JP2770898B2 - 可変波長半導体レーザ - Google Patents
可変波長半導体レーザInfo
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- JP2770898B2 JP2770898B2 JP4215162A JP21516292A JP2770898B2 JP 2770898 B2 JP2770898 B2 JP 2770898B2 JP 4215162 A JP4215162 A JP 4215162A JP 21516292 A JP21516292 A JP 21516292A JP 2770898 B2 JP2770898 B2 JP 2770898B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野での光波長
（周波数）多重通信システムや光計測用等で重要な、分
布反射器を用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィル
タ及び半導体レーザに関するものである。
（周波数）多重通信システムや光計測用等で重要な、分
布反射器を用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィル
タ及び半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】将来の通信情報量増大に対して、波長が
異なる複数の信号光を多重化し１本の光ファイバで伝送
する、光波長（周波数）多重通信システムの研究が行わ
れている。上記光波長多重通信システムでは、波長領域
で多重化された複数の信号光のなかから特定波長の信号
光だけを選択する、光波長フィルタが重要な構成部品で
ある。光波長フィルタとしては、２枚の反射鏡が平行に
一定間隔で対向し、その間の多重干渉によって鋭い共振
特性を示すファブリ・ペロー干渉計型フィルタが多く用
いられている。光通信システムでは、光ファイバや半導
体レーザ等の導波型光部品と組合わせて用いるため、上
記導波型部品との光学的結合が容易にできる導波型のフ
ァブリ・ペローフィルタが研究されている。上記ファブ
リ・ペローフィルタでは高反射率の反射鏡を必要とする
ため、これまでには導波路の両端面に高反射膜を蒸着し
た構造が報告されている。
異なる複数の信号光を多重化し１本の光ファイバで伝送
する、光波長（周波数）多重通信システムの研究が行わ
れている。上記光波長多重通信システムでは、波長領域
で多重化された複数の信号光のなかから特定波長の信号
光だけを選択する、光波長フィルタが重要な構成部品で
ある。光波長フィルタとしては、２枚の反射鏡が平行に
一定間隔で対向し、その間の多重干渉によって鋭い共振
特性を示すファブリ・ペロー干渉計型フィルタが多く用
いられている。光通信システムでは、光ファイバや半導
体レーザ等の導波型光部品と組合わせて用いるため、上
記導波型部品との光学的結合が容易にできる導波型のフ
ァブリ・ペローフィルタが研究されている。上記ファブ
リ・ペローフィルタでは高反射率の反射鏡を必要とする
ため、これまでには導波路の両端面に高反射膜を蒸着し
た構造が報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造では導波路を切断しなければならないため、製
造が難しく、また他の導波路との接続が困難で、接続損
失が大きいという欠点があった。導波路を切断せずに高
い反射率が得られるものとしては、導波路上に周期的な
凹凸を刻んだ分布反射器が知られているが、上記分布反
射器は従来狭い波長域でしか高反射率を示さないため、
波長フィルタ用としては適さなかった。
来の構造では導波路を切断しなければならないため、製
造が難しく、また他の導波路との接続が困難で、接続損
失が大きいという欠点があった。導波路を切断せずに高
い反射率が得られるものとしては、導波路上に周期的な
凹凸を刻んだ分布反射器が知られているが、上記分布反
射器は従来狭い波長域でしか高反射率を示さないため、
波長フィルタ用としては適さなかった。
【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、広い波長域で高反射率を示す分布反射器
を得て、導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタを形成
して、可変波長半導体レーザを得ることを目的とする。
されたもので、広い波長域で高反射率を示す分布反射器
を得て、導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタを形成
して、可変波長半導体レーザを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、周期が連続的または断続的に変
化する凹凸の繰り返しを有する半導体層により回折格子
を構成した第１の光導波路と、上記第１の光導波路を平
坦な半導体層のみからなる第２の光導波路の両端に配置
して構成された第１の導波型ファブリ・ペロー光波長フ
ィルタと、上記平坦な半導体層のみからなる第２の光導
波路の長さを変えて構成された第２の導波型ファブリ・
ペロー光波長フィルタと、上記第１及び第２の導波型フ
