JP3050338B2 - 半導体波長変換素子 - Google Patents
半導体波長変換素子Info
- Publication number
- JP3050338B2 JP3050338B2 JP28989891A JP28989891A JP3050338B2 JP 3050338 B2 JP3050338 B2 JP 3050338B2 JP 28989891 A JP28989891 A JP 28989891A JP 28989891 A JP28989891 A JP 28989891A JP 3050338 B2 JP3050338 B2 JP 3050338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization state
- polarization
- light
- wavelength conversion
- distributed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、双安定レーザを用いた
小型で動作波長域の広い半導体波長変換素子に関するも
のである。
小型で動作波長域の広い半導体波長変換素子に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より知られている双安定型半導体波
長変換素子の一例の構造断面図を図１４に示す。ここ
で、１はｎ−ＩｎＰ基板などのｎ形基板、２は基板１上
に配置したｎ−ＩｎＰなどのｎ形半導体クラッド層、
３，４および５はクラッド層２上に配置した、それぞ
れ、可飽和吸収領域，利得領域および変換光波長を選択
するブラッグ反射（ＤＢＲ）型回折格子を内蔵した分布
反射型ミラー部である。これら３〜５を構成する光導波
層はＩｎＧａＡｓＰで構成することができる。これら領
域３および４および回折格子５の上にはｐ−ＩｎＰなど
のｐ形半導体クラッド層６を配置してリッジ型光導波路
を構成する。クラッド層６の上には、領域３および４お
よび回折格子５の位置に対応して、可飽和吸収領域用電
極７，利得領域用電極８および分布反射器のチューニン
グ用電極９を、それぞれ、配置する。基板１の反対側主
面には電極１０を配置する。光アイソレータ１００から
の波長λ1の入力光を領域３に入射させるようにする。
長変換素子の一例の構造断面図を図１４に示す。ここ
で、１はｎ−ＩｎＰ基板などのｎ形基板、２は基板１上
に配置したｎ−ＩｎＰなどのｎ形半導体クラッド層、
３，４および５はクラッド層２上に配置した、それぞ
れ、可飽和吸収領域，利得領域および変換光波長を選択
するブラッグ反射（ＤＢＲ）型回折格子を内蔵した分布
反射型ミラー部である。これら３〜５を構成する光導波
層はＩｎＧａＡｓＰで構成することができる。これら領
域３および４および回折格子５の上にはｐ−ＩｎＰなど
のｐ形半導体クラッド層６を配置してリッジ型光導波路
を構成する。クラッド層６の上には、領域３および４お
よび回折格子５の位置に対応して、可飽和吸収領域用電
極７，利得領域用電極８および分布反射器のチューニン
グ用電極９を、それぞれ、配置する。基板１の反対側主
面には電極１０を配置する。光アイソレータ１００から
の波長λ1の入力光を領域３に入射させるようにする。
【０００３】ここで、利得領域用電極８から活性領域４
に電流を注入することによって活性領域４が光に対する
利得を持ち、入力光λ1 により波長変換出力光λX のオ
ン，オフを行う。それと共に、チューニング用電極９か
らの注入電流により分布反射型ミラー部５の屈折率を変
化させることで変換光の波長λX を制御する。
に電流を注入することによって活性領域４が光に対する
利得を持ち、入力光λ1 により波長変換出力光λX のオ
ン，オフを行う。それと共に、チューニング用電極９か
らの注入電流により分布反射型ミラー部５の屈折率を変
化させることで変換光の波長λX を制御する。
【０００４】今、λ1 の波長の信号光が入射したときの
動作は次のように説明される（参考文献、Ｓ. Ｙａｍａ
ｋｏｓｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｏｓｔｄｅａｄｌｉｎｅ
ｐａｐｅｒｓ ｏｆ ＯＦＣ′８８，ＰＤ−１０（１
９８８））。
動作は次のように説明される（参考文献、Ｓ. Ｙａｍａ
ｋｏｓｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｏｓｔｄｅａｄｌｉｎｅ
ｐａｐｅｒｓ ｏｆ ＯＦＣ′８８，ＰＤ−１０（１
９８８））。
【０００５】可飽和吸収領域３をもつ双安定型波長変換
素子は、入射光によって吸収領域３の損失が変調を受け
ると、入射信号光の強弱に応じて出力光がＯＮ／ＯＦＦ
する特性が得られる。その出力光の波長は回折格子５の
ブラッグ波長で決まる。従って、電極９から注入する電
流によって回折格子５の屈折率を変化させることにより
出力波長を変化させることができるので、入射信号光の
波長とは異なった波長の出力信号光を制御して得ること
ができる。これが図１４に示した波長変換素子の動作原
理である。
素子は、入射光によって吸収領域３の損失が変調を受け
ると、入射信号光の強弱に応じて出力光がＯＮ／ＯＦＦ
する特性が得られる。その出力光の波長は回折格子５の
ブラッグ波長で決まる。従って、電極９から注入する電
流によって回折格子５の屈折率を変化させることにより
出力波長を変化させることができるので、入射信号光の
波長とは異なった波長の出力信号光を制御して得ること
ができる。これが図１４に示した波長変換素子の動作原
理である。
【０００６】実際に本素子を動作させるには、１．５μ
ｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ系の素子で入射パワーを約１５μ
Ｗ以上必要とし、波長変換帯域としては約４．５ｎｍ以
上のものが得られている。
ｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ系の素子で入射パワーを約１５μ
Ｗ以上必要とし、波長変換帯域としては約４．５ｎｍ以
上のものが得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の波長
変換素子による変換光は両方向に出射するので、変換光
の戻り光が前段に影響を及ぼさないようにするために光
アイソレータ１００が必須となる。光アイソレータは非
相反物質を用いて構成するので、光ＩＣ中に組込むこと
はできなかった。このことはこの波長変換素子を同一ウ
エハ上に集積化する場合には、光アイソレータを半導体
ウエハ上に構成することが困難なために、致命的な欠点
となる。
変換素子による変換光は両方向に出射するので、変換光
の戻り光が前段に影響を及ぼさないようにするために光
アイソレータ１００が必須となる。光アイソレータは非
相反物質を用いて構成するので、光ＩＣ中に組込むこと
はできなかった。このことはこの波長変換素子を同一ウ
エハ上に集積化する場合には、光アイソレータを半導体
ウエハ上に構成することが困難なために、致命的な欠点
となる。
【０００８】このように、通信システムを全て光デバイ
スで構成する場合には、大規模周波数スイッチが必要で
あるが、従来技術による個別素子の組合せではこのよう
