JP2854330B2 - 波長可変光フィルタ - Google Patents
波長可変光フィルタInfo
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- JP2854330B2 JP2854330B2 JP1180396A JP18039689A JP2854330B2 JP 2854330 B2 JP2854330 B2 JP 2854330B2 JP 1180396 A JP1180396 A JP 1180396A JP 18039689 A JP18039689 A JP 18039689A JP 2854330 B2 JP2854330 B2 JP 2854330B2
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- region
- wavelength
- electrode
- optical
- optical gain
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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、波長多重化光信号から任意の光信号を選択
する機能を有する波長可変光フィルタに関するものであ
る。
する機能を有する波長可変光フィルタに関するものであ
る。
従来、波長多重化光信号から任意の光信号を選択して
透過させる光分波器として種々なものが提案され、ま
た、実用化されている。その中でも将来に行なわれるこ
とが予想される光伝送方式である高密度波長多重方式あ
るいは光周波数多重方式に適用可能な光分波器として、
回折格子を用いた分布帰還構造（DFB:Distributed Feed
back）あるいは分布反射構造（DBR:Distributed Bragg
Reflector）の波長可変光フィルタが、 波長分解能の高さ、 選択波長のチューニングが可能であること、 集積化に適していること、 などの点から数多く提案され、特開昭62−2213号、特開
昭62−241387号、特開昭63−133105号等に開示されてい
る。
透過させる光分波器として種々なものが提案され、ま
た、実用化されている。その中でも将来に行なわれるこ
とが予想される光伝送方式である高密度波長多重方式あ
るいは光周波数多重方式に適用可能な光分波器として、
回折格子を用いた分布帰還構造（DFB:Distributed Feed
back）あるいは分布反射構造（DBR:Distributed Bragg
Reflector）の波長可変光フィルタが、 波長分解能の高さ、 選択波長のチューニングが可能であること、 集積化に適していること、 などの点から数多く提案され、特開昭62−2213号、特開
昭62−241387号、特開昭63−133105号等に開示されてい
る。
第７図は従来のこの種の波長可変光フィルタの一般的
な構造を示す概略断面図である。
な構造を示す概略断面図である。
導波層72の右側部分には回折格子73が形成され、左側
部分の上部には活性層71が形成されている。各部の上面
にはそれぞれキャリアを注入するための電極が設けら
れ、図面左から右に向かって、光利得領域74,位相制御
領域75,分布帰還（DBR）領域76とされている。選択波長
をチューニングすることは、位相制御領域75とDBR領域7
6のいずれかもしくは両方へキャリアを注入することに
より行なわれる。これはキャリア濃度に依存するプラズ
マ効果により生じる屈折率変化を利用するもので、この
屈折率変化によって分布帰還される波長、すなわち、透
過する選択波長をチューニングするものである。
部分の上部には活性層71が形成されている。各部の上面
にはそれぞれキャリアを注入するための電極が設けら
れ、図面左から右に向かって、光利得領域74,位相制御
領域75,分布帰還（DBR）領域76とされている。選択波長
をチューニングすることは、位相制御領域75とDBR領域7
6のいずれかもしくは両方へキャリアを注入することに
より行なわれる。これはキャリア濃度に依存するプラズ
マ効果により生じる屈折率変化を利用するもので、この
屈折率変化によって分布帰還される波長、すなわち、透
過する選択波長をチューニングするものである。
上述した従来の波長可変光フィルタにおいては、キャ
リア注入によるプラズマ効果を利用して屈折率変化を生
じさせて選択波長をチューニングしているが、キャリア
注入を行なった場合には、屈折率化が生じると同時に光
利得および自然放出光強度も変化してしまう。このた
め、安定な波長選択性および非選択波長とのクロストー
クを十分なものとするために、キャリア注入量を限定す
る必要があり、選択波長のチューニング範囲も狭く限定
されてしまうという欠点がある。また、キャリア注入に
よるプラズマ効果は、屈折率を減少させる作用をもつの
に対して、キャリア注入によって生じる熱は屈折率を増
加させる作用を持つ。このため、キャリア注入量の増
加、すなわち、注入電流の増加とともに屈折率は減少す
るものの、同時に増加する熱のために該屈折率は所定の