ァブリ・ペロー光波長フィルタと活性導波路領域を縦列
に配置した共振器と、上記第１の導波型ファブリ・ペロ
ー光波長フィルタの光学的共振器長を変化させる第１の
手段と、上記第２の導波型ファブリ・ペロー光波長フィ
ルタの光学的共振器長を変化させる第２の手段とを有す
る可変波長半導体レーザを用いる。また、周期が連続的
または断続的に変化する上記凹凸の繰り返しに代えて、
位相シフトを少なくとも１個所以上含む一定周期の凹凸
の繰り返しを用いる。
め、本発明においては、周期が連続的または断続的に変
化する凹凸の繰り返しを有する半導体層により回折格子
を構成した第１の光導波路と、上記第１の光導波路を平
坦な半導体層のみからなる第２の光導波路の両端に配置
して構成された第１の導波型ファブリ・ペロー光波長フ
ィルタと、上記平坦な半導体層のみからなる第２の光導
波路の長さを変えて構成された第２の導波型ファブリ・
ペロー光波長フィルタと、上記第１及び第２の導波型フ
ァブリ・ペロー光波長フィルタと活性導波路領域を縦列
に配置した共振器と、上記第１の導波型ファブリ・ペロ
ー光波長フィルタの光学的共振器長を変化させる第１の
手段と、上記第２の導波型ファブリ・ペロー光波長フィ
ルタの光学的共振器長を変化させる第２の手段とを有す
る可変波長半導体レーザを用いる。また、周期が連続的
または断続的に変化する上記凹凸の繰り返しに代えて、
位相シフトを少なくとも１個所以上含む一定周期の凹凸
の繰り返しを用いる。
【０００６】
【作用】本発明では、回折格子のピッチが連続的または
断続的に変化する回折格子を作成し、広い波長範囲で高
反射率を示す分布反射器とし、これを用いてファブリ・
ペロー型フィルタを構成する。図５（ａ）〜（ｃ）は本
発明に基づく回折格子の例を示すが、これらはいずれも
光導波路構造になっており、例えば図の左側端面から入
射した光は導波路中を伝搬し右側端面から出射する。光
の波長が回折格子の反射波長に一致している場合には、
入射光の一部または全部が上記回折格子により反射さ
れ、左側の端面から出射する。図において、（ａ）は回
折格子のピッチを連続的に変化させた例であり、ピッチ
は左端の０．２３８μｍから右端の０．２４７μｍまで
直線的に増加している。また、（ｂ）はピッチを断続的
に変化させた例であり、ピッチは左端の０．２３８μｍ
から右端の０．２４７μｍまで０．００１μｍ刻みで階
段状に増加している。さらに、（ｃ）は位相シフトを複
数形成して等価的にピッチを変化させた例であり、ピッ
チは０．２４２μｍで一定であるが、回折格子の左側で
は１周期の長さが短いプラスの位相シフトが、右側では
１周期の長さが長いマイナスの位相シフトが数個所に形
成されており、位相シフトの間隔が両端に向って中心か
らの距離に逆比例して狭くなっている。
断続的に変化する回折格子を作成し、広い波長範囲で高
反射率を示す分布反射器とし、これを用いてファブリ・
ペロー型フィルタを構成する。図５（ａ）〜（ｃ）は本
発明に基づく回折格子の例を示すが、これらはいずれも
光導波路構造になっており、例えば図の左側端面から入
射した光は導波路中を伝搬し右側端面から出射する。光
の波長が回折格子の反射波長に一致している場合には、
入射光の一部または全部が上記回折格子により反射さ
れ、左側の端面から出射する。図において、（ａ）は回
折格子のピッチを連続的に変化させた例であり、ピッチ
は左端の０．２３８μｍから右端の０．２４７μｍまで
直線的に増加している。また、（ｂ）はピッチを断続的
に変化させた例であり、ピッチは左端の０．２３８μｍ
から右端の０．２４７μｍまで０．００１μｍ刻みで階
段状に増加している。さらに、（ｃ）は位相シフトを複
数形成して等価的にピッチを変化させた例であり、ピッ
チは０．２４２μｍで一定であるが、回折格子の左側で
は１周期の長さが短いプラスの位相シフトが、右側では
１周期の長さが長いマイナスの位相シフトが数個所に形
成されており、位相シフトの間隔が両端に向って中心か
らの距離に逆比例して狭くなっている。
【０００７】図６は、上記図５（ｂ）に示す例につい
て、回折格子の反射率を光の波長の関数として示した計
算例である。回折格子の長さは１４０μｍ、導波路の実
行屈折率（ｎeq）は３．２０２５である。通常の回折格
子ではピッチΛに対して、反射率のピーク波長はλ＝２
ｎeqΛで与えられる。本発明による回折格子も中心のピ
ッチ０．２４２μｍから上記の式で計算される１．５５
μｍを中心として高反射率を示すが、通常の回折格子に
比べ高反射率を示す帯域幅が大幅に広がっている。波長
１．５２μｍから１．５８μｍの間で８０％以上の反射
率になっており、良好な反射特性を示している。図６に
示す例では帯域幅が半値全幅で約０．０８μｍであり、
同一条件における通常の回折格子の帯域が約０．００１
μｍであるのに対して、約８倍に広がっている。
て、回折格子の反射率を光の波長の関数として示した計
算例である。回折格子の長さは１４０μｍ、導波路の実
行屈折率（ｎeq）は３．２０２５である。通常の回折格
子ではピッチΛに対して、反射率のピーク波長はλ＝２
ｎeqΛで与えられる。本発明による回折格子も中心のピ
ッチ０．２４２μｍから上記の式で計算される１．５５
μｍを中心として高反射率を示すが、通常の回折格子に
比べ高反射率を示す帯域幅が大幅に広がっている。波長
１．５２μｍから１．５８μｍの間で８０％以上の反射
