JP5001239B2 - Semiconductor tunable laser - Google Patents

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Description

本発明は、波長可変レーザに関し、より具体的には波長多重大容量通信を支えるための重要な光部品である半導体波長可変レーザに関する。   The present invention relates to a wavelength tunable laser, and more specifically to a semiconductor wavelength tunable laser that is an important optical component for supporting wavelength division multiplexing large capacity communication.

近年、インターネットにおける爆発的なトラフィックの増加によりノード間を結ぶ伝送には波長多重を用いてノード間の伝送容量を増加させている。   In recent years, due to the explosive increase of traffic on the Internet, transmission capacity between nodes is increased by using wavelength multiplexing for transmission between nodes.

波長可変レーザはこのような波長多重伝送において欠かすことのできない重要な部品である。   The wavelength tunable laser is an important component indispensable for such wavelength division multiplexing transmission.

このような背景下、超周期構造グレーティング(Super-structure grating:SSG)を用いた波長可変レーザ(SSG Distributed Bragg Reflector Laser Diode:SSG−DBR−LD)が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   Under such a background, a tunable laser (SSG-DBR-LD) using a super-structure grating (SSG) has been proposed (for example, Non-Patent Document 1). reference).

図21は、SSG−DBR−LDの概略構成を示す図である。SSGは一定周波数間隔(Free Spectral Range:FSR)で反射強度が大きくなる特長を持つ反射型グレーティングであり、SSG−DBR−LDでは二つの異なるFSRを持つSSGを用いることにより二つのFSRの最小公倍数の周波数領域で波長可変動作を得る事を可能にしている。具体的に発振波長を変化させるためにはSSG領域に独立に電流注入してSSG部分の屈折率を変化させてグレーティング反射ピーク波長を調整する。電流注入はナノ秒程度で高速に屈折率変調が可能である。   FIG. 21 is a diagram illustrating a schematic configuration of the SSG-DBR-LD. SSG is a reflection type grating with the feature that the reflection intensity increases at a constant frequency interval (Free Spectral Range: FSR). In SSG-DBR-LD, the least common multiple of two FSRs is obtained by using SSG having two different FSRs. It is possible to obtain a wavelength tunable operation in the frequency region. Specifically, in order to change the oscillation wavelength, current is independently injected into the SSG region, and the refractive index of the SSG portion is changed to adjust the grating reflection peak wavelength. Refractive index modulation can be performed at high speed in about nanoseconds by current injection.

Hiroyuki Ishii et al., “Multiple-Phase Shift Super Structure Grating DBR Lasers for Broad Wavelength Tuning”, Photonics Technology Letters, IEEE, June 1993, vol.5, No. 6, pp.613-615Hiroyuki Ishii et al., “Multiple-Phase Shift Super Structure Grating DBR Lasers for Broad Wavelength Tuning”, Photonics Technology Letters, IEEE, June 1993, vol.5, No. 6, pp.613-615

しかしながら、上述したSSG−DBR−LDでは、二つのSSG−DBR領域に加えて位相調整領域の正確な屈折率の調整が必要となるために、制御が複雑になると言う問題がある。さらにSSG領域に電流注入を行うと、同時に素子抵抗により発熱が起こりグレーティング付近の温度が上昇する。これは屈折率をマイクロ秒程度で変化させることとなり、結果としてレーザの縦モード波長を変化させるため発振波長を数10GHz程度で変化させてしまう。この事は波長可変レーザと波長フィルタを組み合わせて出力ポートを切り替える等の用途に波長可変レーザを用いる場合には、上述のような波長変化が起こると隣接チャネルへのクロストークとなるため極力小さくする必要がある。   However, the above-described SSG-DBR-LD has a problem that the control is complicated because it is necessary to accurately adjust the refractive index of the phase adjustment region in addition to the two SSG-DBR regions. Further, when current is injected into the SSG region, heat is generated by the element resistance at the same time, and the temperature near the grating rises. This changes the refractive index in about microseconds. As a result, in order to change the longitudinal mode wavelength of the laser, the oscillation wavelength is changed in the order of several tens of GHz. When using a wavelength tunable laser for applications such as switching the output port by combining a wavelength tunable laser and a wavelength filter, if the wavelength change as described above occurs, crosstalk will occur to the adjacent channel, making it as small as possible. There is a need.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な波長制御と波長スイッチング後の波長変化(波長ドリフト)の小さな波長可変レーザを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a wavelength tunable laser having a simple wavelength control and a small wavelength change (wavelength drift) after wavelength switching.

波長ドリフトは前述のようにSSG領域への電流注入後の素子抵抗からの発熱によりレーザの縦モード波長が変化することが原因である。従って、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、レーザ部分と波長可変機能を有する光フィードバック部とを独立に構成され、かつモノリシック集積されていることである。本発明のレーザでは、波長可変フィルタを含む光フィードバック回路(光フィードバック部)が、ファブリペローレーザ(レーザ部分)の多モード発振スペクトルの中から一つのモードを選択的にファブリペローレーザへフィードバックすることにより、フィードバックされた光と同じ波長の光のみが発振するシングルモードレーザとして機能する。このような動作原理で動作する本発明の波長可変レーザは、レーザの縦モード間隔はファブリペローレーザ部分の共振器長により決定される。従って、光フィードバック部にある波長可変フィルタの屈折率が発熱により変化してもファブリペローレーザ(レーザ部分)の縦モードは変化せず、SSG−DBRレーザ等で問題となる波長ドリフトは起こらない。波長可変フィルタとしては、グレーティング型波長可変フィルタ、ラダー型波長可変フィルタ、リング共振型波長可変フィルタなどを用いることができる。透過型のフィルタであるラダー型波長可変フィルタやリング共振型波長可変フィルタを波長可変フィルタとして用いる場合、ファブリペローレーザと光フィードバック回路の間の反射鏡(ファブリペローレーザが有する対向する2つの反射鏡の光フィードバック回路側の反射鏡)とは異なる端に反射鏡を設けることにより、反射型波長可変フィルタとすることもできる。   As described above, the wavelength drift is caused by a change in the longitudinal mode wavelength of the laser due to heat generation from the element resistance after current injection into the SSG region. Therefore, one feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the laser part and the optical feedback unit having the wavelength tunable function are independently configured and monolithically integrated. In the laser of the present invention, an optical feedback circuit (optical feedback unit) including a wavelength tunable filter selectively feeds back one mode from the multimode oscillation spectrum of the Fabry-Perot laser (laser part) to the Fabry-Perot laser. Thus, it functions as a single mode laser in which only light having the same wavelength as the fed-back light oscillates. In the wavelength tunable laser of the present invention that operates on such an operating principle, the longitudinal mode interval of the laser is determined by the cavity length of the Fabry-Perot laser portion. Therefore, the longitudinal mode of the Fabry-Perot laser (laser portion) does not change even if the refractive index of the wavelength tunable filter in the optical feedback section changes due to heat generation, and wavelength drift that causes problems in the SSG-DBR laser or the like does not occur. As the wavelength variable filter, a grating type wavelength variable filter, a ladder type wavelength variable filter, a ring resonance type wavelength variable filter, or the like can be used. When a ladder type wavelength tunable filter or a ring resonance type wavelength tunable filter, which is a transmission type filter, is used as a wavelength tunable filter, a reflector between the Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit (two opposing mirrors of the Fabry-Perot laser) By providing a reflecting mirror at an end different from the reflecting mirror on the optical feedback circuit side), a reflective wavelength tunable filter can be obtained.

本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の別の特徴は、ファブリペローレーザと光フィードバック回路の間の反射鏡がドライエッジングにより作成されていることである。これによりファブリペローレーザと光フィードバック回路とをモノリシック集積することが可能となり、本発明に係る波長可変レーザを安定かつコンパクトに作製することができる。好ましくは、ファブリペローレーザが有する対向する2つの反射鏡の双方がドライエッジングにより作成される。これにより、エッジング工程におけるレジストマスクの位置決め精度で共振器長を設計・作成することもできる。   Another feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the reflecting mirror between the Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit is formed by dry edging. As a result, the Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit can be monolithically integrated, and the tunable laser according to the present invention can be manufactured stably and compactly. Preferably, both of the two opposing mirrors of the Fabry-Perot laser are produced by dry edging. Thereby, the resonator length can be designed and created with the positioning accuracy of the resist mask in the edging process.

