JP2965013B2 - Light emitting module structure - Google Patents

Light emitting module structure

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JP2965013B2 JP9269050A JP26905097A JP2965013B2 JP 2965013 B2 JP2965013 B2 JP 2965013B2 JP 9269050 A JP9269050 A JP 9269050A JP 26905097 A JP26905097 A JP 26905097A JP 2965013 B2 JP2965013 B2 JP 2965013B2
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    • H01S5/4031Edge-emitting structures

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムあ
るいは光情報処理システムなどの光源用発光素子の構造
に関し、特に発光素子に光ファイバとの結合機構を加え
た発光モジュール構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a light emitting element for a light source in an optical communication system or an optical information processing system, and more particularly to a light emitting module structure in which a light emitting element has a coupling mechanism with an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長分割多重通信システムの光源用とし
て用いられるレーザには、レーザ自体の共振波長を正確
に制御あるいは選択したものを使用することが必要とさ
れた。また、レーザの共振波長は環境温度の変化あるい
はレーザ自身の動作電流による発熱によって変動するた
め、場合によっては、システムにレーザを一定温度に保
つための温度制御機構を備える必要もあった。
2. Description of the Related Art As a laser used as a light source in a wavelength division multiplex communication system, it is necessary to use a laser whose resonance wavelength is accurately controlled or selected. In addition, since the resonance wavelength of the laser fluctuates due to a change in environmental temperature or heat generated by the operating current of the laser itself, in some cases, it is necessary to provide the system with a temperature control mechanism for keeping the laser at a constant temperature.

【0003】上記のように温度制御機構を備えるものに
おいては、コストの高いものになってしまう。そこで、
波長設定が容易で環境温度の変化による波長変動の小さ
なファイバーグレーティングを通常の端面発光型レーザ
(ファブリペロLD)に結合した外部共振器型レーザが
考案されている(エレクトロニクス・レターズ、199
1、VOL27、1115頁〜1116頁参照)。この
外部共振器型レーザの構造を図10に示す。
[0003] As described above, a device provided with a temperature control mechanism is expensive. Therefore,
An external cavity laser has been devised in which a fiber grating whose wavelength can be easily set and whose wavelength variation is small due to a change in environmental temperature is coupled to a normal edge emitting laser (Fabry-Perot LD) (Electronic Letters, 199).
1, VOL 27, pages 1115 to 1116). FIG. 10 shows the structure of this external cavity laser.

【0004】図10において、外部共振器型レーザは、
端面発光レーザ100と該端面発光レーザ100の発光
端面に入射端面が近接配置されたファイバーグレーティ
ング101とからなり、端面発光レーザ100の発光端
面の中心がファイバーコア102の軸上に位置するよう
に配設されている。端面発光レーザ100は、半導体基
板上に活性層103をストライプ状に電流狭窄し、その
両端を壁開した後に、片端のみに無反射コート104が
施された構成となっている。ファイバーグレーティング
101は、ファイバーコア102の方向と垂直に交わる
方向に回折格子105が形成されており、端面発光レー
ザ100との良好な光結合を得るために端部に先球加工
が施されている(先球加工部106)。この外部共振器
型レーザでは、端面発光レーザ100の背面側端面とフ
ァイバーグレーティング101の回折格子105との間
で単一の共振器が構成される。
In FIG. 10, an external cavity laser is
An edge emitting laser 100 and a fiber grating 101 whose incident end face is disposed close to the emitting end face of the edge emitting laser 100 are arranged such that the center of the emitting end face of the edge emitting laser 100 is located on the axis of the fiber core 102. Has been established. The edge-emitting laser 100 has a configuration in which a current is confined in a stripe shape on an active layer 103 on a semiconductor substrate, and both ends thereof are opened, and then an antireflection coating 104 is applied to only one end. The diffraction grating 105 is formed in a direction perpendicular to the direction of the fiber core 102 in the fiber grating 101, and the end portion of the fiber grating 101 is rounded to obtain good optical coupling with the edge emitting laser 100. (Front ball processing unit 106). In this external resonator type laser, a single resonator is formed between the rear end face of the edge emitting laser 100 and the diffraction grating 105 of the fiber grating 101.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、以下のような問題がある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0006】レーザ自信の共振波長を制御するものにお
いては、前述したようにレーザを一定温度に保つための
温度制御機構が必要となるため、コストの高いものにな
ってしまうという問題がある。
In controlling the resonance wavelength of the laser itself, as described above, a temperature control mechanism for maintaining the laser at a constant temperature is required, and thus there is a problem that the cost is high.