率になっており、良好な反射特性を示している。図６に
示す例では帯域幅が半値全幅で約０．０８μｍであり、
同一条件における通常の回折格子の帯域が約０．００１
μｍであるのに対して、約８倍に広がっている。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの構
成図、図２は上記導波型ファブリ・ペロー光波長フィル
タの透過特性を示す図、図３は本発明に係る可変波長半
導体レーザの実施例図、図４は上記可変波長半導体レー
ザの動作原理を示す図で、（ａ）はフィルタ１０２領域
の透過特性、（ｂ）はフィルタ１０３領域の透過特性を
示す図である。
る。図１は導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの構
成図、図２は上記導波型ファブリ・ペロー光波長フィル
タの透過特性を示す図、図３は本発明に係る可変波長半
導体レーザの実施例図、図４は上記可変波長半導体レー
ザの動作原理を示す図で、（ａ）はフィルタ１０２領域
の透過特性、（ｂ）はフィルタ１０３領域の透過特性を
示す図である。
【０００９】図１の（ａ）は第１の導波型ファブリ・ペ
ロー光波長フィルタの構造図、（ｂ）は回折格子を示す
図である。図１（ａ）において、１はｎ型ＩｎＰ基板、
３はバンドギャップ波長が１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ
非活性導波路層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、５はｐ
（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型ＩｎＰ電
流ブロック層、７はｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、８はｎ
型電極、９はｐ型電極、１０は周期が連続的または断続
的に変化する凹凸の繰り返しを有する半導体層の第１の
光導波路で構成される回折格子である。回折格子１０は
前項に記したように１４０μｍの長さであり、この回折
格子１０が平坦な第２の光導波路１１の両側に形成され
ている。平坦な第２の光導波路１１の長さは１０μｍで
ある。
ロー光波長フィルタの構造図、（ｂ）は回折格子を示す
図である。図１（ａ）において、１はｎ型ＩｎＰ基板、
３はバンドギャップ波長が１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ
非活性導波路層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、５はｐ
（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型ＩｎＰ電
流ブロック層、７はｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、８はｎ
型電極、９はｐ型電極、１０は周期が連続的または断続
的に変化する凹凸の繰り返しを有する半導体層の第１の
光導波路で構成される回折格子である。回折格子１０は
前項に記したように１４０μｍの長さであり、この回折
格子１０が平坦な第２の光導波路１１の両側に形成され
ている。平坦な第２の光導波路１１の長さは１０μｍで
ある。
【００１０】上記の導波型ファブリ・ペロー光波長フィ
ルタの作製方法を簡単に説明する。最初に有機金属気相
エピタキシャル成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１上に
非活性導波路層３を作製する。その後、上記非活性導波
路層３の表面に塗布したレジストに、電子ビーム露光法
を用いてピッチが変調された回折格子のパタンを転写
し、該転写パタンをマスクとしてエッチングを行い回折
格子１０を形成する。この時の転写パタンの一部に回折
格子が無い部分を形成しておき、同時に上記平坦な導波
路１１を形成する。つぎに、横モードを制御するために
ストライプ状に導波路を加工し、再度有機金属気相エピ
タキシャル成長法を用いて、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層
６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ型ＩｎＰクラッド
層４およびｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を順
次作製する。その後、ｐ型電極８およびｎ型電極９を形
成する。
ルタの作製方法を簡単に説明する。最初に有機金属気相
エピタキシャル成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１上に
非活性導波路層３を作製する。その後、上記非活性導波
路層３の表面に塗布したレジストに、電子ビーム露光法
を用いてピッチが変調された回折格子のパタンを転写
し、該転写パタンをマスクとしてエッチングを行い回折
格子１０を形成する。この時の転写パタンの一部に回折
格子が無い部分を形成しておき、同時に上記平坦な導波
路１１を形成する。つぎに、横モードを制御するために
ストライプ状に導波路を加工し、再度有機金属気相エピ
