JP2986604B2 - 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム - Google Patents
半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分布帰還型半導体レー
ザ構造の素子内部のキャリア密度の変化で生じるプラズ
マ効果により、共振増幅される光の波長を同調できる半
導体光フィルタおよびその使用方法に関するものであ
る。
ザ構造の素子内部のキャリア密度の変化で生じるプラズ
マ効果により、共振増幅される光の波長を同調できる半
導体光フィルタおよびその使用方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】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型構造（ＤＦ
Ｂ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）ある
いは分布反射型構造（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６３−１３３
１０５号等に開示されている。
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型構造（ＤＦ
Ｂ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）ある
いは分布反射型構造（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６３−１３３
１０５号等に開示されている。
【０００３】図５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。
の一般的な構造を示す概略断面図である。
【０００４】導波層５２の右側部分には回折格子５３が
形成され、左側部分の上部には活性層５１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５４、位相制御領域５５、分布反射（ＤＢＲ）領域５
６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５５とＤＢＲ領域５６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。
形成され、左側部分の上部には活性層５１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５４、位相制御領域５５、分布反射（ＤＢＲ）領域５
６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５５とＤＢＲ領域５６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。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】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、屈折率変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
性を得ると共に非選択波長とのクロストークを十分抑え
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。
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、屈折率変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
性を得ると共に非選択波長とのクロストークを十分抑え
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。
【０００６】特に、光利得の変化は、共振型の光増幅を
利用するこの種の半導体光フィルタでは顕著で、図６に
示したように、ＤＢＲ領域５６に流すバイアス電流Ｉb
により大きく変動する。この変動を補なうように光利得
領域５４に流す電流を調節するのであるが、この時、同
時に素子の温度も変動するため素子内部の屈折率も変化
してしまい、調節が複雑なものとなる。よって、この調
節を行う外部電気回路も大きくなってしまうという欠点
を有していた。
利用するこの種の半導体光フィルタでは顕著で、図６に
示したように、ＤＢＲ領域５６に流すバイアス電流Ｉb
により大きく変動する。この変動を補なうように光利得
領域５４に流す電流を調節するのであるが、この時、同
時に素子の温度も変動するため素子内部の屈折率も変化
してしまい、調節が複雑なものとなる。よって、この調
節を行う外部電気回路も大きくなってしまうという欠点
を有していた。
【０００７】又、利得領域５４において導波層５２とは
別の活性層５１を用いるため、光のカップリング設計及
び製造プロセスが複雑なものとなるという欠点も有して
いた。
別の活性層５１を用いるため、光のカップリング設計及
び製造プロセスが複雑なものとなるという欠点も有して
いた。
【０００８】したがって、本発明の目的は、上記の課題
を解決する構成を有する半導体光フィルタおよびそれを
用いた光通信システムを提供することにある。
を解決する構成を有する半導体光フィルタおよびそれを
用いた光通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体バンドパ