な大規模な周波数スイッチを実現できず、光集積回路で
の実現が要望されている。
スで構成する場合には、大規模周波数スイッチが必要で
あるが、従来技術による個別素子の組合せではこのよう
な大規模な周波数スイッチを実現できず、光集積回路で
の実現が要望されている。
【０００９】そこで、本発明の目的は、従来の双安定型
波長変換素子の変換光が入射側に戻らないようにしてア
イソレータを不要とし、以て同一ウエハ上に単独である
いは他の素子などと共に集積化できるように適切に構成
した半導体波長変換素子を提供することにある。
波長変換素子の変換光が入射側に戻らないようにしてア
イソレータを不要とし、以て同一ウエハ上に単独である
いは他の素子などと共に集積化できるように適切に構成
した半導体波長変換素子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１記載の発明は、半導体基板上に、第
１クラッド層を介して、可飽和吸収領域と、利得領域
と、変換光波長を選択する回折格子を含んで構成された
分布反射型ミラー部とを配置し、前記可飽和吸収領域、
前記利得領域および前記分布反射型ミラー部の上に、前
記第２クラッドを介して、前記可飽和吸収領域、前記利
得領域および前記分布反射型ミラー部に対応し、かつ互
いに分離して第１、第２および第３電極を配置し、第１
の偏波状態の入射光に対して直交する第２偏波状態の波
長変換光を得る半導体波長変換素子において、前記可飽
和吸収領域の光入射側に、前記分布反射型ミラー部の回
折格子の波長変換された光に対する結合係数よりも波長
変換された光に対する結合係数が大きい回折格子を有
し、前記第１偏波状態の入射信号光を透過する分布反射
器を配設し、前記分布反射器は入射光を通過させて前記
波長変換光を反射させ、前記分布反射型ミラー部から前
記波長変換光を取り出し、かつその波長変換光の波長を
前記第３電極からの注入電流により制御するようにした
ことを特徴とする。
るために、請求項１記載の発明は、半導体基板上に、第
１クラッド層を介して、可飽和吸収領域と、利得領域
と、変換光波長を選択する回折格子を含んで構成された
分布反射型ミラー部とを配置し、前記可飽和吸収領域、
前記利得領域および前記分布反射型ミラー部の上に、前
記第２クラッドを介して、前記可飽和吸収領域、前記利
得領域および前記分布反射型ミラー部に対応し、かつ互
いに分離して第１、第２および第３電極を配置し、第１
の偏波状態の入射光に対して直交する第２偏波状態の波
長変換光を得る半導体波長変換素子において、前記可飽
和吸収領域の光入射側に、前記分布反射型ミラー部の回
折格子の波長変換された光に対する結合係数よりも波長
変換された光に対する結合係数が大きい回折格子を有
し、前記第１偏波状態の入射信号光を透過する分布反射
器を配設し、前記分布反射器は入射光を通過させて前記
波長変換光を反射させ、前記分布反射型ミラー部から前
記波長変換光を取り出し、かつその波長変換光の波長を
前記第３電極からの注入電流により制御するようにした
ことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域の導波路断
面形状を層の厚さ方向に短い矩形とすることによりＴＥ
偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数をＴＭ偏波の
前記利得領域内部への閉じ込め係数より大となして前記
ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴
とする。
て、前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域の導波路断
面形状を層の厚さ方向に短い矩形とすることによりＴＥ
偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数をＴＭ偏波の
前記利得領域内部への閉じ込め係数より大となして前記
ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴
とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域の導波路断
面形状を層の厚さ方向に長い矩形とすることによりＴＭ
偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数をＴＥ偏波の
前記利得領域内部への閉じ込め係数より大となして前記
ＴＭ偏波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴
とする。
て、前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域の導波路断
面形状を層の厚さ方向に長い矩形とすることによりＴＭ
偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数をＴＥ偏波の
前記利得領域内部への閉じ込め係数より大となして前記
ＴＭ偏波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴
とする。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域を歪量が０
以上の圧縮歪を有する量子井戸構造で構成することによ
りＴＥ偏波の材料利得をＴＭ偏波の材料利得より大とな
して前記ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可能とするこ
とを特徴とする。
て、前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域を歪量が０
以上の圧縮歪を有する量子井戸構造で構成することによ
りＴＥ偏波の材料利得をＴＭ偏波の材料利得より大とな
して前記ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可能とするこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項２におい
て、前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域を伸張歪を
有する量子井戸構造で構成することによりＴＭ偏波の材
料利得をＴＥ偏波の材料利得より大となして前記ＴＭ偏
波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴とす
る。
て、前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、および前記第２
偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域を伸張歪を
有する量子井戸構造で構成することによりＴＭ偏波の材
料利得をＴＥ偏波の材料利得より大となして前記ＴＭ偏
波状態の変換光取り出しを可能とすることを特徴とす
る。
【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、前記分布反射器の光導波層を多重量子井戸構造で構
成したことを特徴とする。