値にて飽和してしまい選択波長のチューニング範囲はさ
らに狭く限定されてしまうという欠点がある。
リア注入によるプラズマ効果を利用して屈折率変化を生
じさせて選択波長をチューニングしているが、キャリア
注入を行なった場合には、屈折率化が生じると同時に光
利得および自然放出光強度も変化してしまう。このた
め、安定な波長選択性および非選択波長とのクロストー
クを十分なものとするために、キャリア注入量を限定す
る必要があり、選択波長のチューニング範囲も狭く限定
されてしまうという欠点がある。また、キャリア注入に
よるプラズマ効果は、屈折率を減少させる作用をもつの
に対して、キャリア注入によって生じる熱は屈折率を増
加させる作用を持つ。このため、キャリア注入量の増
加、すなわち、注入電流の増加とともに屈折率は減少す
るものの、同時に増加する熱のために該屈折率は所定の
値にて飽和してしまい選択波長のチューニング範囲はさ
らに狭く限定されてしまうという欠点がある。
本発明は、広い波長範囲で選択波長をチューニングす
ることのできる波長可変光フィルタを実現することを目
的とする。
ることのできる波長可変光フィルタを実現することを目
的とする。
本発明の波長可変光フィルタは、光導波路層を有する
分布帰還形の半導体レーザ構造から成り、外部から入射
し、前記光導波路層を伝搬する光のうち、特定の選択波
長のみを通過させる波長可変光フィルタにおいて、前記
光の伝搬方向に沿って互いに光学的に結合された分布帰
還領域と光利得領域とを有し、これらの領域の間に不要
電流防止領域を設けるとともに、前記分布帰還領域、光
利得領域及び不要電流防止領域にそれぞれ第１、第２及
び第３の電極を設け、第１の電極に逆バイアスの電圧を
印加して、この領域の屈折率を変化させることによって
前記選択波長を制御し、前記第２の電極から電流を注入
することによって光利得を制御し、第３の電極に逆バイ
アスの電圧を印加してキャリアを吸い込むことによっ
て、前記光利得領域に注入される電流が分布帰還領域に
流れ込むことを防止することを特徴とする。
分布帰還形の半導体レーザ構造から成り、外部から入射
し、前記光導波路層を伝搬する光のうち、特定の選択波
長のみを通過させる波長可変光フィルタにおいて、前記
光の伝搬方向に沿って互いに光学的に結合された分布帰
還領域と光利得領域とを有し、これらの領域の間に不要
電流防止領域を設けるとともに、前記分布帰還領域、光
利得領域及び不要電流防止領域にそれぞれ第１、第２及
び第３の電極を設け、第１の電極に逆バイアスの電圧を
印加して、この領域の屈折率を変化させることによって
前記選択波長を制御し、前記第２の電極から電流を注入
することによって光利得を制御し、第３の電極に逆バイ
アスの電圧を印加してキャリアを吸い込むことによっ
て、前記光利得領域に注入される電流が分布帰還領域に
流れ込むことを防止することを特徴とする。
分布帰還領域の屈折率が印加電圧により制御され、こ
れに伴なって選択波長も制御される。この分布帰還領域
において生じる光吸収量の変化は、光学的に結合する光
利得領域にて補償される。
れに伴なって選択波長も制御される。この分布帰還領域
において生じる光吸収量の変化は、光学的に結合する光
利得領域にて補償される。
不要電流防止手段を設けた場合には、電流が分布帰還
領域に流れることがなくなり、熱が発生することがな
く、選択波長のチューニングは前述の印加電圧のみによ
り制御されるので、選択波長が安定化される。
領域に流れることがなくなり、熱が発生することがな
く、選択波長のチューニングは前述の印加電圧のみによ
り制御されるので、選択波長が安定化される。
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図であ
る。
る。
本実施例は、量子閉込めシュタルク効果（QCSE:カン
タム・コンファインド・シュタルク・エフェクト）によ
る屈折率変化を用いて選択波長のチューニングを行なう
とともに、光利得を与えて安定な選択透過率を得るもの
である。
タム・コンファインド・シュタルク・エフェクト）によ
る屈折率変化を用いて選択波長のチューニングを行なう
とともに、光利得を与えて安定な選択透過率を得るもの
である。
まず、本実施例の作成方法について説明する。
ｎ型GaAsである基板101上に、MBE（モレキュラー・ビ
ーム・エピタキシー）法によりn+−GaAsからなるバッフ
ァ層102,n−Al0.5Ga0.5Asからなる第１クラッド層103,
厚さ100Åのｉ−GaAsおよびｉ−Al0.3Ga0.7Asとが交互
に積層された多重量子井戸（MQW:マルチ・カンタム・ウ
ェル）からなる第１光導波層104,P−Al0.3Ga0.7Asから
なる第２光導波層105を順に形成させた。
ーム・エピタキシー）法によりn+−GaAsからなるバッフ
ァ層102,n−Al0.5Ga0.5Asからなる第１クラッド層103,
厚さ100Åのｉ−GaAsおよびｉ−Al0.3Ga0.7Asとが交互
に積層された多重量子井戸（MQW:マルチ・カンタム・ウ
ェル）からなる第１光導波層104,P−Al0.3Ga0.7Asから
