JP2555297B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザおよびレーザ増幅器のような
デバイス、特に、量子井戸からなるこのようなデバイス
と、このようなデバイスからなる装置に関する。
デバイス、特に、量子井戸からなるこのようなデバイス
と、このようなデバイスからなる装置に関する。
［従来の技術］ 半導体レーザは、科学技術のさまざまな分野で使用さ
れている。例えば、このようなレーザは、光ファイバ通
信システムで幅広く使用されている。光ファイバ通信シ
ステムの動作速度は、少なくともある１つの市販のシス
テムはギガヘルツの範囲で動作するというところまで、
劇的に増大している。ますます速い動作速度へ向かう傾
向は続いていくと期待される。従って、出力の簡単な高
速度変調ができる半導体レーザが使用可能になることが
非常に望まれる。
れている。例えば、このようなレーザは、光ファイバ通
信システムで幅広く使用されている。光ファイバ通信シ
ステムの動作速度は、少なくともある１つの市販のシス
テムはギガヘルツの範囲で動作するというところまで、
劇的に増大している。ますます速い動作速度へ向かう傾
向は続いていくと期待される。従って、出力の簡単な高
速度変調ができる半導体レーザが使用可能になることが
非常に望まれる。
単一の、所定の波長でのビット速度の増大による情報
処理量の増加に加えて、波長分割多重化法による処理量
の増加も研究されている。この応用のためには、１つよ
り多くの波長で動作し、特に、２つの（あるいはそれよ
り多くの）波長の間で急速にスイッチすることができる
半導体レーザが使用可能であることが望まれる。このよ
うなレーザはまた、光情報記憶システムへの応用、特
に、２つの出力波長が相対的に大きく離れている場合に
興味深い。例えば、２つの波長のうちの長いほうが格納
情報を「読む」ために使用され、短いほうが記憶媒体に
情報を「書く」ために使用される。 ２つの波長で放射
するレーザは当業者に公知である。例えば、N.K.ドゥッ
タ（N.K.Dutta）他、「アプライド・フィジックス・レ
ターズ（Applied Physics Letters）」、第48巻（第25
号）、1725〜1726ページ;H.E.マエス（H.E.Maes）他、
「エレクトロニクス・レターズ（Electronics Letter
s）」、第18巻（第９号）、372〜374ページ;Y.トクダ
（Y.Tokuda）他、「アプライド・フィジックス・レテー
ズ」、第51巻（第21号」、1664〜1666ページ参照。これ
らの論文には、２つの分離独立アクティブ領域をもち、
それぞれ各波長に対応しているようなレーザが開示され
ている。このようなデバイスは製造が困難であり、従っ
て高価であることが予想される。
処理量の増加に加えて、波長分割多重化法による処理量
の増加も研究されている。この応用のためには、１つよ
り多くの波長で動作し、特に、２つの（あるいはそれよ
り多くの）波長の間で急速にスイッチすることができる
半導体レーザが使用可能であることが望まれる。このよ
うなレーザはまた、光情報記憶システムへの応用、特
に、２つの出力波長が相対的に大きく離れている場合に
興味深い。例えば、２つの波長のうちの長いほうが格納
情報を「読む」ために使用され、短いほうが記憶媒体に
情報を「書く」ために使用される。 ２つの波長で放射
するレーザは当業者に公知である。例えば、N.K.ドゥッ
タ（N.K.Dutta）他、「アプライド・フィジックス・レ
ターズ（Applied Physics Letters）」、第48巻（第25
号）、1725〜1726ページ;H.E.マエス（H.E.Maes）他、
「エレクトロニクス・レターズ（Electronics Letter
s）」、第18巻（第９号）、372〜374ページ;Y.トクダ
（Y.Tokuda）他、「アプライド・フィジックス・レテー
ズ」、第51巻（第21号」、1664〜1666ページ参照。これ
らの論文には、２つの分離独立アクティブ領域をもち、
それぞれ各波長に対応しているようなレーザが開示され
ている。このようなデバイスは製造が困難であり、従っ
て高価であることが予想される。
従来周知の半導体レーザの特殊な種類にいわゆる「量
子井戸」レーザである。例えば、W.T.ツァン（W.T.Tsan
g）他、「IEEE・ジャーナル・オヴ・クワンタム・エレ
クトロニクス（IEEE Journal of Quantum Electronic
s）」第QE−20巻（第10号）、1119〜1132ページ参照。
これには量子井戸レーザ（単一量子井戸レーザを含む）
およびその分子線エピタキシ法による発展が説明されて
いる。また、N.B.パテル（N.B.Patel）他、「IEEE・ジ
ャーナル・オヴ・クワンタム・エレクトロニクス」第QE
−23巻（第６号）、988〜992ページ参照。これには段階
つき障壁単一量子井戸レーザにおけるしきい値電流につ
いて考察されている。
子井戸」レーザである。例えば、W.T.ツァン（W.T.Tsan
g）他、「IEEE・ジャーナル・オヴ・クワンタム・エレ
クトロニクス（IEEE Journal of Quantum Electronic
s）」第QE−20巻（第10号）、1119〜1132ページ参照。
これには量子井戸レーザ（単一量子井戸レーザを含む）
およびその分子線エピタキシ法による発展が説明されて
いる。また、N.B.パテル（N.B.Patel）他、「IEEE・ジ
ャーナル・オヴ・クワンタム・エレクトロニクス」第QE
−23巻（第６号）、988〜992ページ参照。これには段階
つき障壁単一量子井戸レーザにおけるしきい値電流につ
いて考察されている。
M.ミッテルスタイン（M.Mittelstein）他の「アプラ
イド・フィジックス・レターズ」、第49巻（第25号）、
1689〜1691ページには、単一量子井戸レーザを段階的に
短い長さに（70〜470μｍの長さにわたって）劈開する
ことにより、レーザ波長を変化させることが可能であ
る。周知のように、レーザの（モード）利得は、レーザ
の活動領域の長さの関数である。従って、他の点では同
等のレーザをだんだん短い長さへと劈開していくと、こ
のレーザはだんだん低いモード利得をもつことになる。
この利得は習慣的に波数（cm−１）で測られる。ミッテ
ルスタインらは、約100cm−１のレーザ波長での急激な
変化を報告している。この変化は、量子井戸の第２副バ
ンドからのレーザ発振の開始と同定される。
イド・フィジックス・レターズ」、第49巻（第25号）、
1689〜1691ページには、単一量子井戸レーザを段階的に
短い長さに（70〜470μｍの長さにわたって）劈開する
ことにより、レーザ波長を変化させることが可能であ
る。周知のように、レーザの（モード）利得は、レーザ
の活動領域の長さの関数である。従って、他の点では同
等のレーザをだんだん短い長さへと劈開していくと、こ
のレーザはだんだん低いモード利得をもつことになる。
この利得は習慣的に波数（cm−１）で測られる。ミッテ
ルスタインらは、約100cm−１のレーザ波長での急激な
変化を報告している。この変化は、量子井戸の第２副バ
ンドからのレーザ発振の開始と同定される。
Ｑ−スイッチは、色素レーザにおいて周知であるが、
半導体レーザにおいても知られている。例えば、D.Z.ツ
ァン（D.Z.Tsang）他の「アプライド・フィジックス・
レターズ」、第45巻（第３号）、204〜206ページ参照。
これには、増幅器部分および、これら電気的にほとんど
絶縁された変調器部分からなるＱ−スイッチレーザが開
示されている。増幅器部分の長さは、150〜200μｍの範
囲にあり、変調器部分の長さは25〜75μｍの範囲にあ
る。増幅器部分と変調器部分の間の「導波管」部分の長
さは25μｍである。レーザ空洞の利得は、変調器部分へ
の電気的な（逆）バイアスを変えることによって変化さ
せることができ、これによってレーザ出力の振幅変調が
可能となる。この論文には、このデバイスは10GHzの完
全オン／オフ変調速度で連続的に動作したと報告されて
いる。
半導体レーザにおいても知られている。例えば、D.Z.ツ
ァン（D.Z.Tsang）他の「アプライド・フィジックス・
レターズ」、第45巻（第３号）、204〜206ページ参照。
これには、増幅器部分および、これら電気的にほとんど
絶縁された変調器部分からなるＱ−スイッチレーザが開
示されている。増幅器部分の長さは、150〜200μｍの範
囲にあり、変調器部分の長さは25〜75μｍの範囲にあ
る。増幅器部分と変調器部分の間の「導波管」部分の長
さは25μｍである。レーザ空洞の利得は、変調器部分へ
の電気的な（逆）バイアスを変えることによって変化さ
せることができ、これによってレーザ出力の振幅変調が
可能となる。この論文には、このデバイスは10GHzの完
全オン／オフ変調速度で連続的に動作したと報告されて
いる。
空洞内モノリシック損失変調器をもつ多重量子井戸レ
ーザのＱ−スイッチによる振幅変調は、Y.アラカワ他の
「アプライド・フィジックス・レターザ」、第48巻（第
９号）、561〜563ページにも報告されている。これらの
研究者もまた、増幅器部分および、これから電気的にほ
とんど絶縁された変調器部分からなる半導体レーザにつ
いて報告している。増幅器部分および変調器部分の長さ
はそれぞれ250および50μｍであり、２つの部分の間の
抵抗は5kΩである。変調器部分への電気的バイアスを変
化させることによって、このデバイスによって放出され
る放射光の振幅を変化させることができる。
ーザのＱ−スイッチによる振幅変調は、Y.アラカワ他の
「アプライド・フィジックス・レターザ」、第48巻（第
９号）、561〜563ページにも報告されている。これらの
