JP4579033B2 - 光半導体装置とその駆動方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る光半導体装置について、その製造工程を追いながら説明する。
本実施形態は、第1実施形態と比較して活性層用予備バイアスの電流量のみが異なり、これ以外については第1実施形態と同じである。
本実施形態では、第1実施形態の図24で説明した光半導体装置において、各レーザ素子100〜103の間のレーザ出力の切り替え動作について説明する。
図31は、本実施形態に係る光半導体装置が備えるレーザ素子100の平面図であり、図32は、このレーザ素子100の動作を説明するための断面図である。同図において、第1実施形態で説明した要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
既述の第1〜第4実施形態では、レーザ素子100としてTDA型のものを形成した。これに対し、本実施形態では、光半導体装置が備えるレーザ素子としてTTG(Tunable Twin-Guide)型のものを形成する。
前記半導体基板の一方の面上に形成され、少なくとも回折格子、電流注入により光を発生する活性層、及び電流注入により屈折率が変化する屈折率制御層を含む構造体と、
前記構造体の上方と前記半導体基板の他方の面上のいずれかに、互いに独立して形成された活性層用電極、屈折率制御層用電極、及びスイッチング用電極とを備えたレーザ素子を有し、
前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流が供給されていない状態で、前記活性層用電極から前記活性層に活性層用予備バイアス電流を供給すると共に、前記屈折率制御層用電極から前記屈折率制御層に屈折率制御層用バイアス電流を予め供給しておき、次いで、前記活性層用電極から前記活性層に活性用電流を供給しながら、前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流を供給して前記レーザ素子をオン状態にすると共に、
前記スイッチング電流の供給を停止して前記レーザ素子をオフ状態にすることを特徴とする光半導体装置。
前記一方のレーザ素子をオフ状態にするときに、前記他方のレーザ素子へ前記スイッチング電流を供給して前記他方のレーザ素子をオン状態にすることにより、前記一方のレーザ素子から前記他方のレーザ素子にレーザ出力を切り替えることを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
前記光導波路のそれぞれを通った前記光信号を結合する光結合器と、
前記光結合器から出力された前記光信号の強度を増幅する光増幅器とを有することを特徴とする付記2に記載の光半導体装置。
前記屈折率制御層に電気的に接続された屈折率制御用電流源と、
前記スイッチング用電極に電気的に接続されたスイッチング用電流源と、
前記活性用電流源、前記屈折率制御用電流源、及び前記スイッチング用電流源から供給される電流量を制御する制御部とを有することを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
前記回折格子と、
前記回折格子の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上において、レーザの発振方向に交互に配列された前記活性層及び前記屈折率制御層と、
前記活性層上と前記屈折率制御層上とに形成されたクラッド層とを有することを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
前記スイッチング用電極も前記構造体の上方に形成されたことを特徴とする付記9に記載の光半導体装置。
前記回折格子と、
前記回折格子の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上に形成された前記屈折率制御層と、
前記屈折率制御層の上に形成された中間層と、
前記中間層の上に形成された前記活性層と、
前記活性層の上に形成されたクラッド層とを有することを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
前記屈折率制御層用電極は前記半導体基板の他方の面上に形成され、
前記中間層に中間層用電極が電気的に接続されたことを特徴とする付記12に記載の光半導体装置。
前記半導体基板の一方の面上に形成され、少なくとも回折格子、電流注入により光を発生する活性層、及び電流注入により屈折率が変化する屈折率制御層を含む構造体と、
前記構造体の上方と前記半導体基板の他方の面上のいずれかに、互いに独立して形成された活性層用電極、屈折率制御層用電極、及びスイッチング用電極とを備えたレーザ素子を有する光半導体装置の駆動方法であって、
前記スイッチング用電極から前記活性層にスイッチング電流が供給されていない状態で、前記活性層用電極から前記活性層に活性層用予備バイアス電流を供給すると共に、前記屈折率制御層用電極から前記屈折率制御層に屈折率制御層用バイアス電流を予め供給しておき、次いで、前記活性層用電極から前記活性層に活性用電流を供給しながら、前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流を供給して前記レーザ素子をオン状態にすると共に、
前記スイッチング電流の供給を停止して前記レーザ素子をオフ状態にすることを特徴とする光半導体装置の駆動方法。
前記一方のレーザ素子をオフ状態にするときに、前記他方のレーザ素子へ前記スイッチング電流を供給して前記他方のレーザ素子をオン状態にすることにより、前記一方のレーザ素子から前記他方のレーザ素子にレーザ出力を切り替えることを特徴とする付記14に記載の光半導体装置の駆動方法。
Claims (12)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面上に形成され、少なくとも回折格子、電流注入により光を発生する活性層、及び電流注入により屈折率が変化する屈折率制御層を含む構造体と、
前記構造体の上方と前記半導体基板の他方の面上のいずれかに、互いに独立して形成された活性層用電極、屈折率制御層用電極、及びスイッチング用電極とを備えたレーザ素子を有し、
前記スイッチング用電極が、前記活性層の一部の領域のみに電気的に接続され、
前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流が供給されていない状態で、前記活性層用電極から前記活性層に活性層用予備バイアス電流を供給すると共に、前記屈折率制御層用電極から前記屈折率制御層に屈折率制御層用バイアス電流を予め供給しておき、次いで、前記活性層用電極から前記活性層に活性用電流を供給しながら、前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流を供給して前記レーザ素子をオン状態にすると共に、
前記スイッチング電流の供給を停止して前記レーザ素子をオフ状態にすることを特徴とする光半導体装置。 - 前記一部の領域は、前記構造体の中央部に位置することを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記レーザ素子が少なくとも二つ設けられ、一方の該レーザ素子がオン状態のときに、他方の前記レーザ素子に前記予備バイアス電流を供給しておき、
前記一方のレーザ素子をオフ状態にするときに、前記他方のレーザ素子へ前記スイッチング電流を供給して前記他方のレーザ素子をオン状態にすることにより、前記一方のレーザ素子から前記他方のレーザ素子にレーザ出力を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。 - 前記レーザ素子毎に設けられ、該レーザ素子からの光信号が通る光導波路と、
前記光導波路のそれぞれを通った前記光信号を結合する光結合器と、
前記光結合器から出力された前記光信号の強度を増幅する光増幅器とを有することを特徴とする請求項3に記載の光半導体装置。 - 前記活性層用予備バイアス電流の電流密度は、前記レーザ素子がオン状態のときの前記活性用電流の電流密度よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記スイッチング用電極は、前記レーザ素子の出力端に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記構造体は、
前記回折格子と、
前記回折格子の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上において、レーザの発振方向に交互に配列された前記活性層及び前記屈折率制御層と、
前記活性層上と前記屈折率制御層上とに形成されたクラッド層とを有することを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。 - 前記構造体は、
前記回折格子と、
前記回折格子の上に形成されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上に形成された前記屈折率制御層と、
前記屈折率制御層の上に形成された中間層と、
前記中間層の上に形成された前記活性層と、
前記活性層の上に形成されたクラッド層とを有することを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面上に形成され、少なくとも回折格子、電流注入により光を発生する活性層、及び電流注入により屈折率が変化する屈折率制御層を含む構造体と、
前記構造体の上方と前記半導体基板の他方の面上のいずれかに、互いに独立して形成された活性層用電極、屈折率制御層用電極、及びスイッチング用電極とを備え、前記スイッチング用電極が、前記活性層の一部の領域のみに電気的に接続されたレーザ素子を有する光半導体装置の駆動方法であって、
前記スイッチング用電極から前記活性層にスイッチング電流が供給されていない状態で、前記活性層用電極から前記活性層に活性層用予備バイアス電流を供給すると共に、前記屈折率制御層用電極から前記屈折率制御層に屈折率制御層用バイアス電流を予め供給しておき、次いで、前記活性層用電極から前記活性層に活性用電流を供給しながら、前記スイッチング用電極から前記活性層の一部にスイッチング電流を供給して前記レーザ素子をオン状態にすると共に、
前記スイッチング電流の供給を停止して前記レーザ素子をオフ状態にすることを特徴とする光半導体装置の駆動方法。 - 前記一部の領域は、前記構造体の中央部に位置することを特徴とする請求項9に記載の光半導体装置の駆動方法。
- 前記レーザ素子が少なくとも二つ設けられ、一方の該レーザ素子がオン状態のときに、他方の前記レーザ素子に前記予備バイアス電流を供給しておき、
前記一方のレーザ素子をオフ状態にするときに、前記他方のレーザ素子へ前記スイッチング電流を供給して前記他方のレーザ素子をオン状態にすることにより、前記一方のレーザ素子から前記他方のレーザ素子にレーザ出力を切り替えることを特徴とする請求項9に記載の光半導体装置の駆動方法。 - 前記活性層用予備バイアス電流の電流密度を、前記レーザ素子がオン状態における前記活性用電流の電流密度よりも大きく設定することを特徴とする請求項9に記載の光半導体装置の駆動方法。
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