なる第２光導波層105を順に形成させた。
次に、第２光導波層105の一部にDBR領域を形成するた
めに、該形成領域に相当する部分以外に保護用のフォト
レジストを塗布し、この後、該形成量域を含めた全体
に、２層目となるフォトレジストを被膜させた。続い
て、He−Cdレーザを用いた２光束干渉露光をDBR形成領
域に行ない、これを現像してフォトレジストからなる周
期約0.24μｍのグレーティングを形成させた。次に、該
フォトレジストをマスクとしてRIBE（リアクティブ・イ
オン・ビーム・エッチング）法により、第２光導波層10
5の上面にグレーティング状のコラゲーションを形成し
た後にフォトレジストをすべて剥離し、この部分をDBR
領域11とした。続いてLPE（リキッド・フェーズ・エピ
タキシィー）法によりＰ−Al0.5Ga0.5Asである第２クラ
ッド層106,P+−GaAsであるコンタクト層107を順に形成
させた。次に、この上部に電極となるAu/Crを積層さ
せ、図示するようにDBR領域用の第１電極108,不要電流
防止手段であるキャリア吸込み用の第３電極109,光利得
領域用の第２電極110とに３分割し、コンタクト層107も
これに合わせてエッチングし、３分割した。次にこれを
研磨し、基板101の裏面に第４電極111としてAu/AuGeを
蒸着してアロイングを行なった。
めに、該形成領域に相当する部分以外に保護用のフォト
レジストを塗布し、この後、該形成量域を含めた全体
に、２層目となるフォトレジストを被膜させた。続い
て、He−Cdレーザを用いた２光束干渉露光をDBR形成領
域に行ない、これを現像してフォトレジストからなる周
期約0.24μｍのグレーティングを形成させた。次に、該
フォトレジストをマスクとしてRIBE（リアクティブ・イ
オン・ビーム・エッチング）法により、第２光導波層10
5の上面にグレーティング状のコラゲーションを形成し
た後にフォトレジストをすべて剥離し、この部分をDBR
領域11とした。続いてLPE（リキッド・フェーズ・エピ
タキシィー）法によりＰ−Al0.5Ga0.5Asである第２クラ
ッド層106,P+−GaAsであるコンタクト層107を順に形成
させた。次に、この上部に電極となるAu/Crを積層さ
せ、図示するようにDBR領域用の第１電極108,不要電流
防止手段であるキャリア吸込み用の第３電極109,光利得
領域用の第２電極110とに３分割し、コンタクト層107も
これに合わせてエッチングし、３分割した。次にこれを
研磨し、基板101の裏面に第４電極111としてAu/AuGeを
蒸着してアロイングを行なった。
第１図から明らかなように、第３電極109には、第１
電極108と同様に逆バイアスの電圧が印加される。
電極108と同様に逆バイアスの電圧が印加される。
このようにして作成した素子を分離後、DBR領域が形
成される側の入出射端面に、該DBR領域で生じる乱反射
を防止するためのZrO2である反射防止膜112を成膜さ
せ、その後素子ホルダに固定して電極を取出した。
成される側の入出射端面に、該DBR領域で生じる乱反射
を防止するためのZrO2である反射防止膜112を成膜さ
せ、その後素子ホルダに固定して電極を取出した。
次に、本発明および本実施例の動作原理について第２
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
第２図は、DBRまたはDFB領域における透過率の一般的
な変化をブラッグ波長λＢを中心として示したものであ
る。
な変化をブラッグ波長λＢを中心として示したものであ
る。
一般にBDRまたはDFB構造のものにおいては、入力光の
波長に応じて透過および反射係数が大きく異なり、ブラ
ッグ波長λＢから十分離れた波長では入力光は回折反射
を起こさず透過する。ただし、回折格子が１次回折格子
でない場合には、回折格子の上下方向へ放射回折光を生
じる。いずれにせよ、これらの分布帰還領域においては
透過状態となる。これに対し、ブラッグ波長λＢ付近で
はブラッグ波長λＢを中心に数〜数10Å程度の幅のスト
ップバンド221が形成される。このときDBR領域の一部を
境とした両側で光学的位相がずれた場合、ストップバン
ド221の間の任意の位置に狭いスペクトル幅を有する透
過波長域222が生じることが知られ、この透過波長域222
は、DBR領域の端面の位相に応じて移動することも知ら
れている。本発明のものは、このストップバンド221内
の透過波長域222を任意に制御することにより波長可変
光フィルタを得るものである。その方法としてはDBR領
域を一部スプリットして、その光学的位相シフトを制御
する方法、DBR領域の端面における位相を制御する方法
およびDBR領域の回折格子の実効的周期を制御する方法
などがあり、いずれも、媒質の屈折率を制御することに
なる。
波長に応じて透過および反射係数が大きく異なり、ブラ
ッグ波長λＢから十分離れた波長では入力光は回折反射
を起こさず透過する。ただし、回折格子が１次回折格子
でない場合には、回折格子の上下方向へ放射回折光を生
じる。いずれにせよ、これらの分布帰還領域においては
透過状態となる。これに対し、ブラッグ波長λＢ付近で
はブラッグ波長λＢを中心に数〜数10Å程度の幅のスト
ップバンド221が形成される。このときDBR領域の一部を
境とした両側で光学的位相がずれた場合、ストップバン
ド221の間の任意の位置に狭いスペクトル幅を有する透
過波長域222が生じることが知られ、この透過波長域222
は、DBR領域の端面の位相に応じて移動することも知ら
れている。本発明のものは、このストップバンド221内
の透過波長域222を任意に制御することにより波長可変
光フィルタを得るものである。その方法としてはDBR領
域を一部スプリットして、その光学的位相シフトを制御
する方法、DBR領域の端面における位相を制御する方法
およびDBR領域の回折格子の実効的周期を制御する方法
などがあり、いずれも、媒質の屈折率を制御することに
なる。
上述したように、本発明による波長可変光フィルタの
選択波長のチューニングには、量子閉じ込めシュタルク
効果を用いた屈折率変化を利用している。第１図に示す
ようにDBR領域11を有する第２光導波層105と、MQWで構
成された第１光導波層104とを設け、DBR領域11に逆バイ
アス−Vtを印加し、コラゲーションが形成されていない
領域（光利得領域）12に順電流Igを通電する。この場
合、DBR領域11にはpin接合に対して逆バイアスとなるた
め、キャリアは注入されず、ｉ層である第１光導波層10
4に電界が印加される。そのため、QCSEにより、DBR領域
11の屈折率が変化し、吸収スペクトルも変化するので、
DBR領域11のブラッグ波長がシフトする。このようにし
て選択波長がチューニングされるが、QCSEは大きな屈折
率変化を起こすと同時に吸収係数も大きく変化する。そ
こで、前述のコラゲーションが形成されていない光利得
領域12に順バイアスを印加してキャリア（電流Ig）の注
入を行ない、光利得を与える。注入電流Igは、DBR領域1
1での光の減衰を補償してチューニング波長にかかわら
ず安定な選択透過率（または増幅度）を得るように制御
する。
選択波長のチューニングには、量子閉じ込めシュタルク
効果を用いた屈折率変化を利用している。第１図に示す
ようにDBR領域11を有する第２光導波層105と、MQWで構
成された第１光導波層104とを設け、DBR領域11に逆バイ
アス−Vtを印加し、コラゲーションが形成されていない
領域（光利得領域）12に順電流Igを通電する。この場
合、DBR領域11にはpin接合に対して逆バイアスとなるた
め、キャリアは注入されず、ｉ層である第１光導波層10
4に電界が印加される。そのため、QCSEにより、DBR領域
11の屈折率が変化し、吸収スペクトルも変化するので、
DBR領域11のブラッグ波長がシフトする。このようにし
て選択波長がチューニングされるが、QCSEは大きな屈折
率変化を起こすと同時に吸収係数も大きく変化する。そ
こで、前述のコラゲーションが形成されていない光利得
領域12に順バイアスを印加してキャリア（電流Ig）の注
入を行ない、光利得を与える。注入電流Igは、DBR領域1
1での光の減衰を補償してチューニング波長にかかわら
ず安定な選択透過率（または増幅度）を得るように制御
する。
以上のように本実施例によれば、DBR領域11での波長
チューニングをQCSEで行なうことにより、熱の発生をと
もなわず、原理的に大きな屈折率変化を得ること、すな
わち広いチューニング範囲を得ることが可能となる。ま
た、QCSEの難点である吸収スペクトルの変化、あるいは
吸収光量の大きな点もDBR領域11と隣接して共振器内に
光利得領域12を形成することにより解決される。光利得
領域12では、注入電流により光利得と同様にプラズマ効
果による屈折率変化を伴ない、DBR領域11との境界の位
相が変化する。したがって正確には選択波長のチューニ
ングは、DBR領域11への印加電圧と光利得領域への注入
電流によって行なわれるが、QCSEによる屈折率変化が大
である点、およびDBR領域11への直接印加によりコラゲ
ーションの実効的周期の制御を行なう点から、DBR領域1
1への印加電圧が選択波長のチューニングにおいて支配
的なものとなる。
チューニングをQCSEで行なうことにより、熱の発生をと
もなわず、原理的に大きな屈折率変化を得ること、すな
わち広いチューニング範囲を得ることが可能となる。ま
た、QCSEの難点である吸収スペクトルの変化、あるいは
吸収光量の大きな点もDBR領域11と隣接して共振器内に
光利得領域12を形成することにより解決される。光利得
領域12では、注入電流により光利得と同様にプラズマ効
果による屈折率変化を伴ない、DBR領域11との境界の位
相が変化する。したがって正確には選択波長のチューニ
ングは、DBR領域11への印加電圧と光利得領域への注入
電流によって行なわれるが、QCSEによる屈折率変化が大
である点、およびDBR領域11への直接印加によりコラゲ
ーションの実効的周期の制御を行なう点から、DBR領域1
1への印加電圧が選択波長のチューニングにおいて支配
的なものとなる。
このように作成した第１の実施例の特性について以下