スフィルタはグレーティングによる分布帰還形の半導体
レーザ構造を有し、入射された光のうちグレーティング
のピッチにより決まる特定の選択波長のみを増幅して通
過させる半導体光フィルタにおいて、活性層の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和すなわち内部
損失より小さくなるよう形成されている。
スフィルタはグレーティングによる分布帰還形の半導体
レーザ構造を有し、入射された光のうちグレーティング
のピッチにより決まる特定の選択波長のみを増幅して通
過させる半導体光フィルタにおいて、活性層の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和すなわち内部
損失より小さくなるよう形成されている。
【００１０】活性層の量子井戸の基底準位による単一通
過利得が大きい波長域で、分布帰還が生じるようグレー
ティングを形成するのであるが、この時この波長域がグ
レーティングの２次以上の回折で分布帰還するようにグ
レーティングピッチを形成するなどしてこの波長域の損
失を大きくする。すると、図２のようにキャリアの増加
に伴い、活性層の量子井戸の第２準位に対応する波長域
λbの単一通過利得は大きくなるが、基底準位に対応す
る波長域λaの利得の変化は小さくなる。すなわち、グ
レーティングにより分布帰還が生じる波長域λaの利得
変化を小さく抑えた状態で、キャリア密度を大きく変え
ることができるため、プラズマ効果による屈折率変化に
よって分布帰還波長を大きく変えられる。又、フィルタ
端面に、活性層の第２準位に対応する波長域λbで低反
射となる反射防止膜を形成することで、この波長域での
ファブリペローモードのレーザ発振が抑えられるため、
更に広い範囲でキャリア密度を変えることが可能とな
り、同調可能な波長範囲を広げることが可能となる。
過利得が大きい波長域で、分布帰還が生じるようグレー
ティングを形成するのであるが、この時この波長域がグ
レーティングの２次以上の回折で分布帰還するようにグ
レーティングピッチを形成するなどしてこの波長域の損
失を大きくする。すると、図２のようにキャリアの増加
に伴い、活性層の量子井戸の第２準位に対応する波長域
λbの単一通過利得は大きくなるが、基底準位に対応す
る波長域λaの利得の変化は小さくなる。すなわち、グ
レーティングにより分布帰還が生じる波長域λaの利得
変化を小さく抑えた状態で、キャリア密度を大きく変え
ることができるため、プラズマ効果による屈折率変化に
よって分布帰還波長を大きく変えられる。又、フィルタ
端面に、活性層の第２準位に対応する波長域λbで低反
射となる反射防止膜を形成することで、この波長域での
ファブリペローモードのレーザ発振が抑えられるため、
更に広い範囲でキャリア密度を変えることが可能とな
り、同調可能な波長範囲を広げることが可能となる。
【００１１】
【実施例１】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施
例を示し、図２（ａ）は、本実施例の半分を示す素子断
面斜視図、（ｂ）は活性層の量子井戸のエネルギー準位
を表わす図である。
例を示し、図２（ａ）は、本実施例の半分を示す素子断
面斜視図、（ｂ）は活性層の量子井戸のエネルギー準位
を表わす図である。
【００１２】同図において、１は基板となるｎ型のＧａ
Ａｓ、２はクラッドとなるｎ型のＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
層、３は光ガイド層となるｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）型
Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層、４は単一量子井戸となるＧａＡ
ｓ層で厚さは６０Å、５はグレーティングが形成された
光ガイド層でｐ型のＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからなり、該グ
レーティングのピッチは０．２４５μｍで形成されてい
る。更に、６はクラッドとなるｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
層、７はキャップ層となるｐ型ＧａＡｓ層で、８はＡｕ
／Ｃｒ電極を示し、９はグレーティングに形成された位
相シフト部を示している。また、１０，１０´は反射防
止膜で、８１７ｎｍ〜８２１ｎｍで反射率１％以下にな
るように形成されている。
Ａｓ、２はクラッドとなるｎ型のＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
層、３は光ガイド層となるｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）型
Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層、４は単一量子井戸となるＧａＡ
ｓ層で厚さは６０Å、５はグレーティングが形成された
光ガイド層でｐ型のＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓからなり、該グ
レーティングのピッチは０．２４５μｍで形成されてい
る。更に、６はクラッドとなるｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