タキシャル成長法を用いて、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層
６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ型ＩｎＰクラッド
層４およびｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を順
次作製する。その後、ｐ型電極８およびｎ型電極９を形
成する。
【００１１】上記平坦な光導波路１１の両側に設けた回
折格子１０は、図１（ｂ）に示すようにピッチΛを断続
的変化させて分布反射器を形成し、前項に示したように
１．５２μｍ〜１．５８μｍの波長範囲で高反射率とな
るので、入射光は両側の分布反射器の間で多重反射を受
けて回折格子１０の間を往復し、いわゆるファブリ・ペ
ロー共振を起こす。図２に導波型ファブリ・ペロー光波
長フィルタの透過特性を示す。透過特性は約２．５ｎｍ
（０．００２５μｍ）間隔で鋭いピークをもっており、
各ピークは半値０．１ｎｍ以下の急峻なフィルタ特性を
示す。このフィルタは光導波路を切断せずに構成できる
ため、多段に接続することが容易であり、また、半導体
レーザや光増幅器、導波路型光検出器などと容易に集積
化できる。さらに、透過率ピークの波長間隔、中心波長
は導波路の長さにより容易に設定でき、また本実施例で
は、電極からの電流注入して生じる屈折率変化により微
調整ができる。
折格子１０は、図１（ｂ）に示すようにピッチΛを断続
的変化させて分布反射器を形成し、前項に示したように
１．５２μｍ〜１．５８μｍの波長範囲で高反射率とな
るので、入射光は両側の分布反射器の間で多重反射を受
けて回折格子１０の間を往復し、いわゆるファブリ・ペ
ロー共振を起こす。図２に導波型ファブリ・ペロー光波
長フィルタの透過特性を示す。透過特性は約２．５ｎｍ
（０．００２５μｍ）間隔で鋭いピークをもっており、
各ピークは半値０．１ｎｍ以下の急峻なフィルタ特性を
示す。このフィルタは光導波路を切断せずに構成できる
ため、多段に接続することが容易であり、また、半導体
レーザや光増幅器、導波路型光検出器などと容易に集積
化できる。さらに、透過率ピークの波長間隔、中心波長
は導波路の長さにより容易に設定でき、また本実施例で
は、電極からの電流注入して生じる屈折率変化により微
調整ができる。
【００１２】ピーク間隔が異なるファブリ・ペロー光波
長フィルタを多段に接続することにより、図２のピーク
の中から１本だけ選択することができ、１．５２μｍ〜
１．５８μｍの間で０．１ｎｍ以下の帯域幅のフィルタ
を構成することができる。
長フィルタを多段に接続することにより、図２のピーク
の中から１本だけ選択することができ、１．５２μｍ〜
１．５８μｍの間で０．１ｎｍ以下の帯域幅のフィルタ
を構成することができる。
【００１３】図３は本発明に係る可変波長半導体レーザ
の実施例を示す。図３において、１はｎ型ＩｎＰ基板、
２はバンドギャップ波長が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、３はバンドギャップ波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ光閉じ込め層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、
５はｐ（＋）ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層、７はｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、８
はｎ型電極、９ａは活性導波領域１０１、１０４上に設
けたｐ型電極、９ｂ、９ｃはファブリ・ペローフィルタ
領域１０２、１０３上に設けたｐ型電極である。領域１
０２には第１の導波型ファブリ・ペローフィルタ（中央
の平坦導波路部は１０μｍ）を設け、領域１０３には第
２の導波型ファブリ・ペローフィルタを設けている。第
２の導波型ファブリ・ペローフィルタは中央の平坦導波
路部が１０μｍから２０μｍに拡大したものである。活
性導波領域１０１、１０４と、ファブリ・ペローフィル
タ領域１０２、１０３は縦列に配置されて、共振器を構
成している。
の実施例を示す。図３において、１はｎ型ＩｎＰ基板、
２はバンドギャップ波長が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、３はバンドギャップ波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ光閉じ込め層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、
５はｐ（＋）ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層、７はｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、８
はｎ型電極、９ａは活性導波領域１０１、１０４上に設
けたｐ型電極、９ｂ、９ｃはファブリ・ペローフィルタ
領域１０２、１０３上に設けたｐ型電極である。領域１
０２には第１の導波型ファブリ・ペローフィルタ（中央
の平坦導波路部は１０μｍ）を設け、領域１０３には第
２の導波型ファブリ・ペローフィルタを設けている。第
２の導波型ファブリ・ペローフィルタは中央の平坦導波
路部が１０μｍから２０μｍに拡大したものである。活
性導波領域１０１、１０４と、ファブリ・ペローフィル
タ領域１０２、１０３は縦列に配置されて、共振器を構
成している。
【００１４】上記実施例に示した波長可変半導体レーザ
の作製方法を簡単に説明する。最初に有機金属気相エピ
タキシャル成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１上に活性
層２と光閉じ込め層３を作製する。その後、光学露光と
エッチングを用いて上記活性層２の一部を除去し、除去
した部分に上記実施例と同様にしてファブリ・ペローフ
ィルタ領域１０２、１０３を形成する。そして横モード
を制御するためにストライプ状に導波路を加工し、再度
有機金属気相エピタキシャル成長法を用いて、ｐ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ
型ＩｎＰクラッド層４およびｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層５を順次作製する。その後、ｐ型電極９ａ〜
９ｃおよびｎ型電極８を形成し、さらに、上記ｐ型電極
９ａ、９ｂ、９ｃをそれぞれ互いに電気的に分離するた
めに、それら各領域の結合部分の上方のｐ型電極および
ｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を除去する。
の作製方法を簡単に説明する。最初に有機金属気相エピ
タキシャル成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１上に活性
層２と光閉じ込め層３を作製する。その後、光学露光と
エッチングを用いて上記活性層２の一部を除去し、除去
した部分に上記実施例と同様にしてファブリ・ペローフ
ィルタ領域１０２、１０３を形成する。そして横モード
を制御するためにストライプ状に導波路を加工し、再度
有機金属気相エピタキシャル成長法を用いて、ｐ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ
型ＩｎＰクラッド層４およびｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層５を順次作製する。その後、ｐ型電極９ａ〜
９ｃおよびｎ型電極８を形成し、さらに、上記ｐ型電極
９ａ、９ｂ、９ｃをそれぞれ互いに電気的に分離するた
めに、それら各領域の結合部分の上方のｐ型電極および
ｐ（＋）型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を除去する。
【００１５】上記構成の可変波長半導体レーザでは、活
性導波領域１０１、１０４に電流を流すことによってレ
ーザ発振が生じ、発振波長は共振器内部に構成された導
波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長によっ
て決定される。ファブリ・ペローフィルタ領域１０２に
設けた波長調整電極９ｂに電流を流すことによって第１
のファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長を調整す
る第１の手段により、光学的共振器長を変化させること
ができる。同様に、ファブリ・ペローフィルタ領域１０
３に設けた波長調整電極９ｃに電流を流すことによって
第２のファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長を調
整する第２の手段により、光学的共振器長を変化させる
ことができる。
性導波領域１０１、１０４に電流を流すことによってレ
ーザ発振が生じ、発振波長は共振器内部に構成された導
波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長によっ
て決定される。ファブリ・ペローフィルタ領域１０２に
設けた波長調整電極９ｂに電流を流すことによって第１
のファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長を調整す
る第１の手段により、光学的共振器長を変化させること
ができる。同様に、ファブリ・ペローフィルタ領域１０
３に設けた波長調整電極９ｃに電流を流すことによって
第２のファブリ・ペロー光波長フィルタの透過波長を調
整する第２の手段により、光学的共振器長を変化させる
ことができる。
【００１６】図４は上記半導体レーザの動作原理を示
し、（ａ）はフィルタ領域１０２の透過特性、（ｂ）は
フィルタ領域１０３の透過特性を示している。フィルタ
領域１０２、１０３の透過特性はともに周期的に鋭いピ
ークをもつが、光学的共振器長の違いにより、ピーク間
隔はそれぞれ２．５ｎｍ、２．４ｎｍと異なっている。
そのため、第１および第２の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタを２つ直列に接続した図３の構造では、両
方のフィルタの透過波長が一致する波長（λ1）の光だ
けが透過し、この波長でレーザは発振する。この状態で
領域１０３上の波長調整電極９ｃに電流を流すとこの領