【0007】図10に示した外部共振器型レーザにおい
ては、ファイバーとの光結合効率の悪い端面発光レーザ
が用いられており、光結合効率を高くするためにファイ
バーグレーティングに先球加工を施すか、あるいはレー
ザ自体にスポットサイズ変換と呼ばれる特殊加工を施す
必要がある。このような加工はコスト高の要因となるこ
とから、やはりこの外部共振器型レーザにおいてもコス
トの高いものになってしまうという問題がある。
In the external cavity type laser shown in FIG. 10, an edge-emitting laser having a low optical coupling efficiency with a fiber is used. Alternatively, it is necessary to perform special processing called spot size conversion on the laser itself. Since such processing causes a high cost, there is a problem that the cost is also high in this external cavity laser.

【0008】本発明の目的は、上述のようなコスト高と
なる機構や加工を必要とすることのない、光結合効率の
高い発光モジュール構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a light emitting module structure having high optical coupling efficiency without requiring the above-mentioned costly mechanism or processing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の発光モジュール構造は、活性層を挟
んで第1および第2の半導体多層膜が形成されてなる光
共振器を有し、前記第1の半導体多層膜を通してレーザ
光が射出される面発光レーザと、ファイバーコアの方向
に対して垂直となる方向に回折格子が形成されたファイ
バーグレーティングと、を有し、前記面発光レーザに前
記ファイバーグレーティングが光結合され、前記面発光
レーザの第2の半導体多層膜と前記ファイバーグレーテ
ィングの回折格子とにより外部共振器が構成されたこと
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a first light emitting module structure of the present invention comprises an optical resonator having first and second semiconductor multilayer films formed with an active layer interposed therebetween. A surface emitting laser in which laser light is emitted through the first semiconductor multilayer film; and a fiber grating in which a diffraction grating is formed in a direction perpendicular to a direction of a fiber core. The fiber grating is optically coupled to a light emitting laser, and an external resonator is constituted by a second semiconductor multilayer film of the surface emitting laser and a diffraction grating of the fiber grating.

【0010】上記の発光モジュール構造において、前記
面発光レーザの第1の半導体多層膜のレーザ光の射出さ
れる面の外形が前記ファイバーグレーティングのファイ
バーコア径に対応した形状に構成され、該第1の半導体
多層膜のレーザ光射出面に前記ファイバーコアの入射端
面が近接配置された構成としてもよい。
In the above light emitting module structure, the outer surface of the surface of the first semiconductor multilayer film of the surface emitting laser from which the laser light is emitted is formed in a shape corresponding to the fiber core diameter of the fiber grating. The incident end face of the fiber core may be arranged close to the laser light emitting face of the semiconductor multilayer film.

【0011】また、前記面発光レーザと前記ファイバー
グレーティングは一体的に構成され、前記面発光レーザ
の第1の半導体多層膜が、前記ファイバーグレーティン
グのファイバーコア内に形成されているような構成とし
てもよい。
The surface emitting laser and the fiber grating may be integrally formed, and the first semiconductor multilayer film of the surface emitting laser may be formed in a fiber core of the fiber grating. Good.

【0012】また、前記面発光レーザが同一基板面上に
複数形成され、前記ファイバーグレーティングが前記基
板面上に形成された複数の面発光レーザに対してそれぞ
れ設けられ、該複数のファイバーグレーティングの回折
格子の反射ピーク波長がそれぞれ異なるように構成して
もよい。
A plurality of surface emitting lasers are formed on the same substrate surface, and the fiber gratings are provided for a plurality of surface emitting lasers formed on the substrate surface, respectively. The reflection peak wavelengths of the gratings may be different from each other.

【0013】本発明の第2の発光モジュール構造は、フ
ァイバーコアの一部に活性層が形成され、該活性層を挟
んで前記ファイバーコアの方向に対して垂直となる方向
に第1および第2の回折格子が形成されたファイバーグ
レーティングを有し、前記活性層および前記第1および
第2の回折格子により光共振器が構成されたことを特徴
とする。
According to a second light emitting module structure of the present invention, an active layer is formed in a part of a fiber core, and the first and second light emitting module structures are arranged in a direction perpendicular to the direction of the fiber core with the active layer interposed therebetween. Characterized in that the active layer and the first and second diffraction gratings constitute an optical resonator.

【0014】上記の構造において、前記ファイバーグレ
ーティングを複数有し、該複数のファイバーグレーティ
ングの回折格子の反射ピーク波長がそれぞれ異なるよう
に構成してもよい。
In the above structure, a plurality of the fiber gratings may be provided, and the reflection gratings of the plurality of fiber gratings may have different reflection peak wavelengths.

【0015】(作用)本発明の第1の発光モジュール構
造においては、ファイバとの光結合効率のよい面発光レ
ーザを用いているため、従来必要とされていたファイバ
ーグレーティングの先球加工やレーザ側へのスポットサ
イズ変換加工は不要となる。
(Operation) In the first light emitting module structure of the present invention, since a surface emitting laser having a good optical coupling efficiency with a fiber is used, the conventionally required processing of the front end of a fiber grating and the laser side are required. No spot size conversion processing is required.

【0016】この第1の発明の発光モジュール構造のう
ち、レーザ光の射出される面の外形がファイバーコア径
に対応した形状に構成されているものにおいては、射出
されたレーザ光のほとんどがファイバーコア内に導かれ
る。また、面発光レーザとファイバーグレーティングが
一体的に光結合されたものにおいては、面発光レーザの
射出面から射出されたレーザ光は全てファイバーグレー
ティングのファイバーコア内に直接導かれるので、面発
光レーザの射出面およびファイバーコアの入射端面にお
ける反射によって生じていた損失が低減される。
In the light emitting module structure according to the first aspect of the present invention, when the surface of the surface from which the laser light is emitted has a shape corresponding to the diameter of the fiber core, most of the emitted laser light is emitted from the fiber. Guided into the core. In the case where the surface emitting laser and the fiber grating are integrally optically coupled, all the laser light emitted from the emission surface of the surface emitting laser is directly guided into the fiber core of the fiber grating. The loss caused by the reflection at the exit face and the entrance end face of the fiber core is reduced.

【0017】本発明の第2の発光モジュール構造におい
ては、ファイバーグレーティングの一部に光共振器が形
成された構成となっているので、上述の第1の発光モジ
ュール構造同様、従来必要とされていたファイバーグレ
ーティングの先球加工やレーザ側へのスポットサイズ変
換加工は不要となる。
In the second light emitting module structure of the present invention, since an optical resonator is formed in a part of the fiber grating, it is conventionally required similarly to the first light emitting module structure. This eliminates the need for rounded fiber grating processing and spot size conversion processing on the laser side.

【0018】上述の第1および第2の発明ともに、共振
波長はファイバーグレーティングの回折格子の反射ピー
ク波長によって決まる。したがって、回折格子の反射ピ
ーク波長の異なるファイバーグレーティングを複数設け
たものでは、異なる複数の波長を取り出すことが可能と
なる。
In both the first and second aspects, the resonance wavelength is determined by the reflection peak wavelength of the diffraction grating of the fiber grating. Therefore, when a plurality of fiber gratings having different reflection peak wavelengths of the diffraction grating are provided, a plurality of different wavelengths can be extracted.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】(実施形態1)図1は、本発明の第1の実
施形態の発光モジュール構造の概略構成図である。この
発光モジュール構造は、面発光レーザ1と該面発光レー
ザ1の発光面に入射端面が近接配置されたファイバーグ
レーティング2とからなり、ファイバーコア7の中心軸
上に面発光レーザ1の発光面の中心が位置するように配
設されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a first embodiment of the present invention. This light emitting module structure includes a surface emitting laser 1 and a fiber grating 2 having an incident end face arranged close to the light emitting surface of the surface emitting laser 1. It is arranged so that the center is located.

【0021】面発光レーザ1は、半導体基板上に半導体
多層膜3、活性層4、半導体多層膜5が順次形成されて
光共振器が構成され、基板面と垂直方向にレーザ光が射
出されるようになっている。この面発光レーザ1の半導
体多層膜5のレーザ光の射出される面の外形は、ファイ
バーグレーティング2のファイバーコア7の径に対応し
た形状に構成され、面発光レーザ1から射出されたレー
ザ光のほとんどがファイバーコア7内に導かれるように
なっている。この面発光レーザ1の共振波長は、光共振
器の反射面を構成する半導体多層膜3,5の周期構造に
よって決まる。このような面発光レーザ1は、例えばG
aAs基板上に、半導体多層膜3として15.5対のG
aAsとAlAsよりなる半導体多層膜、活性層4とし
てIn .2Ga0.8Asよりなる活性層、半導体多
層膜5として18.5対のGaAsとAlAsよりなる
半導体多層膜を順次形成することにより実現することが
できる。本形態では、半導体多層膜5を通してレーザ光
が射出されるようになっているが、半導体多層膜3を通
してレーザ光が基板裏面から射出されるような構成とす
ることもできる。
In the surface emitting laser 1, an optical resonator is formed by sequentially forming a semiconductor multilayer film 3, an active layer 4, and a semiconductor multilayer film 5 on a semiconductor substrate, and a laser beam is emitted in a direction perpendicular to the substrate surface. It has become. The outer surface of the surface of the semiconductor multilayer film 5 of the surface emitting laser 1 from which the laser light is emitted has a shape corresponding to the diameter of the fiber core 7 of the fiber grating 2. Most are guided into the fiber core 7. The resonance wavelength of the surface emitting laser 1 is determined by the periodic structure of the semiconductor multilayer films 3 and 5 constituting the reflection surface of the optical resonator. Such a surface emitting laser 1 is, for example, G
On the aAs substrate, 15.5 pairs of G
aAs and AlAs, a semiconductor multilayer film, and an active layer 4 of In 0 . This can be realized by sequentially forming 18.5 pairs of semiconductor multilayer films made of GaAs and AlAs as the active layer and the semiconductor multilayer film 5 made of 2Ga 0.8 As. In the present embodiment, the laser light is emitted through the semiconductor multilayer film 5, but the laser light may be emitted from the back surface of the substrate through the semiconductor multilayer film 3.

【0022】ファイバーグレーティング2は、ファイバ
ーコア7の方向と垂直方向に回折格子6が形成されてお
り、面発光レーザ1と光結合され、回折格子6と光共振
器の一方の反射面を構成する半導体多層膜3とで外部共
振器を構成する。
The fiber grating 2 has a diffraction grating 6 formed in a direction perpendicular to the direction of the fiber core 7 and is optically coupled to the surface emitting laser 1 to form one of the reflection surfaces of the diffraction grating 6 and the optical resonator. An external resonator is constituted by the semiconductor multilayer film 3.

【0023】上述のように構成される発光モジュール構
造における面発光レーザ1とファイバーグレーティング
2の光結合効率の位置ずれ依存性を図2に示す。図2か
ら分かるように、この発光モジュール構造では、位置ず
れ1μm以下でほぼ80%以上の光結合効率が得られ
る。
FIG. 2 shows the positional deviation dependence of the optical coupling efficiency of the surface emitting laser 1 and the fiber grating 2 in the light emitting module structure configured as described above. As can be seen from FIG. 2, in this light emitting module structure, an optical coupling efficiency of about 80% or more can be obtained with a displacement of 1 μm or less.

【0024】次に、この発光モジュール構造における共
振波長について説明する。この発光モジュール構造にお
ける共振波長は、面発光レーザ1と結合されて外部共振
器を構成するファイバーグレーティング2の回折格子6
の反射ピーク波長によって決まる。以下、回折格子6の
反射ピーク波長と発光モジュール構造の共振波長の関係
について述べる。
Next, the resonance wavelength in the light emitting module structure will be described. The resonance wavelength in this light emitting module structure is equal to the diffraction grating 6 of the fiber grating 2 which is combined with the surface emitting laser 1 to form an external resonator.
Is determined by the reflection peak wavelength. Hereinafter, the relationship between the reflection peak wavelength of the diffraction grating 6 and the resonance wavelength of the light emitting module structure will be described.

【0025】本形態に用いられるファイバーグレーティ
ング2は、例えば光りファイバへの紫外線照射等の方法
で屈折率分布を設けて回折格子を形成したものであり、
ファイバーコア7の屈折率を1.55、低屈折率部の屈
折率を1.543としたときに図3に示すような反射率
の回折格子対数依存性を示す。すなわち、このファイバ
ーグレーティング2では、図3に示すように、半値全幅
は100対で約100Å、200〜400対で約50Å
で、反射率は400対のときにピーク90%を得る。
The fiber grating 2 used in this embodiment has a diffraction grating formed by providing a refractive index distribution by, for example, irradiating an optical fiber with ultraviolet rays.
When the refractive index of the fiber core 7 is 1.55 and the refractive index of the low refractive index portion is 1.543, the logarithmic dependence of the reflectance as shown in FIG. 3 is shown. That is, in this fiber grating 2, as shown in FIG. 3, the full width at half maximum is about 100 ° for 100 pairs, and about 50 ° for 200 to 400 pairs.
Thus, a peak of 90% is obtained when the reflectance is 400 pairs.

【0026】上記のような構造パラメータを有し、反射
ピーク波長を9500Åとしたファイバーグレーティン
グ2と、上述した面発光レーザ1とを光結合した発光モ
ジュール構造の場合、面発光レーザ1の共振波長とファ
イバーグレーティング2の回折格子の反射ピーク波長と
の相対差Δλによって、図4〜6に示すような閾値利得
スペクトルを得られた。すなわち、相対差Δλが0(図
4参照)の場合は、面発光レーザ1の共振波長とファイ
バーグレーティング2の回折格子の反射ピーク波長とが
ちょうど共鳴したものとなり、相対差Δλが−10nm
の場合(図5参照)および相対差Δλが+10nmの場
合(図6参照)は、いずれも最低閾値利得は1割程度上
昇するものの、面発光レーザ1の共振波長はファイバー
グレーティング2の回折格子の反射ピーク波長に±4Å
の精度で一致するものとなった。いずれの場合も、発光
モジュール構造における共振波長は、ファイバーグレー
ティング2の回折格子の反射ピーク波長である9500
Åとなった。
In the case of a light emitting module structure in which a fiber grating 2 having the above structural parameters and a reflection peak wavelength of 9500 ° is optically coupled to the above-described surface emitting laser 1, the resonance wavelength of the surface emitting laser 1 The threshold gain spectra as shown in FIGS. 4 to 6 were obtained based on the relative difference Δλ from the reflection peak wavelength of the diffraction grating of the fiber grating 2. That is, when the relative difference Δλ is 0 (see FIG. 4), the resonance wavelength of the surface emitting laser 1 and the reflection peak wavelength of the diffraction grating of the fiber grating 2 just resonate, and the relative difference Δλ is −10 nm.
In both cases (see FIG. 5) and when the relative difference Δλ is +10 nm (see FIG. 6), although the minimum threshold gain is increased by about 10%, the resonance wavelength of the surface emitting laser 1 is equal to that of the diffraction grating of the fiber grating 2. ± 4Å for reflection peak wavelength
With the precision of. In any case, the resonance wavelength in the light emitting module structure is 9500 which is the reflection peak wavelength of the diffraction grating of the fiber grating 2.
It became Å.

【0027】上記の結果から分かるように、本形態のモ
ジュール構造における共振波長は、面発光レーザ1の共
振波長によらず、ファイバーグレーティング2の回折格
子6の反射ピーク波長によって決まる単一周波数の共振
波長となる。本形態では、面発光レーザ1を構成する光
共振器と、これにファイバーグレーティング2の回折格
子6を加えてなる外部共振器との複合共振器が構成され
ているので、この複合共振器によって単一モード発振が
得られ、安定な動作が得られるようになっている。
As can be seen from the above results, the resonance wavelength in the module structure of the present embodiment has a single frequency resonance determined by the reflection peak wavelength of the diffraction grating 6 of the fiber grating 2 irrespective of the resonance wavelength of the surface emitting laser 1. Wavelength. In the present embodiment, since a composite resonator of the optical resonator forming the surface emitting laser 1 and the external resonator obtained by adding the diffraction grating 6 of the fiber grating 2 to the optical resonator is formed, the composite resonator forms a single resonator. One-mode oscillation is obtained, and stable operation is obtained.

【0028】(実施形態2)図7は、本発明の第2の実
施形態の発光モジュール構造の概略構成図である。この
発光モジュール構造の基本的構成要素は、上述した第1
の実施形態の発光モジュール構造と同様であるが、バッ
トジョイントと呼ばれる結合方法で、面発光レーザ1と
ファイバーグレーティング2は一体的に光結合された構
成となっている。上述した第1の実施形態では、面発光
レーザ1の射出面とファイバーグレーティング2の入射
端面とが離れた構成となっているので、それら射出面お
よび入射端面において反射による損失が生じるが、本形
態では、面発光レーザ1の射出面から射出されたレーザ
光は全てファイバーグレーティング2のファイバーコア
7内に直接導かれるようになっている。射出面および入
射端面のそれぞれの面において生じていた反射による損
失は低減され、理想的には80%以上の光結合効率が得
られる。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a second embodiment of the present invention. The basic components of the light emitting module structure are the first component described above.
The structure is the same as that of the light emitting module structure of the first embodiment, except that the surface emitting laser 1 and the fiber grating 2 are integrally optically coupled by a coupling method called a butt joint. In the above-described first embodiment, the emission surface of the surface emitting laser 1 and the incident end face of the fiber grating 2 are configured to be separated from each other. In this case, all the laser light emitted from the emission surface of the surface emitting laser 1 is directly guided into the fiber core 7 of the fiber grating 2. Loss due to reflection occurring on each of the exit surface and the incident end surface is reduced, and an optical coupling efficiency of 80% or more is ideally obtained.

【0029】本形態においても、上述の第1の実施形態
と同様に、面発光レーザ1を構成する光共振器と、これ
にファイバーグレーティング2の回折格子6を加えてな
る外部共振器との複合共振器が構成されているので、こ
の複合共振器によって単一モード発振が得られ、安定な
動作が得られるようになっている。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, a composite of an optical resonator forming the surface emitting laser 1 and an external resonator obtained by adding the diffraction grating 6 of the fiber grating 2 to the optical resonator is used. Since the resonator is configured, single mode oscillation can be obtained by this composite resonator, and stable operation can be obtained.