て、前記分布反射器の光導波層を多重量子井戸構造で構
成したことを特徴とする。
【００１６】請求項７記載の発明は、請求項１または６
において、前記分布反射器の入射側に光増幅器を配設し
たことを特徴とする。
において、前記分布反射器の入射側に光増幅器を配設し
たことを特徴とする。
【００１７】請求項８記載の発明は、請求項１または６
において、前記分布反射器の入射側に分布帰還型フィル
タを配設したことを特徴とする。
において、前記分布反射器の入射側に分布帰還型フィル
タを配設したことを特徴とする。
【００１８】請求項９記載の発明は、請求項７におい
て、前記光増幅器の入射側に偏波ミキサを配設したこと
を特徴とする。
て、前記光増幅器の入射側に偏波ミキサを配設したこと
を特徴とする。
【００１９】請求項１０記載の発明は、請求項８におい
て、前記分布帰還型フィルタの入射側に偏波ミキサを配
設したことを特徴とする。
て、前記分布帰還型フィルタの入射側に偏波ミキサを配
設したことを特徴とする。
【００２０】請求項１１記載の発明は、請求項１，８ま
たは１０において、前記分布反射型ミラー部の出射側
に、前記入射信号光を遮断し、前記変換光を選択的に透
過する導波路部を配設したことを特徴とする。
たは１０において、前記分布反射型ミラー部の出射側
に、前記入射信号光を遮断し、前記変換光を選択的に透
過する導波路部を配設したことを特徴とする。
【００２１】
【作用】本発明では、双安定型波長変換素子の構成に対
して、その入射側には、出射側の狭帯域の分布反射型ミ
ラー部よりも反射率が非常に高く、かつ広帯域の分布反
射器を配設し、入射信号光として第１の偏波、たとえば
ＴＭ偏波（またはＴＥ偏波）の入力光を用い、この入力
光に直交する第２の偏波状態の光、たとえばＴＥ偏波
（またはＴＭ偏波）の出力光が出射する出射側の狭帯域
の分布反射型ミラー部をチューニングすることにより波
長変換を行う。
して、その入射側には、出射側の狭帯域の分布反射型ミ
ラー部よりも反射率が非常に高く、かつ広帯域の分布反
射器を配設し、入射信号光として第１の偏波、たとえば
ＴＭ偏波（またはＴＥ偏波）の入力光を用い、この入力
光に直交する第２の偏波状態の光、たとえばＴＥ偏波
（またはＴＭ偏波）の出力光が出射する出射側の狭帯域
の分布反射型ミラー部をチューニングすることにより波
長変換を行う。
【００２２】入射信号光と出力信号光とは互いに直交す
る偏波状態にあるので、一方向性デバイスとして構成す
ることができるので、アイソレータが不要であり、ま
た、入射側の分布反射器は光集積回路化に適した構成で
あるので、本発明半導体波長変換素子は半導体基板上に
単独あるいは他の光素子と共に集積化するのに好適であ
る。
る偏波状態にあるので、一方向性デバイスとして構成す
ることができるので、アイソレータが不要であり、ま
た、入射側の分布反射器は光集積回路化に適した構成で
あるので、本発明半導体波長変換素子は半導体基板上に
単独あるいは他の光素子と共に集積化するのに好適であ
る。
【００２３】特開平２−１５２２８９号は、本発明の構
造と類似している構造をもつ光増幅装置を開示してい
る。この光増幅装置では、入出力側の分布ブラッグ反射
器の反射率は約３〜５％程度で等しいものとする。すな
わち、この開示は光増幅器の構造に関するものであるか
ら、入力光が利得領域に入射できるようにすることが必
要であり、そのためにはこれら分布ブラッグ反射器の反
射率を下げる必要がある。従って、出力光が入射側に大
量に戻るような構造となっている。これに対して、本発
明ではレーザ発振器としての構造を用いるのであって、
そのためには入射側の分布ブラッグ反射器の反射率、す
なわち（結合係数）×（長さ）を出射側の分布ブラッグ
反射器の（結合係数）×（長さ）よりも大きくすること
が必要となる。
造と類似している構造をもつ光増幅装置を開示してい
る。この光増幅装置では、入出力側の分布ブラッグ反射
器の反射率は約３〜５％程度で等しいものとする。すな
わち、この開示は光増幅器の構造に関するものであるか
ら、入力光が利得領域に入射できるようにすることが必
要であり、そのためにはこれら分布ブラッグ反射器の反
射率を下げる必要がある。従って、出力光が入射側に大
量に戻るような構造となっている。これに対して、本発
明ではレーザ発振器としての構造を用いるのであって、
そのためには入射側の分布ブラッグ反射器の反射率、す
なわち（結合係数）×（長さ）を出射側の分布ブラッグ
反射器の（結合係数）×（長さ）よりも大きくすること
が必要となる。
【００２４】上記開示のように入出力端で結合係数が小
さく、かつ等しい場合に入射側分布ブラッグ反射器の反
射係数を大きくするためには、この反射器の長さを大き
くしなければならない。ところが反射器の長さを大きく
すると、光の透過損失が増えるので、入射光が透過しに
くくなり、実用上問題となり、上記従来技術は光増幅器
および本発明のいずれにも使えない。
さく、かつ等しい場合に入射側分布ブラッグ反射器の反
射係数を大きくするためには、この反射器の長さを大き
くしなければならない。ところが反射器の長さを大きく
すると、光の透過損失が増えるので、入射光が透過しに
くくなり、実用上問題となり、上記従来技術は光増幅器
および本発明のいずれにも使えない。
【００２５】なお、入出力端において、結合係数が大き
く、かつ等しいときには、シングルモード発振出力が得
られないので、波長変換素子として機能しない。上記従
来技術の場合にも波長変換機能はない。
く、かつ等しいときには、シングルモード発振出力が得
られないので、波長変換素子として機能しない。上記従
来技術の場合にも波長変換機能はない。
【００２６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２７】（実施例１）本発明の第１の実施例とし
て、入力光がＴＭ偏波で、出力光がＴＥ偏波の場合を図
１，図２および図３に示す。ここで、図１４と同様の個
所には同一符号を付すものとする。ここで、１１はクラ
ッド層２と６との間において、 領域６の入射側に設けた
反射率が非常に高く、かつ広帯域の分布反射器、たとえ
ば多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の光導波路で構成された
結合係数の大きい分布反射器である。この分布反射器１
１の反射係数は分布反射型ミラー部５の反射係数より大
きい。光の進行方向に垂直な面での利得領域４の断面形
状は層の厚さ方向の辺が短い矩形であるため、ＴＥ偏波
の利得領域への閉じ込め係数はＴＭ偏波の利得領域への
閉じ込め係数より大きくなり、変換光はＴＥ偏波で発振
する。
て、入力光がＴＭ偏波で、出力光がＴＥ偏波の場合を図
１，図２および図３に示す。ここで、図１４と同様の個
所には同一符号を付すものとする。ここで、１１はクラ
ッド層２と６との間において、 領域６の入射側に設けた
反射率が非常に高く、かつ広帯域の分布反射器、たとえ
ば多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の光導波路で構成された
結合係数の大きい分布反射器である。この分布反射器１
１の反射係数は分布反射型ミラー部５の反射係数より大
きい。光の進行方向に垂直な面での利得領域４の断面形