に述べる。DBR領域11へは、第１電極108により0Vから−
5Vまで印加し、透過波長域を変化させ、光利得領域へは
第２電極110により20〜80mAまで通電し、波長チューニ
ング時に透過波長域の透過率（もしくは光利得）が、一
定となるよう制御した。また、キャリア吸い込み用の第
３電極109へ印加する電圧は第１電極108に印加するもの
とほぼ同様とし、DBR領域11へキャリアが流れ込むこと
を防止した。
に述べる。DBR領域11へは、第１電極108により0Vから−
5Vまで印加し、透過波長域を変化させ、光利得領域へは
第２電極110により20〜80mAまで通電し、波長チューニ
ング時に透過波長域の透過率（もしくは光利得）が、一
定となるよう制御した。また、キャリア吸い込み用の第
３電極109へ印加する電圧は第１電極108に印加するもの
とほぼ同様とし、DBR領域11へキャリアが流れ込むこと
を防止した。
以上の素子を用い、波長可変光源で透過スペクトルを
測定した結果を第３図に示す。図中、横軸は逆電圧無印
加時の透過波長λ０＝8340Åを０としてその波長からの
相対的波長をÅ単位で表わしている。これに示されるよ
うに、逆電界を印加するにつれて透過波長の位置はシフ
トした。このとき、逆電界印加によるDBR領域11の吸収
係数変化を補償するために前述したように光利得領域12
に電流注入を行なうことにより、波長チューニング範囲
にわたって、透過率（または増幅度）が一定となるよう
に制御することができた。波長チューニング範囲は10Å
以上で、さらに向上する可能性がある。また、波長チュ
ーニングにQCSEを用いるため応答速度が極めて速く、1n
s以下の応答性が可能である。
測定した結果を第３図に示す。図中、横軸は逆電圧無印
加時の透過波長λ０＝8340Åを０としてその波長からの
相対的波長をÅ単位で表わしている。これに示されるよ
うに、逆電界を印加するにつれて透過波長の位置はシフ
トした。このとき、逆電界印加によるDBR領域11の吸収
係数変化を補償するために前述したように光利得領域12
に電流注入を行なうことにより、波長チューニング範囲
にわたって、透過率（または増幅度）が一定となるよう
に制御することができた。波長チューニング範囲は10Å
以上で、さらに向上する可能性がある。また、波長チュ
ーニングにQCSEを用いるため応答速度が極めて速く、1n
s以下の応答性が可能である。
上述したように本実施例のものでは、第1,第２光導波
層104,105の隣接する部分に逆バイアスと順バイアスを
印加する際に、順バイアス側の電極から逆バイアス側の
電極へキャリアが流れ込むことを防止する不要電流防止
手段として、両電極間にもう１つの電極を設けて逆バイ
アス側の電極とほぼ同電位とすることにより、順バイア
ス側の電極より流れ込むキャリアを吸込むものとした
が、このことを実現する他の防止策としては コンタクト層107を分離して両電極を十分話すこと、 両電極間にFeまたはO2をドーピングして高抵抗とする
こと、 両電極間を一度エッチングし、間隙部にノンドープ領
域を再成長させること等が考えられ、特にこの方法に限
定されるものではない。
層104,105の隣接する部分に逆バイアスと順バイアスを
印加する際に、順バイアス側の電極から逆バイアス側の
電極へキャリアが流れ込むことを防止する不要電流防止
手段として、両電極間にもう１つの電極を設けて逆バイ
アス側の電極とほぼ同電位とすることにより、順バイア
ス側の電極より流れ込むキャリアを吸込むものとした
が、このことを実現する他の防止策としては コンタクト層107を分離して両電極を十分話すこと、 両電極間にFeまたはO2をドーピングして高抵抗とする
こと、 両電極間を一度エッチングし、間隙部にノンドープ領
域を再成長させること等が考えられ、特にこの方法に限
定されるものではない。
第４図は本発明の第１の参考例の構造を示す図であ
る。
る。
本参考例は、第１図に示した実施例と同様の動作を行
なうものを作成工程を省略して実現したものである。
なうものを作成工程を省略して実現したものである。
まず、作成方法について説明する。
ｎ型のGaAsである基板701上にMBE法によりn+−GaAsか
らなるバッファ層202,n−Al0.5Ga0.5Asからなる第１ク
ラッド層203,i−GaAs（厚さ100Å）/i−Al0.3Ga0.7As
（厚さ100Å）MQWからなる第１光導波層204、同じくｉ
−Al0.3Ga0.7Asからなる光導波層205,P−Al0.5Ga0.5As
である第２クラッド層206,P+−GaAsであるコンタクト層
207を形成した後、光利得領域を形成するために、この
部分を除いてクラッド層206までを選択エッチングし、
第２光導波層205を露出させた。次に、第１の実施例と
同様の工程により、DBR領域21を形成した。つづいて、A
u/Crを第２電極210として光利得領域であるコンタクト
層207上へ成膜した後に研磨を行ない、裏面に第３電極2
11を成膜しアロイングを行なった。そしてDBR領域21へA
uである第１電極208を蒸着した。なお、DBR領域21と光
利得領域22の間を30μｍほど離し、DBR領域21が形成さ
れる側の端面には第１の実施例と同様に反射防止膜212
を施し、素子ホルダーに固定後、電極を取り出した。
らなるバッファ層202,n−Al0.5Ga0.5Asからなる第１ク
ラッド層203,i−GaAs（厚さ100Å）/i−Al0.3Ga0.7As
（厚さ100Å）MQWからなる第１光導波層204、同じくｉ
−Al0.3Ga0.7Asからなる光導波層205,P−Al0.5Ga0.5As
である第２クラッド層206,P+−GaAsであるコンタクト層
207を形成した後、光利得領域を形成するために、この
部分を除いてクラッド層206までを選択エッチングし、
第２光導波層205を露出させた。次に、第１の実施例と
同様の工程により、DBR領域21を形成した。つづいて、A
u/Crを第２電極210として光利得領域であるコンタクト
層207上へ成膜した後に研磨を行ない、裏面に第３電極2
11を成膜しアロイングを行なった。そしてDBR領域21へA
uである第１電極208を蒸着した。なお、DBR領域21と光
利得領域22の間を30μｍほど離し、DBR領域21が形成さ
れる側の端面には第１の実施例と同様に反射防止膜212
を施し、素子ホルダーに固定後、電極を取り出した。
本参考例において、キャリア吸い込み電極を設けてい
ないのは、DBR領域21が光利得領域12と異なりＰ層（第
１図中の第２クラッド層106およびコンタクト層107）を
除去しているためである。このためわずかの電極分離
で、キャリアの流れ込みをかなり防止できるとともに作
製工程を削減することができた。ただし、DBR領域21上
へ直接第１電極208を成膜しているため、金属膜による
導波吸収損失が生じた。このため第１の実施例のものよ
り多少注入電流を多くする必要があった。素子の評価結
果は第１の実施例のものと同様であった。
ないのは、DBR領域21が光利得領域12と異なりＰ層（第
１図中の第２クラッド層106およびコンタクト層107）を
除去しているためである。このためわずかの電極分離
で、キャリアの流れ込みをかなり防止できるとともに作
製工程を削減することができた。ただし、DBR領域21上
へ直接第１電極208を成膜しているため、金属膜による
導波吸収損失が生じた。このため第１の実施例のものよ
り多少注入電流を多くする必要があった。素子の評価結
果は第１の実施例のものと同様であった。
第５図は本発明の第２の実施例の構成を示す図であ
る。
る。
本実施例は第１の実施例中の第１光導波層104を厚さ7
0ÅのGaAsと厚さ100Åのｉ−Al0.3Ga0.7AsとからなるMQ
Wの第１光導波層504とし、第２光導波層105の前面にコ
ラゲーションを形成させた第２光導波層505としたもの
である。この他の構成は第１の実施例と同様であり、第
１図と同じ番号を付している。
0ÅのGaAsと厚さ100Åのｉ−Al0.3Ga0.7AsとからなるMQ
Wの第１光導波層504とし、第２光導波層105の前面にコ
ラゲーションを形成させた第２光導波層505としたもの
である。この他の構成は第１の実施例と同様であり、第
１図と同じ番号を付している。
電極は、第１の実施例と同様に３分割電極とし、反射
防止膜（不図示）は入出力面の両端面に施した。
防止膜（不図示）は入出力面の両端面に施した。
本実施例のものにおいては、DBR領域11上の第１電極1
08およびキャリア吸い込み用の第３電極109には０〜−5
Vの逆電圧−Vtを印加し、光利得領域12には10〜70mAを
通電し、波長チューニングを行なった。本実施例では、
光利得領域12にも分布帰還構造が形成されている点で第
１図の実施例と相違する。また、第１図の実施例が回折
格子の実効的屈折率を制御するのが主なチューニングメ
カニズムであったのに対し、本実施例はさらに、DBR領
域11の中央部に位相シフトが生じるため、DBRストップ
バンド内での透過波長域の移動が加わり波長チューニン
グ範囲が拡大し、そのチューニング範囲はおよそ15Å以
上となった。
08およびキャリア吸い込み用の第３電極109には０〜−5
Vの逆電圧−Vtを印加し、光利得領域12には10〜70mAを
通電し、波長チューニングを行なった。本実施例では、
光利得領域12にも分布帰還構造が形成されている点で第
１図の実施例と相違する。また、第１図の実施例が回折
格子の実効的屈折率を制御するのが主なチューニングメ
カニズムであったのに対し、本実施例はさらに、DBR領
域11の中央部に位相シフトが生じるため、DBRストップ
バンド内での透過波長域の移動が加わり波長チューニン
グ範囲が拡大し、そのチューニング範囲はおよそ15Å以
上となった。
第６図は本発明の第２の参考例の構成を示す図であ
る。
る。
本参考例は、光利得領域の両側にDBR領域を設けたも
ので、第１の実施例の第２光導波層105を、両端にコラ
ゲーションが形成された第２光導波層605とし、その中
央部に第２クラッド層606,607を積層したもので、各コ
ラゲーションの上部には第1,第２電極608,610をそれぞ
れ設け、コンタクト層607の上部には第３電極609を、ま
た、両入出射端面には反射防止膜（不図示）を設けたも
のである。この他の構成は第１の実施例のものと同様で
あり、第１の実施例と同一番号を付している。
ので、第１の実施例の第２光導波層105を、両端にコラ
ゲーションが形成された第２光導波層605とし、その中
央部に第２クラッド層606,607を積層したもので、各コ
ラゲーションの上部には第1,第２電極608,610をそれぞ
れ設け、コンタクト層607の上部には第３電極609を、ま
た、両入出射端面には反射防止膜（不図示）を設けたも
のである。この他の構成は第１の実施例のものと同様で
あり、第１の実施例と同一番号を付している。
本参考例における選択波長のチューニングは、第２実
施例と同様であり、コラゲーションの実効的周期の制御
と中央部の位相シフト量の制御による。ただし、位相シ
フト量の制御は光利得の変化を伴なうので、選択波長の
チューニングはDBR領域12へ印加する逆電圧−Vtの制御
に主に依存する。
施例と同様であり、コラゲーションの実効的周期の制御
と中央部の位相シフト量の制御による。ただし、位相シ
フト量の制御は光利得の変化を伴なうので、選択波長の
チューニングはDBR領域12へ印加する逆電圧−Vtの制御
に主に依存する。
波長チューニング範囲は第１の参考例と同様である
が、共振器の両側をDBRで構成しているため、透過波長
域の半値全幅が狭く、波長チューニングのチャンネル数
が実質的に多くなるという利点を有する。
が、共振器の両側をDBRで構成しているため、透過波長
域の半値全幅が狭く、波長チューニングのチャンネル数
が実質的に多くなるという利点を有する。
本発明の波長可変光フィルタ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。
成されているので、以下に記載するような効果を奏す
る。
分布帰還領域における実効的屈折率をQCSEによって制
御することが行なわれ、かつ、QCSEに伴なう光吸収量の
変化が光利得領域にて補償されるので、広い波長範囲で
選択波長をチューニングすることができ、高速応答を可
能とすることができる効果がある。
御することが行なわれ、かつ、QCSEに伴なう光吸収量の
変化が光利得領域にて補償されるので、広い波長範囲で
選択波長をチューニングすることができ、高速応答を可
能とす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
は本発明の動作原理を説明するための図、第３図は第１
の実施例の動作を示す図、第４図は第１の参考例の構成
を示す図、第５図は本発明の第２の実施例の構成を示す
図、第６図は第２の参考例の構成を示す図、第７図は従
来例の構成を示す図である。 11,21……DBR領域、 12,22……光利得領域、 101,201……基板、 102,202……バッファ層、 103,203……第１クラッド層、 104,204,504……第１光導波層、 105,205,505,605……第２光導波層、 106,206,606……第２クラッド層、 107,207,607……コンタクト層、 108,208,608……第１電極、 110,210,610……第２電極、 109,209,609……第３電極、 111,211……第４電極、 112,212……反射防止膜、 221……ストップバンド、 222……透過波長域。
は本発明の動作原理を説明するための図、第３図は第１
の実施例の動作を示す図、第４図は第１の参考例の構成
を示す図、第５図は本発明の第２の実施例の構成を示す
図、第６図は第２の参考例の構成を示す図、第７図は従
来例の構成を示す図である。 11,21……DBR領域、 12,22……光利得領域、 101,201……基板、 102,202……バッファ層、 103,203……第１クラッド層、 104,204,504……第１光導波層、 105,205,505,605……第２光導波層、 106,206,606……第２クラッド層、 107,207,607……コンタクト層、 108,208,608……第１電極、 110,210,610……第２電極、 109,209,609……第３電極、 111,211……第４電極、 112,212……反射防止膜、 221……ストップバンド、 222……透過波長域。
Claims (1)
- 【請求項１】光導波路層を有する分布帰還形の半導体レ
ーザ構造から成り、外部から入射し、前記光導波路層を
伝搬する光のうち、特定の選択波長のみを通過させる波
長可変光フィルタにおいて、前記光の伝搬方向に沿って
互いに光学的に結合された分布帰還領域と光利得領域と
を有し、これらの領域の間に不要電流防止領域を設ける
とともに、前記分布帰還領域、光利得領域及び不要電流
防止領域にそれぞれ第１、第２及び第３の電極を設け、
第１の電極に逆バイアスの電圧を印加して、この領域の
屈折率を変化させることによって前記選択波長を制御
し、前記第２の電極から電流を注入することによって光
利得を制御し、第３の電極に逆バイアスの電圧を印加し
てキャリアを吸い込むことによって、前記光利得領域に
注入される電流が分布帰還領域に流れ込むことを防止す
ることを特徴とする波長可変光フィルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180396A JP2854330B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 波長可変光フィルタ |
| DE69011921T DE69011921T2 (de) | 1989-04-04 | 1990-04-03 | Halbleiterlaser mit veränderbarer Emissionswellenlänge und selektives Wellenlängenfitter und Verfahren zum Betrieb derselben. |
| EP90106344A EP0391334B1 (en) | 1989-04-04 | 1990-04-03 | Semiconductor laser element capable of changing emission wavelength, and wavelength selective fitter, and methods of driving the same |
| US07/790,832 US5155736A (en) | 1989-04-04 | 1991-11-14 | Semiconductor laser element capable of changing emission wavelength, and method of driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180396A JP2854330B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 波長可変光フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345938A JPH0345938A (ja) | 1991-02-27 |
| JP2854330B2 true JP2854330B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=16082507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180396A Expired - Fee Related JP2854330B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-07-14 | 波長可変光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2854330B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832014A (en) * | 1997-02-11 | 1998-11-03 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength stabilization in tunable semiconductor lasers |
| JP4916132B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-04-11 | 三菱樹脂株式会社 | 離型フィルム |
| JP4916131B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-04-11 | 三菱樹脂株式会社 | 離型フィルム |
| KR101271437B1 (ko) * | 2005-05-31 | 2013-06-05 | 미쓰비시 가가꾸 폴리에스테르 필름 가부시키가이샤 | 이형필름 |
| US7961765B2 (en) * | 2009-03-31 | 2011-06-14 | Intel Corporation | Narrow surface corrugated grating |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63256927A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
| JPS63313885A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1180396A patent/JP2854330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63256927A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
| JPS63313885A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0345938A (ja) | 1991-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |