JP2728974B2 - 光集積装置 - Google Patents
光集積装置Info
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- JP2728974B2 JP2728974B2 JP2304013A JP30401390A JP2728974B2 JP 2728974 B2 JP2728974 B2 JP 2728974B2 JP 2304013 A JP2304013 A JP 2304013A JP 30401390 A JP30401390 A JP 30401390A JP 2728974 B2 JP2728974 B2 JP 2728974B2
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- light
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光増幅部を備えた光集積装置に関するもの
である。
である。
一般に光増幅器といえば、半導体レーザ構造を備え、
閾値以下のバイアス電流を与えることにより外部からの
入力光に対して増幅を行うものをいい、光通信分野にお
いては、ファイバ内あるいはファイバ間での接続の際に
生じる損失を補うものとして開発が進められている。一
方、半導体レーザの電極をいくつかに分離して、その一
部にバイアス電流を与えて、波長及び出力を制御する技
術は周知であり、そのような半導体レーザは光増幅機能
を備えたものであるとも考えられる。つまり、光増幅器
は半導体レーザ構造を直接利用したものであるので、発
光素子（半導体レーザ）を光増幅器の活性層は同一の構
成をとることが可能である。この場合、製造工程が簡易
になることの他に両者間の光軸合わせが不要となるため
に光源部の高出力化が簡易に行われるなどの利点があ
る。さらに、発光素子、受光素子および光増幅器が同一
基板上に構成され、各素子の間が光導波路で結ばれた光
集積装置が作製されている。これは、装置の多機能化、
小型化という点で有利であり、光通信、光計測、光メモ
リ等の分野で多岐にわたって利用することが可能なため
である。
閾値以下のバイアス電流を与えることにより外部からの
入力光に対して増幅を行うものをいい、光通信分野にお
いては、ファイバ内あるいはファイバ間での接続の際に
生じる損失を補うものとして開発が進められている。一
方、半導体レーザの電極をいくつかに分離して、その一
部にバイアス電流を与えて、波長及び出力を制御する技
術は周知であり、そのような半導体レーザは光増幅機能
を備えたものであるとも考えられる。つまり、光増幅器
は半導体レーザ構造を直接利用したものであるので、発
光素子（半導体レーザ）を光増幅器の活性層は同一の構
成をとることが可能である。この場合、製造工程が簡易
になることの他に両者間の光軸合わせが不要となるため
に光源部の高出力化が簡易に行われるなどの利点があ
る。さらに、発光素子、受光素子および光増幅器が同一
基板上に構成され、各素子の間が光導波路で結ばれた光
集積装置が作製されている。これは、装置の多機能化、
小型化という点で有利であり、光通信、光計測、光メモ
リ等の分野で多岐にわたって利用することが可能なため
である。
このように発光素子と光増幅器は、同じ半導体レーザ
構造で構成できるが、その期待される特性は全く異なる
ものである。すなわち、発光素子は、少ない電流で、つ
まり低注入状態ですみやかに発振することが望まれ、一
方、光増幅器は、高注入状態まで発振が抑圧されること
が要求される。
構造で構成できるが、その期待される特性は全く異なる
ものである。すなわち、発光素子は、少ない電流で、つ
まり低注入状態ですみやかに発振することが望まれ、一
方、光増幅器は、高注入状態まで発振が抑圧されること
が要求される。
このため、通常、光増幅器には発振を押える工夫がな
されている。その一つの方法として端面に無反射コーテ
ィングを施すことがあげられ無反射コーティングを端面