研究者もまた、増幅器部分および、これから電気的にほ
とんど絶縁された変調器部分からなる半導体レーザにつ
いて報告している。増幅器部分および変調器部分の長さ
はそれぞれ250および50μｍであり、２つの部分の間の
抵抗は5kΩである。変調器部分への電気的バイアスを変
化させることによって、このデバイスによって放出され
る放射光の振幅を変化させることができる。
Y.トクダ他の「アプライド・フィジックス・レター
ズ」、第49巻（第24号）、1629〜1631ページでは、注入
電流の適当な変化による単一量子井戸レーザの波長スイ
ッチが製作されている。この電流の変化は一般的に相対
的に大きいので、このスイッチングには出力放射光の非
常に大きな音が伴うと考えられる。
ズ」、第49巻（第24号）、1629〜1631ページでは、注入
電流の適当な変化による単一量子井戸レーザの波長スイ
ッチが製作されている。この電流の変化は一般的に相対
的に大きいので、このスイッチングには出力放射光の非
常に大きな音が伴うと考えられる。
少なくとも部分的に上で説明された理由のため、放射
出力を容易にそして急速に変調することができ、その出
力が２つの所定の波長、特に相対的に大きく離れた波長
の間でスイッチされることができるような半導体レーザ
が使用可能になることが強く望まれる。本出願はこのよ
うなレーザについて開示している。
出力を容易にそして急速に変調することができ、その出
力が２つの所定の波長、特に相対的に大きく離れた波長
の間でスイッチされることができるような半導体レーザ
が使用可能になることが強く望まれる。本出願はこのよ
うなレーザについて開示している。
半導体レーザは、電子システム、サブシステム、素子
の相互接続の手段、すなわち、電子スイッチングマシン
のような装置の一部である２個以上の回路基板を相互接
続する手段として使用されている。従来、光学的な相互
接続は、動作速度を増大し、混雑の少ない（従って、よ
り「透明な」）「バックプレーン」となることがわかっ
ている。
の相互接続の手段、すなわち、電子スイッチングマシン
のような装置の一部である２個以上の回路基板を相互接
続する手段として使用されている。従来、光学的な相互
接続は、動作速度を増大し、混雑の少ない（従って、よ
り「透明な」）「バックプレーン」となることがわかっ
ている。
光学的な相互接続手段を含む装置においては、これら
の手段は、一般的に、電気的アセンブリまたはサブアセ
ンブリのある適当な点で現れる電気信号に従って放射光
出力が変調される（一般的には、スイッチオン／オフさ
れる）ような半導体レーザを含む。レーザの放射光出力
は（自由空間光通信も原理的には可能であるが）一般的
に光ファイバ内に結合され、そのファイバを通して１つ
以上の下流のロケーションへ伝送され、そこで放射光は
検出器に入射して、検出器に入射した放射光に応じた電
気信号を生成する。このようにして生成された電気信号
は（調節またはその他の処理を受けて、あるいは受けず
に）第２電気的アセンブリまたはサブアセンブリの入力
を形成する。
の手段は、一般的に、電気的アセンブリまたはサブアセ
ンブリのある適当な点で現れる電気信号に従って放射光
出力が変調される（一般的には、スイッチオン／オフさ
れる）ような半導体レーザを含む。レーザの放射光出力
は（自由空間光通信も原理的には可能であるが）一般的
に光ファイバ内に結合され、そのファイバを通して１つ
以上の下流のロケーションへ伝送され、そこで放射光は
検出器に入射して、検出器に入射した放射光に応じた電
気信号を生成する。このようにして生成された電気信号
は（調節またはその他の処理を受けて、あるいは受けず
に）第２電気的アセンブリまたはサブアセンブリの入力
を形成する。
一般的に、第１アセンブリまたはサブアセンブリはデ
ィジタルゲートからなり、その出力は、そのディジタル
ゲートの出力に従ってレーザ出力を変調するために必要
な相対的に大きな電流を供給する増幅手段への入力とし
て使用される。このような出力増幅器は当業者に周知で
あり、光学的相互接続機構における重要の費用項目を構
成する。
ィジタルゲートからなり、その出力は、そのディジタル
ゲートの出力に従ってレーザ出力を変調するために必要
な相対的に大きな電流を供給する増幅手段への入力とし
て使用される。このような出力増幅器は当業者に周知で
あり、光学的相互接続機構における重要の費用項目を構
成する。
従来の光学的相互接続機構に付随する費用およびその
他の不利益の観点から、出力増幅器を使用する必要性に
伴う不利益を受けない光学的相互接続手段が使用可能に
なることが非常に望まれる。本出願はこのような相互接
続手段が開示している。
他の不利益の観点から、出力増幅器を使用する必要性に
伴う不利益を受けない光学的相互接続手段が使用可能に
なることが非常に望まれる。本出願はこのような相互接
続手段が開示している。
［発明の概要］ 本発明は「特許請求の範囲」で定義されている。例え
ば、本発明は、モノリシックに集積された空洞内損失変
調器を有する量子井戸デバイスからなる装置、およびこ
のような装置を操作する方法からなる。従って、本発明
によるデバイスは、１つ以上の「利得部分」に加えて、
１つ以上の「損失部分」を有する。損失部分へのバイア
ス条件を変化させることによって（この損失部分は、電
気的には利得部分からほとんど絶縁されている）、この
構造体のモード利得を変化させることができる。バイア
ス条件は一般的に損失部分への電気的バイアスを変化さ
せることによって変えられるが、損失部分の光ポンピン
グによっても変えることができる。
ば、本発明は、モノリシックに集積された空洞内損失変
調器を有する量子井戸デバイスからなる装置、およびこ
のような装置を操作する方法からなる。従って、本発明
によるデバイスは、１つ以上の「利得部分」に加えて、
１つ以上の「損失部分」を有する。損失部分へのバイア
ス条件を変化させることによって（この損失部分は、電
気的には利得部分からほとんど絶縁されている）、この
構造体のモード利得を変化させることができる。バイア
ス条件は一般的に損失部分への電気的バイアスを変化さ
せることによって変えられるが、損失部分の光ポンピン
グによっても変えることができる。
本発明によるデバイスは、Ｑ−スイッチ放射光源や、
可変利得増幅器や、波長スイッチ放射光源のような、さ
まざまの方面に使用することができる。
可変利得増幅器や、波長スイッチ放射光源のような、さ
まざまの方面に使用することができる。
ある特殊な実施例では、本発明の装置は、LC/LA＞20
の量子井戸デバイスからなる。ただしLCおよびLAはそれ
ぞれデバイスの光空洞および損失部分の全長であり、損
失部分と利得部分の間の絶縁抵抗は少なくとも約3kΩで
ある。例えばこのような構造体のファセットに適当な反
射層を形成することにより、このデバイスは高速Ｑ−ス
イッチレーザとして使用することができる。適当な反射
防止膜を形成することにより、このデバイスは高速の可
変利得レーザ増幅器として使用することができる。
の量子井戸デバイスからなる。ただしLCおよびLAはそれ
ぞれデバイスの光空洞および損失部分の全長であり、損
失部分と利得部分の間の絶縁抵抗は少なくとも約3kΩで
ある。例えばこのような構造体のファセットに適当な反
射層を形成することにより、このデバイスは高速Ｑ−ス
イッチレーザとして使用することができる。適当な反射
防止膜を形成することにより、このデバイスは高速の可
変利得レーザ増幅器として使用することができる。
特に、ある特殊な目的においては、本発明はレーザか
らなる装置において実現され、そのレーザは、利得部分
および、光学的に利得部分と結合しているが電気的には
ほとんど絶縁されている長さLAの損失部分とをもつ半導
体からなる。この装置はさらに利得部分に電流を流す手
段と、損失部分を電気的にバイアスする手段とからな
る。半導体は少なくとも１つの量子井戸を有する。半導
体には、所定の波長の放射光に対す利得が付随する。こ
の放射光は一般的に、量子井戸に付随する副バンドのう
ちの１つからのレーザ発振による。この装置はまた一般
的に、レーザによって放出される放射を利用する手段も
含む。特に、前記の特殊な実施例ではLC/LAは20よりも
大きい。ただし、LCはレーザのファセット間の距離であ
る。さらに、利得部分と損失部分の間の電気的絶縁抵抗
は少なくとも約3kΩである。本発明のデバイスでは、放
射光に対する利得は、損失部分バイアスを変えることに
よってただちに変化させることができ、これによってレ
ーザ放射光の振幅変調が可能となる。損失部分バイアス
は一般的に損失部分への電気的バイアスを変えることに
よって変化されるが、損失部分の光ポンピングによって
変化させることもできる。
らなる装置において実現され、そのレーザは、利得部分
および、光学的に利得部分と結合しているが電気的には
ほとんど絶縁されている長さLAの損失部分とをもつ半導
体からなる。この装置はさらに利得部分に電流を流す手
段と、損失部分を電気的にバイアスする手段とからな
る。半導体は少なくとも１つの量子井戸を有する。半導
体には、所定の波長の放射光に対す利得が付随する。こ
の放射光は一般的に、量子井戸に付随する副バンドのう
ちの１つからのレーザ発振による。この装置はまた一般
的に、レーザによって放出される放射を利用する手段も
含む。特に、前記の特殊な実施例ではLC/LAは20よりも
大きい。ただし、LCはレーザのファセット間の距離であ
る。さらに、利得部分と損失部分の間の電気的絶縁抵抗
は少なくとも約3kΩである。本発明のデバイスでは、放
射光に対する利得は、損失部分バイアスを変えることに
よってただちに変化させることができ、これによってレ
ーザ放射光の振幅変調が可能となる。損失部分バイアス
は一般的に損失部分への電気的バイアスを変えることに
よって変化されるが、損失部分の光ポンピングによって
変化させることもできる。
さらに他の目的によれば、本発明は光増幅器を含む装
置において実現される。この増幅器は２つの面をもつ半
導体からなり、その面のうちの少なくとも１つには所定
の波長に対する反射防止膜が形成される。この半導体に
は所定の波長の放射光に対する利得が付随し、この半導
体は少なくとも１つの量子井戸からなる。この装置はさ
らに、２つの面のうち１つの所定の波長の放射光を入射
させる手段と、もう一方の面から放出される所定の波長
の放射光を利用する手段とからなる。特に、半導体は、
利得部分および、光学的には利得部分と結合しているが
電気的にはほとんど絶縁された、長さLAの損失部分とか
らなる。この装置はさらに、所定の波長の放射光に対す
る利得を変化させる手段からなり、この手段は損失部分
に電気的バイアスを印加する手段からなる。この装置は
また、利得部分を通る電流を生成する手段からなる。本
発明の光増幅器は可変利得をもち、これは損失部分への
バイアスを変えることにより達成される。このバイアス
は電気的に、または損失部分の光ポンピングにより変え
ることができる。望ましい実施例では、LC/LA＞20であ
る。ただし、LCは半導体の長さである。一般的に、利得
部分と損失部分の間の絶縁抵抗は3kΩよりも大きく、10
0kΩさらには1MΩよりも大きいのが望ましい。
置において実現される。この増幅器は２つの面をもつ半
導体からなり、その面のうちの少なくとも１つには所定
の波長に対する反射防止膜が形成される。この半導体に
は所定の波長の放射光に対する利得が付随し、この半導
体は少なくとも１つの量子井戸からなる。この装置はさ
らに、２つの面のうち１つの所定の波長の放射光を入射
させる手段と、もう一方の面から放出される所定の波長
の放射光を利用する手段とからなる。特に、半導体は、
利得部分および、光学的には利得部分と結合しているが
電気的にはほとんど絶縁された、長さLAの損失部分とか
らなる。この装置はさらに、所定の波長の放射光に対す
る利得を変化させる手段からなり、この手段は損失部分
に電気的バイアスを印加する手段からなる。この装置は
また、利得部分を通る電流を生成する手段からなる。本
発明の光増幅器は可変利得をもち、これは損失部分への
バイアスを変えることにより達成される。このバイアス
は電気的に、または損失部分の光ポンピングにより変え
ることができる。望ましい実施例では、LC/LA＞20であ
る。ただし、LCは半導体の長さである。一般的に、利得
部分と損失部分の間の絶縁抵抗は3kΩよりも大きく、10
0kΩさらには1MΩよりも大きいのが望ましい。
さらにもう１つの目的によれば、本発明は、利得部分
および、光学的には利得部分と結合しているが電気的に
はほとんど絶縁された、損失部分からなる半導体を有す
る装置において実現される。この半導体は長さLCをも
ち、この半導体には所定の波長の放射光に対する利得が
付随している。この装置はまた、利得部分を通る電流を
生成する手段と、（損失部分に電気的バイアスを印加す
る手段を含む）所定の波長の放射光に対する利得を変え
る手段と、この半導体によって放出される放射光を利用
する手段とからなる。この半導体は少なくとも１つの量
子井戸を有し、この量子井戸には第１エネルギー副バン
ドおよび第２エネルギー副バンドが付随する。特に、利
得を変える手段は、波長λ１の第１放射光の放出に付随
する第１値から、波長λ２の第２放射光の放出に付随す
る第２値へ、LCを変えることなく、利得を変化させるこ
とに適合している（｜λ１−λ2|は少なくとも約10n
m）。しばしば、第１放射光は、第１幅バンドおよび第
２幅バンドのうち１つからの電気的遷移に付随し、第２
放射光は、第１幅バンドおよび第２幅バンドのうちの他
方からの電気的遷移に付随する。しかし、これは必要な
ことではなく、大きな波長のシフトは所定の幅バンド内
でも達成できる。利得は損失部分への電気的バイアスを
変えること、または、損失部分の光ポンピングによって
変化される。
および、光学的には利得部分と結合しているが電気的に
はほとんど絶縁された、損失部分からなる半導体を有す
る装置において実現される。この半導体は長さLCをも
ち、この半導体には所定の波長の放射光に対する利得が
付随している。この装置はまた、利得部分を通る電流を
生成する手段と、（損失部分に電気的バイアスを印加す
る手段を含む）所定の波長の放射光に対する利得を変え
る手段と、この半導体によって放出される放射光を利用
する手段とからなる。この半導体は少なくとも１つの量
子井戸を有し、この量子井戸には第１エネルギー副バン
ドおよび第２エネルギー副バンドが付随する。特に、利
得を変える手段は、波長λ１の第１放射光の放出に付随
する第１値から、波長λ２の第２放射光の放出に付随す
る第２値へ、LCを変えることなく、利得を変化させるこ
とに適合している（｜λ１−λ2|は少なくとも約10n
m）。しばしば、第１放射光は、第１幅バンドおよび第
２幅バンドのうち１つからの電気的遷移に付随し、第２
放射光は、第１幅バンドおよび第２幅バンドのうちの他
方からの電気的遷移に付随する。しかし、これは必要な
ことではなく、大きな波長のシフトは所定の幅バンド内
でも達成できる。利得は損失部分への電気的バイアスを
変えること、または、損失部分の光ポンピングによって
変化される。
本発明はまた上で説明されたように装置を使用する方
法において実現されている。この方法は、損失部分を通
る電流を生成することと、レーザが波長λ１の第１放射
光を放出するように損失部分へ電気的にバイアスをかけ
ることからなる。この方法はさらに、レーザが、｜λ１
−λ2|が少なくとも10nmとなるような波長λ２の第２放
射光を放出するように、（半導体の長さを変えることな
く）第１放射光に対する半導体の利得を変えることから
なる。
法において実現されている。この方法は、損失部分を通
る電流を生成することと、レーザが波長λ１の第１放射
光を放出するように損失部分へ電気的にバイアスをかけ
ることからなる。この方法はさらに、レーザが、｜λ１
−λ2|が少なくとも10nmとなるような波長λ２の第２放
射光を放出するように、（半導体の長さを変えることな
く）第１放射光に対する半導体の利得を変えることから
なる。
ある特殊な実施例では本発明によるレーザは光学的相
互接続手段を含む装置において使用される。
互接続手段を含む装置において使用される。
この装置は少なくとも１つの、電気的出力をもつ（例
えばECL,MOSまたはＣ−MOS技術で形成されているよう
な）ディジタルゲートからなり、この出力は、増幅器を
介することなく、多重電極レーザの損出部分に電気的に
接続され、このゲートの出力は、レーザの出力が、相対
的に低い値（例えば強度およそ０）と、相対的に高い値
（例えば放射光出力１μＷよりも大きい値）の間でスイ
ッチすることができるようなものである。
えばECL,MOSまたはＣ−MOS技術で形成されているよう
な）ディジタルゲートからなり、この出力は、増幅器を
介することなく、多重電極レーザの損出部分に電気的に
接続され、このゲートの出力は、レーザの出力が、相対
的に低い値（例えば強度およそ０）と、相対的に高い値
（例えば放射光出力１μＷよりも大きい値）の間でスイ
ッチすることができるようなものである。
本発明による現在望ましい装置は、複数のディジタル
ゲート（G1,G2,……,Gn;n≧２）と、ゲートの出力を多
重化された電気信号に結合する手段と、多重化された電
気信号を、増幅なしに、多重電極レーザの損失部分に印
加する手段と、光ファイバ手段と、このファイバ手段を
通って伝送されるレーザ放射光を検出する手段と、この
検出器手段の電気的出力を再生する手段と、再生された
電気信号の少なくとも１つに反応する電子アセンブリ、
サブアセンブリ、またはデイバスとからなる。
ゲート（G1,G2,……,Gn;n≧２）と、ゲートの出力を多
重化された電気信号に結合する手段と、多重化された電
気信号を、増幅なしに、多重電極レーザの損失部分に印
加する手段と、光ファイバ手段と、このファイバ手段を
通って伝送されるレーザ放射光を検出する手段と、この
検出器手段の電気的出力を再生する手段と、再生された
電気信号の少なくとも１つに反応する電子アセンブリ、
サブアセンブリ、またはデイバスとからなる。
［実施例］ 第１図は、本発明によるレーザ10の例を模式的に示し
ている。これは、GaAsを基礎とした利得誘導肩の傾斜屈
折率分離閉じ込めヘテロ構造（GRINSCH）単一量子井戸
（SQW）レーザである。しかし、本発明はこの特定の型
のレーザまたは物質径に制限されるものではない。例え
ば、本発明によるデバイスは他の半導体系（例えば、In
GaAs/InP系）において実現することができ、また、１つ
以上の量子井戸をもつこともできる。さらに、本発明は
他のレーザの型、例えば、埋め込みヘテロ構造（BH）QW
レーザ、外部ブラッグ素子を使用したDFBレーザ、劈開
ではなくエッチングしたファセットをもつレーザにおい
ても実現できる。
ている。これは、GaAsを基礎とした利得誘導肩の傾斜屈
折率分離閉じ込めヘテロ構造（GRINSCH）単一量子井戸
（SQW）レーザである。しかし、本発明はこの特定の型
のレーザまたは物質径に制限されるものではない。例え
ば、本発明によるデバイスは他の半導体系（例えば、In
GaAs/InP系）において実現することができ、また、１つ
以上の量子井戸をもつこともできる。さらに、本発明は
他のレーザの型、例えば、埋め込みヘテロ構造（BH）QW
レーザ、外部ブラッグ素子を使用したDFBレーザ、劈開
ではなくエッチングしたファセットをもつレーザにおい
ても実現できる。
レーザ10は、半絶縁の〈100〉方向GaAs基板11と、そ
こにエピタキシャル形成されたｎ＋GaAsの層12からな
る。層12の一部は金属接触ストライプ13によって被覆さ
れ、他の一部はｎ型AlGaAs層14に対する基板を形成す
る。厚さ約11nmのGaAs量子井戸16は、２つの厚さ200nm
の傾斜エピタキシャルA1XGa1-XAs導波路領域（15および
17）の間にはまれている。ただし、ｘは0.2から0.55ま
で変化し、ｘ＝0.2が約1nm厚のGaAs量子井戸16に最も近
い。層17の上にはｐ型AlGaAs層18がエピタキシャル形成
され、このｐ型AlGaAs層18の一部は、ｐ＋GaAs層19がエ
ピタキシャル形成された切片で被覆され、これは続いて
金属接触ストライプ切片（20および21）によって被覆さ
れる。例えば幅２μｍの狭いギャップが、金属接触スト
ライプ切片21、20の２つの部分との間に存在する。スト
ライプは幅Ｗおよび全長LCをもち、ストライプ切片21は
長さLAをもつ。特に、少なくともある実施例では、LCは
LAよりもずっと大きくすることができ、望ましくはLC/L
A＞10または20にも達し、小さいLAおよび通常の逆バイ
アス動作に付随する小さい電気容量のため、高速デバイ
スにおける実現可能性がある。ストライプ切片20はデバ
イスの「利得」部分を定義し、ストライプ切片21は「損
失」部分を定義する。損失部分は利得部分から電気的に
絶縁されている。例えば、この絶縁は、酸素注入領域2
2、22′による。この絶縁注入デバイスの活性領域に広
がらないように注意しなければならない。利得部分と損
失部分の間の電気抵抗は、高いほうが好ましく、一般的
には３または10kΩ以上、望ましくは100kΩ以上であ
る。酸素絶縁注入法により、1MΩ以上の絶縁もただちに
達成でき、速度の改善の可能性を寄与する。当業者に周
知のように、反射被覆をレーザの両側のファセットに形
成することができる。
こにエピタキシャル形成されたｎ＋GaAsの層12からな
る。層12の一部は金属接触ストライプ13によって被覆さ
れ、他の一部はｎ型AlGaAs層14に対する基板を形成す
る。厚さ約11nmのGaAs量子井戸16は、２つの厚さ200nm
の傾斜エピタキシャルA1XGa1-XAs導波路領域（15および
17）の間にはまれている。ただし、ｘは0.2から0.55ま
で変化し、ｘ＝0.2が約1nm厚のGaAs量子井戸16に最も近
い。層17の上にはｐ型AlGaAs層18がエピタキシャル形成
され、このｐ型AlGaAs層18の一部は、ｐ＋GaAs層19がエ
ピタキシャル形成された切片で被覆され、これは続いて
金属接触ストライプ切片（20および21）によって被覆さ
れる。例えば幅２μｍの狭いギャップが、金属接触スト
ライプ切片21、20の２つの部分との間に存在する。スト
ライプは幅Ｗおよび全長LCをもち、ストライプ切片21は
長さLAをもつ。特に、少なくともある実施例では、LCは
LAよりもずっと大きくすることができ、望ましくはLC/L
A＞10または20にも達し、小さいLAおよび通常の逆バイ
アス動作に付随する小さい電気容量のため、高速デバイ
スにおける実現可能性がある。ストライプ切片20はデバ
イスの「利得」部分を定義し、ストライプ切片21は「損
失」部分を定義する。損失部分は利得部分から電気的に
絶縁されている。例えば、この絶縁は、酸素注入領域2
2、22′による。この絶縁注入デバイスの活性領域に広
がらないように注意しなければならない。利得部分と損
失部分の間の電気抵抗は、高いほうが好ましく、一般的
には３または10kΩ以上、望ましくは100kΩ以上であ
る。酸素絶縁注入法により、1MΩ以上の絶縁もただちに
達成でき、速度の改善の可能性を寄与する。当業者に周
知のように、反射被覆をレーザの両側のファセットに形
成することができる。
第１図はまた、利得部分と電気的に接触する手段と、
損失部分に接触する分離手段を模式的に示している。利
得部分に印加される電圧とそこを流れる電流はここでは
それぞれVGおよびIGで示され、損失部分に付随する電圧
および電流はそれぞれVAおよびIAで示されている。IGは
しばしば注入電流と呼ばれる。
損失部分に接触する分離手段を模式的に示している。利
得部分に印加される電圧とそこを流れる電流はここでは
それぞれVGおよびIGで示され、損失部分に付随する電圧
および電流はそれぞれVAおよびIAで示されている。IGは
しばしば注入電流と呼ばれる。
当業者によってただちに認識されるように、利得部分
および損失部分のレイアウトは図示されたようなもので
ある必要はない。例えば、利得部分は２つの等しい部分
である必要はなく、分割されないことも可能であり、２
つよりも多くの部分からなることも可能である。さら
に、本発明のデバイスは単一の損失部分をもつ必要もな
い。
および損失部分のレイアウトは図示されたようなもので
ある必要はない。例えば、利得部分は２つの等しい部分
である必要はなく、分割されないことも可能であり、２
つよりも多くの部分からなることも可能である。さら
に、本発明のデバイスは単一の損失部分をもつ必要もな
い。
本発明によるデバイスは、適当な技術、例えば、分子
線エピタキシー（MBE）、従来の写真製版およびエッチ
ング、金属層のスパッタ蒸着法からなるプロセスによっ
て、製造することができる。都合よく、金属ストライプ
が切片が、下のp+層に対するエッチマスクとして、およ
び注入マスクとして使用される。
線エピタキシー（MBE）、従来の写真製版およびエッチ
ング、金属層のスパッタ蒸着法からなるプロセスによっ
て、製造することができる。都合よく、金属ストライプ
が切片が、下のp+層に対するエッチマスクとして、およ
び注入マスクとして使用される。
第１図のデバイスによって例示されているような空洞
内モノリシック損失部分（または損失「変調器」）をも
つレーザは、損失部分への（一般的に逆バイアスの）バ
イアスを変えることによりＱ−スイッチングすることが
できる。バイアスの変化は、レーザによって放出される
放射光強度の変化を生じる。われわれは、LAをLCよりも
ずっと小さく（LC/LAを20よりも大きく）し、相対的に
高い絶縁抵抗（3kΩ以上、望ましくは10または100kΩ以
上）を損失部分と利得部分の間に形成することによっ
て、非常に小さい電気的出力で相当の光出力をスイッチ
することが可能であることを発明した。例えば、InGaAs
/InP−BH−GRINSCH−SQWレーザ（QWの厚さｄ＝16nm、活
性領域の幅約２μｍ、損失部分と利得部分の間のギャッ
プはそれぞれ６μｍ、LA＝６μｍ、LC＝300μｍ、絶縁
抵抗＞3kΩ）において、VAの30mVの変化で、光強度は約
8mVから約0.5mVにスイッチされた（IG＝80mA,VA〜0
V）。吸収部分への電気的出力の全変化は約30μＷであ
った。
内モノリシック損失部分（または損失「変調器」）をも
つレーザは、損失部分への（一般的に逆バイアスの）バ
イアスを変えることによりＱ−スイッチングすることが
できる。バイアスの変化は、レーザによって放出される
放射光強度の変化を生じる。われわれは、LAをLCよりも
ずっと小さく（LC/LAを20よりも大きく）し、相対的に
高い絶縁抵抗（3kΩ以上、望ましくは10または100kΩ以
上）を損失部分と利得部分の間に形成することによっ
て、非常に小さい電気的出力で相当の光出力をスイッチ
することが可能であることを発明した。例えば、InGaAs
/InP−BH−GRINSCH−SQWレーザ（QWの厚さｄ＝16nm、活
性領域の幅約２μｍ、損失部分と利得部分の間のギャッ
プはそれぞれ６μｍ、LA＝６μｍ、LC＝300μｍ、絶縁
抵抗＞3kΩ）において、VAの30mVの変化で、光強度は約
8mVから約0.5mVにスイッチされた（IG＝80mA,VA〜0
V）。吸収部分への電気的出力の全変化は約30μＷであ
った。
本発明のデバイスの少なくともある実施例の、逆バイ
アスをかけられた損失部分が、小サイズで、低電流で駆
動し、低い静電容量であることは、一般的に、注入電流
IGを一定に維持しながら、損失部分への電気的バイアス
を変化させることによって、レーザ光出力の高速な電気
的変調を可能にする。低電流駆動のため、相対的に小さ
い、単純な高速トランジスタの設計が損失部分の駆動の
ために使用され、従って費用を縮小し、一般的に、信頼
性を改善する。
アスをかけられた損失部分が、小サイズで、低電流で駆
動し、低い静電容量であることは、一般的に、注入電流
IGを一定に維持しながら、損失部分への電気的バイアス
を変化させることによって、レーザ光出力の高速な電気
的変調を可能にする。低電流駆動のため、相対的に小さ
い、単純な高速トランジスタの設計が損失部分の駆動の
ために使用され、従って費用を縮小し、一般的に、信頼
性を改善する。
レーザ出力の高速振幅変調は、本発明によれば、レー
ザの損失部分の光ポンピングによっても達成される。こ
の実施例でまた、IGは一般的には一定である。例えば、
VAもまた一定であり、もう１つのレーザからのポンプ放
射光パルスが本発明のレーザの損失部分に入射される。
特に、損失部分を利得部分から電気的に絶縁するため
に、望ましい実施例で使用される絶縁部分の注入は、一
般的に、光学的に生成された電子−ホール対の非放射光
寿命を減少させ。従ってパルス反応速度を増大する。
ザの損失部分の光ポンピングによっても達成される。こ
の実施例でまた、IGは一般的には一定である。例えば、
VAもまた一定であり、もう１つのレーザからのポンプ放
射光パルスが本発明のレーザの損失部分に入射される。
特に、損失部分を利得部分から電気的に絶縁するため
に、望ましい実施例で使用される絶縁部分の注入は、一
般的に、光学的に生成された電子−ホール対の非放射光
寿命を減少させ。従ってパルス反応速度を増大する。
空洞内モノリシック損失変調器をもつ量子井戸デバイ
スはまた都合よく光増幅器として使用することができ
る。このようなデバイスは第７図に模式的に示されてお
り、そこで半導体70は、反射防止膜（71、71′）が使用
されていることを除いては、第１図に示されたものとほ
どんど同じ構造をもっている。このような反射防止膜は
当業者には周知である。措定の波長の放射光は増幅器の
ファセットのうちの１つに入射され、そこで当業者に周
知の方法で増幅され、もう一方のファセットから放出さ
れ、適当な利用デバイス（図示されていない）へと結合
される。増幅度は、デバイスの損失部分に印加されてい
る電気的バイアスにより、また随意に損失部分の光ポン
ピングにより、変えることができる。
スはまた都合よく光増幅器として使用することができ
る。このようなデバイスは第７図に模式的に示されてお
り、そこで半導体70は、反射防止膜（71、71′）が使用
されていることを除いては、第１図に示されたものとほ
どんど同じ構造をもっている。このような反射防止膜は
当業者には周知である。措定の波長の放射光は増幅器の
ファセットのうちの１つに入射され、そこで当業者に周
知の方法で増幅され、もう一方のファセットから放出さ
れ、適当な利用デバイス（図示されていない）へと結合
される。増幅度は、デバイスの損失部分に印加されてい
る電気的バイアスにより、また随意に損失部分の光ポン
ピングにより、変えることができる。
このようなレーザ増幅器は多くの好ましく特性と、多
くの応用をもつ。光出力は損失部分によって監視または
制御される。このデバイスの動作は構造体を通る単一パ
スの光子に関連しているため、そして、損失部分は非常
に短く（10μｍのオーダまたはさらに小さく）すること
ができるため、増幅出力の非常に高速の変調が可能であ
る。本発明のデバイスは、電圧によって制御された光信
号のパルス成形や、空間光変調器として使用することが
できる。このデバイスはまた、本発明による増幅器部分
を逆バイアスｐ−ｉ−ｎ吸収部分とともに使用すること
により、都合よく、集積低雑音検出器に使用することが
できる。複数の損失部分を形成した場合、本発明の増幅
器は、以下で説明されるものとほとんど同等の方法で、
エンコーダ／デコーダまたは論理素子として使用するこ
とができる。
くの応用をもつ。光出力は損失部分によって監視または
制御される。このデバイスの動作は構造体を通る単一パ
スの光子に関連しているため、そして、損失部分は非常
に短く（10μｍのオーダまたはさらに小さく）すること
ができるため、増幅出力の非常に高速の変調が可能であ
る。本発明のデバイスは、電圧によって制御された光信
号のパルス成形や、空間光変調器として使用することが
できる。このデバイスはまた、本発明による増幅器部分
を逆バイアスｐ−ｉ−ｎ吸収部分とともに使用すること
により、都合よく、集積低雑音検出器に使用することが
できる。複数の損失部分を形成した場合、本発明の増幅
器は、以下で説明されるものとほとんど同等の方法で、
エンコーダ／デコーダまたは論理素子として使用するこ
とができる。
第２図には、第１図に示された型の本発明によるレー
ザに対して、注入電流IGに対するファセットあたりの光
強度の曲線の例20、21、22が示されている。接触ストラ
イプの幅Ｗは20μｍ、空洞の全長LCは500μｍ、そして
損失部分の流さLAは20μｍであった。固定した注入電流
に対し、損失部分へのバイアスを変化させることにより
出力強度を変化させることができる。例えば、小さな順
バイアス（そのときIA＝15mA）から逆バイアス（VA＝−
0.2および−1.0V）に変化させると、出力強度は約7.5mW
からそれぞれ約2.5mWおよび0.5mWに減少する。IA＝15mA
では、量子井戸の第１（ｎ＝１）量子状態からのレーザ
電子遷移に対応して、しきい値電流Ithは80mAであり、
レーザ波長は869nmであった。しきい値電流は、増大す
る負バイアスとともにやや増大するが、これはおそら
く、損失領域における量子閉じ込めシュタルク効果と、
利得領域におけるバンドギャップ収縮によるものであ
る。第２図の結果は、適当な動作条件のもとでは、本発
明によるレーザは、損失部分の逆バイアスによって効率
的に振幅変調することができることを示している。
ザに対して、注入電流IGに対するファセットあたりの光
強度の曲線の例20、21、22が示されている。接触ストラ
イプの幅Ｗは20μｍ、空洞の全長LCは500μｍ、そして
損失部分の流さLAは20μｍであった。固定した注入電流
に対し、損失部分へのバイアスを変化させることにより
出力強度を変化させることができる。例えば、小さな順
バイアス（そのときIA＝15mA）から逆バイアス（VA＝−
0.2および−1.0V）に変化させると、出力強度は約7.5mW
からそれぞれ約2.5mWおよび0.5mWに減少する。IA＝15mA
では、量子井戸の第１（ｎ＝１）量子状態からのレーザ
電子遷移に対応して、しきい値電流Ithは80mAであり、
レーザ波長は869nmであった。しきい値電流は、増大す
る負バイアスとともにやや増大するが、これはおそら
く、損失領域における量子閉じ込めシュタルク効果と、
利得領域におけるバンドギャップ収縮によるものであ
る。第２図の結果は、適当な動作条件のもとでは、本発
明によるレーザは、損失部分の逆バイアスによって効率
的に振幅変調することができることを示している。
第３図、第４図は、第１図に示された型の本発明のレ
ーザに対して、波長に対する放出された光強度の結果の
例を示している。レーザは、空洞の全長LC＝400μｍ、L
A＝60μｍ、ストライプ幅Ｗ＝６μｍであった。デバイ
スの配置は、相対的に低い利得（電流の広がりおよび横
への電流の拡散による）をもつように選択された。これ
によって、あるバイアス条件下ではレーザ発振は量子井
戸の第２副バンド（ｎ＝２）から生じる。特に、第３図
は、注入電流IG＝245mA、順バイアスをかけられた損失
部分（IA＝20mA）に対して放出された光強度を示してい
る。これらのバイアス条件下では、第２副バンドからの
レーザ発振に対応して、光強度はλ＝842nmで最大値を
とる。第４図は、異なるバイアス条件下で、すなわち、
逆バイアスをかけられた損失部分（V A＝−0.3V）の場
合、第１副バンドからのレーザ発振に対応して、放出さ
れる強度はλ＝875nmで最大値をとる。第１および第２
副バンドの両方からのレーザ発振が、中間的なバイアス
条件、例えば、IA＝2mAに対して観測される。
ーザに対して、波長に対する放出された光強度の結果の
例を示している。レーザは、空洞の全長LC＝400μｍ、L
A＝60μｍ、ストライプ幅Ｗ＝６μｍであった。デバイ
スの配置は、相対的に低い利得（電流の広がりおよび横
への電流の拡散による）をもつように選択された。これ
によって、あるバイアス条件下ではレーザ発振は量子井
戸の第２副バンド（ｎ＝２）から生じる。特に、第３図
は、注入電流IG＝245mA、順バイアスをかけられた損失
部分（IA＝20mA）に対して放出された光強度を示してい
る。これらのバイアス条件下では、第２副バンドからの
レーザ発振に対応して、光強度はλ＝842nmで最大値を
とる。第４図は、異なるバイアス条件下で、すなわち、
逆バイアスをかけられた損失部分（V A＝−0.3V）の場
合、第１副バンドからのレーザ発振に対応して、放出さ
れる強度はλ＝875nmで最大値をとる。第１および第２
副バンドの両方からのレーザ発振が、中間的なバイアス
条件、例えば、IA＝2mAに対して観測される。
当業者に周知のように、量子井戸の第１副バンドと第
２副バンドの間のエネルギー差は、特に、井戸の厚さに
依存する。従って、本発明によるデバイスで得られる波
長差Δλは設計変数である。第３図、第４図は、Δλは
相対的に大きくすることができ、30nm以上にすることが
できることを示している。これは、以下に説明されるよ
うに、重要な利点である。
２副バンドの間のエネルギー差は、特に、井戸の厚さに
依存する。従って、本発明によるデバイスで得られる波
長差Δλは設計変数である。第３図、第４図は、Δλは
相対的に大きくすることができ、30nm以上にすることが
できることを示している。これは、以下に説明されるよ
うに、重要な利点である。
本発明の波長スイッチ方式の実施例では、｜λ１−λ
2|は少なくとも10nmである。この相対的に大きな波長差
は、従来の波長スイッチレーザでは不可能であった応用
（例えば、情報記憶システム）を可能にする。従来のデ
バイス（例えば、電気的に制御されたブラッグ素子のつ
いたDFBレーザ）では、達成できる最大のΔλは一般的
に10nmよりもずっと小さく、しばしば1nmオーダであ
る。
2|は少なくとも10nmである。この相対的に大きな波長差
は、従来の波長スイッチレーザでは不可能であった応用
（例えば、情報記憶システム）を可能にする。従来のデ
バイス（例えば、電気的に制御されたブラッグ素子のつ
いたDFBレーザ）では、達成できる最大のΔλは一般的
に10nmよりもずっと小さく、しばしば1nmオーダであ
る。
本発明による装置の例が第５図に模式的に示されてお
り、そこでは、本発明のレーザは、バイアス条件によっ
て、波長λ１またはλ２の放射光を放出する。放出され
る放射光は、利用デバイス、例えば、別のまたは同一の
電子アセンブリもしくはサブアセンブリ上の半導体検出
器や、光ディスクまたはその他の光記憶媒体や、光ファ
イバによって受信される。利得電源は注入電流IGをレー
ザの利得部分に供給し、バイアス電源は利得部分に電気
的に接続されている。バイアス条件はバイアス制御信号
に応じてセットされる。
り、そこでは、本発明のレーザは、バイアス条件によっ
て、波長λ１またはλ２の放射光を放出する。放出され
る放射光は、利用デバイス、例えば、別のまたは同一の
電子アセンブリもしくはサブアセンブリ上の半導体検出
器や、光ディスクまたはその他の光記憶媒体や、光ファ
イバによって受信される。利得電源は注入電流IGをレー
ザの利得部分に供給し、バイアス電源は利得部分に電気
的に接続されている。バイアス条件はバイアス制御信号
に応じてセットされる。
例えば、VA＝０で、IGは臨界電流Icritまたはそれに
接近した値にセットされる。その値は構造体内の利得の
さまざまな損失に依存する。従って、損失部分への順バ
イアスの印加によって、量子井戸の副バンドのうちの１
つ（例えば、第１副バンド）からの発振を生じ、適当な
逆バイアスによってもう１つの副バンド（例えば、第２
副バンド）からのレーザ発振を生じる。
接近した値にセットされる。その値は構造体内の利得の
さまざまな損失に依存する。従って、損失部分への順バ
イアスの印加によって、量子井戸の副バンドのうちの１
つ（例えば、第１副バンド）からの発振を生じ、適当な
逆バイアスによってもう１つの副バンド（例えば、第２
副バンド）からのレーザ発振を生じる。
本発明は、さまざまな実施例の形をとり得る。その１
つの例が第６図に模式的に示されている。電気的に制御
された空間光変調器60の例は、第１図に関連して説明さ
れたものとほとんど同一であるが、２つのｐ−接触スト
ライプ切片のセットからなる層構造をもつ半導体からな
る。特に、２つの利得部分接点（20、20′）は電気的に
接続され、２つの損失部分接点（21、21′）も同様であ
る。２つの接触ストライプ切片の間には回折格子62が設
置され、回折格子の周期は、放射光がかなり大きな角度
θで自由空間へ効率的に結合して放出されるように選択
される。例えば、波長約1.5μｍの放射光に対し、周期
約0.5μｍの回折格子は約70゜のオーダのθを生じるこ
とができる。反射膜61、61′が形成され、反射膜61′は
レーザ放射光が付随するファセットから放出されるよう
に選択される。放出の方向（第６図に示された角θ）は
レーザ放射光の波長に依存する。従って、損失部分のバ
イアス条件の変化によって、λ１からλ２への波長の変
化を生じることにより、θの変化を生じることができ
る。電気的に制御された空間光変調器は、例えば、光ス
キャニング、光波分配回路、空間的に分離された電子ま
たは光電子サブシステムもしくはシステムの間のチップ
間光相互接続のような、多くの応用をもつ。
つの例が第６図に模式的に示されている。電気的に制御
された空間光変調器60の例は、第１図に関連して説明さ
れたものとほとんど同一であるが、２つのｐ−接触スト
ライプ切片のセットからなる層構造をもつ半導体からな
る。特に、２つの利得部分接点（20、20′）は電気的に
接続され、２つの損失部分接点（21、21′）も同様であ
る。２つの接触ストライプ切片の間には回折格子62が設
置され、回折格子の周期は、放射光がかなり大きな角度
θで自由空間へ効率的に結合して放出されるように選択
される。例えば、波長約1.5μｍの放射光に対し、周期
約0.5μｍの回折格子は約70゜のオーダのθを生じるこ
とができる。反射膜61、61′が形成され、反射膜61′は
レーザ放射光が付随するファセットから放出されるよう
に選択される。放出の方向（第６図に示された角θ）は
レーザ放射光の波長に依存する。従って、損失部分のバ
イアス条件の変化によって、λ１からλ２への波長の変
化を生じることにより、θの変化を生じることができ
る。電気的に制御された空間光変調器は、例えば、光ス
キャニング、光波分配回路、空間的に分離された電子ま
たは光電子サブシステムもしくはシステムの間のチップ
間光相互接続のような、多くの応用をもつ。
本発明による装置の例は、光情報記憶装置であって、
これは、本発明によるレーザからなり、このレーザは、
適当な記憶媒体に格納された情報を読みとるために使用
される相対的に長い波長と、例えば電子−ホール対生成
や適当な化学反応を誘導することによって媒体に情報を
書き込むために使用される相対的に短い波長とをもつ。
これは、本発明によるレーザからなり、このレーザは、
適当な記憶媒体に格納された情報を読みとるために使用
される相対的に長い波長と、例えば電子−ホール対生成
や適当な化学反応を誘導することによって媒体に情報を
書き込むために使用される相対的に短い波長とをもつ。
本発明による装置のもう１つの例は、２つ（またはそ
れより多くてもよい）の独立にアドレス可能な損失部分
をもつ本発明のレーザからなる。このような装置は論理
演算を実行するために使用され、周波数で制御される光
データ伝送において応用がある。例えば、レーザの相対
的に長い波長の放射光を論理０に付随させ、相対的に短
い波長を論理１に付随させることにより、２つの損失部
分（ＡおよびＢ）は正（＋Ｖ＝０）および負（−Ｖ＝
１）にバイアスされ、固定したIGに対しレーザ光出力は
ANDに対する真理値表、すなわち、 による波長をもつ。やや大きい注入流に対しては、レー
ザ出力はORに対する真理値表、すなわち、 による波長をもつ。本発明の光電子バイアスによって実
行されるその他の論理関数もある。例えば、両方の損失
部分に逆バイアスをかけるとレーザをオフにするように
装置が設計されている場合には、加算に対する真理値表
は、相対的に長い波長を「和」として定義し、相対的に
短い波長を「繰り上がり」として定義することによって
生成される。
れより多くてもよい）の独立にアドレス可能な損失部分
をもつ本発明のレーザからなる。このような装置は論理
演算を実行するために使用され、周波数で制御される光
データ伝送において応用がある。例えば、レーザの相対
的に長い波長の放射光を論理０に付随させ、相対的に短
い波長を論理１に付随させることにより、２つの損失部
分（ＡおよびＢ）は正（＋Ｖ＝０）および負（−Ｖ＝
１）にバイアスされ、固定したIGに対しレーザ光出力は
ANDに対する真理値表、すなわち、 による波長をもつ。やや大きい注入流に対しては、レー
ザ出力はORに対する真理値表、すなわち、 による波長をもつ。本発明の光電子バイアスによって実
行されるその他の論理関数もある。例えば、両方の損失
部分に逆バイアスをかけるとレーザをオフにするように
装置が設計されている場合には、加算に対する真理値表
は、相対的に長い波長を「和」として定義し、相対的に
短い波長を「繰り上がり」として定義することによって
生成される。
Δλは本発明のレーザでは相対的に大きくすることが
できるので、上で説明された装置に安価なフィルタおよ
び回折格込を使用することができる。これは明らかに本
発明の利点である。
できるので、上で説明された装置に安価なフィルタおよ
び回折格込を使用することができる。これは明らかに本
発明の利点である。
望ましい実施例では、本発明のデバイスは、電子デバ
イスまたはサブアセンブリ（例えば、利得部分を通る電
流を生じる手段や、損失部分に電気的バイアスを印加す
る手段）とともに、共通の半導体基板上に配置される。
随意に、同一の基板上に、その他の光電子デバイス、例
えば、検出器や他のレーザを配置することができる。さ
らに、逆バイアスをかけられた損失部分に流れる光電流
は周知の手段で監視することができ、フィードバックル
ープを介して、VAおよびIGのうちの１つ（または両方）
を変化させることにより、光出力を制御するために使用
することができる。この制御を実行する手段もまた、当
業者にはただちに明らかなように、都合よく共通の基板
上に集積することができる。
イスまたはサブアセンブリ（例えば、利得部分を通る電
流を生じる手段や、損失部分に電気的バイアスを印加す
る手段）とともに、共通の半導体基板上に配置される。
随意に、同一の基板上に、その他の光電子デバイス、例
えば、検出器や他のレーザを配置することができる。さ
らに、逆バイアスをかけられた損失部分に流れる光電流
は周知の手段で監視することができ、フィードバックル
ープを介して、VAおよびIGのうちの１つ（または両方）
を変化させることにより、光出力を制御するために使用
することができる。この制御を実行する手段もまた、当
業者にはただちに明らかなように、都合よく共通の基板
上に集積することができる。
例1:（100）−方向のｎ−InP基板上にエピタキシャル層
が大気圧MOVPE（T.タンブン−エク（T.Tanbun−Ek）
他、「アプライド・フィジックス・レターズ」、第55
巻、819ページ参照）によって形成された。はじめに１
μｍのｎ−InP緩衝層が形成された。つづいて、InPに適
合した厚さ22nmの階段状のドープされていない４要素か
らなる層の格子と、1.0μｍ、1.1μｍ、1.25μｍ、1.33
μｍの減少するバンドギャップをもつ、GRINSCH層の下
部が形成された。次に、単一の、３つの要素からなる、
厚さ約14nmの量子井戸が形成された。これに続いて、GR
INSCH−InGaAsP閉じ込め層の上部（バンドギャップは1.
33μｍから1.0μｍへ４段階に増大）が形成された。つ
づいて、上部クラッディング（50nm、非ドープ）からの
Zn拡散の効果を最小にするためのInP逆転層、ｐ−InPク
ラッディング（１μｍ）、およびｐ−InGaAsPギャップ
層を順に形成した。T.タンブン−エク（T.Tanbun−Ek）
他、「エレクトロニクス・レターズ」、第24巻、1483ペ
ージに説明されているものとほとんど同様の技術を使用
して、BHレーザが製造された。格導領域の幅は約２μｍ
に縮小され、Fe−ドープ半絶縁InPが再形成され、通常
の金属被覆層が蒸着された。ｐ側の接点のパターンが形
成され、単一の損失部分と２つの利得部分との間に６μ
ｍのギャップが形成された。LAは６μｍであり、デバイ
スはLC＝800μｍとなるように劈開された。このように
して製造されたレーザは通常の手段を使用してテストさ
れた。IG＝250mAおよびVA＝0.3Vに対し、出力放射光は
λ＝1.51μｍをもち、TE分極していた。IGを330mAに、V
Aを−0.4Vに変えると、出力放射はλ＝1.46となり、や
はりTE分極していた。スイッチ速度は使用されたエレク
トロニクスによって制限された。
が大気圧MOVPE（T.タンブン−エク（T.Tanbun−Ek）
他、「アプライド・フィジックス・レターズ」、第55
巻、819ページ参照）によって形成された。はじめに１
μｍのｎ−InP緩衝層が形成された。つづいて、InPに適
合した厚さ22nmの階段状のドープされていない４要素か
らなる層の格子と、1.0μｍ、1.1μｍ、1.25μｍ、1.33
μｍの減少するバンドギャップをもつ、GRINSCH層の下
部が形成された。次に、単一の、３つの要素からなる、
厚さ約14nmの量子井戸が形成された。これに続いて、GR
INSCH−InGaAsP閉じ込め層の上部（バンドギャップは1.
33μｍから1.0μｍへ４段階に増大）が形成された。つ
づいて、上部クラッディング（50nm、非ドープ）からの
Zn拡散の効果を最小にするためのInP逆転層、ｐ−InPク
ラッディング（１μｍ）、およびｐ−InGaAsPギャップ
層を順に形成した。T.タンブン−エク（T.Tanbun−Ek）
他、「エレクトロニクス・レターズ」、第24巻、1483ペ
ージに説明されているものとほとんど同様の技術を使用
して、BHレーザが製造された。格導領域の幅は約２μｍ
に縮小され、Fe−ドープ半絶縁InPが再形成され、通常
の金属被覆層が蒸着された。ｐ側の接点のパターンが形
成され、単一の損失部分と２つの利得部分との間に６μ
ｍのギャップが形成された。LAは６μｍであり、デバイ
スはLC＝800μｍとなるように劈開された。このように
して製造されたレーザは通常の手段を使用してテストさ
れた。IG＝250mAおよびVA＝0.3Vに対し、出力放射光は
λ＝1.51μｍをもち、TE分極していた。IGを330mAに、V
Aを−0.4Vに変えると、出力放射はλ＝1.46となり、や
はりTE分極していた。スイッチ速度は使用されたエレク
トロニクスによって制限された。
例2:レーザは、レーザが４つの量子井戸からなり、LAが
約30μｍであることを除いては、例１に説明されている
ものとほとんど同様にして製造された。出力放射光の波
長は、Δλが約60nmであったことを除いては例１とほと
んど同様にしてスイッチすることができた。さらに、波
長は、VAを変化させることによって、（所定の副バンド
内で）調節することができた。
約30μｍであることを除いては、例１に説明されている
ものとほとんど同様にして製造された。出力放射光の波
長は、Δλが約60nmであったことを除いては例１とほと
んど同様にしてスイッチすることができた。さらに、波
長は、VAを変化させることによって、（所定の副バンド
内で）調節することができた。
第８図は、本発明による特定の望ましい装置の関連部
分を示す模式図である。装置は複数の（同一である必要
はない）ディジタルゲートG1,G2,……,Gnからなり、回
路基板81上の数字801、802、……、80nで同定される。
ｎ個のゲートの出力は多重化手段82によって結合され、
多重化された出力信号83は、増幅されずに、多重電極量
子井戸レーザ84の損失部分へ送られる。レーザにはま
た、通常のものであって図示されていない手段によっ
て、駆動電流85が供給される。ゲートおよび多重化手段
もまた通常のものであってもよい。レーザ84の光（可視
光である必要はない）出力86は、多重化された信号83に
反応して、通常の手段によって光ファイバ87へと結合さ
れ、ファイバ通って伝播し、１つの（１つより多くても
よく、同一基板上に配置される必要はない）検出器88に
よって検出される。検出器は通常のものでよい。検出器
出力89は、例えば多重化手段を含む通常の方法における
出力に反応した、図示されていない、手段へと送られ
る。
分を示す模式図である。装置は複数の（同一である必要
はない）ディジタルゲートG1,G2,……,Gnからなり、回
路基板81上の数字801、802、……、80nで同定される。
ｎ個のゲートの出力は多重化手段82によって結合され、
多重化された出力信号83は、増幅されずに、多重電極量
子井戸レーザ84の損失部分へ送られる。レーザにはま
た、通常のものであって図示されていない手段によっ
て、駆動電流85が供給される。ゲートおよび多重化手段
もまた通常のものであってもよい。レーザ84の光（可視
光である必要はない）出力86は、多重化された信号83に
反応して、通常の手段によって光ファイバ87へと結合さ
れ、ファイバ通って伝播し、１つの（１つより多くても
よく、同一基板上に配置される必要はない）検出器88に
よって検出される。検出器は通常のものでよい。検出器
出力89は、例えば多重化手段を含む通常の方法における
出力に反応した、図示されていない、手段へと送られ
る。
第１図は、本発明によるレーザの例を示す模式図、 第２図は、注入電流に対する、放出光強度の値を、損失
部分のバイアスの関数として与えた例を示す図、 第３図および第４図は、波長に対する放出光強度のデー
タの例を示す図、 第５図は、本発明による装置の模式図、 第６図は、本発明による特殊な実施例、すなわち、空間
光変調器を示す模式図、 第７図は、本発明のもう１つの特殊な実施例である、可
変利得光増幅器を示す模式図、 第８図は、本発明による光相互接続手段を含む装置の関
連部分を示す模式図である。
部分のバイアスの関数として与えた例を示す図、 第３図および第４図は、波長に対する放出光強度のデー
タの例を示す図、 第５図は、本発明による装置の模式図、 第６図は、本発明による特殊な実施例、すなわち、空間
光変調器を示す模式図、 第７図は、本発明のもう１つの特殊な実施例である、可
変利得光増幅器を示す模式図、 第８図は、本発明による光相互接続手段を含む装置の関
連部分を示す模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンソニー フレデリック ジョン レ ビ アメリカ合衆国，07901 ニュージャー ジィ サミット，パール ストリート ７ (72)発明者 ロナルド エイ ノーディン アメリカ合衆国，60540 イリノイ ネ イパービル，セコイア 1178 (72)発明者 リチャード エヌ ノッテンバーグ アメリカ合衆国，10014 ニューヨーク ニューヨーク，ハレイシオ ストリー ト 95 (56)参考文献 特開 昭61−242093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−187268（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも１つの量子井戸層（16）を有す
る多層半導体からなり、 その縦軸に本質的に直交する２つのレーザファセットに
より規定される縦軸方向長さがLCであるレーザと、 利得領域を通る電流の流れを生じさせる第１の手段およ
び損失領域に電気信号を供給する第２の手段とからな
り、 前記損失領域が前記利得領域に光学的に結合されてお
り、 前記第１の手段および第２の手段がそれぞれ第１の接点
手段（20）および第２の接点手段（21）であり、 前記第１の接点手段および第２の接点手段が間隔をおい
て互いに離され、かつ、前記縦軸に沿って実質的に一直
線に並べられており、 前記第２の接点手段の縦軸方向長さがLAである 半導体レーザ装置において、 ａ）LC/LAが20より大きく、 ｂ）前記第１の接点手段と第２の接点手段との間の電気
的抵抗値が3kΩ以上であり、 ｃ）前記レーザファセットの少なくとも１つが反射膜に
より覆われていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】少なくとも１つの量子井戸層（16）を有す
る多層半導体からなり、 その縦軸に本質的に直交する２つのレーザファセットに
より規定される縦軸方向長さがLCであるレーザと、 利得領域を通る電流の流れを生じさせる第１の手段およ
び損失領域に電気信号を供給する第２の手段とからな
り、 前記損失領域が前記利得領域に光学的に結合されてお
り、 前記第１の手段および第２の手段がそれぞれ第１の接点
手段（20）および第２の接点手段（21）であり、 前記第１の接点手段および第２の接点手段が間隔をおい
て互いに離され、かつ、前記縦軸に沿って実質的に一直
線に並べられており、 前記第２の接点手段の縦軸方向長さがLAである 半導体レーザ装置において、 ａ）LC/LAが20より大きく、 ｂ）前記第１の接点手段と第２の接点手段との間の電気
的抵抗値が3kΩ以上であり、 ｃ）前記レーザファセットの少なくとも１つが反射防止
膜により覆われていることを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】前記レーザが、高速Ｑスイッチングレーザ
であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項４】前記レーザが、高速可変利得レーザ増幅器
であることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項５】第２の接点手段に与えられる第１の電気信
号に対するレーザからの放射の波長λ１と、第２の接点
手段に与えられる第２の電気信号に対するレーザからの
放射の波長λ２とが等しくないことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】ａ）第２の接点手段に増幅器を介すること
なく与えられる電気信号を出力する少なくとも１つのデ
ジタル電子ゲート（801）と、 ｂ）電気信号出力（89）を有する検出手段（88）および
レーザの放射出力を前記検出手段に当てる手段と、 ｃ）前記検出手段の出力に応答する手段とをさらに有
し、 前記レーザの放射出力は前記デジタル電子ゲートの電気
信号出力に応答することを特徴とする請求項１または請
求項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】複数のデジタル電子ゲート（801〜80n）お
よび多重化手段（82）を有し、前記各デジタル電子ゲー
トは電気信号出力を有し、この複数の電気信号出力は前
記多重化手段に与えられ、多重化手段の出力（83）は増
幅器を介することなく前記第２の接点手段に与えられる
ことを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/407,608 US5023878A (en) | 1989-09-15 | 1989-09-15 | Apparatus comprising a quantum well device and method of operating the apparatus |
| US07/464,268 US5099489A (en) | 1989-09-15 | 1990-01-12 | Apparatus comprising a quantum well device |
| US407608 | 1990-01-12 | ||
| US464268 | 1990-01-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106094A JPH03106094A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2555297B2 true JP2555297B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=27019938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2239132A Expired - Fee Related JP2555297B2 (ja) | 1989-09-15 | 1990-09-11 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099489A (ja) |
| EP (2) | EP0675580B1 (ja) |
| JP (1) | JP2555297B2 (ja) |
| DE (1) | DE69033773T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367177A (en) * | 1991-07-17 | 1994-11-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Wavelength selective heterojunction field effect transistor |
| JPH05244097A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-09-21 | Nec Corp | Ｅ／ｏアレイの駆動方式 |
| DE69315872T2 (de) * | 1992-03-23 | 1998-05-20 | Canon Kk | Optische Vorrichtung und Methode unter Benutzung dieser Vorrichtung, welche die Änderung einer über die beiden Anschlussenden eines verstärkenden Bereichs abfallenden Spannung ausnutzt |
| US5309469A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-03 | At&T Bell Laboratories | Monitoring optical gain of semiconductor optical amplifier |
| JP2827930B2 (ja) * | 1993-11-12 | 1998-11-25 | 日本電気株式会社 | 集積レーザ素子および光ビーム走査装置 |
| GB2301708A (en) * | 1995-06-03 | 1996-12-11 | Sharp Kk | Variable coherence light source |
| GB2314714B (en) * | 1996-06-26 | 2000-04-05 | Northern Telecom Ltd | Optical amplifier modules |
| US20020097471A1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-25 | Bethea Clyde George | Data transmission via direct modulation of a mid-IR laser |
| DE10260378A1 (de) * | 2002-12-16 | 2004-07-08 | Infineon Technologies Ag | Optoelektronisches Bauelement mit einer Pulserzeugungseinrichtung |
| JP2007248850A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | マッハツェンダ型半導体素子及びその制御方法 |
| JP6927226B2 (ja) * | 2016-08-23 | 2021-08-25 | ソニーグループ株式会社 | 半導体レーザ、電子機器、および半導体レーザの駆動方法 |
| US10680406B2 (en) | 2016-08-25 | 2020-06-09 | Sony Corporation | Semiconductor laser, electronic apparatus, and method of driving semiconductor laser |
| WO2023017631A1 (ja) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | ソニーグループ株式会社 | 半導体レーザー、測距装置および車載装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3727061A (en) * | 1970-07-06 | 1973-04-10 | Us Army | Pulse laser communication system |
| US4339822A (en) * | 1979-08-08 | 1982-07-13 | Optical Information Systems, Inc. | Diode laser digital modulator |
| JPS5831590A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-24 | Nec Corp | 光機能素子 |
| JPS616942A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-13 | Tokyo Keiki Co Ltd | 光多重通信方式 |
| US4689793A (en) * | 1984-12-19 | 1987-08-25 | Gte Laboratories Incorporated | Optical logic and memory apparatus |
| JPS61187268A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電変換集積回路 |
| EP0194335B1 (en) * | 1985-03-14 | 1991-01-02 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Improved semiconductor laser devices |
| JPS62188393A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-17 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63313885A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| US4802182A (en) * | 1987-11-05 | 1989-01-31 | Xerox Corporation | Monolithic two dimensional waveguide coupled cavity laser/modulator |
| JPH0813017B2 (ja) * | 1987-11-10 | 1996-02-07 | 日本電信電話株式会社 | 光ｆｓｋ変調方式 |
| JPH01217989A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Fujitsu Ltd | 光双安定半導体レーザ |
-
1990
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