域の屈折率が減少し、領域１０３の透過波長は短波長側
にシフトし、図中破線で示した位置に移る。そのため、
波長λ1でのフィルタ透過率は減少し、発振波長はλ2に
移動する。このように波長調整電極９ｂ、９ｃの一方に
電流を流すことにより、約２．５ｎｍ間隔で発振波長を
大きく変化させることができる。一方、波長調整電極９
ｂ、９ｃに同時に電流を流した場合には、２つのフィル
タの透過波長は同時に短波長側にシフトし、発振波長を
λ1の周辺で微調整することができる。
し、（ａ）はフィルタ領域１０２の透過特性、（ｂ）は
フィルタ領域１０３の透過特性を示している。フィルタ
領域１０２、１０３の透過特性はともに周期的に鋭いピ
ークをもつが、光学的共振器長の違いにより、ピーク間
隔はそれぞれ２．５ｎｍ、２．４ｎｍと異なっている。
そのため、第１および第２の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタを２つ直列に接続した図３の構造では、両
方のフィルタの透過波長が一致する波長（λ1）の光だ
けが透過し、この波長でレーザは発振する。この状態で
領域１０３上の波長調整電極９ｃに電流を流すとこの領
域の屈折率が減少し、領域１０３の透過波長は短波長側
にシフトし、図中破線で示した位置に移る。そのため、
波長λ1でのフィルタ透過率は減少し、発振波長はλ2に
移動する。このように波長調整電極９ｂ、９ｃの一方に
電流を流すことにより、約２．５ｎｍ間隔で発振波長を
大きく変化させることができる。一方、波長調整電極９
ｂ、９ｃに同時に電流を流した場合には、２つのフィル
タの透過波長は同時に短波長側にシフトし、発振波長を
λ1の周辺で微調整することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る可変
波長半導体レーザにおいては、第１の光導波路と第２の
光導波路で構成された第１の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタと、第２の光導波路の長さを変えて構成さ
れた第２の導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタとを
用い、上記第１および第２の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタの光学的共振器長を変化させて、発信波長
を変化させることができるので、光通信で利用される
１．５５μｍ帯全体にわたり動作波長を変化させること
ができ、狭帯域フィルタを有する可変波長半導体レーザ
が可能となる。
波長半導体レーザにおいては、第１の光導波路と第２の
光導波路で構成された第１の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタと、第２の光導波路の長さを変えて構成さ
れた第２の導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタとを
用い、上記第１および第２の導波型ファブリ・ペロー光
波長フィルタの光学的共振器長を変化させて、発信波長
を変化させることができるので、光通信で利用される
１．５５μｍ帯全体にわたり動作波長を変化させること
ができ、狭帯域フィルタを有する可変波長半導体レーザ
が可能となる。
【図１】（ａ）は導波型ファブリ・ペロー光波長フィル
タの構成図で、（ｂ）は回折格子を示す図である。
タの構成図で、（ｂ）は回折格子を示す図である。
【図２】上記導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの
透過特性を示す図である。
透過特性を示す図である。
【図３】本発明に係る可変波長半導体レーザの実施例図
である。
である。
【図４】可変波長半導体レーザの動作原理を示す図で、
（ａ）はフィルタ１０２領域の透過特性、（ｂ）はフィ
ルタ１０３領域の透過特性を示す図である。
（ａ）はフィルタ１０２領域の透過特性、（ｂ）はフィ
ルタ１０３領域の透過特性を示す図である。
【図５】分布反射器の概念を示す図である。
【図６】図５（ｂ）に示した分布反射器の反射特性を示
す図である。
す図である。
１ 基板 ２ 光導波路層 ３ 光閉じ込め層 ４ クラッド層 ５ キャップ層 ６ ｐ型電流ブロッ
ク層 ７ ｎ型電流ブロック層 ８ ｎ型電極 ９ａ ｐ型電極 ９ｂ ｐ型電極 ９ｃ ｐ型電極 １０ 回折格子 １１ 平坦な光導波路 １０１ 活性導波領域 １０２ ファブリ・ペローフィルタ領域 １０３ ファブリ・ペローフィルタ領域 １０４ 活性導波領域
ク層 ７ ｎ型電流ブロック層 ８ ｎ型電極 ９ａ ｐ型電極 ９ｂ ｐ型電極 ９ｃ ｐ型電極 １０ 回折格子 １１ 平坦な光導波路 １０１ 活性導波領域 １０２ ファブリ・ペローフィルタ領域 １０３ ファブリ・ペローフィルタ領域 １０４ 活性導波領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 啓之 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−150890（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−25087（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−174181（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−101513（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8386（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (2)
- 【請求項１】周期が連続的または断続的に変化する凹凸
の繰り返しを有する半導体層により回折格子を構成した
第１の光導波路と、上記第１の光導波路を平坦な半導体
層のみからなる第２の光導波路の両端に配置して構成さ
れた第１の導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタと、
上記平坦な半導体層のみからなる第２の光導波路の長さ
を変えて構成された第２の導波型ファブリ・ペロー光波
長フィルタと、上記第１及び第２の導波型ファブリ・ペ
ロー光波長フィルタと活性導波路領域を縦列に配置した
共振器と、上記第１の導波型ファブリ・ペロー光波長フ
ィルタの光学的共振器長を変化させる第１の手段と、上
記第２の導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタの光学
的共振器長を変化させる第２の手段とを有することを特
徴とする可変波長半導体レーザ。 - 【請求項２】周期が連続的または断続的に変化する上記
凹凸の繰り返しに代えて、位相シフトを少なくとも１個
所以上含む一定周期の凹凸の繰り返しを備えたことを特
徴とする請求項１に記載の可変波長半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215162A JP2770898B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 可変波長半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215162A JP2770898B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 可変波長半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661578A JPH0661578A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2770898B2 true JP2770898B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=16667683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215162A Expired - Lifetime JP2770898B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 可変波長半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770898B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252901A1 (en) | 2003-09-26 | 2008-10-16 | School Jiridical Person Kitasato Gakuen | Wavelength-Tunable Light Source And Optical Coherence Tomography |
| JP2006019516A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ及びその制御方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101513A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Nec Corp | 可変波長フィルタ |
| JPH0636459B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1994-05-11 | 工業技術院長 | 半導体レーザ装置 |
| JPH02174181A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ |
| JPH03150890A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-06-27 | Hitachi Ltd | コヒーレント通信用半導体レーザ |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP4215162A patent/JP2770898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0661578A (ja) | 1994-03-04 |
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