状は層の厚さ方向の辺が短い矩形であるため、ＴＥ偏波
の利得領域への閉じ込め係数はＴＭ偏波の利得領域への
閉じ込め係数より大きくなり、変換光はＴＥ偏波で発振
する。
【００２８】前記断面構造が前記の形状でない場合でも
利得領域を無歪あるいは圧縮歪をもつ量子井戸構造で構
成すればＴＥ偏波の材料利得がＴＭ偏波の材料利得より
大きくなるため、変換光はＴＥ偏波で発振する。
利得領域を無歪あるいは圧縮歪をもつ量子井戸構造で構
成すればＴＥ偏波の材料利得がＴＭ偏波の材料利得より
大きくなるため、変換光はＴＥ偏波で発振する。
【００２９】１２は本実施例の波長変換素子を構成する
分布反射型波長変換素子の全体を表わしている。
分布反射型波長変換素子の全体を表わしている。
【００３０】図４は分布反射器１１の波長に対する透過
率を示している。この場合には、ＭＯ−ＭＢＥによるＩ
ｎＧａＡｓＰを井戸層として厚さ１０ｎｍ、 バリア層と
してＩｎＰを厚さ１０ｎｍかつ２０周期にわたって積層
して作製したＭＱＷ層を用いたものである。電子ビーム
による直接露光とドライエッチング技術によって、ピッ
チ０．２μｍ、深さ０．１３μｍの回折格子を作製し
た。この回折格子の結合係数は３００ｃｍ-1と非常に大
きく、通常のＤＦＢレーザの回折格子における結合係数
の１０倍以上となっている。図２から分かるように、Ｔ
Ｅ偏波に対しては中心波長約１．３１５μｍ、半値全幅
５ｎｍの広帯域反射特性が得られた。一方、ＴＭ偏波に
対しては、中心波長約１．３０２μｍに反射帯域が得ら
れた。この中心波長差約１３ｎｍといった大きい波長差
はＭＱＷ構造によるものである。通常のバルク構造でリ
ッジ導波路構造の分布反射器ではこの中心波長差は約
２．２ｎｍとなり、ＭＱＷ構造のものに比較して１／６
程度である。
率を示している。この場合には、ＭＯ−ＭＢＥによるＩ
ｎＧａＡｓＰを井戸層として厚さ１０ｎｍ、 バリア層と
してＩｎＰを厚さ１０ｎｍかつ２０周期にわたって積層
して作製したＭＱＷ層を用いたものである。電子ビーム
による直接露光とドライエッチング技術によって、ピッ
チ０．２μｍ、深さ０．１３μｍの回折格子を作製し
た。この回折格子の結合係数は３００ｃｍ-1と非常に大
きく、通常のＤＦＢレーザの回折格子における結合係数
の１０倍以上となっている。図２から分かるように、Ｔ
Ｅ偏波に対しては中心波長約１．３１５μｍ、半値全幅
５ｎｍの広帯域反射特性が得られた。一方、ＴＭ偏波に
対しては、中心波長約１．３０２μｍに反射帯域が得ら
れた。この中心波長差約１３ｎｍといった大きい波長差
はＭＱＷ構造によるものである。通常のバルク構造でリ
ッジ導波路構造の分布反射器ではこの中心波長差は約
２．２ｎｍとなり、ＭＱＷ構造のものに比較して１／６
程度である。
【００３１】したがって、ＴＭ偏波の信号光波長がＴＥ
偏波に対する反射帯域波長内にあるとすると、信号光は
入射側の分布反射器１１を透過することができる。そこ
で、ＴＭ偏波の信号光は可飽和吸収領域３に吸収され
て、 この領域３の損失を変調する。本発明の波長変換素
子は、入出射側共に分布反射器を配設し、かつ入射側の
分布反射器を反射率の高い広帯域のものとなし、かつ出
射側の狭帯域の分布反射器により変換光波長を制御して
波長変換を行う点を除けば、従来技術で説明した波長変
換素子と同様な構造であるため、波長変換動作も同様に
行なうことができることは言うまでもない。
偏波に対する反射帯域波長内にあるとすると、信号光は
入射側の分布反射器１１を透過することができる。そこ
で、ＴＭ偏波の信号光は可飽和吸収領域３に吸収され
て、 この領域３の損失を変調する。本発明の波長変換素
子は、入出射側共に分布反射器を配設し、かつ入射側の
分布反射器を反射率の高い広帯域のものとなし、かつ出
射側の狭帯域の分布反射器により変換光波長を制御して
波長変換を行う点を除けば、従来技術で説明した波長変
換素子と同様な構造であるため、波長変換動作も同様に
行なうことができることは言うまでもない。
【００３２】また、波長変換帯域幅は出力側の分布反射
器のチューニング帯域で決っており、約４．５ｎｍまで
取ることができる。入射側の分布反射器１１は強結合分
布反射器として働くため、ＴＥ偏波に対する反射率は９
０％以上で透過率が０．０１％以下の値を取ることがで
きる。このことはＴＥ発振波はほとんど入射側へは漏れ
てこないことを意味しているため、通常必要とされるア
イソレータは不要となる。
器のチューニング帯域で決っており、約４．５ｎｍまで
取ることができる。入射側の分布反射器１１は強結合分
布反射器として働くため、ＴＥ偏波に対する反射率は９
０％以上で透過率が０．０１％以下の値を取ることがで
きる。このことはＴＥ発振波はほとんど入射側へは漏れ
てこないことを意味しているため、通常必要とされるア
イソレータは不要となる。
【００３３】なお、前記分布反射器に結合係数の小さい
回折格子を用いた場合でも分布反射器を長くすればＴＥ
偏波出力光に対する反射係数は大きくなり入射側への戻
りを無くせるが、導波路に不可避的に残存する損失のた
めに、ＴＭ偏波入射光に対する透過率が減少するために
波長変換機能が実現しない。
回折格子を用いた場合でも分布反射器を長くすればＴＥ
偏波出力光に対する反射係数は大きくなり入射側への戻
りを無くせるが、導波路に不可避的に残存する損失のた
めに、ＴＭ偏波入射光に対する透過率が減少するために
波長変換機能が実現しない。
【００３４】入射分布反射器の回折格子の結合係数が大
きいほど入射側への出力光の戻りは少なくなる。入射分
布反射器の長さを５００μｍ、分布反射ミラー部の長さ
を３００μｍ、導波路の損失を１０ｃｍ-1とした時、分
布反射ミラー部の回折格子の結合係数が３０ｃｍ-1の
時、入射分布反射器の回折格子の結合係数が１２０ｃｍ
-1より大きければ出力側に出射される出力光強度に対し
入射側に戻る出力光強度の比は３０ｄＢ以上確保でき
る。
きいほど入射側への出力光の戻りは少なくなる。入射分
布反射器の長さを５００μｍ、分布反射ミラー部の長さ
を３００μｍ、導波路の損失を１０ｃｍ-1とした時、分
布反射ミラー部の回折格子の結合係数が３０ｃｍ-1の
時、入射分布反射器の回折格子の結合係数が１２０ｃｍ
-1より大きければ出力側に出射される出力光強度に対し
入射側に戻る出力光強度の比は３０ｄＢ以上確保でき
る。
【００３５】（実施例２）本発明の第２の実施例におい
ては、第１の実施例と同様な構造において、ＴＥ偏波光
を入力としてＴＭ偏波光を出力する。この場合は、図１
〜図３の利得領域４には伸張歪量子井戸構造を用いる。
伸張歪量子井戸構造を利得領域に用いた半導体レーザで
はＴＭ偏波で発振することがＫ．Ｓａｔｏらによって報
告されている（１２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｄａｖｏｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌ
ａｎｄ，Ｓｅｐ．９−１４，１９９０，ｐｐ．４８）。
ては、第１の実施例と同様な構造において、ＴＥ偏波光
を入力としてＴＭ偏波光を出力する。この場合は、図１
〜図３の利得領域４には伸張歪量子井戸構造を用いる。
伸張歪量子井戸構造を利得領域に用いた半導体レーザで
はＴＭ偏波で発振することがＫ．Ｓａｔｏらによって報
告されている（１２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｄａｖｏｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌ
ａｎｄ，Ｓｅｐ．９−１４，１９９０，ｐｐ．４８）。
【００３６】また、利得領域をハイメサ構造とし、その
導波路断面形状が層厚方向に長い矩形となるようにして
も良い。その場合は、ＴＭ偏波の利得領域への閉じ込め
係数がＴＥ偏波の利得領域への閉じ込め係数より大きく
なるため変換光はＴＭ偏波で発振する。
導波路断面形状が層厚方向に長い矩形となるようにして
も良い。その場合は、ＴＭ偏波の利得領域への閉じ込め
係数がＴＥ偏波の利得領域への閉じ込め係数より大きく
なるため変換光はＴＭ偏波で発振する。
【００３７】ここで、レーザ発振のための実効利得は、
活性領域の材料の利得と閉じ込め係数との積によって決
定されるので、ＴＭ偏波発振に対して伸張歪量子井戸構
造とハイメサ構造の双方を用いるのがより好適であるこ
とはもちろんである。
活性領域の材料の利得と閉じ込め係数との積によって決
定されるので、ＴＭ偏波発振に対して伸張歪量子井戸構
造とハイメサ構造の双方を用いるのがより好適であるこ
とはもちろんである。
【００３８】（実施例３）図５，図６および図７は本発
明波長変換素子の第３の実施例として波長選択素子と一
体的に集積回路化した周波数スイッチ素子を示すもので
ある。
明波長変換素子の第３の実施例として波長選択素子と一
体的に集積回路化した周波数スイッチ素子を示すもので
ある。
【００３９】ここで、１３は分布反射器１１の入力側に
おいてクラッド層２と６との間に配設した波長選択用分
布帰還型フィルタ、１４は分布帰還型フィルタ１３に対
応してクラッド層６の上に配置した波長選択用電極、１
５は入力光λ1 ，…，λn の入射端面に配設した偏波ミ
キサである。
おいてクラッド層２と６との間に配設した波長選択用分
布帰還型フィルタ、１４は分布帰還型フィルタ１３に対
応してクラッド層６の上に配置した波長選択用電極、１
５は入力光λ1 ，…，λn の入射端面に配設した偏波ミ
キサである。
【００４０】この実施例では、分布帰還型フィルタ１３
により複数の波長多重信号光から特定の波長信号光を選
択してから分布反射器１１に入射させ、さらに入射光と
直交する偏波状態をもつ、および異なった波長の光に変
換して出射させる。したがって、分布帰還型フィルタ１
３のチューニング帯域と透過帯域幅は出射側の波長変換
帯域と反射帯域幅と同様である。
により複数の波長多重信号光から特定の波長信号光を選
択してから分布反射器１１に入射させ、さらに入射光と
直交する偏波状態をもつ、および異なった波長の光に変
換して出射させる。したがって、分布帰還型フィルタ１
３のチューニング帯域と透過帯域幅は出射側の波長変換
帯域と反射帯域幅と同様である。
【００４１】なお、分布帰還型フィルタ１３はＤＦＢレ
ーザ構造と同様にして利得を稼げるようにした光増幅器
とすることも可能である。その場合には、入射光の偏波
（たとえばＴＥ偏波）に対する利得が大きくなるような
構造がよい。すなわち、ＴＥ偏波入力の場合は、無歪も
しくは圧縮歪超格子構造のＤＦＢ構造とするのが好適で
ある。他方、ＴＭ偏波入力の場合は、伸張歪超格子構造
のＤＦＢ構造とするのが好適である。あるいはまたは、
通常の回折格子面とは垂直な面である、基板に垂直な面
内に回折格子を形成する、すなわち、図示の回折格子１
３を、光軸を回転軸として９０°回転させた形状にする
ことが望ましい。この場合、導波層はバルク層または多
重量子井戸層のいずれであってもよい。
ーザ構造と同様にして利得を稼げるようにした光増幅器
とすることも可能である。その場合には、入射光の偏波
（たとえばＴＥ偏波）に対する利得が大きくなるような
構造がよい。すなわち、ＴＥ偏波入力の場合は、無歪も
しくは圧縮歪超格子構造のＤＦＢ構造とするのが好適で
ある。他方、ＴＭ偏波入力の場合は、伸張歪超格子構造
のＤＦＢ構造とするのが好適である。あるいはまたは、
通常の回折格子面とは垂直な面である、基板に垂直な面
内に回折格子を形成する、すなわち、図示の回折格子１
３を、光軸を回転軸として９０°回転させた形状にする
ことが望ましい。この場合、導波層はバルク層または多
重量子井戸層のいずれであってもよい。
【００４２】もちろん、分布帰還型フィルタ１３とは別
個に光増幅器を配設することは何らさしつかえない。
個に光増幅器を配設することは何らさしつかえない。
【００４３】なお、入射信号光が入射側の分布ブラッグ
反射器を透過するように設定された偏波（例えばＴＭ偏
波）成分を持たない場合には、偏波ミキサ１５によって
該偏波（ＴＭ偏波）成分を発生させてやる必要がある。
この偏波ミキサは単純なディフューザ構造に加工したＳ
ｉＯ2 膜で構成することができる。
反射器を透過するように設定された偏波（例えばＴＭ偏
波）成分を持たない場合には、偏波ミキサ１５によって
該偏波（ＴＭ偏波）成分を発生させてやる必要がある。
この偏波ミキサは単純なディフューザ構造に加工したＳ
ｉＯ2 膜で構成することができる。
【００４４】（実施例４）図８，図９および図１０は本
発明素子の第４の実施例として、入力光がＴＭ偏波で、
出力光がＴＥ偏波の場合を示し、ここで１６は出射端側
においてクラッド層６の上に配置した金属膜、１７は出
射端側において分布反射型ミラー部５の活性層の先に延
在する出力導波層である。入射信号光としてＴＭ偏波を
用いると、出力信号光として波長変換されたＴＥ偏波と
入射信号光とがそのまま通過して出射される。そこで、
ＴＭ偏波のみを減衰させる必要がある。そのために、こ
の実施例では、出力導波層の上に金属膜を装荷する。
発明素子の第４の実施例として、入力光がＴＭ偏波で、
出力光がＴＥ偏波の場合を示し、ここで１６は出射端側
においてクラッド層６の上に配置した金属膜、１７は出
射端側において分布反射型ミラー部５の活性層の先に延
在する出力導波層である。入射信号光としてＴＭ偏波を
用いると、出力信号光として波長変換されたＴＥ偏波と
入射信号光とがそのまま通過して出射される。そこで、
ＴＭ偏波のみを減衰させる必要がある。そのために、こ
の実施例では、出力導波層の上に金属膜を装荷する。
【００４５】この方法は光ＩＣ基板におけるＴＥ偏波と
ＴＭ偏波との分離に通常用いられるものであり、アイソ
レーションを２０ｄＢ以上得ることは容易である。
ＴＭ偏波との分離に通常用いられるものであり、アイソ
レーションを２０ｄＢ以上得ることは容易である。
【００４６】なお、入力光がＴＥ偏波であり、および出
力光がＴＭ偏波である場合には、図８〜図９に示した分
布反射型ミラー５の前方に延在する出力導波路として、
ＴＭ偏波選択性導波路を配設すればよい。このような光
導波路は、Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉらによって報告されている
（Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．５７ ｐｐ．２７４５（１９９
０））。
力光がＴＭ偏波である場合には、図８〜図９に示した分
布反射型ミラー５の前方に延在する出力導波路として、
ＴＭ偏波選択性導波路を配設すればよい。このような光
導波路は、Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉらによって報告されている
（Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．５７ ｐｐ．２７４５（１９９
０））。
【００４７】なお、以上の実施例では半導体光導波路を
ＩｎＰ系材料で構成したが、本発明はこの例にのみ限ら
れるものではなく、例えばＧａＡｓ系材料を用いてもよ
い。さらにまた、各半導体材料の導電型は、上述した実
施例におけるｐおよびｎ形を逆の導電型に入れ換えるこ
ともできる。さらに加えて、上述の実施例では光導波路
構造をウェッジ型としたが、本発明はこの例にのみ限ら
れるものではなく、埋込型光導波路の形態とすることも
できることもちろんである。
ＩｎＰ系材料で構成したが、本発明はこの例にのみ限ら
れるものではなく、例えばＧａＡｓ系材料を用いてもよ
い。さらにまた、各半導体材料の導電型は、上述した実
施例におけるｐおよびｎ形を逆の導電型に入れ換えるこ
ともできる。さらに加えて、上述の実施例では光導波路
構造をウェッジ型としたが、本発明はこの例にのみ限ら
れるものではなく、埋込型光導波路の形態とすることも
できることもちろんである。
【００４８】本発明素子においては、入出力側で異なる
結合係数をもつ回折格子を用いた分布ブラッグ反射器を
用いるが、ここで、この反射器の結合係数Ｋの好適な範
囲について検討する。
結合係数をもつ回折格子を用いた分布ブラッグ反射器を
用いるが、ここで、この反射器の結合係数Ｋの好適な範
囲について検討する。
【００４９】そのために、非対称Ｋ分布反射器として図
１１に示すモデルを用いる。ここで、各パラメータを次
のように定めるものとする。
１１に示すモデルを用いる。ここで、各パラメータを次
のように定めるものとする。
【００５０】入力側分布反射器の結合係数：Ｋr 入力側分布反射器の長さ ：Ｌr 出力側分布反射器の結合係数：Ｋf 出力側分布反射器の長さ ：Ｌf ＝３００μｍ 導波路の損失 ：α＝１０ｃｍ−１ 出力光の出力端でのパワ ：Ｐｆ 出力光の入力端でのパワ ：Ｐr （戻り光パワ） 前後のアイソレーション比 ：ｒ＝（Ｐr ／Ｐf ） 図１２はアイソレーション比を−３０ｄＢとしたときに
要求されるＫf とＫrの値の関係をＬr をパラメータと
して求めた結果である（Ｌf は３００μｍで計算）。Ｌ
r が３００μｍならばＫf が３０ｃｍ-1のときＫr が１
５０ｃｍ-1以上ならばアイソレーション比は−３０ｄＢ
（１／１０００）より良くなる（小さくなる）。
要求されるＫf とＫrの値の関係をＬr をパラメータと
して求めた結果である（Ｌf は３００μｍで計算）。Ｌ
r が３００μｍならばＫf が３０ｃｍ-1のときＫr が１
５０ｃｍ-1以上ならばアイソレーション比は−３０ｄＢ
（１／１０００）より良くなる（小さくなる）。
【００５１】図１３はＬr を３００μｍ（Ｌf は３００
μｍ）に固定したとき、Ｋr とＫfの関係によりアイソ
レーション比がどのように変化するかを示している。Ｋ
f が３００ｃｍ-1の時Ｋr が７０ｃｍ-1で−１０ｄＢ、
１４５ｃｍ-1で−３０ｄＢとなる。
μｍ）に固定したとき、Ｋr とＫfの関係によりアイソ
レーション比がどのように変化するかを示している。Ｋ
f が３００ｃｍ-1の時Ｋr が７０ｃｍ-1で−１０ｄＢ、
１４５ｃｍ-1で−３０ｄＢとなる。
【００５２】以上の考察より、結合係数Ｋの範囲として
好適な範囲は、Ｌf ＝３００μｍ、Ｌr ＝３００μｍ、
α＝１０ｃｍ-1でアイソレーションが１０ｄＢ以上取れ
る程度であって、すなわち、 Ｋf ＜３０ｃｍ-1 Ｋr ＞７０ｃｍ-1 となる。さらに、より好適な範囲としては、同上の条件
で、アイソレーションが３０ｄＢ以上取れる程度であっ
て、 Ｋf ＜ ３０ｃｍ-1 Ｋr ＞１５０ｃｍ-1 となる。
好適な範囲は、Ｌf ＝３００μｍ、Ｌr ＝３００μｍ、
α＝１０ｃｍ-1でアイソレーションが１０ｄＢ以上取れ
る程度であって、すなわち、 Ｋf ＜３０ｃｍ-1 Ｋr ＞７０ｃｍ-1 となる。さらに、より好適な範囲としては、同上の条件
で、アイソレーションが３０ｄＢ以上取れる程度であっ
て、 Ｋf ＜ ３０ｃｍ-1 Ｋr ＞１５０ｃｍ-1 となる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、双安
定型波長変換素子の構成に対して、その入射側には、出
射側の狭帯域の分布反射型ミラー部よりも反射率が非常
に高く、および広帯域の分布反射器を配設し、入射信号
光と出力信号光の偏波を直交させ、出射側の狭帯域の分
布反射型ミラー部をチューニングすることにより波長変
換を行うようにしたので、以下のような利点がある。
定型波長変換素子の構成に対して、その入射側には、出
射側の狭帯域の分布反射型ミラー部よりも反射率が非常
に高く、および広帯域の分布反射器を配設し、入射信号
光と出力信号光の偏波を直交させ、出射側の狭帯域の分
布反射型ミラー部をチューニングすることにより波長変
換を行うようにしたので、以下のような利点がある。
【００５４】（１）入射信号光として出力信号光と直交
する偏波の光を用いることによって、一方向性デバイス
としての構成が可能となるため、アイソレータを挿入す
る必要がない。
する偏波の光を用いることによって、一方向性デバイス
としての構成が可能となるため、アイソレータを挿入す
る必要がない。
【００５５】（２）単独あるいは各種光素子と共に同一
基板に集積化することが容易にできる。
基板に集積化することが容易にできる。
【００５６】（３）入射側の分布反射器の反射率が非常
に高いので、変換光が入射側にほとんど漏れてこないか
ら、波長の変換効率が高く、従って変換利得が大きく、
ひいては出力レベルの大きい出射光を得ることができ
る。
に高いので、変換光が入射側にほとんど漏れてこないか
ら、波長の変換効率が高く、従って変換利得が大きく、
ひいては出力レベルの大きい出射光を得ることができ
る。
【図１】本発明半導体波長変換素子の第１実施例を示す
ＩＩ−ＩＩ′線縦断面図である。
ＩＩ−ＩＩ′線縦断面図である。
【図２】本発明半導体波長変換素子の第１実施例を示す
Ｉ−Ｉ′線横断面図である。
Ｉ−Ｉ′線横断面図である。
【図３】本発明半導体波長変換素子の第１実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図４】第１実施例の強結合分布反射器の波長に対する
透過率を示す特性図である。
透過率を示す特性図である。
【図５】本発明の第３実施例を示すＩＩ−ＩＩ′線縦断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の第３実施例を示すＩ−Ｉ′線横断面図
である。
である。
【図７】本発明の第３実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４実施例を示すＩＩ−ＩＩ′線縦断
面図である。
面図である。
【図９】本発明の第４実施例を示すＩ−Ｉ′線横断面図
である。
である。
【図１０】本発明の第４実施例を示す斜視図である。
【図１１】本発明における結合係数の定め方の説明をす
るための本発明素子のモデル図である。
るための本発明素子のモデル図である。
【図１２】本発明において結合係数を定めるにあたって
用いたＫf とＫr の値の関係をＬr をパラメータとして
示す特性図である。
用いたＫf とＫr の値の関係をＬr をパラメータとして
示す特性図である。
【図１３】本発明において結合係数を定めるにあたって
用いたＫf とＫr の値の関係をＬr をパラメータとして
示す特性図である。
用いたＫf とＫr の値の関係をＬr をパラメータとして
示す特性図である。
【図１４】従来例を示す縦断面図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−クラッド層 ３ 可飽和吸収領域 ４ 利得領域 ５ 分布反射型ミラー部 ６ ｐ−クラッド層 ７ 可飽和吸収領域用電極 ８ 利得領域用電極 ９ チューニング用電極 １０ 電極 １１ 分布反射器 １２ 波長変換素子 １３ 分布帰還型フィルタ １４ 波長選択用電極 １５ 偏波ミキサ １６ 金属膜 １７ 出力導波層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永沼 充 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 上原 信吾 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 車田 克彦 東京都千代田区内幸町１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３−282433（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152289（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−312881（ＪＰ，Ａ) 米国特許5040183（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開285393（ＥＰ，Ａ １) 11ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔ ｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ ｒ Ｌａｓｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （Ａｕｇｕｓｔ 29 1988）ｐｐ．124 −125，Ｋ．Ｋｏｎｄｏ ｅｔ．ａｌ．, ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ，Ｖｏｌ．24 Ｎｏ．11（Ｎｏｖｅｒ ｍｂｅｒ 1988）ｐｐ．2153−2159, Ｈ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ ｅｔ．ａ ｌ．, (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 - 2/02 G02F 1/015 - 1/025 H01S 5/00 - 5/50 630
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体基板上に、第１クラッド層を介し
て、可飽和吸収領域と、利得領域と、変換光波長を選択
する回折格子を含んで構成された分布反射型ミラー部と
を配置し、前記可飽和吸収領域、前記利得領域および前
記分布反射型ミラー部の上に、前記第２クラッドを介し
て、前記可飽和吸収領域、前記利得領域および前記分布
反射型ミラー部に対応し、かつ互いに分離して第１、第
２および第３電極を配置し、第１の偏波状態の入射光に
対して直交する第２偏波状態の波長変換光を得る半導体
波長変換素子において、 前記可飽和吸収領域の光入射側に、前記分布反射型ミラ
ー部の回折格子の波長変換された光に対する結合係数よ
りも波長変換された光に対する結合係数が大きい回折格
子を有し、前記第１偏波状態の入射信号光を透過する分
布反射器を配設し、前記分布反射器は入射光を通過させ
て前記波長変換光を反射させ、前記分布反射型ミラー部
から前記波長変換光を取り出し、かつその波長変換光の
波長を前記第３電極からの注入電流により制御するよう
にしたことを特徴とする半導体波長変換素子。 - 【請求項２】 前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、およ
び前記第２偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域
の導波路断面形状を層の厚さ方向に短い矩形とすること
によりＴＥ偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数を
ＴＭ偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数より大と
なして前記ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可能とする
ことを特徴とする請求項１記載の半導体波長変換素子。 - 【請求項３】 前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、およ
び前記第２偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域
の導波路断面形状を層の厚さ方向に長い矩形とすること
によりＴＭ偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数を
ＴＥ偏波の前記利得領域内部への閉じ込め係数より大と
なして前記ＴＭ偏波状態の変換光取り出しを可能とする
ことを特徴とする請求項１記載の半導体波長変換素子。 - 【請求項４】 前記第１偏波状態をＴＭ偏波状態、およ
び前記第２偏波状態をＴＥ偏波状態とし、前記利得領域
を歪量が０以上の圧縮歪を有する量子井戸構造で構成す
ることによりＴＥ偏波の材料利得をＴＭ偏波の材料利得
より大となして前記ＴＥ偏波状態の変換光取り出しを可
能とすることを特徴とする請求項１記載の半導体波長変
換素子。 - 【請求項５】 前記第１偏波状態をＴＥ偏波状態、およ
び前記第２偏波状態をＴＭ偏波状態とし、前記利得領域
を伸張歪を有する量子井戸構造で構成することによりＴ
Ｍ偏波の材料利得をＴＥ偏波の材料利得より大となして
前記ＴＭ偏波状態の変換光取り出しを可能とすることを
特徴とする請求項２記載の半導体波長変換素子。 - 【請求項６】 前記分布反射器の光導波層を多重量子井
戸構造で構成したことを特徴とする請求項１記載の半導
体波長変換素子。 - 【請求項７】 前記分布反射器の入射側に光増幅器を配
設したことを特徴とする請求項１または６記載の半導体
波長変換素子。 - 【請求項８】 前記分布反射器の入射側に分布帰還型フ
ィルタを配設したことを特徴とする請求項１または６記
載の半導体波長変換素子。 - 【請求項９】 前記光増幅器の入射側に偏波ミキサを配
設したことを特徴とする請求項７記載の半導体波長変換
素子。 - 【請求項１０】 前記分布帰還型フィルタの入射側に偏
波ミキサを配設したことを特徴とする請求項８記載の半