【0030】(実施形態3)上述した第1および第2の
実施形態の発光モジュール構造は、面発光レーザにファ
イバーグレーティングを光結合させた構成となっている
が、ファイバーグレーティング自体に光共振器が形成さ
れた構成とすることも可能である。ここでは、ファイバ
ーグレーティング自体に光共振器が形成された発光モジ
ュール構造について説明する。
(Embodiment 3) The light emitting module structures of the first and second embodiments have a structure in which a fiber grating is optically coupled to a surface emitting laser. However, an optical resonator is provided in the fiber grating itself. It is also possible to adopt a formed configuration. Here, a light emitting module structure in which an optical resonator is formed in the fiber grating itself will be described.

【0031】図8は、本発明の第3の実施形態の発光モ
ジュール構造の概略構成図である。この発光モジュール
構造は、ファイバーグレーティング2のファイバーコア
7の一部に活性層4が埋め込まれ、該活性層4を挟んで
ファイバーコア7の方向に対して垂直となる方向に回折
格子6,8が形成されている。この発光モジュール構造
では、活性層4および回折格子6,8により光共振器が
構成され、上述した各実施形態同様、回折格子6の反射
ピーク波長によって決まる単一周波数の共振波長を得
る。なお、図8には、本形態の主要な構成のみを説明す
るために、活性層4のみが示されているが、実際は活性
層4の他にレーザ発振を得るための構成(電極など)が
設けられることになる。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a third embodiment of the present invention. In this light emitting module structure, the active layer 4 is embedded in a part of the fiber core 7 of the fiber grating 2, and the diffraction gratings 6, 8 extend in a direction perpendicular to the direction of the fiber core 7 with the active layer 4 interposed therebetween. Is formed. In this light emitting module structure, an optical resonator is formed by the active layer 4 and the diffraction gratings 6 and 8, and a single-frequency resonance wavelength determined by the reflection peak wavelength of the diffraction grating 6 is obtained as in the above-described embodiments. In FIG. 8, only the active layer 4 is shown to explain only the main configuration of the present embodiment. However, actually, other than the active layer 4, a configuration (such as an electrode) for obtaining laser oscillation is provided. Will be provided.

【0032】(実施形態4)上述の第1の実施形態でも
説明したように、発光モジュール構造における共振波長
は、ファイバーグレーティング2の回折格子6の反射ピ
ーク波長によって決まる。このことから、回折格子の反
射ピーク波長の異なる複数のファイバーグレーティング
を用いることにより、異なる複数の波長を取り出すこと
が可能となる。ここでは、異なる複数の波長を取り出す
ように構成した発光モジュール構造について説明する。
(Embodiment 4) As described in the first embodiment, the resonance wavelength in the light emitting module structure is determined by the reflection peak wavelength of the diffraction grating 6 of the fiber grating 2. From this, it is possible to take out a plurality of different wavelengths by using a plurality of fiber gratings having different reflection peak wavelengths of the diffraction grating. Here, a light emitting module structure configured to extract a plurality of different wavelengths will be described.

【0033】図9は、本発明の第4の実施形態の発光モ
ジュール構造の概略構成図である。この発光モジュール
構造は、上述した第1または第2の発光モジュール構造
において、面発光レーザ1が同一基板面上に複数形成さ
れ、ファイバーグレーティング2がその基板面上に形成
された複数の面発光レーザに対してそれぞれ設けられた
構成となっている。各ファイバーグレーティング2は、
回折格子6の反射ピーク波長がそれぞれ異なるように構
成されており、それぞれのファイバを通して出力される
波長の異なる光がカプラ9によって合波されるようにな
っている。
FIG. 9 is a schematic structural view of a light emitting module structure according to a fourth embodiment of the present invention. This light emitting module structure is the same as the first or second light emitting module structure described above, except that a plurality of surface emitting lasers 1 are formed on the same substrate surface, and a plurality of surface emitting lasers in which a fiber grating 2 is formed on the substrate surface. , Respectively. Each fiber grating 2
The diffraction gratings 6 are configured so that the reflection peak wavelengths are different from each other, and light having different wavelengths output through the respective fibers is multiplexed by the coupler 9.

【0034】本形態の発光モジュール構造は、異なる波
長の光を用いて通信が行われる波長多重通信用の発光モ
ジュール構造の一例であり、例えば基板面上に形成され
た複数の面発光レーザをそれぞれ送信すべき信号に応じ
て制御することにより異なる波長の光信号が得られるよ
うになっている。このようにして得られた異なる波長の
光信号は、カプラ9によって合波され、1本の光ファイ
バを介して受信側へ導かれる。
The light emitting module structure of the present embodiment is an example of a light emitting module structure for wavelength multiplex communication in which communication is performed using light of different wavelengths. For example, a plurality of surface emitting lasers formed on a substrate surface are used. By controlling according to the signal to be transmitted, optical signals of different wavelengths can be obtained. The optical signals of different wavelengths obtained in this manner are multiplexed by the coupler 9 and guided to the receiving side via one optical fiber.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように構成される本発明に
よれば、従来必要とされていたファイバーグレーティン
グの先球加工やレーザ側へのスポットサイズ変換加工は
不要となるので、従来にない低コストの発光モジュール
構造を実現することができるという効果がある。
According to the present invention having the above-described structure, it is not necessary to perform the conventional ball grating processing of the fiber grating and the spot size conversion processing on the laser side. There is an effect that a cost-effective light emitting module structure can be realized.

【0036】加えて、先球加工やスポットサイズ変換加
工が不要となったことにより、発光モジュールの作製工
程を短縮することができるという効果もある。
In addition, there is an effect that the manufacturing process of the light emitting module can be shortened by eliminating the need for the spherical processing and the spot size conversion processing.

【0037】本発明のうち、面発光レーザとの組み合わ
せにより発光モジュールが構成されたものにおいては、
面発光レーザそのものが量産性に優れていることから、
さらに安価なものを提供することができるという効果が
ある。
In the present invention, in the case where the light emitting module is constituted by the combination with the surface emitting laser,
Because the surface emitting laser itself is excellent in mass productivity,
Further, there is an effect that an inexpensive product can be provided.

【0038】また、従来の端面発光レーザでは、軸方向
の発振モードが多モードとなるのに対して、本発明の構
成では、面発光レーザを構成する光共振器と、これにフ
ァイバーグレーティングの回折格子を加えてなる外部共
振器との複合共振器が構成され、この複合共振器によっ
て単一モード発振が得られるので、従来にない安定な動
作が期待できるという効果がある。
In the conventional edge emitting laser, the oscillation mode in the axial direction is multimode, whereas in the configuration of the present invention, the optical resonator constituting the surface emitting laser and the diffraction A composite resonator with an external resonator formed by adding a grating is formed, and a single mode oscillation is obtained by the composite resonator. Therefore, there is an effect that stable operation which has not been achieved in the past can be expected.

【0039】本発明のうち、回折格子の反射ピーク波長
の異なるファイバーグレーティングを複数設けたものに
おいては、異なる複数の波長を取り出すことが可能とな
るので、波長多重通信に適用できる発光モジュール構造
を提供することができるという効果がある。
In the present invention, a plurality of fiber gratings having different diffraction peak wavelengths of the diffraction grating can provide a plurality of different wavelengths, so that a light emitting module structure applicable to wavelength multiplex communication is provided. There is an effect that can be.

【0040】上述したような効果は、コンピュータ間、
交換機間、コンピュータ内、交換機内などの比較的短距
離で行われる波長分割多重通信の実現において、特に発
揮される。
The above-described effects are obtained between computers.
This is particularly effective in realizing wavelength division multiplex communication performed over a relatively short distance between switches, inside a computer, inside a switch, or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の発光モジュール構造
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した発光モジュール構造における面発
光レーザとファイバーグレーティングの光結合効率の位
置ずれ依存性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the positional deviation dependence of the optical coupling efficiency between the surface emitting laser and the fiber grating in the light emitting module structure shown in FIG.

【図3】ファイバーグレーティングのファイバーコアの
屈折率を1.55、低屈折率部の屈折率を1.543と
したときの、反射率の回折格子対数依存性を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating the logarithmic dependence of the reflectance on the diffraction grating when the refractive index of the fiber core of the fiber grating is 1.55 and the refractive index of the low refractive index portion is 1.543.

【図4】相対差Δλが0のときの閾値利得スペクトルを
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a threshold gain spectrum when a relative difference Δλ is 0.

【図5】相対差Δλが−10nmのときの閾値利得スペ
クトルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a threshold gain spectrum when a relative difference Δλ is −10 nm.

【図6】相対差Δλが+10nmのときの閾値利得スペ
クトルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a threshold gain spectrum when the relative difference Δλ is +10 nm.

【図7】本発明の第2の実施形態の発光モジュール構造
の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施形態の発光モジュール構造
の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施形態の発光モジュール構造
の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】従来の端面発光レーザが用いられた発光モジ
ュール構造の概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a light emitting module structure using a conventional edge emitting laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 面発光レーザ 2 ファイバーグレーティング 3,5 半導体多層膜 4 活性層 6,8 回折格子 7 ファイバーコア 9 カプラ Reference Signs List 1 surface emitting laser 2 fiber grating 3,5 semiconductor multilayer film 4 active layer 6,8 diffraction grating 7 fiber core 9 coupler

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活性層を挟んで第1および第2の半導体
多層膜が形成されてなる光共振器を有し、前記第1の半
導体多層膜を通してレーザ光が射出される面発光レーザ
と、 ファイバーコアの方向に対して垂直となる方向に回折格
子が形成されたファイバーグレーティングと、を有し、 前記面発光レーザに前記ファイバーグレーティングが光
結合され、前記面発光レーザの第2の半導体多層膜と前
記ファイバーグレーティングの回折格子とにより外部共
振器が構成されたことを特徴とする発光モジュール構
造。
A surface emitting laser having an optical resonator having first and second semiconductor multilayer films formed with an active layer interposed therebetween, wherein a laser beam is emitted through the first semiconductor multilayer film; A fiber grating in which a diffraction grating is formed in a direction perpendicular to the direction of the fiber core. The fiber grating is optically coupled to the surface emitting laser, and a second semiconductor multilayer film of the surface emitting laser is provided. And a diffraction grating of the fiber grating to form an external resonator.
【請求項2】 請求項1に記載の発光モジュール構造に
おいて、 前記面発光レーザの第1の半導体多層膜のレーザ光の射
出される面の外形が前記ファイバーグレーティングのフ
ァイバーコア径に対応した形状に構成され、該第1の半
導体多層膜のレーザ光射出面に前記ファイバーコアの入
射端面が近接配置されたことを特徴とする発光モジュー
ル構造。
2. The light emitting module structure according to claim 1, wherein a surface of the first semiconductor multilayer film of the surface emitting laser from which laser light is emitted has a shape corresponding to a fiber core diameter of the fiber grating. A light emitting module structure, wherein the incident end face of the fiber core is arranged close to the laser light emitting face of the first semiconductor multilayer film.
【請求項3】 請求項1に記載の発光モジュール構造に
おいて、 前記面発光レーザと前記ファイバーグレーティングは一
体的に構成され、前記面発光レーザの第1の半導体多層
膜が、前記ファイバーグレーティングのファイバーコア
内に形成されていることを特徴とする発光モジュール構
造。
3. The light emitting module structure according to claim 1, wherein the surface emitting laser and the fiber grating are integrally formed, and wherein the first semiconductor multilayer film of the surface emitting laser is a fiber core of the fiber grating. A light emitting module structure characterized by being formed in the inside.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の発光モジュール構造において、 前記面発光レーザが同一基板面上に複数形成され、前記
ファイバーグレーティングが前記基板面上に形成された
複数の面発光レーザに対してそれぞれ設けられ、該複数
のファイバーグレーティングの回折格子の反射ピーク波
長がそれぞれ異なるように構成されたことを特徴とする
発光モジュール構造。
4. The light emitting module structure according to claim 1, wherein a plurality of said surface emitting lasers are formed on a same substrate surface, and said fiber grating is formed on said substrate surface. A light emitting module structure provided for each of the plurality of surface emitting lasers, wherein the reflection gratings of the plurality of fiber gratings have different reflection peak wavelengths.
【請求項5】 ファイバーコアの一部に活性層が形成さ
れ、該活性層を挟んで前記ファイバーコアの方向に対し
て垂直となる方向に第1および第2の回折格子が形成さ
れたファイバーグレーティングを有し、前記活性層およ
び前記第1および第2の回折格子により光共振器が構成
されたことを特徴とする発光モジュール構造。
5. A fiber grating in which an active layer is formed on a part of a fiber core and first and second diffraction gratings are formed in a direction perpendicular to the direction of the fiber core with the active layer interposed therebetween. And wherein an optical resonator is constituted by the active layer and the first and second diffraction gratings.
【請求項6】 請求項5に記載の発光モジュール構造に
おいて、 前記ファイバーグレーティングを複数有し、該複数のフ
ァイバーグレーティングの回折格子の反射ピーク波長が
それぞれ異なるように構成されたことを特徴とする発光
モジュール構造。
6. The light emitting module structure according to claim 5, wherein said plurality of fiber gratings are provided, and said plurality of fiber gratings are configured such that the reflection peak wavelengths of said diffraction gratings are different from each other. Module structure.
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