に施すことにより光増幅器は閾電流値が上昇し、高い電
流注入が可能になる他に、全波長にわたってなだらかな
利得が得られるなどの特性の改善がみられる。
されている。その一つの方法として端面に無反射コーテ
ィングを施すことがあげられ無反射コーティングを端面
に施すことにより光増幅器は閾電流値が上昇し、高い電
流注入が可能になる他に、全波長にわたってなだらかな
利得が得られるなどの特性の改善がみられる。
光増幅器の利得スペクトルは電流の注入により変化
し、電流の高注入状態では利得のピークは短波長側へ移
動してしまう。このため、上述した従来の光集積装置に
おいては電流を高注入状態として高い増幅を行なおうと
したときに、光増幅器の利得のピークと発光素子の発振
波長とがずれてしまい、期待される高い増幅度を得るこ
とができないという欠点がある。
し、電流の高注入状態では利得のピークは短波長側へ移
動してしまう。このため、上述した従来の光集積装置に
おいては電流を高注入状態として高い増幅を行なおうと
したときに、光増幅器の利得のピークと発光素子の発振
波長とがずれてしまい、期待される高い増幅度を得るこ
とができないという欠点がある。
本発明は、同一の活性層を用いて発光素子と光増幅器
とが構成され、発光素子の光出力波長と光増幅器の利得
がピークとなる波長とが動作時において一致する光集積
装置を提供することを目的とする。
とが構成され、発光素子の光出力波長と光増幅器の利得
がピークとなる波長とが動作時において一致する光集積
装置を提供することを目的とする。
本発明の光集積装置は、 活性層と、該活性層により形成される発光素子および
光増幅素子とを具備する光集積装置において、 発光素子は、その光出力の波長を動作電流注入時にお
ける光増幅素子の利得スペクトルがピークとなる第１の
波長と一致させる発振波長制御手段を有する。
光増幅素子とを具備する光集積装置において、 発光素子は、その光出力の波長を動作電流注入時にお
ける光増幅素子の利得スペクトルがピークとなる第１の
波長と一致させる発振波長制御手段を有する。
また、活性層が、それぞれ異なるエネルギーギャップ
の複数の井戸層を有する量子井戸構造であり、そのうち
の少なくとも１つの井戸層の発振波長は第１の波長とほ
ぼ同一としてもよい。
の複数の井戸層を有する量子井戸構造であり、そのうち
の少なくとも１つの井戸層の発振波長は第１の波長とほ
ぼ同一としてもよい。
さらに、発光素子の波長制御手段が発光素子内に設け
られた回折格子としてもよく、 そして、光増幅素子の光入射面か、または光出射面と
なる２つの光入出射面のうち、少なくとも１方の面には
無反射コーティングが施してもよい。
られた回折格子としてもよく、 そして、光増幅素子の光入射面か、または光出射面と
なる２つの光入出射面のうち、少なくとも１方の面には
無反射コーティングが施してもよい。
発振波長制御手段により発光素子の光出力の波長は、
動作時における光増幅素子の利得がピークとなる波長と
される。
動作時における光増幅素子の利得がピークとなる波長と
される。
また、活性層を複数の井戸層を有する多層井戸構造の
ものとし、その発振波長が光増幅素子のピーク波長を含
むものとした場合には、該活性層によって決定される光
増幅素子の利得範囲が広いものとなる。
ものとし、その発振波長が光増幅素子のピーク波長を含
むものとした場合には、該活性層によって決定される光
増幅素子の利得範囲が広いものとなる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例の外観を示す図、第２
図は（ａ），（ｂ）はその構造を示す図、第２図（ｃ）
は本実施例の活性層のバンドギャップを示す図である。
図は（ａ），（ｂ）はその構造を示す図、第２図（ｃ）
は本実施例の活性層のバンドギャップを示す図である。
本実施例は第１図および第２図（ａ）に示すように、
n+−GaAsである基板１の上に厚さ１μｍのｎ−GaAsであ
るバッファ層２、厚さ２μｍのｎ−Al0.5Ga0.5Asである
クラッド層３、活性層４、厚さ１μｍのｐ−Al0.2Ga0.8
Asである光導波層５とを順次エピタキシャル成長させ
た。この上に活性層４に生じるレーザ光の波長を制御す
る分布反射領域を構成するために部分的に回折格子（不
図示）を作製した。さらに、厚さ1.5μｍのｐ−Al0.5Ga
0.5Asであるクラッド層６、厚さ0.5μｍのp+−GaAsであ
るキャップ層７を成長させた。次に、電流注入領域を制
限するためにクラッド層６およびキャップ層７をフォト
リソグラフィ技術を用いて活性層の手前約0.3μｍの深
さまでストライプ状にメサエッチングし、さらに、この
上に窒化シリコンである絶縁層８を形成させ、ストライ
プ上方のみをエッチングした。次に、半導体レーザの電
流注入領域および光増幅領域に相当する部分にはCr−Au
である上部電極91，92を蒸着し、基板底部にはAu−Geで
ある下部電極10を蒸着した。
n+−GaAsである基板１の上に厚さ１μｍのｎ−GaAsであ
るバッファ層２、厚さ２μｍのｎ−Al0.5Ga0.5Asである
クラッド層３、活性層４、厚さ１μｍのｐ−Al0.2Ga0.8
Asである光導波層５とを順次エピタキシャル成長させ
た。この上に活性層４に生じるレーザ光の波長を制御す
る分布反射領域を構成するために部分的に回折格子（不
図示）を作製した。さらに、厚さ1.5μｍのｐ−Al0.5Ga
0.5Asであるクラッド層６、厚さ0.5μｍのp+−GaAsであ
るキャップ層７を成長させた。次に、電流注入領域を制
限するためにクラッド層６およびキャップ層７をフォト
リソグラフィ技術を用いて活性層の手前約0.3μｍの深
さまでストライプ状にメサエッチングし、さらに、この
上に窒化シリコンである絶縁層８を形成させ、ストライ
プ上方のみをエッチングした。次に、半導体レーザの電
流注入領域および光増幅領域に相当する部分にはCr−Au
である上部電極91，92を蒸着し、基板底部にはAu−Geで
ある下部電極10を蒸着した。
続いて、ストライプと垂直な方法にへき開した後、両
端面に無反射コーティングを施した。この無反射コーテ
ィングはZrO2をエレクトロンビーム（EB）法を用いて蒸
着することにより行い、反射率は１％以下になるように
膜厚で制御した。最後に半導体レーザの注入部と光増幅
部とに別々に対応した電極をストライプと平行な方向に
スクライブで分離してとりだした。
端面に無反射コーティングを施した。この無反射コーテ
ィングはZrO2をエレクトロンビーム（EB）法を用いて蒸
着することにより行い、反射率は１％以下になるように
膜厚で制御した。最後に半導体レーザの注入部と光増幅
部とに別々に対応した電極をストライプと平行な方向に
スクライブで分離してとりだした。
ここで活性層４は、第２図（ｂ）に示すように基板１
側から順に厚さ200ÅのAl0.3Ga0.7Asである光閉じ込め
層11、厚さ70ÅのGaAsである第１の井戸層12、厚さ100
ÅのAl0.3Ga0.7Asである障壁層13、厚さ150ÅのAl0.9Ga
0.91Asである第２の井戸層14、厚さ200ÅのAl0.3Ga0.7A
sである光閉じ込め層15から構成されている。この第１
の井戸層と第２の井戸層のエネルギーギャップは各々1.
494eV,1.534eVであり、その発振波長はそれぞれ830nmと
808nmである。また、回折格子は二光束干渉露光法によ
り作成したもので、その格子定数が第２の井戸層14の発
振波長（808nm）に相当するように、格子ピッチΛ＝235
6Åに設定した。このため、本実施例の半導体レーザ部
は２次の回折を用いたDBR（分布反射型）構造となる。
側から順に厚さ200ÅのAl0.3Ga0.7Asである光閉じ込め
層11、厚さ70ÅのGaAsである第１の井戸層12、厚さ100
ÅのAl0.3Ga0.7Asである障壁層13、厚さ150ÅのAl0.9Ga
0.91Asである第２の井戸層14、厚さ200ÅのAl0.3Ga0.7A
sである光閉じ込め層15から構成されている。この第１
の井戸層と第２の井戸層のエネルギーギャップは各々1.
494eV,1.534eVであり、その発振波長はそれぞれ830nmと
808nmである。また、回折格子は二光束干渉露光法によ
り作成したもので、その格子定数が第２の井戸層14の発
振波長（808nm）に相当するように、格子ピッチΛ＝235
6Åに設定した。このため、本実施例の半導体レーザ部
は２次の回折を用いたDBR（分布反射型）構造となる。
次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例を、量子井戸層を持つ、ファブリペロー型半
導体レーザを考えた場合、電流を注入していくと第１の
井戸層12に相当する波長が選択され発振がはじまる。さ
らに、電流を注入していくと、やがて第２の井戸層によ
る発振状態が得られる。しかし、通常第２の井戸層によ
る発振は、高注入による熱的飽和やCODレベルへの到達
などにより第１の井戸層12の発振に比べ、起こりにくく
なっている。そこで、何らかの方法で第１の井戸層12が
発生する光に対して損失を与える必要がある。このため
本実施例においては、回折格子により波長を選択でき
る。DBR構造とすることにより、第１の井戸層12の発振
波長に損失を与え、第２の移動層14の発振波長に選択的
に発振させている。
導体レーザを考えた場合、電流を注入していくと第１の
井戸層12に相当する波長が選択され発振がはじまる。さ
らに、電流を注入していくと、やがて第２の井戸層によ
る発振状態が得られる。しかし、通常第２の井戸層によ
る発振は、高注入による熱的飽和やCODレベルへの到達
などにより第１の井戸層12の発振に比べ、起こりにくく
なっている。そこで、何らかの方法で第１の井戸層12が
発生する光に対して損失を与える必要がある。このため
本実施例においては、回折格子により波長を選択でき
る。DBR構造とすることにより、第１の井戸層12の発振
波長に損失を与え、第２の移動層14の発振波長に選択的
に発振させている。
さらに光増幅部においては、片面に無反射コーティン
グを施すことにより発振を遅らせているので、無反射コ
ーティングを施す前の閾電流値（Itho）に比べ1.6倍程
閾電流値が上昇した。この光増幅部に1.5Ithoの電流
（高注入状態）をバイアスすると、光増幅部自体は発振
しないLEDモードでの発振が得られる。このLEDモードの
発光スペクトルを観察すると利得のピークは、高注入状
態による利得の短波長側へのシフトの結果、808nmに見
られ第１の井戸層12のものよりも第２の井戸層14のもの
に対する発光が効率よく起こっていることがわかる。従
って、この増幅器に外部から光を入力した場合の利得も
この発光スペクトルに準じるものとなり、808nm付近で
最大の利得が得られる。従って、本実施例のものでは半
導体レーザの発振波長と光増幅器の利得のピークが一致
し、光増幅器での高い増幅度が得られる。
グを施すことにより発振を遅らせているので、無反射コ
ーティングを施す前の閾電流値（Itho）に比べ1.6倍程
閾電流値が上昇した。この光増幅部に1.5Ithoの電流
（高注入状態）をバイアスすると、光増幅部自体は発振
しないLEDモードでの発振が得られる。このLEDモードの
発光スペクトルを観察すると利得のピークは、高注入状
態による利得の短波長側へのシフトの結果、808nmに見
られ第１の井戸層12のものよりも第２の井戸層14のもの
に対する発光が効率よく起こっていることがわかる。従
って、この増幅器に外部から光を入力した場合の利得も
この発光スペクトルに準じるものとなり、808nm付近で
最大の利得が得られる。従って、本実施例のものでは半
導体レーザの発振波長と光増幅器の利得のピークが一致
し、光増幅器での高い増幅度が得られる。
本実施例では光増幅器の利得を広い波長域にわたる幅
広いものとするために、活性層を複数の量子井戸を有す
るものとして説明したが、単一の量子井戸のものやダブ
ルヘテロダイン（DH）構造のものにした場合でも発振波
長を制御する手段さえ有すれば増幅度の改善ができるこ
とは明らかである。
広いものとするために、活性層を複数の量子井戸を有す
るものとして説明したが、単一の量子井戸のものやダブ
ルヘテロダイン（DH）構造のものにした場合でも発振波
長を制御する手段さえ有すれば増幅度の改善ができるこ
とは明らかである。
なお、本実施例の示す装置ではDBR部のうち光増幅部
に接した部分の反射率を90％、もう一方の反射率をでき
るだけ100％に近づけるようにし、半導体レーザからの
光を効率的に光増幅部に導き外部に出力するように構成
すれば、DBR−LDにより縦モードが安定し、かつ高出力
な光が得られることになり、光通信用あるいは光計測，
光メモリ用として有用な光源となり得る。
に接した部分の反射率を90％、もう一方の反射率をでき
るだけ100％に近づけるようにし、半導体レーザからの
光を効率的に光増幅部に導き外部に出力するように構成
すれば、DBR−LDにより縦モードが安定し、かつ高出力
な光が得られることになり、光通信用あるいは光計測，
光メモリ用として有用な光源となり得る。
また、本実施例では発光素子としてDBRレーザを用い
る構成を説明したが、同じく回折格子を使って波長を制
御する分布帰還型（DFB）レーザを用いてもよい。
る構成を説明したが、同じく回折格子を使って波長を制
御する分布帰還型（DFB）レーザを用いてもよい。
さらに、本実施例は発振波長域に関して限定されるも
のではなく、InGaAsP系などの材料を使用する。さらに
波長長域に対応する光集積回路に対しても有効であるこ
とは明白である。
のではなく、InGaAsP系などの材料を使用する。さらに
波長長域に対応する光集積回路に対しても有効であるこ
とは明白である。
第３図（ａ）は本発明の第２の実施例の構成を示す
図、第３図（ｂ）は本実施例の活性層のエネルギーギャ
ップの状態を示す図である。
図、第３図（ｂ）は本実施例の活性層のエネルギーギャ
ップの状態を示す図である。
本実施例は、DBRレーザ31、光検出器32、光増幅器3
3、方向性結合器34および活性層35を同一基板上に構成
し、光増幅器33の両端にある両側面に無反射コーティン
グ361，362を施している。
3、方向性結合器34および活性層35を同一基板上に構成
し、光増幅器33の両端にある両側面に無反射コーティン
グ361，362を施している。
光増幅器33は直線状に形成されており、その両端面に
施された無反射コーティング361，362を介して光通信用
の光ファイバ371，372と信号光の送受を行なっている。
方向性結合器34は、光増幅器33と平行に形成された第１
の導波路部と、該第１の導波路部の略中央付近から垂直
方向に伸びてＴ字形を形成する、第２の導波路部から成
る。光検出器32は第２の導波路部の終端部に形成され、
DBRレーザ31は第１の導波路部と第２の導波路部の分岐
部と光検出器32との間に設けられている。なお、DBRレ
ーザ31、光増幅器33の層構造および活性層35の層構造は
第２図（ａ），（ｂ）に示したものと同様であるため、
説明は省略する。
施された無反射コーティング361，362を介して光通信用
の光ファイバ371，372と信号光の送受を行なっている。
方向性結合器34は、光増幅器33と平行に形成された第１
の導波路部と、該第１の導波路部の略中央付近から垂直
方向に伸びてＴ字形を形成する、第２の導波路部から成
る。光検出器32は第２の導波路部の終端部に形成され、
DBRレーザ31は第１の導波路部と第２の導波路部の分岐
部と光検出器32との間に設けられている。なお、DBRレ
ーザ31、光増幅器33の層構造および活性層35の層構造は
第２図（ａ），（ｂ）に示したものと同様であるため、
説明は省略する。
上述のように構成された本実施例は、２のに機能をも
つ。１つはDBRレーザ31からの光を方向性結合器34を介
して２本の光ファイバ371，372へ送ることである。この
とき、光検出器32はDBRレーザ31からの光を検出し、帰
還をかけるために用いられる。また、もう１つは外部か
ら入射される信号光を増幅して他方へ送り出すことであ
る。つまり、本実施例の装置は光通信において送信と中
継を一体化したものであり、光増幅器32はDBRレーザ31
の出射光の分岐における損失の補償と、外部入力光の増
幅という２つの機能をはたしている。
つ。１つはDBRレーザ31からの光を方向性結合器34を介
して２本の光ファイバ371，372へ送ることである。この
とき、光検出器32はDBRレーザ31からの光を検出し、帰
還をかけるために用いられる。また、もう１つは外部か
ら入射される信号光を増幅して他方へ送り出すことであ
る。つまり、本実施例の装置は光通信において送信と中
継を一体化したものであり、光増幅器32はDBRレーザ31
の出射光の分岐における損失の補償と、外部入力光の増
幅という２つの機能をはたしている。
本実施例において、光増幅器33は、端面の両側に無反
射コーティングが施されているため、片面のみのコーテ
ィングの場合よりもさらに発振を遅らせることが可能と
なるので光増幅器33を高注入状態に保つことができ、高
い利得が得られている。この場合、電流注入時における
利得のピーク波長は、第３図（ｂ）に示すようにさらに
短波長側にシフトすることを考慮し、第２図（ｂ）に示
した第２の井戸層14のエネルギーギャップを高くして第
２の井戸層の発振波長をピーク波長に合わせるととも
に、回折格子のピッチを変え、該発振波長に合わせる必
要がある。
射コーティングが施されているため、片面のみのコーテ
ィングの場合よりもさらに発振を遅らせることが可能と
なるので光増幅器33を高注入状態に保つことができ、高
い利得が得られている。この場合、電流注入時における
利得のピーク波長は、第３図（ｂ）に示すようにさらに
短波長側にシフトすることを考慮し、第２図（ｂ）に示
した第２の井戸層14のエネルギーギャップを高くして第
２の井戸層の発振波長をピーク波長に合わせるととも
に、回折格子のピッチを変え、該発振波長に合わせる必
要がある。
第４図（ａ）は本発明の第３の実施例の構成を示す
図、第４図（ｂ）は本実施例の活性層が有するエネルギ
ーギャップの状態を示す図である。
図、第４図（ｂ）は本実施例の活性層が有するエネルギ
ーギャップの状態を示す図である。
本実施例は、波長が多重化された光通信システムにお
ける送受信機能を有するものでDBRレーザ411，412、光
検出器42、光増幅器43、方向性結合器44,45、活性層46
を同一基板上に構成し、光増幅器43両端にあたる両側面
に無反射コーティング471，472を施したものである。
ける送受信機能を有するものでDBRレーザ411，412、光
検出器42、光増幅器43、方向性結合器44,45、活性層46
を同一基板上に構成し、光増幅器43両端にあたる両側面
に無反射コーティング471，472を施したものである。
光増幅器43は直線状に形成されており、その両端に施
された無反射コーティング471，472を介して光通信用の
光ファイバ481，482と信号光の送受を行なう。方向性結
合器44は、光増幅器43と平行に形成された導波路部と、
Ｕ字状に形成された導波路部と、これらの２つのものの
略中央付近を結ぶ導波路部から成る。DBRレーザ411，41
2はそれぞれ異なる発振波長を有するもので、Ｕ字状に
形成された導波路部を形成する２つの直線部分に各々形
成されている。方向性結合器45は方向性結合器44と光増
幅器43をはさんだ反対側に第３図（ａ）に示したものと
同様にＴ字状に形成され、光検出器42はその終端部に形
成されている。なお、DBRレーザ411，412、光増幅器43
の層構造は第２図（ａ），（ｂ）に示したものと同様で
あるため、説明は省略する。
された無反射コーティング471，472を介して光通信用の
光ファイバ481，482と信号光の送受を行なう。方向性結
合器44は、光増幅器43と平行に形成された導波路部と、
Ｕ字状に形成された導波路部と、これらの２つのものの
略中央付近を結ぶ導波路部から成る。DBRレーザ411，41
2はそれぞれ異なる発振波長を有するもので、Ｕ字状に
形成された導波路部を形成する２つの直線部分に各々形
成されている。方向性結合器45は方向性結合器44と光増
幅器43をはさんだ反対側に第３図（ａ）に示したものと
同様にＴ字状に形成され、光検出器42はその終端部に形
成されている。なお、DBRレーザ411，412、光増幅器43
の層構造は第２図（ａ），（ｂ）に示したものと同様で
あるため、説明は省略する。
本実施例においてはDBRレーザ41,41の光出力は方向性
結合器44を介して光増幅器43に入力される。光検出器42
はこれらの光出力や光ファイバ481，482を伝搬する光信
号を方向性結合器45を介して受信する。本実施例では複
数の波長を用いているため、第４図（ｂ）に示すように
複数の量子井戸層を備えた活性層を用いて構成し、発光
効率および光増幅度を各々の波長において高いものとす
ることができた。この場合、光増幅器としての利得は２
つの波長の中心付近でほぼピークであるか、もしくは２
つの波長範囲にわたって平坦化されていることが望まし
く、用途に応じてそのように量子井戸のエネルギーギャ
ップを設計すればよい。
結合器44を介して光増幅器43に入力される。光検出器42
はこれらの光出力や光ファイバ481，482を伝搬する光信
号を方向性結合器45を介して受信する。本実施例では複
数の波長を用いているため、第４図（ｂ）に示すように
複数の量子井戸層を備えた活性層を用いて構成し、発光
効率および光増幅度を各々の波長において高いものとす
ることができた。この場合、光増幅器としての利得は２
つの波長の中心付近でほぼピークであるか、もしくは２
つの波長範囲にわたって平坦化されていることが望まし
く、用途に応じてそのように量子井戸のエネルギーギャ
ップを設計すればよい。
なお、本発明は発光素子と光増幅素子の活性層を同一
の構成とした光集積装置に関するものであり、両者は必
ずしも同一基板上にモノリシックに構成する必要はな
い。その場合、両者の光軸を合わせるアライメントの問
題が生じるが、本発明特有の効果である高い増幅度が得
られれば、総合的な利得の減少は少なくおさえることが
でき有効である。
の構成とした光集積装置に関するものであり、両者は必
ずしも同一基板上にモノリシックに構成する必要はな
い。その場合、両者の光軸を合わせるアライメントの問
題が生じるが、本発明特有の効果である高い増幅度が得
られれば、総合的な利得の減少は少なくおさえることが
でき有効である。
本発明は以上説明したように構成されているので以下
に記載するような効果を奏する。
に記載するような効果を奏する。
請求項１に記載したものにおいては、光増幅素子の利
得がピークとなる波長と発光素子の出力波長とが一致す
るので高い増幅率を得ることができる効果がある。
得がピークとなる波長と発光素子の出力波長とが一致す
るので高い増幅率を得ることができる効果がある。
請求項２に記載のものにおいては、光増幅素子の利得
範囲が広いものとなる上に、活性層より出力される光が
前述のピーク波長を含んでいるので半導体レーザの光出
力をピーク波長と一致させる制御が容易になるという効
果がある。
範囲が広いものとなる上に、活性層より出力される光が
前述のピーク波長を含んでいるので半導体レーザの光出
力をピーク波長と一致させる制御が容易になるという効
果がある。
請求項３に記載のものにおいては、回折格子を用いて
発光素子の出力波長を制御しているので、該制御を容易
かつ正確に行なうことができる効果がある。
発光素子の出力波長を制御しているので、該制御を容易
かつ正確に行なうことができる効果がある。
請求項４に記載のものにおいては、光増幅部の発振は
生じにくいものとなるので、光増幅部を高注入状態とす
ることができ、高い増幅率を得ることができる効果があ
る。
生じにくいものとなるので、光増幅部を高注入状態とす
ることができ、高い増幅率を得ることができる効果があ
る。
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図、第２図
（ａ），（ｂ）は第１の実施例の層構成を示す図、第２
図（ｃ）は第１の実施例の活性層が有するエネルギーギ
ャップを示す図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例
の構造を示す図、第３図（ｂ）は第２の実施例の活性層
が有するエネルギーギャップを示す図、第４図は（ａ）
は本発明の第３の実施例の構造を示す図、第４図（ｂ）
は第３の実施例が有するエネルギーギャップを示す図で
ある。 １……基板、２……バッファ層、3,6……クラッド層、
4,35,46……活性層、５……光導波層、７……キャップ
層、８……絶縁層、9,91，92……上部電極、10……下部
電極、11,15……光閉じ込め層、12……第１の井戸層、1
3……障壁層、14……第２の井戸層、18,361，362，4
71，472｝……無反射コーティング膜、31,411，412……
DBRレーザ、32,42……光検出器、33,43……光増幅器、3
4,44,45……方向性結合器、371，372，481，482｝……
光ファイバ。
（ａ），（ｂ）は第１の実施例の層構成を示す図、第２
図（ｃ）は第１の実施例の活性層が有するエネルギーギ
ャップを示す図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例
の構造を示す図、第３図（ｂ）は第２の実施例の活性層
が有するエネルギーギャップを示す図、第４図は（ａ）
は本発明の第３の実施例の構造を示す図、第４図（ｂ）
は第３の実施例が有するエネルギーギャップを示す図で
ある。 １……基板、２……バッファ層、3,6……クラッド層、
4,35,46……活性層、５……光導波層、７……キャップ
層、８……絶縁層、9,91，92……上部電極、10……下部
電極、11,15……光閉じ込め層、12……第１の井戸層、1
3……障壁層、14……第２の井戸層、18,361，362，4
71，472｝……無反射コーティング膜、31,411，412……
DBRレーザ、32,42……光検出器、33,43……光増幅器、3
4,44,45……方向性結合器、371，372，481，482｝……
光ファイバ。
Claims (4)
- 【請求項１】活性層と、該活性層により形成される発光
素子および光増幅素子とを具備する光集積装置におい
て、 前記発光素子は、その光出力の波長を動作電流注入時に
おける前記光増幅素子の利得スペクトルのピークである
第１の波長と一致させる発振波長制御手段を有すること
を特徴とする光集積装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光集積装置において、 前記活性層が、それぞれ異なるエネルギーギャップの複
数の井戸層を有する量子井戸構造であり、そのうちの少
なくとも１つの井戸層の発振波長は前記第１の波長とほ
ぼ同一であることを特徴とする光集積装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の光集積装置にお
いて、 前記発光素子の波長制御手段が発光素子内に設けられた
回折格子であることを特徴とする光集積装置。 - 【請求項４】請求項１または２に記載の光集積装置にお
いて、 前記光増幅素子の光入射面か、または光出射面となる２
つの光入出射面のうち、少なくとも１方の面には無反射
コーティングが施されていることを特徴とする光集積装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304013A JP2728974B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 光集積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304013A JP2728974B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 光集積装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177782A JPH04177782A (ja) | 1992-06-24 |
| JP2728974B2 true JP2728974B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17928017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2304013A Expired - Fee Related JP2728974B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 光集積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728974B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH07212315A (ja) * | 1994-01-18 | 1995-08-11 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| WO2004032296A1 (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-15 | Sony Corporation | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2304013A patent/JP2728974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04177782A (ja) | 1992-06-24 |
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