導体波長変換素子。 - 【請求項１１】 前記分布反射型ミラー部の出射側に、
前記入射信号光を遮断し、前記変換光を選択的に透過す
る導波路部を配設したことを特徴とする請求項１，８ま
たは１０記載の半導体波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28989891A JP3050338B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-06 | 半導体波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-299875 | 1990-11-07 | ||
| JP29987590 | 1990-11-07 | ||
| JP28989891A JP3050338B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-06 | 半導体波長変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055911A JPH055911A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3050338B2 true JP3050338B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=26557793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28989891A Expired - Lifetime JP3050338B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-06 | 半導体波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050338B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002006352A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Fujitsu Ltd | 半導体可変波長変換装置 |
| WO2020250268A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイス |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP28989891A patent/JP3050338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| １１ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（Ａｕｇｕｓｔ ２９ １９８８）ｐｐ．１２４−１２５，Ｋ．Ｋｏｎｄｏ ｅｔ．ａｌ．， |
| ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．１１（Ｎｏｖｅｒｍｂｅｒ １９８８）ｐｐ．２１５３−２１５９，Ｈ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ ｅｔ．ａｌ．， |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055911A (ja) | 1993-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7262905B2 (en) | Optical amplifier | |
| US5155737A (en) | Semiconductor wavelength conversion device | |
| JP4794505B2 (ja) | 半導体光増幅装置、半導体光増幅システム及び半導体光集積素子 | |
| JP2004273993A (ja) | 波長可変分布反射型半導体レーザ装置 | |
| JP2000012952A (ja) | 半導体光導波路アレイの製造方法及びアレイ構造半導体光素子 | |
| JP4485745B2 (ja) | 光機能素子および光機能装置 | |
| JP3050338B2 (ja) | 半導体波長変換素子 | |
| JP2004296560A (ja) | 半導体レーザの製造方法および集積光回路の製造方法 | |
| US5675602A (en) | Optical integrated circuit device and driving method therefor | |
| JP6927153B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3006553B2 (ja) | 半導体集積型偏波モード変換器 | |
| JP3504830B2 (ja) | 波長変換素子 | |
| Matsuo et al. | Stable and fast wavelength switching in digitally tunable laser using chirped ladder filter | |
| JP3261679B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザの駆動方法 | |
| JP4008439B2 (ja) | 半導体光増幅器 | |
| JP3215477B2 (ja) | 半導体分布帰還型レーザ装置 | |
| JP4611710B2 (ja) | 光増幅素子 | |
| JPH07153933A (ja) | 波長変換素子 | |
| JPS63122188A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH0590703A (ja) | 半導体光増幅器 | |
| JPH03235915A (ja) | 光機能素子 | |
| JP2676942B2 (ja) | 光変調器 | |
| Ikeda et al. | Proposal of a GaInAs/GaInAsP/InP antiguided filter laser array operating in single longitudinal mode | |
| Weber et al. | New type of tunable optical filter using InGaAsP/InP gratings | |
| JPH04116630A (ja) | 光フリップフロップレーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110331 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110331 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120331 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120331 Year of fee payment: 12 |