層、７はキャップ層となるｐ型ＧａＡｓ層で、８はＡｕ
／Ｃｒ電極を示し、９はグレーティングに形成された位
相シフト部を示している。また、１０，１０´は反射防
止膜で、８１７ｎｍ〜８２１ｎｍで反射率１％以下にな
るように形成されている。
【００１３】光の横方向の閉じ込めは、上部クラッド層
６をリッジに掘り込んで行っている。上記構成におい
て、電極８に２０ｍＡ程度バイアス電流を印加すると、
図２の原理に述べたように、量子井戸４の基底準位の電
子の再結合によるゲインピークは８３０ｎｍ周辺とな
り、第２準位の電子の再結合によるゲインピークは８１
９ｎｍ周辺となり、ピークのゲインの大きさは同程度と
なる。又、グレーティングの２次の回折波長は８３０ｎ
ｍとなり狭帯域の共振アンプとなる。
６をリッジに掘り込んで行っている。上記構成におい
て、電極８に２０ｍＡ程度バイアス電流を印加すると、
図２の原理に述べたように、量子井戸４の基底準位の電
子の再結合によるゲインピークは８３０ｎｍ周辺とな
り、第２準位の電子の再結合によるゲインピークは８１
９ｎｍ周辺となり、ピークのゲインの大きさは同程度と
なる。又、グレーティングの２次の回折波長は８３０ｎ
ｍとなり狭帯域の共振アンプとなる。
【００１４】この時、活性層の単一通過利得は、バイア
ス電流を２０ｍＡ前後で変化させた時、８３０ｎｍ周辺
で変化が小さく、８１９ｎｍ周辺で大きく変化する。こ
れは電子の密度が上昇すると、フェルミレベルのエネル
ギーの上昇に伴い電子の分布が高エネルギー側へシフト
し、基底準位と比較し、第２エネルギー準位において、
状態密度が大きいことより、分布関数と状態密度の積に
比例する電子の再結合効率も大きくなるためである。す
なわち、低エネルギー側の基底準位電子による再結合の
効率は飽和し、一定となるのに対し、高エネルギー側の
第２エネルギー準位の電子の再結合効率は大きく変動す
るため、低エネルギー側の８３０ｎｍ波長域の単一通過
利得を変化させずに電子の密度を大きく変化させること
ができるようになる。
ス電流を２０ｍＡ前後で変化させた時、８３０ｎｍ周辺
で変化が小さく、８１９ｎｍ周辺で大きく変化する。こ
れは電子の密度が上昇すると、フェルミレベルのエネル
ギーの上昇に伴い電子の分布が高エネルギー側へシフト
し、基底準位と比較し、第２エネルギー準位において、
状態密度が大きいことより、分布関数と状態密度の積に
比例する電子の再結合効率も大きくなるためである。す
なわち、低エネルギー側の基底準位電子による再結合の
効率は飽和し、一定となるのに対し、高エネルギー側の
第２エネルギー準位の電子の再結合効率は大きく変動す
るため、低エネルギー側の８３０ｎｍ波長域の単一通過
利得を変化させずに電子の密度を大きく変化させること
ができるようになる。
【００１５】ここで、高エネルギー側の８１９ｎｍ周辺
の波長で単一通過利得が大きくなりすぎると、この波長
域でファブリペローのレーザ発振が起こり、フィルタ外
部に高出力の余計な光が出てしまう。これを防ぐため、
フィルタ端面に８１７〜８２１ｎｍの範囲で反射率が１
％以下となるように反射防止膜１０，１０´を形成する
ことで、レーザ発振を生じる電流を６０ｍＡ以上に上昇
させることができる。そこで、８３０ｎｍ周辺の単一通
過利得を変えずに、バイアス電流を３０〜６０ｍＡ変化
させることが可能となり、電子密度の差としてΔＮ：
１．２×１０18が得られ、プラズマ効果による有効屈折
率の差 Δｎ＝γ0λ2／２πｎ（ΔＮ／ｍe＋ΔＰ／ｍh） γ0：電子半径 ｍe，ｍh：電子とホールの有効質量 ｎ：活性層屈折率 Ｎ＝Ｐ：キャリア密度 は、λ：８３０ｎｍ付近では２×１０-3程度となり、活
性層４全体の有効屈折率の変化Δｎeffは１×１０-3程
度となる。
の波長で単一通過利得が大きくなりすぎると、この波長
域でファブリペローのレーザ発振が起こり、フィルタ外
部に高出力の余計な光が出てしまう。これを防ぐため、
フィルタ端面に８１７〜８２１ｎｍの範囲で反射率が１
％以下となるように反射防止膜１０，１０´を形成する
ことで、レーザ発振を生じる電流を６０ｍＡ以上に上昇
させることができる。そこで、８３０ｎｍ周辺の単一通
過利得を変えずに、バイアス電流を３０〜６０ｍＡ変化
させることが可能となり、電子密度の差としてΔＮ：
１．２×１０18が得られ、プラズマ効果による有効屈折
率の差 Δｎ＝γ0λ2／２πｎ（ΔＮ／ｍe＋ΔＰ／ｍh） γ0：電子半径 ｍe，ｍh：電子とホールの有効質量 ｎ：活性層屈折率 Ｎ＝Ｐ：キャリア密度 は、λ：８３０ｎｍ付近では２×１０-3程度となり、活
性層４全体の有効屈折率の変化Δｎeffは１×１０-3程
度となる。
【００１６】よって、グレーティングによる共振波長λ
PはλP＝Λｎeff（Λ：グレーティングピッチ）となる
ため、Δｎeffによる共振波長の変化ΔλPは、５Åとな
る。実際には、キャリア密度が上昇することでバンドフ
ィリング効果による屈折率変化も加わり、１０Å程度共
振波長を制御することが可能となる。
PはλP＝Λｎeff（Λ：グレーティングピッチ）となる
ため、Δｎeffによる共振波長の変化ΔλPは、５Åとな
る。実際には、キャリア密度が上昇することでバンドフ
ィリング効果による屈折率変化も加わり、１０Å程度共
振波長を制御することが可能となる。
【００１７】このように、本実施例により、単電極のＤ
ＦＢレーザ構造で、選択波長が１０Å程度同調可能なフ
ィルタが得られた。
ＦＢレーザ構造で、選択波長が１０Å程度同調可能なフ
ィルタが得られた。
【００１８】
【実施例２】実施例１では活性層に単一量子井戸を形成
して、基底準位の電子の再結合による利得を飽和させ、
注入電流の増減に対し、第２準位の電子の再結合よる利
得が主に変動するように構成した。本実施例ではエネル
ギーギャップの異なる複数の量子井戸を近接して設け、
各々の基底準位の中で最も低い準位の電子の再結合によ
る利得を飽和させたものである。
して、基底準位の電子の再結合による利得を飽和させ、
注入電流の増減に対し、第２準位の電子の再結合よる利
得が主に変動するように構成した。本実施例ではエネル
ギーギャップの異なる複数の量子井戸を近接して設け、
各々の基底準位の中で最も低い準位の電子の再結合によ
る利得を飽和させたものである。
【００１９】本実施例の概要を図３に示す。素子の構成
は実施例１と同じで、図１の４で示す活性層だけが図３
（ａ）のように２つの量子井戸Ａ，Ｂで構成されている
点が異なる。２つの井戸は、ＧａＡｓ層、厚さ６０Å
（量子井戸Ａ）と、Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ａｓ層、厚さ１０
０Å（量子井戸Ｂ）で、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層（厚さ
１５０Å）２５がバリア層として間に形成されている。
は実施例１と同じで、図１の４で示す活性層だけが図３
（ａ）のように２つの量子井戸Ａ，Ｂで構成されている
点が異なる。２つの井戸は、ＧａＡｓ層、厚さ６０Å
（量子井戸Ａ）と、Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ａｓ層、厚さ１０
０Å（量子井戸Ｂ）で、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層（厚さ
１５０Å）２５がバリア層として間に形成されている。
【００２０】上記構成において、電流を注入すると、最
初は量子井戸Ａに主に電子が注入され（図３（ａ），３
１）、基底準位Ｅ1の電子による再結合で８３０ｎｍ周
辺にピークを持つ利得が発生する。次に、更に電流を増
やすと、電子は量子井戸Ｂにも流れ込み（図３（ａ），
３２）、又、量子井戸ＡからＢへ流れ込む（図３
（ａ），３３）電子も増え、量子井戸Ｂの基底準位Ｅ1
´の電子による再結合で８００ｎｍ周辺にピークを持つ
利得が発生する。
初は量子井戸Ａに主に電子が注入され（図３（ａ），３
１）、基底準位Ｅ1の電子による再結合で８３０ｎｍ周
辺にピークを持つ利得が発生する。次に、更に電流を増
やすと、電子は量子井戸Ｂにも流れ込み（図３（ａ），
３２）、又、量子井戸ＡからＢへ流れ込む（図３
（ａ），３３）電子も増え、量子井戸Ｂの基底準位Ｅ1
´の電子による再結合で８００ｎｍ周辺にピークを持つ
利得が発生する。
【００２１】ここで、素子に形成する２次のグレーティ
ングピッチは実施例１と同じで、８３０ｎｍで分布帰還
が生じるようになり、又、素子端面に形成される反射防
止膜を７９８〜８０２ｎｍで反射率が１％以下となるよ
うにする。こうする事で、実施例１と同様、図３（ｂ）
に示すごとく８３０ｎｍ周辺の利得を変えずに活性層の
キャリア密度を変化させる事が可能となる。実施例１の
場合は、高エネルギー側の利得中心波長が量子井戸によ
り決ってしまうため、低エネルギー側の利得と大きく離
すことはできない。本実施例では、量子井戸を別に形成
する事で高エネルギー側の利得ピーク波長λBを大きく
離す事が可能となり、フィルタリングを行う波長域λA
の信号光と十分離れた波長域λBの利得だけが変動す
る。そのため、受信をする時この波長域を除去するのが
容易になり、又、ビート雑音なども減少させる事ができ
る。
ングピッチは実施例１と同じで、８３０ｎｍで分布帰還
が生じるようになり、又、素子端面に形成される反射防
止膜を７９８〜８０２ｎｍで反射率が１％以下となるよ
うにする。こうする事で、実施例１と同様、図３（ｂ）
に示すごとく８３０ｎｍ周辺の利得を変えずに活性層の
キャリア密度を変化させる事が可能となる。実施例１の
場合は、高エネルギー側の利得中心波長が量子井戸によ
り決ってしまうため、低エネルギー側の利得と大きく離
すことはできない。本実施例では、量子井戸を別に形成
する事で高エネルギー側の利得ピーク波長λBを大きく
離す事が可能となり、フィルタリングを行う波長域λA
の信号光と十分離れた波長域λBの利得だけが変動す
る。そのため、受信をする時この波長域を除去するのが
容易になり、又、ビート雑音なども減少させる事ができ
る。
【００２２】
【実施例３】ここで、上記実施例１，２で述べた集積型
波長フィルタを実際に光通信、特に波長分割多重通信
（ＷＤＭ）に使用したシステムを図４に示す。このシス
テムにおいて、４１，４２は端局装置、４７は光伝送路
である。端局装置４１，４２は、夫々、送信部と受信部
を持っており、送信部は信号処理部と電気−光変換部を
含む光送信部４３，５１からなり、受信部は入力光信号
のうち所定の波長のみ選択する光フィルタ４５，４９と
光−電気変換部と信号処理部を含む光受信部４４，５０
より構成されている。端局装置４１，４２において、送
信部と受信部は夫々分岐合流器４６，４８で接続され、
端局４１，４２間は光伝送路４７で接続されている。
波長フィルタを実際に光通信、特に波長分割多重通信
（ＷＤＭ）に使用したシステムを図４に示す。このシス
テムにおいて、４１，４２は端局装置、４７は光伝送路
である。端局装置４１，４２は、夫々、送信部と受信部
を持っており、送信部は信号処理部と電気−光変換部を
含む光送信部４３，５１からなり、受信部は入力光信号
のうち所定の波長のみ選択する光フィルタ４５，４９と
光−電気変換部と信号処理部を含む光受信部４４，５０
より構成されている。端局装置４１，４２において、送
信部と受信部は夫々分岐合流器４６，４８で接続され、
端局４１，４２間は光伝送路４７で接続されている。
【００２３】図４の構成において、端局装置４１の光送
信部４３及び端局装置４２の光送信部５１より出力され
た光信号は、夫々、分岐合流器４６，４８を通って光伝
送路４７に伝送される。次に、伝送された光信号は相手
側の端局装置４２，４１に入力され、夫々、分岐合流器
４８，４６を介して、光フィルタ４９，４５で所定の波
長の信号のみ選択され、光受信部５０，４４に入力され
る。
信部４３及び端局装置４２の光送信部５１より出力され
た光信号は、夫々、分岐合流器４６，４８を通って光伝
送路４７に伝送される。次に、伝送された光信号は相手
側の端局装置４２，４１に入力され、夫々、分岐合流器
４８，４６を介して、光フィルタ４９，４５で所定の波
長の信号のみ選択され、光受信部５０，４４に入力され
る。
【００２４】図４においては１：１の双方向通信の例を
示したが、端局装置内に複数の送信部と受信部を持つ構
成、又は複数の端局装置を分岐合流器で接続した構成も
可能である。又、同じ端局装置を用い、光伝送路をバス
型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝送路を
リング型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝
送路をスターカプラ型にして夫々の端局装置を接続した
構成についても同様に可能である。
示したが、端局装置内に複数の送信部と受信部を持つ構
成、又は複数の端局装置を分岐合流器で接続した構成も
可能である。又、同じ端局装置を用い、光伝送路をバス
型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝送路を
リング型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝
送路をスターカプラ型にして夫々の端局装置を接続した
構成についても同様に可能である。
【００２５】上記システムにおける光フィルタに、本発
明による半導体光フィルタを用いれば、所定の波長の光
信号だけを増幅し、それ以外の光と比較して出力を大き
くできるため、光受信部での雑音を減少させ、良好な光
通信システムを構成できる。更に、波長同調範囲を広く
とれるため、波長分割多重数を増やすことが可能とな
り、端局数をより多くした光通信システムを構成でき
る。
明による半導体光フィルタを用いれば、所定の波長の光
信号だけを増幅し、それ以外の光と比較して出力を大き
くできるため、光受信部での雑音を減少させ、良好な光
通信システムを構成できる。更に、波長同調範囲を広く
とれるため、波長分割多重数を増やすことが可能とな
り、端局数をより多くした光通信システムを構成でき
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、以
下のごとき効果が得られる。 １．キャリア密度を大きく変化させられるためフィルタ
の選択波長同調範囲を大きくする事が可能となる。 ２．フィルタがレーザ発振するしきい値電流が大きくな
るため、フィルタ同調制御が安定して行える。 ３．単電極で波長の同調が行えるようになったため、制
御が容易になり、素子製造プロセスも簡便なものとな
る。
下のごとき効果が得られる。 １．キャリア密度を大きく変化させられるためフィルタ
の選択波長同調範囲を大きくする事が可能となる。 ２．フィルタがレーザ発振するしきい値電流が大きくな
るため、フィルタ同調制御が安定して行える。 ３．単電極で波長の同調が行えるようになったため、制
御が容易になり、素子製造プロセスも簡便なものとな
る。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を説明する素子
の半分を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実
施例を説明する活性層エネルギー準位図。
の半分を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実
施例を説明する活性層エネルギー準位図。
【図２】本発明の原理を説明するゲインスペクトル図。
【図３】（ａ）は本発明の第２の実施例を説明する活性
層エネルギー準位図であり、（ｂ）は本発明の第２の実
施例を説明するゲインスペクトル図。
層エネルギー準位図であり、（ｂ）は本発明の第２の実
施例を説明するゲインスペクトル図。
【図４】本発明の半導体光フィルタを用いた光通信シス
テムのブロック図。
テムのブロック図。
【図５】従来例を示す図。
【図６】従来例のゲインスペクトル図。
１・・・基板 ２，６・・・クラッド層 ３・・・光ガイド層 ４・・・活性層 ５・・・グレーティングが形成された光ガイド層、 ７・・・キャップ層 ８・・・電極 ９・・・位相シフト領域 １０，１０´・・・反射防止膜 ２５・・・バリア層 ３１，３２，３３・・・電子の流れを示すもの ４１，４２・・・端局装置 ４３，５１・・・光送信部 ４４，５０・・・光受信部 ４５，４９・・・光フィルタ ４６，４８・・光分岐合流器 ４７・・・光伝送路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/015 - 1/025 G02F 1/35 H01S 3/18
Claims (6)
- 【請求項１】分布帰還型レーザ構造を有する分布帰還型
光フィルタにおいて、量子井戸を有する活性層の基底準
位の飽和利得が内部損失よりも小さく、キャリアの増大
を許す基底準位以外のエネルギー準位が存在する事を特
徴とする半導体光フィルタ。 - 【請求項２】前記活性層が分離閉じ込めヘテロ接合型で
単一量子井戸構造からなっており、フィルタ端面に該活
性層の第２準位による発光波長域で低反射となる反射防
止膜が形成されている事を特徴とする請求項１記載の半
導体光フィルタ。 - 【請求項３】前記活性層が、深さ及び幅の異なる複数の
量子井戸で構成され、フィルタ端面には２番目に深い量
子井戸の基底準位による発光波長域で低反射となる反射
防止膜が形成されている事を特徴とする請求項１記載の
半導体光フィルタ。 - 【請求項４】送信部と受信部が分岐合流器で接続された
構成の端局装置が光伝送路で接続された光通信システム
において、受信部に請求項１記載の半導体光フィルタを
備えた事を特徴とする光通信システム。 - 【請求項５】波長分割多重通信を行う光通信システムで
あって、波長を選択するために請求項１記載の半導体光
フィルタを備えたことを特徴とする光通信システム。 - 【請求項６】請求項１記載の半導体光フィルタの選択波
長を制御する方法であって、前記レーザ構造に前記基底
準位の電子の再結合による利得が飽和するように電流を
注入する過程と、前記基底準位以外のエネルギー準位の
電子の再結合による利得が主に変動するように、注入電
流を増減してキャリア密度を変化させる過程とを有する
ことを特徴とする選択波長の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323992A JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
| US08/002,276 US5440581A (en) | 1992-01-13 | 1993-01-08 | Semiconductor optical filter and an optical communication system using the same |
| DE69311816T DE69311816T2 (de) | 1992-01-13 | 1993-01-12 | Optisches Halbleiterfilter und dessen Verwendung in einem optischen Kommunikationssystem |
| EP93100328A EP0551863B1 (en) | 1992-01-13 | 1993-01-12 | A semiconductor optical filter and an optical communication system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2323992A JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05210071A JPH05210071A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2986604B2 true JP2986604B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=12105058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323992A Expired - Fee Related JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0551863B1 (ja) |
| JP (1) | JP2986604B2 (ja) |
| DE (1) | DE69311816T2 (ja) |
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| US6031860A (en) * | 1996-08-22 | 2000-02-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device capable of switching output intensity of light of predetermined polarized wave, optical transmitter using the device, network using the transmitter, and method of driving optical device |
| JPH11243256A (ja) | 1997-12-03 | 1999-09-07 | Canon Inc | 分布帰還形半導体レーザとその駆動方法 |
| US6628851B1 (en) | 2000-12-20 | 2003-09-30 | Harris Corporation | MEMS reconfigurable optical grating |
| IE20080222A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-11-26 | Univ College Cork Nat Univ Ie | Laser devices |
| CN101399615B (zh) * | 2007-09-26 | 2012-01-25 | 华为技术有限公司 | 半导体光器件以及时钟恢复方法和装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145685A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPH0666509B2 (ja) * | 1983-12-14 | 1994-08-24 | 株式会社日立製作所 | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS622213A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
| JPS62241387A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光周波数フイルタ |
| JPH0719928B2 (ja) * | 1986-11-26 | 1995-03-06 | 日本電気株式会社 | 光フイルタ素子 |
| GB8703743D0 (en) * | 1987-02-18 | 1987-03-25 | British Telecomm | Semiconductor laser structures |
| JP2768940B2 (ja) * | 1987-07-08 | 1998-06-25 | 三菱電機株式会社 | 単一波長発振半導体レーザ装置 |
| JP2659199B2 (ja) * | 1987-11-11 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 可変波長フィルタ |
| US5020153A (en) * | 1989-02-08 | 1991-05-28 | At&T Bell Laboratories | Tunable narrowband receiver utilizing distributed Bragg reflector laser structure |
| DE69033405T2 (de) * | 1989-07-15 | 2000-07-20 | Fujitsu Ltd | Abstimmbare Laserdiode mit verteilter Rückkoppelung |
| US5124996A (en) * | 1990-03-02 | 1992-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element having a plurality of layers emitting lights of different wavelengths, and its driving method |
| EP0507956B1 (en) * | 1990-10-19 | 1996-02-28 | Optical Measurement Technology Development Co. Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
| US5117469A (en) * | 1991-02-01 | 1992-05-26 | Bell Communications Research, Inc. | Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well |
| US5214664A (en) * | 1991-10-18 | 1993-05-25 | Xerox Corporation | Multiple wavelength semiconductor laser |
| US5200969A (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-06 | Xerox Corporation | Switchable multiple wavelength semiconductor laser |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP2323992A patent/JP2986604B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-08 US US08/002,276 patent/US5440581A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-12 EP EP93100328A patent/EP0551863B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-12 DE DE69311816T patent/DE69311816T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0551863A1 (en) | 1993-07-21 |
| DE69311816D1 (de) | 1997-08-07 |
| JPH05210071A (ja) | 1993-08-20 |
| US5440581A (en) | 1995-08-08 |
| EP0551863B1 (en) | 1997-07-02 |
| DE69311816T2 (de) | 1998-01-29 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |