。次に、ドライエッチングを行って、メサポストを形成する。   Next, the protective resist 1 is formed on the mesa post outer shape protective film so that the boundary exists (see FIG. 16B). Next, dry etching is performed to form a mesa post.

次に、保護レジスト1を除去し、メンブレン外形保護膜上に、境界が存在する様に、保護レジスト2を形成する(図16(C)参照)。次に、ドライエッチングを行って、メンブレンを形成する。次に、第1の半導体層に対して、ウェットエッチングを行って、支持部材を形成する。   Next, the protective resist 1 is removed, and the protective resist 2 is formed on the membrane outer shape protective film so that there is a boundary (see FIG. 16C). Next, dry etching is performed to form a membrane. Next, wet etching is performed on the first semiconductor layer to form a support member.

次に、保護レジスト2を除去し(図16(D)参照)、第2の半導体層に対して、ウェットエッチングを行って、光学フィルタを形成する。   Next, the protective resist 2 is removed (see FIG. 16D), and wet etching is performed on the second semiconductor layer to form an optical filter.

最後に、第1の電極、第2の電極、第3の電極を形成し、波長可変デバイスが完成する。   Finally, the first electrode, the second electrode, and the third electrode are formed to complete the wavelength variable device.

メサポスト外形保護膜、メンブレン外形保護膜、光学フィルタ外形保護膜は、波長可変デバイスを形成後、フッ酸等で除去することも可能である。デバイス特性に悪影響を与える恐れがある場合は、残留させたままであっても良い。   The mesa post outer shape protective film, the membrane outer shape protective film, and the optical filter outer shape protective film can be removed with hydrofluoric acid or the like after the wavelength variable device is formed. If there is a possibility of adversely affecting the device characteristics, it may be left as it is.

なお、第1の半導体層と、第2の半導体層に対して、ウェットエッチングを順番に行っても良いし、同時に行っても良い。又、第1の半導体層と、第2の半導体層に対して、異なる材料を用いても良いし、同一の材料を用いても良い。   Note that wet etching may be sequentially performed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, or may be performed simultaneously. Further, different materials may be used for the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, or the same material may be used.

このように、図16に示す製造方法によっても、フォトリソグラフィ工程、ウェットエッチング工程、ドライエッチング工程等を繰り返すことで、比較的容易に、光軸調整された波長可変デバイスを得ることができる。   As described above, also by the manufacturing method shown in FIG. 16, the optical axis-adjusted wavelength tunable device can be obtained relatively easily by repeating the photolithography process, the wet etching process, the dry etching process, and the like.

<実施例>
本実施例では、本実施の形態に係る波長可変デバイスを実際に作製した。本実施の形態に係る製造方法と同様の方法で作製した。共振波長を、1064nmに設定した場合の具体例について説明する。
<Example>
In this example, the wavelength tunable device according to this embodiment was actually manufactured. It was manufactured by the same method as the manufacturing method according to this embodiment. A specific example when the resonance wavelength is set to 1064 nm will be described.

まず、n−GaAs(100)基板上に、n−Al0.9Ga0.1As/GaAs35ペアから成る第1の反射鏡層を積層した。第1の反射鏡層の膜厚は、共振波長が1064nmとなるように、調整した。 First, a first reflector layer composed of n-Al 0.9 Ga 0.1 As / GaAs 35 pairs was laminated on an n-GaAs (100) substrate. The film thickness of the first reflecting mirror layer was adjusted so that the resonance wavelength was 1064 nm.

次に、第1の反射鏡層上に、GaInAs/GaAs系量子井戸を3周期(3QW)、AlAs層から成る高Al組成層を積層し、共振器を形成した。量子井戸層の膜厚は、8nmとした。量子井戸層は、膜厚20nmのGaAs障壁層により、それぞれ隔離した。   Next, on the first reflector layer, a GaInAs / GaAs-based quantum well was laminated for 3 periods (3QW) and a high Al composition layer made of an AlAs layer to form a resonator. The film thickness of the quantum well layer was 8 nm. Each quantum well layer was isolated by a GaAs barrier layer having a thickness of 20 nm.

次に、共振器上に、高ドーピングされたp++GaAsから成るコンタクト層を形成した。   Next, a contact layer made of highly doped p ++ GaAs was formed on the resonator.

次に、コンタクト層上に、Ga0.9In0.10.8As0.2から成る第1の半導体層を形成した。第1の半導体層の膜厚は、3192nmとした。共振波長1064nmの3倍の膜厚となる様に、調整した。第1の半導体層(後に、支持部材となる)の膜厚により、コンタクト層とメンブレンとの間隔は制御されるため、第1の半導体層の膜厚は、共振波長1064nmの整数倍の膜厚となる様に調整した。なお、Ga0.9In0.10.8As0.2は、n−GaAs(100)基板に対して格子歪みを生じないため、厚く積層することが可能である。 Next, a first semiconductor layer made of Ga 0.9 In 0.1 P 0.8 As 0.2 was formed on the contact layer. The film thickness of the first semiconductor layer was 3192 nm. The film thickness was adjusted to be 3 times the resonance wavelength of 1064 nm. Since the distance between the contact layer and the membrane is controlled by the film thickness of the first semiconductor layer (to be a support member later), the film thickness of the first semiconductor layer is a film thickness that is an integral multiple of the resonance wavelength of 1064 nm. It adjusted so that it might become. Note that Ga 0.9 In 0.1 P 0.8 As 0.2 does not cause lattice distortion with respect to the n-GaAs (100) substrate, and thus can be stacked thick.

次に、第1の半導体層上に、Al0.9Ga0.1As/GaAs20ペアから成る第2の反射鏡層を積層した。 Next, a second reflecting mirror layer made of an Al 0.9 Ga 0.1 As / GaAs 20 pair was stacked on the first semiconductor layer.

次に、第2の反射鏡層上に、Ga0.9In0.10.8As0.2から成る第2の半導体層を形成した。第2の半導体層の膜厚は、83.1nmとした。 Next, a second semiconductor layer made of Ga 0.9 In 0.1 P 0.8 As 0.2 was formed on the second reflecting mirror layer. The film thickness of the second semiconductor layer was 83.1 nm.

次に、第2の半導体層表面に、フォトレジスト層を形成し、パターニングを施すことにより、メサポスト用のレジストパターンを形成した。次に、共振器、第1の半導体層、第2の反射鏡層、第2の半導体層に対して、ドライエッチングを施し、メサポストを形成した。メサポスト用のレジストパターンを除去し、飽和水蒸気中において、メサポストを高温加熱し、AlAs層を酸化して、電流狭窄部を形成した。   Next, a photoresist layer was formed on the surface of the second semiconductor layer and patterned to form a resist pattern for mesa posts. Next, dry etching was performed on the resonator, the first semiconductor layer, the second reflecting mirror layer, and the second semiconductor layer to form mesa posts. The resist pattern for mesa post was removed, the mesa post was heated at high temperature in saturated water vapor, and the AlAs layer was oxidized to form a current constriction.

次に、第2の半導体層表面に、フォトレジスト層をパターニングして、メンブレン用のレジストパターンを形成し、メサポストの一部対して、ドライエッチングを施し、メンブレンを形成した。次に、メンブレン用のレジストパターンを除去し、第2の半導体層表面に、フォトレジスト層をパターニングして、光学フィルタ用のレジストパターンを形成した。   Next, a photoresist layer was patterned on the surface of the second semiconductor layer to form a resist pattern for the membrane, and dry etching was performed on a part of the mesa post to form a membrane. Next, the resist pattern for the membrane was removed, and the photoresist layer was patterned on the surface of the second semiconductor layer to form a resist pattern for the optical filter.

次に、エッチャント(HCl:HO=2:1)を使用して、第1の半導体層、第2の半導体層に対して、ウェットエッチングを施し、支持部材及び光学フィルタを形成した。 Next, wet etching was performed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer using an etchant (HCl: H 2 O = 2: 1) to form a support member and an optical filter.

次に、第1の反射鏡層が形成されていない側の基板表面に、第1の電極を形成した。又、コンタクト層上に、第2の電極を形成した。又、メンブレン上に、第3の電極を形成した。   Next, a first electrode was formed on the substrate surface on the side where the first reflecting mirror layer was not formed. A second electrode was formed on the contact layer. A third electrode was formed on the membrane.

これより、本実施の形態に係る製造方法により作製された波長可変デバイスが完成した。   Thus, the wavelength tunable device manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment was completed.

第2の電極、及び第3の電極に対して、電位を印加しない場合、コンタクト層とメンブレンとの間隔は、支持部材の高さと一致するため、3192nmとなった。この時、波長可変デバイスの共振波長は、1064nm(設定値)であった。   When no potential was applied to the second electrode and the third electrode, the distance between the contact layer and the membrane was 3192 nm because it coincided with the height of the support member. At this time, the resonance wavelength of the wavelength tunable device was 1064 nm (set value).

一方、第2の電極、及び第3の電極に対して、逆極性で、40.8Vの電位を印加すると、メンブレンは、支持部材側へ移動し、コンタクト層とメンブレンとの間隔が、3090nmとなった。この時、波長可変デバイスの共振波長は、1047.2nmとなり、第2の電極、及び第3の電極に対して、電位を印加しない場合の共振波長と比べて、17nm短波化した。   On the other hand, when a potential of 40.8 V is applied to the second electrode and the third electrode with a reverse polarity, the membrane moves to the support member side, and the distance between the contact layer and the membrane is 3090 nm. became. At this time, the resonant wavelength of the wavelength tunable device was 1047.2 nm, which was 17 nm shorter than the resonant wavelength when no potential was applied to the second electrode and the third electrode.

又、第2の電極、及び第3の電極に対して、同極性で、16.3Vの電位を印加すると、メンブレンは、光学フィルタ側へ移動し、コンタクト層とメンブレンとの間隔が、3232.8nmとなった。この時、波長可変デバイスの共振波長は、1070.8nmとなり、第2の電極、及び第3の電極に対して、電位を印加しない場合の共振波長と比べて、6.8nm長波化した。   When a potential of 16.3 V is applied to the second electrode and the third electrode with the same polarity, the membrane moves to the optical filter side, and the distance between the contact layer and the membrane is 3232. It became 8 nm. At this time, the resonance wavelength of the wavelength tunable device was 1070.8 nm, which was 6.8 nm longer than the resonance wavelength when no potential was applied to the second electrode and the third electrode.

これより、第2の電極に印加される電位と第3の電極に印加される電位との電位差により、コンタクト層とメンブレンとの間隔を制御し、共振波長を設定できることが確認できた。即ち、光軸調整が施され、発振波長を変えられる波長可変デバイスを、比較的容易な製造方法により、得られることが確認できた。   From this, it was confirmed that the resonance wavelength can be set by controlling the distance between the contact layer and the membrane by the potential difference between the potential applied to the second electrode and the potential applied to the third electrode. That is, it was confirmed that a wavelength tunable device that can adjust the optical axis and change the oscillation wavelength can be obtained by a relatively easy manufacturing method.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and within the scope of the gist of the embodiment of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.

100 波長可変デバイス
101 基板
102 第1の反射鏡
103 共振器
104 コンタクト層
105 支持部材
106 第2の反射鏡
107 光学フィルタ
100 wavelength tunable device 101 substrate 102 first reflecting mirror 103 resonator 104 contact layer 105 support member 106 second reflecting mirror 107 optical filter

特開2007−178597号公報JP 2007-178597 A

Claims (3)

基板に接して形成される第1の反射鏡と、
前記第1の反射鏡に接して形成され、発光部を含む共振器と、
前記共振器に接して形成されるコンタクト層と、
前記コンタクト層に接し、前記発光部の光軸を挟み対称に形成される支持部材と、
前記支持部材を介して前記共振器と対向して形成され、弾性変形可能な第2の反射鏡と、
前記第2の反射鏡に接して形成される光学フィルタと、を有し、
前記支持部材と前記第2の反射鏡との接触面積が、前記支持部材と前記コンタクト層との接触面積より小さく、
前記光軸上に、前記第2の反射鏡の最大変位部と、前記光学フィルタの光透過部が存在する
波長可変デバイス。
A first reflecting mirror formed in contact with the substrate;
A resonator formed in contact with the first reflecting mirror and including a light emitting unit;
A contact layer formed in contact with the resonator;
A support member in contact with the contact layer and formed symmetrically across the optical axis of the light emitting unit;
A second reflecting mirror formed opposite to the resonator via the support member and elastically deformable;
An optical filter formed in contact with the second reflecting mirror,
A contact area between the support member and the second reflecting mirror is smaller than a contact area between the support member and the contact layer;
A wavelength tunable device in which a maximum displacement portion of the second reflecting mirror and a light transmission portion of the optical filter exist on the optical axis.
前記光学フィルタ及び前記支持部材は、AlGaInPAs(1−x)(x≠0)系材料で形成される
請求項1記載の波長可変デバイス。
The wavelength tunable device according to claim 1, wherein the optical filter and the support member are formed of an AlGaInP x As (1-x) (x ≠ 0) material.
前記光学フィルタは、Alx1Gay1In(1−x1−y1)P系材料で形成され、前記支持部材は、Alx2Gay2In(1−x2−y2)P(x1<x2)系材料で形成される
請求項1記載の波長可変デバイス。
The optical filter is made of an Al x1 Ga y1 In (1-x1-y1) P-based material, and the support member is made of an Al x2 Ga y2 In (1-x2-y2) P (x1 <x2) -based material. The tunable device according to claim 1, which is formed.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053386A (en) * 1999-08-16 2001-02-23 Ricoh Co Ltd Semiconductor laser element
US20020131458A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Micro-electromechanically tunable vertical cavity photonic device and a method of fabrication thereof
JP2003318485A (en) * 2002-04-26 2003-11-07 Yokogawa Electric Corp Surface emitting laser
US20090303487A1 (en) * 2008-03-18 2009-12-10 Tiziana Bond Tunable photonic cavities for in-situ spectroscopic trace gas detection
JP2011228439A (en) * 2010-04-19 2011-11-10 Denso Corp Surface light-emitting type semiconductor laser device
JP2012009727A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd Surface emission semiconductor laser, surface emission semiconductor laser device, optical transmission device, and information processor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053386A (en) * 1999-08-16 2001-02-23 Ricoh Co Ltd Semiconductor laser element
US20020131458A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Micro-electromechanically tunable vertical cavity photonic device and a method of fabrication thereof
JP2003318485A (en) * 2002-04-26 2003-11-07 Yokogawa Electric Corp Surface emitting laser
US20090303487A1 (en) * 2008-03-18 2009-12-10 Tiziana Bond Tunable photonic cavities for in-situ spectroscopic trace gas detection
JP2011228439A (en) * 2010-04-19 2011-11-10 Denso Corp Surface light-emitting type semiconductor laser device
JP2012009727A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd Surface emission semiconductor laser, surface emission semiconductor laser device, optical transmission device, and information processor

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