本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段のさらに別の特徴は、ファブリペローレーザにおける共振器の縦モード間隔が出力波長の波長グリッド間隔に合わせ作成されていることである。これにより、波長可変フィルタのフィルタ特性(フィードバックされる光の周波数特性)のみを変えることで、出力光の波長(ファブリペローレーザの発振波長)を、正確かつ簡単に波長グリッドのいずれかにスイッチ可能な波長可変レーザを提供することができる。これは従来例のSSG−DBRレーザのように二つのDBRの反射波長と位相調整領域の屈折率によりアナログ的に波長の変化する波長可変レーザでは実現不可能なものである。   Still another feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the longitudinal mode interval of the resonator in the Fabry-Perot laser is created in accordance with the wavelength grid interval of the output wavelength. This makes it possible to switch the wavelength of the output light (the Fabry-Perot laser oscillation wavelength) to one of the wavelength grids accurately and easily by changing only the filter characteristics of the tunable filter (frequency characteristics of the feedback light). A tunable laser can be provided. This cannot be realized with a wavelength tunable laser in which the wavelength changes in an analog manner depending on the reflection wavelength of the two DBRs and the refractive index of the phase adjustment region, such as the conventional SSG-DBR laser.

ところで、一般に半導体では屈折率に波長依存性があることから、ファブリペローレーザにおける共振器の縦モード間隔も同様に若干ではあるが波長依存性を有する。特に、レーザ発振に必要なゲインを持つ活性層はバンドギャップが発振波長とほぼ等しいため発振波長付近での屈折率の波長依存性が大きい。このような屈折率の波長依存性による発振波長のわずかな変化は使用目的によっては許容できない値となってしまう。   By the way, since the refractive index of a semiconductor is generally wavelength-dependent, the longitudinal mode interval of a resonator in a Fabry-Perot laser is also slightly wavelength-dependent. In particular, an active layer having a gain necessary for laser oscillation has a large band gap and a wavelength dependency of the refractive index near the oscillation wavelength because the band gap is substantially equal to the oscillation wavelength. Such a slight change in the oscillation wavelength due to the wavelength dependence of the refractive index is an unacceptable value depending on the purpose of use.

そこで、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、ファブリペローレーザにおける活性層の光閉じこめ係数が小さく、あるいは活性層以外の光のフィールドが広がる部分の組成のバンドギャップが大きくなるように構成されていることである。これにより、ファブリペローレーザにおける共振器の波長依存性を低減させることができる。   Accordingly, one feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the band gap of the composition of the portion where the optical confinement factor of the active layer in the Fabry-Perot laser is small or the light field other than the active layer is widened. Is configured to be large. Thereby, the wavelength dependency of the resonator in the Fabry-Perot laser can be reduced.

また、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の別の特徴は、ファブリペローレーザ内に波長調整用の領域が設けられていることである。これにより、ファブリペローレーザにおける共振器の波長依存性を補償し、出力光の波長を正確かつ簡単に波長グリッドに調整することができ、同時に本発明に係る波長可変レーザの作製マージンを増加させることができる。   Another feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that a wavelength adjusting region is provided in the Fabry-Perot laser. As a result, the wavelength dependence of the resonator in the Fabry-Perot laser can be compensated, and the wavelength of the output light can be accurately and easily adjusted to the wavelength grid, and at the same time, the manufacturing margin of the tunable laser according to the present invention can be increased. Can do.

本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、光フィードバック回路内に半導体光アンプ(SOA)を備えることである。これにより、光フィードバック回路の反射率の調整に加え、ファブリペローレーザにフィードバックするフィードバック光の光強度を調整可能とすることができ、同時に本発明に係る波長可変レーザの作製マージンを増加させることができる。   One feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that a semiconductor optical amplifier (SOA) is provided in the optical feedback circuit. Thereby, in addition to the adjustment of the reflectance of the optical feedback circuit, the light intensity of the feedback light fed back to the Fabry-Perot laser can be adjusted, and at the same time, the manufacturing margin of the wavelength tunable laser according to the present invention can be increased. it can.

ところで、フィードバック回路からのフィードバック光がシングルモード発振させるために必要な光強度より過度に大きすぎる場合、ファブリペローレーザを構成する共振器に加えて、光フィードバック回路自体がレーザとして発振し、レーザの縦モード間隔が光フィードバック回路を含めた素子全体で決定されてしまう。そのような場合、レーザの縦モード間隔が10GHz程度と狭くなってしまい、環境温度やフィルタのピーク波長の設定によっては、動作が不安定(モードホップ等)になってしまうという問題が生じる。   By the way, when the feedback light from the feedback circuit is excessively larger than the light intensity necessary for single mode oscillation, in addition to the resonator constituting the Fabry-Perot laser, the optical feedback circuit itself oscillates as a laser, The longitudinal mode interval is determined for the entire device including the optical feedback circuit. In such a case, the laser longitudinal mode interval becomes as narrow as about 10 GHz, and the operation becomes unstable (mode hop etc.) depending on the setting of the environmental temperature and the peak wavelength of the filter.

そこで、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、フィードバック光強度が、ファブリペローレーザが単一縦モード発振させるための閾値強度より大きく、かつファブリペローレーザ側からの出力光スペクトルにおいてファブリペローレーザの共振器長により決定される縦モード以外のモードが観測されないように(観測されるモードの強度より小さくなるように)調整されていることである。フィードバック光強度を閾値強度よりわずかに大きくして動作させることにより、レーザ共振器をファブリペローレーザ共振器部分のみで決定されるように制御し、レーザの縦モード間隔を広く取り動作を安定させることができる。   Therefore, one feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the feedback light intensity is larger than the threshold intensity for causing the Fabry-Perot laser to oscillate in a single longitudinal mode, and from the Fabry-Perot laser side. In the output optical spectrum, adjustment is made so that modes other than the longitudinal mode determined by the cavity length of the Fabry-Perot laser are not observed (becomes smaller than the observed mode intensity). By controlling the laser resonator to be determined only by the Fabry-Perot laser resonator part by operating the feedback light intensity slightly larger than the threshold intensity, widen the longitudinal mode interval of the laser and stabilize the operation. Can do.

また、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の別の特徴は、ファブリペローレーザと光フィードバック回路の間の反射鏡(ファブリペローレーザが有する対向する2つの反射鏡の光フィードバック回路側の反射鏡)の反射率を他の反射鏡の反射率と比較して大きく設定されていることである。これにより、ファブリペローレーザと光フィードバック回路とが独立した共振器となり、前述したような光フィードバック回路を含む素子全体が複合キャビティとして動作することを抑制され、本発明に係る波長可変レーザの波長可変動作を安定させることができる。   Further, another feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that a reflecting mirror between the Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit (the optical feedback circuit side of two opposing reflecting mirrors of the Fabry-Perot laser) That is, the reflectance of the reflecting mirror is set larger than the reflectance of the other reflecting mirrors. As a result, the Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit become independent resonators, and the entire element including the optical feedback circuit as described above is prevented from operating as a composite cavity. The operation can be stabilized.

本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、光フィードバック回路で用いる波長可変フィルタとして、一つのフィルタで大きな波長可変範囲を持つラダー型フィルタが用いられていることである。これにより、より簡単な波長可変動作が可能となる。   One feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that a ladder type filter having a large wavelength tunable range is used as one wavelength tunable filter used in the optical feedback circuit. . Thereby, simpler wavelength tunable operation becomes possible.

また、本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の別の特徴は、光フィードバック回路で用いる波長可変フィルタとして、異なる周波数間隔で反射光あるいは透過光が極大を持つ二つ以上の波長可変フィルタが用いられていることである。これにより、波長可変動作を可能とすることができる。   Further, another feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the wavelength tunable filter used in the optical feedback circuit is two or more wavelength tunable in which reflected light or transmitted light has a maximum at different frequency intervals. The filter is used. Thereby, the wavelength variable operation can be made possible.

本発明に係る波長可変レーザにおける問題を解決する手段の一つの特徴は、ファブリペローレーザの出力端にSOAが集積されていることである。これにより本発明に係る波長可変レーザの高出力化を可能とすることができる。   One feature of the means for solving the problem in the wavelength tunable laser according to the present invention is that the SOA is integrated at the output end of the Fabry-Perot laser. As a result, the output of the wavelength tunable laser according to the present invention can be increased.

以上説明したように、本発明によれば、これまで実現できなかった波長ドリフトが少なく、制御が簡単な波長可変レーザを提供することが可能となる。本発明によれば、波長可変時の波長フィルタ付近で発生する温度変化による波長ドリフトが抑制され、かつ波長可変の制御が簡単な波長可変レーザを提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a wavelength tunable laser that has few wavelength drifts that could not be realized so far and is easy to control. According to the present invention, it is possible to provide a wavelength tunable laser in which wavelength drift due to a temperature change generated in the vicinity of a wavelength filter at the time of wavelength tuning is suppressed and wavelength tuning control is simple.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる波長可変レーザの構成図である。図1に示す波長可変レーザは、反射鏡1と反射鏡2とを有するファブリペローレーザ部と、反射鏡2を介してファブリペローレーザ部と結合された波長可変フィルタを含む光フィードバック回路とがモノリシック集積され、波長可変フィルタで選択した波長で単一縦モード発振する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength tunable laser according to an embodiment of the present invention. The monolithic tunable laser shown in FIG. 1 includes a Fabry-Perot laser unit having a reflecting mirror 1 and a reflecting mirror 2 and an optical feedback circuit including a tunable filter coupled to the Fabry-Perot laser unit via the reflecting mirror 2. Integrated and oscillates in a single longitudinal mode at a wavelength selected by a tunable filter.

図1に示すように、ファブリペローレーザ部の導波路のコア層には発振波長でゲインを持つゲイン層(本実施例では1.53ミクロンにフォトルミネッセンスピークをもつInGaAsPを用いたMQW構造)を有し、波長可変フィルタの導波路のコア層には発振波長で吸収の少ないパッシブ層(本実施例では1.4ミクロンにフォトルミネッセンスピークをもつInGaAsPバルク構造)を有する。図示のように、本実施形態の波長可変フィルタにおいて、ファブリペローレーザ部の導波路および波長可変フィルタの導波路はバットジョイント構造のエピタキシャル成長基板を用いている。なお、コア層以外の部分は共通となっておりコア層下部はn型InP基板上にn型InP層、コア層上部は下からp型InP層、p型InGaAsPコンタクト層となっている。   As shown in FIG. 1, a gain layer having a gain at an oscillation wavelength (in this embodiment, an MQW structure using InGaAsP having a photoluminescence peak at 1.53 microns) is provided in the core layer of the waveguide of the Fabry-Perot laser section. And a passive layer having a low absorption at the oscillation wavelength (in this embodiment, an InGaAsP bulk structure having a photoluminescence peak at 1.4 microns) in the core layer of the waveguide of the wavelength tunable filter. As shown in the figure, in the wavelength tunable filter of this embodiment, the waveguide of the Fabry-Perot laser unit and the waveguide of the wavelength tunable filter use an epitaxial growth substrate having a butt joint structure. The portions other than the core layer are common, and the lower part of the core layer is an n-type InP layer on the n-type InP substrate, and the upper part of the core layer is a p-type InP layer and a p-type InGaAsP contact layer from the bottom.

ゲイン層、ゲイン層両端の反射鏡1および2はファブリペローレーザを構成し、透過型の波長可変フィルタ、波長可変フィルタ両端の反射鏡2および3は光フィードバック回路を構成する。なお、波長可変フィルタが反射型(例えば、グレーティング型波長可変フィルタ)の場合、反射鏡3は不要で無反射コーティングが必要となる。   The gain layer and the reflecting mirrors 1 and 2 at both ends of the gain layer constitute a Fabry-Perot laser, and the transmission type wavelength tunable filter and the reflecting mirrors 2 and 3 at both ends of the wavelength tunable filter constitute an optical feedback circuit. When the wavelength tunable filter is a reflection type (for example, a grating type wavelength tunable filter), the reflecting mirror 3 is unnecessary and an antireflection coating is necessary.

図2は、反射鏡2の構成法を説明するための図である。ファブリペローレーザ部と光フィードバック回路とをモノリシック集積するためには広い波長範囲でほぼ同じ反射率を持つ反射鏡の作製が重要である。図2(a)はエッチングにより作製したギャップミラーの断面図を示している。ギャップミラーはエッチングガスとして塩素を用いたInductively-coupled plasma(ICP)反応性イオンエッチングにより作製した。   FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration method of the reflecting mirror 2. In order to monolithically integrate the Fabry-Perot laser unit and the optical feedback circuit, it is important to manufacture a reflecting mirror having substantially the same reflectance in a wide wavelength range. FIG. 2A shows a cross-sectional view of a gap mirror manufactured by etching. The gap mirror was produced by inductively-coupled plasma (ICP) reactive ion etching using chlorine as an etching gas.

図2(b)は、ギャップ幅と反射率の関係を示す図である。ギャップ幅に依存して0%から40%程度の範囲で反射率を設定可能となる。ギャップを、1ミクロン以下のギャップ幅で作製した場合は波長200nm以上でほぼ同じ反射率を得ることができる。   FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the gap width and the reflectance. Depending on the gap width, the reflectance can be set in the range of about 0% to 40%. When the gap is produced with a gap width of 1 micron or less, substantially the same reflectance can be obtained at a wavelength of 200 nm or more.

また、図2(c)はDFBレーザで用いられるようなグレーティング型の反射鏡示す図であり、反射鏡2としてグレーティング型の反射鏡を用いることも可能である。ただし、グレーティング型の反射鏡を用いる場合は広い範囲で大きな反射率を持つためには活性層の大部分をエッチングするようなグレーティングの作製が必須である。   FIG. 2C is a diagram showing a grating-type reflecting mirror as used in a DFB laser, and a grating-type reflecting mirror can be used as the reflecting mirror 2. However, in the case of using a grating-type reflecting mirror, it is essential to produce a grating that etches most of the active layer in order to have a large reflectance over a wide range.

つぎに、図3を用いて本素子の動作原理を説明する。図3中、破線で囲んだ部分が、出力されるレーザ光の波長である。図3(a)は、光フィードバック回路がないとした場合における図1のファブリペローレーザの反射鏡2からの出力を示す図であり、図示のようにファブリペローレーザは反射鏡1と2に挟まれるファブリペロー共振器の複数のピーク波長で発振する。図3(b)は、波長可変フィルタの透過特性を示している。ファブリペローレーザの反射鏡2から出力された光は波長可変フィルタでフィルタリングされた後、所望の反射率を持つ反射鏡3により反射され再び波長可変フィルタを通過し、フィードバック光として再度ファブリペローレーザに入射する。図3(c)は、この再入射するフィードバック光スペクトルを示した図である。従って、本実施形態の波長可変レーザは図3(d)に示すように最もフィードバック光強度の大きな波長でのみシングルモード発振する。このフィードバック光のピーク波長を可変にすることで本実施形態の波長可変レーザではファブリペローレーザの縦モード間隔に従った出力光を得ることが可能となる。   Next, the operation principle of the present element will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the portion surrounded by the broken line is the wavelength of the laser beam to be output. FIG. 3A is a diagram showing the output from the reflecting mirror 2 of the Fabry-Perot laser of FIG. 1 when there is no optical feedback circuit, and the Fabry-Perot laser is sandwiched between the reflecting mirrors 1 and 2 as shown. Oscillates at a plurality of peak wavelengths of the Fabry-Perot resonator. FIG. 3B shows the transmission characteristics of the wavelength tunable filter. The light output from the reflecting mirror 2 of the Fabry-Perot laser is filtered by the wavelength tunable filter, then reflected by the reflecting mirror 3 having a desired reflectance, passes again through the wavelength tunable filter, and is again fed to the Fabry-Perot laser as feedback light. Incident. FIG. 3C is a diagram showing the re-incident feedback light spectrum. Therefore, the wavelength tunable laser according to the present embodiment oscillates in a single mode only at a wavelength having the highest feedback light intensity as shown in FIG. By making the peak wavelength of the feedback light variable, the wavelength tunable laser of this embodiment can obtain output light according to the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser.

比較のために、図4を参照して、図21に示した従来例のSSG−DBR−LDの場合の動作原理を説明する。図4(a)は、SSG−DBR領域がない活性層領域のみの場合、活性層領域からの出力を示している。図示のように、活性層組成に依存したブロードな自然放出光となる。図4(b)は、前後の異なる二つのFSRをもつSSG−DBR領域からの反射スペクトルを示している。二つのSSG−DBRのピーク波長が一致した波長で大きな反射率を得ることができる。図4(c)は、活性層、位相調整領域、両側のSSG−DBR領域の実効長から求められるキャビティモード(縦モード)を示している。従って、従来例のSSG−DBR−LDでは、図4(d)に示すように最も反射率が高く、キャビティモード(縦モード)と一致する波長でシングルモード発振する。   For comparison, the operation principle of the conventional SSG-DBR-LD shown in FIG. 21 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows the output from the active layer region in the case of only the active layer region without the SSG-DBR region. As shown in the figure, it becomes a broad spontaneous emission light depending on the composition of the active layer. FIG. 4B shows a reflection spectrum from an SSG-DBR region having two front and rear different FSRs. A large reflectance can be obtained at a wavelength at which the peak wavelengths of the two SSG-DBRs coincide. FIG. 4C shows a cavity mode (longitudinal mode) obtained from the effective lengths of the active layer, the phase adjustment region, and the SSG-DBR regions on both sides. Therefore, the SSG-DBR-LD of the conventional example has the highest reflectivity as shown in FIG. 4D and oscillates in a single mode at a wavelength that matches the cavity mode (longitudinal mode).

両者を比較すると、本実施形態の波長可変レーザでは、ファブリペローレーザのモード間隔により発振波長が限定される。例えば、本実施形態の波長可変レーザではキャビティモード間隔は100GHzで設定可能なのに対してSSG−DBRレーザでは20GHz程度になる。レーザが安定にシングルモード発振するためには、キャビティモードにおけるフィードバック光の強度差、あるいはDBR領域からの反射率の差が重要となる。従って、本実施形態の波長可変レーザでは従来例と比較するとフィルタ特性への制約(例えば3dB帯域幅)が緩和される。さらに、従来例のSSG−DBRレーザのキャビティモードは、前述したように活性層、位相調整領域、両側のSSG−DBR領域の実効長から決定される。従って、電流注入などによりSSG−DBRの反射ピークを変化させた場合には発熱によりSSG−DBR領域の屈折率が変化し、結果としてキャビティモード波長が変化してしまい、波長ドリフトが起こってしまう。これに対して、本実施形態の波長可変レーザでは、キャビティモード波長は、ファブリペローレーザ部分でのみ決められるため、波長可変フィルタ部分に発熱による屈折率変化が起こった場合でも、キャビティモード波長は変化しないことになる。加えて、発熱による透過ピーク波長のわずかな変化では、キャビティモード間隔が広いために発信波長は変化しない。   When both are compared, in the wavelength tunable laser of this embodiment, the oscillation wavelength is limited by the mode interval of the Fabry-Perot laser. For example, the cavity mode interval can be set at 100 GHz in the wavelength tunable laser of this embodiment, whereas it is about 20 GHz in the SSG-DBR laser. In order for the laser to stably oscillate in the single mode, the difference in the intensity of the feedback light in the cavity mode or the difference in the reflectance from the DBR region is important. Therefore, in the wavelength tunable laser according to the present embodiment, the restriction on the filter characteristics (for example, 3 dB bandwidth) is relaxed as compared with the conventional example. Further, as described above, the cavity mode of the conventional SSG-DBR laser is determined from the effective lengths of the active layer, the phase adjustment region, and the SSG-DBR regions on both sides. Therefore, when the reflection peak of the SSG-DBR is changed by current injection or the like, the refractive index of the SSG-DBR region changes due to heat generation, resulting in a change in the cavity mode wavelength and a wavelength drift. On the other hand, in the wavelength tunable laser according to the present embodiment, the cavity mode wavelength is determined only in the Fabry-Perot laser part. Therefore, even if the refractive index change due to heat generation occurs in the wavelength tunable filter part, the cavity mode wavelength changes. Will not. In addition, a slight change in the transmission peak wavelength due to heat generation does not change the transmission wavelength because the cavity mode interval is wide.

ファブリペローレーザにおける共振器の縦モード間隔は、出力波長の波長グリッド間隔に合わせ作成されている。ファブリペローレーザの縦モード間隔を例えば国際電気通信連合(ITU)で標準化されている波長間隔(ITUグリッド)と同じ波長に設定すれば、本実施形態の波長可変レーザは、波長可変フィルタの透過ピーク波長を調整するだけで出力光の波長をITUグリッド上のいずれかの波長に簡単に可変することが可能となる。この際、従来のレーザでは劈開を用いてレーザを作製するため、キャビティ長は数ミクロンの範囲でしか制御できないが、ファブリペローレーザの両端をドライエッチングによるエッチングミラーおよびギャップミラーにより作製すればサブミクロン程度で制御可能となる。   The longitudinal mode interval of the resonator in the Fabry-Perot laser is created in accordance with the wavelength grid interval of the output wavelength. If the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser is set to the same wavelength as the wavelength interval (ITU grid) standardized by, for example, the International Telecommunication Union (ITU), the wavelength tunable laser of this embodiment can transmit the transmission peak of the wavelength tunable filter. It becomes possible to easily change the wavelength of the output light to any wavelength on the ITU grid simply by adjusting the wavelength. At this time, since the conventional laser uses a cleavage to produce a laser, the cavity length can only be controlled within a few microns. However, if both ends of a Fabry-Perot laser are produced by an etching mirror and a gap mirror by dry etching, a submicron can be obtained. It becomes controllable at a degree.

ところで、一般に半導体では屈折率に波長依存性があることから、ファブリペローレーザの縦モード間隔は若干ではあるが波長依存性を持ってしまう。特に、レーザ発振に必要なゲインを持つ活性層はバンドギャップが発振波長とほぼ等しいため屈折率の波長依存性が大きい。これは使用用途によっては許容できない波長ずれとなる。   By the way, in general, since the refractive index of a semiconductor has a wavelength dependence, the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser has a wavelength dependence, although it is slight. In particular, an active layer having a gain necessary for laser oscillation has a large wavelength dependence of the refractive index because the band gap is substantially equal to the oscillation wavelength. This is an unacceptable wavelength shift depending on the intended use.

そこで、図5はファブリペローレーザの縦モード間隔の波長依存性を低減するための一方策を示す図である。図5(a)は、ファブリペローレーザの光導波路の代替例としての装荷型構造の光導波路を示す。図5(a)に示すように、多重量子井戸構造(MQW、井戸総数10)を持つ活性層を用いた場合に、活性層下部に活性層よりもバンドギャップの大きいパッシブ層(フォトルミネッセンスピーク波長1.4ミクロン、膜厚0.3ミクロン)を設けることで光のフィールドをパッシブ層にシフトさせている。図5(a)において、網掛けした部分が活性層である。このパッシブ層の組成はInGaAsPである。図5(b)は横軸が厚さ方向の距離(ミクロン)を示しており縦軸が光の振幅を示している。このように光のフィールドの中心はパッシブ層側にシフトしていることが解る。一方、図6(a)に示すような通常のレーザに用いられるバットジョイント構造を用いた場合のレーザ部分のエピタキシャル基板の構造は、活性層が光のフィールドの中心にある。図6(a)において、網掛けした部分が活性層である。それぞれの場合の活性層への閉じこめ係数は図5の場合が28%、図6の場合が38%となる。従って、活性層の部分の屈折率が同じ波長依存性を持った場合でも、光導波路全体としてみた場合は閉じこめ係数が減少することによりその影響が小さくなる。同様のことはMQW活性層を用いた場合に井戸層数の減少あるいは薄膜化することや、バリヤ層のバンドギャップを大きくする、あるいはSCH(Separate-confinement heterostructure)層のバンドギャップを大きくする事により、導波路全体として屈折率の波長依存性を低減することにより、屈折率の波長依存性の問題が解決可能となる。   FIG. 5 is a diagram showing one measure for reducing the wavelength dependence of the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser. FIG. 5A shows an optical waveguide with a loaded structure as an alternative to the optical waveguide of a Fabry-Perot laser. As shown in FIG. 5A, when an active layer having a multiple quantum well structure (MQW, total number of wells 10) is used, a passive layer (photoluminescence peak wavelength) having a band gap larger than that of the active layer below the active layer. 1.4 micron and 0.3 micron film thickness) shifts the light field to the passive layer. In FIG. 5A, the shaded portion is the active layer. The composition of this passive layer is InGaAsP. In FIG. 5B, the horizontal axis indicates the distance (micron) in the thickness direction, and the vertical axis indicates the light amplitude. Thus, it can be seen that the center of the light field is shifted to the passive layer side. On the other hand, in the structure of the epitaxial substrate of the laser portion in the case of using the butt joint structure used for a normal laser as shown in FIG. 6A, the active layer is at the center of the light field. In FIG. 6A, the shaded portion is the active layer. The confinement factor to the active layer in each case is 28% in the case of FIG. 5 and 38% in the case of FIG. Therefore, even when the refractive index of the active layer portion has the same wavelength dependence, the effect is reduced by reducing the confinement coefficient when viewed as the entire optical waveguide. The same thing can be achieved by reducing or thinning the number of well layers when using the MQW active layer, increasing the band gap of the barrier layer, or increasing the band gap of the SCH (Separate-confinement heterostructure) layer. By reducing the wavelength dependency of the refractive index of the entire waveguide, the problem of the wavelength dependency of the refractive index can be solved.

図7は、さらに高精度に波長を微調整し、ファブリペローレーザの縦モード間隔の波長依存性を補償するため方策を示す図である。つまり、図5を参照して前述した方策でもわずかながら波長依存性は残ってしまうため、素子の応用方法によってはより高精度の波長調整が要求される(例えば50GHz間隔のDWDMシステムでは±2.5GHz)ことがあり、それに対応するための解決方法となる。   FIG. 7 is a diagram showing a measure for finely adjusting the wavelength with higher accuracy and compensating for the wavelength dependence of the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser. That is, since the wavelength dependence remains slightly even with the measure described above with reference to FIG. 5, more accurate wavelength adjustment is required depending on the application method of the element (for example, in a DWDM system with 50 GHz intervals, ± 2. 5 GHz), which is a solution to cope with this.

図7を参照すると、ファブリペローレーザ部分は、内部に波長調整用の屈折率調整領域が設けられている。この屈折率調整領域より正確に波長グリッドに調整可能となる。この際、わずかな屈折率調整のみで良いため屈折率の調整方法としては電界印可による方法も考えられ、この場合は電界印可による発熱が小さいために波長ドリフトの増加は無視できる。一例として50GHz間隔の波長グリッドを考えた場合はファブリペローレーザの共振器は約800ミクロンとなる。キャビティ中に200ミクロン屈折率調整領域を設けた場合は、電界印可による屈折率変化は約0.03%であるので約20GHzの周波数シフトが実現できる。これは、半導体の屈折率の波長分散を考慮しても、十分な値である。また、この値は屈折率領域の長さの絶対値ではなく、キャビティ中の屈折率調整領域の比率に比例するので、ファブリペローレーザの共振器長が短くなった場合にも十分な調整が可能である。   Referring to FIG. 7, the Fabry-Perot laser portion is provided with a refractive index adjustment region for wavelength adjustment. The wavelength grid can be adjusted more accurately than this refractive index adjustment region. At this time, since only a slight adjustment of the refractive index is required, a method by applying an electric field can be considered as a method for adjusting the refractive index. In this case, an increase in wavelength drift is negligible because heat generation by applying the electric field is small. As an example, when a wavelength grid of 50 GHz intervals is considered, the resonator of the Fabry-Perot laser is about 800 microns. When a 200-micron refractive index adjustment region is provided in the cavity, the refractive index change due to electric field application is about 0.03%, so that a frequency shift of about 20 GHz can be realized. This is a sufficient value even considering the wavelength dispersion of the refractive index of the semiconductor. This value is not an absolute value of the length of the refractive index region, but is proportional to the ratio of the refractive index adjustment region in the cavity, so that sufficient adjustment is possible even when the cavity length of the Fabry-Perot laser is shortened. It is.

これまでの実施例では光フィードバック回路からのフィードバック光強度は反射鏡3の反射率により調整していたが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、光フィードバック回路内に半導体光アンプ(SOA)を用いてファブリペローレーザにフィードバックする光強度を調整可能とすることも可能である。   In the embodiments so far, the feedback light intensity from the optical feedback circuit is adjusted by the reflectance of the reflecting mirror 3, but the present invention is not limited to this. That is, the light intensity fed back to the Fabry-Perot laser can be adjusted using a semiconductor optical amplifier (SOA) in the optical feedback circuit.

図8は、ラダー型波長可変フィルタを波長可変フィルタとして用いた波長可変レーザの構成例を示す図である。反射鏡2は図2(a)に示した構造のギャップミラーを、塩素ガスを用いたICP−RIEエッチング装置により作製した。また反射鏡1および3は劈開面を反射点とした。ファブリペローレーザは反射鏡1と2に挟まれた共振器部分である。光フィードバック回路は位相調整領域、ラダー型波長可変フィルタおよび半導体光アンプを有する。作製した素子のレーザ活性層は、n−InP基板上にn−InP層、InGaAsP/InP多重量子井戸構造(MQW)の活性層(フォトルミネッセンスピーク波長1.53μm)と活性層の上下をSCH(Separate-confinement heterostructure)層で閉じこめる構造とした。次にSiO膜をスパッタリングにより成膜し、ゲイン領域(ファブリペローレーザ部分と半導体光アンプ部分)となる部分を除きエッチングにより除去、さらにパターン化されたSiO膜をマスクとして活性層を除去する。次に選択成長により1.4Q組成InGaAsP光導波路層をバットジョイント成長し、最後にSiO層を除去して基板全体にp−InP層、p−InGaAs層を成長した。 FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a wavelength tunable laser using a ladder type wavelength tunable filter as a wavelength tunable filter. As the reflecting mirror 2, a gap mirror having the structure shown in FIG. 2A was produced by an ICP-RIE etching apparatus using chlorine gas. Further, the reflecting mirrors 1 and 3 have the cleavage plane as a reflection point. The Fabry-Perot laser is a resonator part sandwiched between the reflecting mirrors 1 and 2. The optical feedback circuit has a phase adjustment region, a ladder-type wavelength variable filter, and a semiconductor optical amplifier. The laser active layer of the fabricated device is an n-InP layer on an n-InP substrate, an active layer of InGaAsP / InP multiple quantum well structure (MQW) (photoluminescence peak wavelength 1.53 μm), and SCH (up and down of the active layer). Separate-confinement heterostructure) layer. Next, a SiO 2 film is formed by sputtering, and is removed by etching except for a portion that becomes a gain region (a Fabry-Perot laser portion and a semiconductor optical amplifier portion). Further, the active layer is removed using the patterned SiO 2 film as a mask. . Next, a 1.4Q composition InGaAsP optical waveguide layer was butt-joint grown by selective growth, and finally the SiO 2 layer was removed to grow a p-InP layer and a p + -InGaAs layer on the entire substrate.

図8に示したラダー型波長可変フィルタは入出力を行う二本の導波路と等間隔で配置された光結合器、および光結合器間を接続する接続導波路アレイから構成される。このとき隣接する接続導波路アレイ長がΔSずつ減少するようにしている。このとき透過ピーク波長は次式で表される。   The ladder-type wavelength tunable filter shown in FIG. 8 includes two waveguides that perform input and output, optical couplers arranged at equal intervals, and a connection waveguide array that connects the optical couplers. At this time, the length of the adjacent connection waveguide array is decreased by ΔS. At this time, the transmission peak wavelength is expressed by the following equation.

Figure 0005001239
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effは導波路の実効屈折率、mは回折次数である。このピーク波長は電極1あるいは2に電流を注入して入出力導波路の屈折率を変化させることにより変化させることが可能である。 n eff is the effective refractive index of the waveguide, and m 0 is the diffraction order. This peak wavelength can be changed by injecting a current into the electrode 1 or 2 to change the refractive index of the input / output waveguide.

光フィードバック回路のフィードバック光強度は半導体光アンプに注入する電流量および反射鏡3の反射率の積により調整可能である。従って、波長可変フィルタの損失が大きく、ファブリペローレーザを単一縦モード発振(単一波長発振)に制御できない場合などでも、半導体光アンプを用いれば単一縦モード発振させるための閾値以上のフィードバック光強度を得ることが可能となる。   The feedback light intensity of the optical feedback circuit can be adjusted by the product of the amount of current injected into the semiconductor optical amplifier and the reflectance of the reflecting mirror 3. Therefore, even if the loss of the tunable filter is large and the Fabry-Perot laser cannot be controlled to single longitudinal mode oscillation (single wavelength oscillation), the feedback above the threshold for single longitudinal mode oscillation can be achieved by using a semiconductor optical amplifier. Light intensity can be obtained.

図9は、図8に示す波長可変レーザの光フィードバック回路からのフィードバック光の反射スペクトルを示している。本素子ではmを60とした。この場合、式(1)で明らかなように本フィルタは隣接の回折次数(m±1)でも透過ピーク波長を持つことが解る。ファブリペローレーザからの発振スペクトルが大きな波長依存性を持っている場合は、両サイドの反射ピークでは光フィードバック強度が小さくなるので(m±1)のピークでは発振せず動作には問題がない。この場合は、図3を参照して前述した動作原理に基づいて、波長可変動作することとなる。 FIG. 9 shows a reflection spectrum of feedback light from the optical feedback circuit of the wavelength tunable laser shown in FIG. In this device, m 0 was set to 60. In this case, as is apparent from the equation (1), this filter has a transmission peak wavelength even in the adjacent diffraction orders (m 0 ± 1). When the oscillation spectrum from the Fabry-Perot laser has a large wavelength dependence, the optical feedback intensity is small at the reflection peak on both sides, so that oscillation does not occur at the peak of (m 0 ± 1) and there is no problem in operation. . In this case, the wavelength variable operation is performed based on the operation principle described above with reference to FIG.

図10は、波長可変レーザにおいて光フィードバック回路からファブリペローレーザへのフィードバック光の光強度を単一縦モード発振させるための閾値強度(この場合は40マイクロワット)よりも大きく、かつファブリペローレーザ側からの出力光スペクトルにおいてファブリペローレーザの共振器長により決定される縦モード以外のモードが観測されないように(観測される光強度より小さくなるように)フィードバック光強度をピーク波長でのピーク強度(60マイクロワット)に調整した場合の出力光の発振スペクトルを示す。図に示すようにファブリペローレーザの縦モード間隔に従った約0.8nm間隔で光強度が大きくなっている。このようにフィードバック光強度を制御した場合は、上述したように出力波長間隔(この場合は100GHz間隔)に合わせておくことにより、波長可変フィルタの中心波長のみを変えることで所望の周波数間隔(100GHz)で波長を変化させることができる。このように、本発明に係る波長可変レーザは従来例にあったようなアナログ的な波長可変動作ではないため波長の制御法が簡単になると言うメリットが得られる。   FIG. 10 shows that the optical intensity of the feedback light from the optical feedback circuit to the Fabry-Perot laser in the wavelength tunable laser is larger than the threshold intensity (in this case, 40 microwatts) for oscillating the single longitudinal mode, and the Fabry-Perot laser side In the output light spectrum from, the feedback light intensity at the peak wavelength (so that it is smaller than the observed light intensity) is observed so that modes other than the longitudinal mode determined by the cavity length of the Fabry-Perot laser are not observed. The oscillation spectrum of output light when adjusted to 60 microwatts is shown. As shown in the figure, the light intensity increases at intervals of about 0.8 nm according to the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser. When the feedback light intensity is controlled in this way, the desired frequency interval (100 GHz is obtained by changing only the center wavelength of the wavelength tunable filter by adjusting to the output wavelength interval (in this case, 100 GHz interval) as described above. ) To change the wavelength. As described above, since the wavelength tunable laser according to the present invention is not an analog wavelength tunable operation as in the conventional example, the wavelength control method can be simplified.

また、反射鏡2をギャップミラーで構成し、ギャップ間隔を変化させ反射鏡2の反射率を変化させたところ、反射鏡2の反射率が高いほどフィードバック光強度が大きな場合でも複合キャビティの影響が観測されなかった。また反射鏡2の反射率Rを反射鏡1および3の反射率RおよびRよりも大きく(R>RかつR>R)とした場合には複合キャビティの影響が観測されなかった。 In addition, when the reflecting mirror 2 is composed of a gap mirror and the gap interval is changed to change the reflectance of the reflecting mirror 2, the higher the reflectance of the reflecting mirror 2, the more the influence of the composite cavity is affected even when the feedback light intensity is larger. Not observed. When the reflectance R 2 of the reflecting mirror 2 is larger than the reflectances R 1 and R 3 of the reflecting mirrors 1 and 3 (R 2 > R 1 and R 2 > R 3 ), the influence of the composite cavity is observed. Was not.

また、本発明に係る波長可変レーザでは反射鏡3の反射率を0%より大きく3%以下に設定し極めて0に近くした場合にも波長可変レーザとして動作する。図11は、反射鏡3の反射率を極めて0に近く設定した場合の動作原理を説明するための図である。図11(a)は、図3(a)と同様に、光フィードバック回路がないとした場合におけるファブリペローレーザの反射鏡2からの出力を示す図であり、複数のピーク波長が示されている。反射鏡3の反射率が極めて0に近いためファブリペローレーザに入射する光はファブリペローレーザからのフィードバック光ではなくSOAからの自然放出光がフィルタによりフィルタリングされて入射することとなる。図11(b)は、波長可変フィルタを透過した後のSOAからの自然放出光を示す。この場合、SOAからの自然放出光強度が十分大きければ、図11(c)に示すようにファブリペローレーザの発振波長の中からただ一つの波長の光を選択することが可能である。   The wavelength tunable laser according to the present invention operates as a wavelength tunable laser even when the reflectance of the reflecting mirror 3 is set to be greater than 0% and 3% or less and extremely close to 0. FIG. 11 is a diagram for explaining the operating principle when the reflectance of the reflecting mirror 3 is set very close to zero. FIG. 11 (a) is a diagram showing the output from the reflecting mirror 2 of the Fabry-Perot laser when there is no optical feedback circuit, as in FIG. 3 (a), and shows a plurality of peak wavelengths. . Since the reflectivity of the reflecting mirror 3 is very close to 0, the light incident on the Fabry-Perot laser is incident on the filter by the spontaneous emission light from the SOA, not the feedback light from the Fabry-Perot laser. FIG. 11B shows spontaneous emission light from the SOA after passing through the wavelength tunable filter. In this case, if the intensity of spontaneously emitted light from the SOA is sufficiently large, it is possible to select light having only one wavelength from among the oscillation wavelengths of the Fabry-Perot laser as shown in FIG.

図12はフィードバック光強度を10ミリワットとした場合の出力スペクトルである。この場合は、図8において反射鏡2と3の間および反射鏡1と3の間もレーザ共振器となってしまい、図11(a)に示されるように狭い縦モード間隔で複数のピーク波長が観測される。このように縦モード間隔が狭い場合は波長可変フィルタの透過ピーク波長の揺らぎや動作温度環境のわずかな変化により、隣接ピークに発振波長が突然移動するモードホッピング等の現象が観測されるため、波長可変レーザとしては適さない。   FIG. 12 shows an output spectrum when the feedback light intensity is 10 milliwatts. In this case, the laser resonator is also formed between the reflecting mirrors 2 and 3 and between the reflecting mirrors 1 and 3 in FIG. 8, and as shown in FIG. Is observed. When the longitudinal mode interval is narrow, phenomena such as mode hopping in which the oscillation wavelength suddenly moves to the adjacent peak due to fluctuations in the transmission peak wavelength of the wavelength tunable filter and slight changes in the operating temperature environment are observed. Not suitable as a variable laser.

このようにラダーフィルタを光フィルタとして用いることで安定かつ制御の簡単な波長可変レーザが実現できたが、ファブリペローレーザの長さや注入電流、あるいはラダーフィルタの回折次数の設定によっては(m±1)の反射ピークでも十分に発振可能なゲインを持つことがあり、この場合は複数の波長で発振してしまうことになる。特にラダーフィルタの透過ピーク帯域を狭めることは波長選択性の向上のために重要であるが、このためには回折次数の増加が必要である。このことは同時に、隣接回折次数による透過ピーク間隔が狭くなるために、この問題を解決することが必要である。これを避けるために各接続導波路での導波路長の差(ΔS)にチャーピングを行い、単一の透過ピークを持つ波長フィルタを作製することが、素子の安定動作のためには重要である。 In this way, a tunable laser that is stable and easy to control can be realized by using the ladder filter as an optical filter. However, depending on the length of the Fabry-Perot laser, the injection current, or the setting of the diffraction order of the ladder filter (m 0 ± In some cases, the reflection peak of 1) has a gain that can be sufficiently oscillated. In this case, oscillation occurs at a plurality of wavelengths. In particular, narrowing the transmission peak band of the ladder filter is important for improving the wavelength selectivity, but this requires an increase in the diffraction order. At the same time, it is necessary to solve this problem because the transmission peak interval due to adjacent diffraction orders becomes narrow. In order to avoid this, it is important for the stable operation of the device to chirp the waveguide length difference (ΔS) in each connecting waveguide to produce a wavelength filter with a single transmission peak. is there.

図13は、ファブリペローレーザとチャープされたラダーフィルタ(チャープドラダーフィルタ)とを備えた波長可変レーザの構成を示す図である。チャープラダーフィルタは、反射鏡2およびSOAを介してファブリペローレーザに結合されている。チャープドラダーフィルタは、各々がアレイ導波路の一つと接続された複数のMMIカップラーを有し、各MMIカップラーは隣接するMMIカップラーと接続導波路で接続されている。各アレイ導波路のMMIカップラーとの接続端と終端には、反射鏡3が設けられている。チャープドラダーフィルタは、各MMIカップラーでの干渉の際にフィルタ波長は同じで前後のカップラーでの回折次数を異なるように設定している。   FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a wavelength tunable laser including a Fabry-Perot laser and a chirped ladder filter (chirped ladder filter). The chirp ladder filter is coupled to the Fabry-Perot laser via the reflector 2 and the SOA. The chirped ladder filter has a plurality of MMI couplers each connected to one of the arrayed waveguides, and each MMI coupler is connected to an adjacent MMI coupler by a connection waveguide. A reflecting mirror 3 is provided at the end and the end of each arrayed waveguide connected to the MMI coupler. In the chirp ladder filter, the filter wavelengths are the same at the time of interference at each MMI coupler, and the diffraction orders at the front and rear couplers are set to be different.

図13の下図を参照して、フィルタ部分の動作原理を説明する。MMIカップラー1に入射した光はある強度比(この場合は15:85)で二分岐される。上側のアレイ導波路に出力された光は終端の反射鏡3−kで反射され再びMMIカップラー1に入射する。一方、下側の接続導波路に出力して光はMMIカップラー2で再び二分岐される。隣接のアレイ導波路間の干渉のみを考えると、反射鏡3−(k+1)で反射され再びMMIカップラー2、接続導波路を通って再びMMIカップラー1に入射する。このとき、MMIカップラー1では干渉が起こる。このときの中心波長は以下の式で表される。   The operation principle of the filter portion will be described with reference to the lower diagram of FIG. The light incident on the MMI coupler 1 is bifurcated at a certain intensity ratio (15:85 in this case). The light output to the upper arrayed waveguide is reflected by the terminal reflecting mirror 3-k and is incident on the MMI coupler 1 again. On the other hand, the light output to the lower connection waveguide is branched again by the MMI coupler 2. Considering only the interference between adjacent array waveguides, the light is reflected by the reflecting mirror 3- (k + 1) and again enters the MMI coupler 1 through the MMI coupler 2 and the connection waveguide. At this time, interference occurs in the MMI coupler 1. The center wavelength at this time is expressed by the following equation.

Figure 0005001239
Figure 0005001239

ここで、上側のアレイ導波路長をl、接続導波路長をl、下側のアレイ導波路長をl、屈折率をneff、MMIカップラー2の屈折率をnMMI、MMIカップラー2の長さをleff.MMIとすると、実効長ΔSeffHere, the upper array waveguide length is l 1 , the connection waveguide length is l 2 , the lower array waveguide length is l 3 , the refractive index is n eff , and the refractive index of the MMI coupler 2 is n MMI , MMI coupler. L eff. Assuming MMI , the effective length ΔS eff is

Figure 0005001239
Figure 0005001239

である。 It is.

このとき、各干渉段での回折次数は以下のようにする。   At this time, the diffraction orders at each interference stage are as follows.

Figure 0005001239
Figure 0005001239

ここで、γはチャーピング強度、iはアレイ導波路番号、mMAXは最大の回折次数である。このように、設定した場合、各MMIカップラーでの干渉波長はlと一定であるが回折次数が異なるため両側のピークは抑圧される。 Here, γ is the chirping intensity, i is the arrayed waveguide number, and m MAX is the maximum diffraction order. Thus, if you set the interference wave in each MMI coupler at both sides of the peak, but the diffraction orders are different it is constant and l 0 is suppressed.

図14は、lを1.53ミクロン、m=72,γ=3として、計算により求めたフィルタ特性を示す図である。図示のように1.505ミクロンあるいは1.555ミクロン付近の透過ピークは小さくなっていることがわかる。このように単一のピークを持つ光フィルタを用いた場合は、前述のような多モード発振の問題がなく、より広い波長可変領域を安定に得ることが可能となる。 FIG. 14 is a diagram showing filter characteristics obtained by calculation assuming that l 0 is 1.53 microns, m N = 72, and γ = 3. As can be seen, the transmission peak near 1.505 microns or 1.555 microns is small. When an optical filter having a single peak is used as described above, there is no problem of multimode oscillation as described above, and a wider wavelength variable region can be stably obtained.

チャープしたラダーフィルタでも、発振波長を変化させるために接続導波路上に電極を形成して屈折率変化を起こす必要があるが、この場合、各干渉段での波長可変量を一定とするために電極長を回折次数の変化にあわせて変化させる必要がある。具体的には次式に従って電極長を変化させている。   Even with a chirped ladder filter, it is necessary to change the refractive index by forming an electrode on the connection waveguide in order to change the oscillation wavelength. In this case, in order to make the wavelength variable amount constant at each interference stage, It is necessary to change the electrode length in accordance with the change of the diffraction order. Specifically, the electrode length is changed according to the following equation.

Figure 0005001239
Figure 0005001239

ここでLはk番目の回折段での電極長、LMAXは回折次数が最大の回折段での電極長である。このように電極長を設定することにより、50nmの大きな波長可変範囲を得ることができた。 Here, L k is the electrode length at the k-th diffraction stage, and L MAX is the electrode length at the diffraction stage having the maximum diffraction order. By setting the electrode length in this way, a large wavelength variable range of 50 nm could be obtained.

図15は、リング共振器を波長可変フィルタとして用いた波長可変レーザの構成例を示す図である。図15に示す構成例では、周期的な透過ピークを持つ波長可変フィルタとしてリング共振器を用いているが、これ以外では従来例にあるようなSSG等のグレーティングでも作製可能である。通常、半導体への電流注入を用いてリング共振器やグレーティングを波長可変フィルとして動作させた場合、ラダー型波長可変フィルタと異なり、一つのリング共振器やグレーティングでは波長可変範囲は10nm程度以下になるが、わずかに繰り返し周期(FSR)の異なる二つ以上の周期的フィルタを組み合わせることにより大きな波長可変範囲を得ることができる。なお、図15は、周期的な透過ピークを持つ波長可変フィルタを縦列に接続した構成例を示すが、波長可変フィルタを並列に接続して位相調整領域と結合するように構成することもできる。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a wavelength tunable laser using a ring resonator as a wavelength tunable filter. In the configuration example shown in FIG. 15, a ring resonator is used as a wavelength tunable filter having a periodic transmission peak, but other than this, a grating such as an SSG as in the conventional example can also be manufactured. Normally, when a ring resonator or a grating is operated as a wavelength tunable filter using current injection into a semiconductor, the wavelength tunable range is about 10 nm or less in one ring resonator or grating, unlike a ladder type tunable filter. However, a large wavelength tunable range can be obtained by combining two or more periodic filters having slightly different repetition periods (FSRs). FIG. 15 shows a configuration example in which wavelength tunable filters having periodic transmission peaks are connected in series. However, wavelength tunable filters may be connected in parallel to be coupled to the phase adjustment region.

図16は、図15の波長可変レーザのリング共振器のFSRの設定方法を説明するための図である。図15の波長可変レーザの構成例において、レーザの縦モード間隔を100GHzとしている。一方、リング共振器のFSRは500GHz付近で設計した。図16(a)は、二つのリング共振器のFSRを530GHzと560GHzとした場合の波長可変フィルタの透過率(反射率)を示している。図16(b)は、図16(a)の一部を拡大下図である。ファブリペローレーザの縦モード間隔の100GHzの倍数の波長(光周波数)で透過率を見た場合に相対光周波数が0GHzで発振している場合には500GHz,1000あるいは1100GHzでリング共振器の隣接ピークが観察される。したがって、これらの周波数の透過ピークを小さくするために100の倍数と一致しない530GHzと560GHzに設定したものである。このような設定にすることで、ファブリペローレーザの縦モード間隔に一致する光周波数では3dB以上の大きなフィードバック光強度の差を得ることを可能としている。   FIG. 16 is a diagram for explaining a method for setting the FSR of the ring resonator of the wavelength tunable laser shown in FIG. In the configuration example of the wavelength tunable laser shown in FIG. 15, the longitudinal mode interval of the laser is 100 GHz. On the other hand, the FSR of the ring resonator was designed around 500 GHz. FIG. 16A shows the transmittance (reflectance) of the wavelength tunable filter when the FSRs of the two ring resonators are 530 GHz and 560 GHz. FIG. 16B is an enlarged view of a part of FIG. When the transmittance is observed at a wavelength (optical frequency) that is a multiple of 100 GHz of the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser, if the relative optical frequency oscillates at 0 GHz, the adjacent peak of the ring resonator at 500 GHz, 1000, or 1100 GHz Is observed. Therefore, in order to reduce the transmission peak of these frequencies, 530 GHz and 560 GHz which do not coincide with a multiple of 100 are set. With such a setting, it is possible to obtain a large feedback light intensity difference of 3 dB or more at an optical frequency that matches the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser.

図17は、図16を参照して説明したリング共振器のFSRの設定方法を適用して作製した波長可変レーザの波長可変特性を示す図である。図17において、波長可変動作させた場合の発振スペクトルを重ね書きしている。これまでの実施例と同様にファブリペローレーザからの出力光は二つのリング共振器の共振波長に一致した波長の光のみがファブリペローレーザにフィードバックされるためシングルモード発振が得られる。また、二つのリング共振器の屈折率を制御することで図示したようにファブリペローレーザの縦モード間隔の100GHz間隔で自由に発振波長を選択できている。   FIG. 17 is a diagram showing the wavelength tunable characteristics of a wavelength tunable laser manufactured by applying the method for setting the FSR of the ring resonator described with reference to FIG. In FIG. 17, the oscillation spectrum when the wavelength is tuned is overwritten. As in the previous embodiments, the output light from the Fabry-Perot laser is fed back to the Fabry-Perot laser only with light having a wavelength that matches the resonance wavelength of the two ring resonators, so that single-mode oscillation can be obtained. Further, by controlling the refractive indexes of the two ring resonators, the oscillation wavelength can be freely selected at 100 GHz intervals of the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser as illustrated.

図18は、本実施形態のリング共振器の共振波長をナノ秒オーダーで高速に切り替えた際の本実施形態の波長可変レーザの発振波長を測定した結果を示す図である。測定にはFSRが150GHzのマッハツェンダー干渉計を用いた。リング共振器への電流振幅は8mAとした。図18に示されるように波長ドリフトは1GHz以下であり、共振波長をナノ秒オーダーで高速に切り替えても、安定動作することが確認できた。なお、波長可変フィルタをリング共振器型波長可変フィルタで構成した場合に限らず、グレーティング型波長可変フィルタやラダー型波長可変フィルタラダー型フィルタなどで波長可変フィルタを構成しても同様の効果が得られる。   FIG. 18 is a diagram showing a result of measuring the oscillation wavelength of the wavelength tunable laser of the present embodiment when the resonance wavelength of the ring resonator of the present embodiment is switched at a high speed on the order of nanoseconds. For the measurement, a Mach-Zehnder interferometer having an FSR of 150 GHz was used. The current amplitude to the ring resonator was 8 mA. As shown in FIG. 18, the wavelength drift was 1 GHz or less, and it was confirmed that stable operation was achieved even when the resonance wavelength was switched at a high speed on the order of nanoseconds. The wavelength tunable filter is not limited to a ring resonator type tunable filter, but the same effect can be obtained by configuring a tunable filter with a grating type tunable filter or a ladder type tunable filter. It is done.

参考のために図19(a)に光フィードバック回路部分をレーザとして動作させる構成例を示し、図19(b)に、図19(a)の構成における出力波長の変化を示す。図19(b)に示すように同じ8mAの電流注入であるにもかかわらず7GHz程度波長が変化しているのが解る。これはリング共振器がレーザ共振器内にあるために、電流注入に起因する発熱による屈折率変化により、レーザの縦モード波長が変化しているためである。本発明に係る波長可変レーザの場合、縦モードがファブリペローレーザで決まるため、リング共振器付近で発生した熱は縦モード波長に影響しない為、図18に示すような安定動作が可能になる。   For reference, FIG. 19A shows a configuration example in which the optical feedback circuit portion operates as a laser, and FIG. 19B shows a change in output wavelength in the configuration of FIG. 19A. As shown in FIG. 19B, it can be seen that the wavelength is changed by about 7 GHz despite the same current injection of 8 mA. This is because the longitudinal mode wavelength of the laser is changed due to a change in refractive index due to heat generation caused by current injection because the ring resonator is in the laser resonator. In the case of the wavelength tunable laser according to the present invention, since the longitudinal mode is determined by the Fabry-Perot laser, the heat generated in the vicinity of the ring resonator does not affect the longitudinal mode wavelength, so that stable operation as shown in FIG. 18 is possible.

図20は、図15に示したリング共振器を用いた波長可変レーザの構成例の反射鏡1を反射鏡2と同様にエッチングにより作製し、ファブリペローレーザの出力端(左側)に半導体光アンプを形成した構成例を示す図である。図20に示す構成例の場合、ファブリペローレーザの両側の反射鏡はドライエッチングにより形成されているため、劈開を用いる場合よりも高精度に共振器長を制御可能である。レーザ光の出力側に半導体光アンプを設けているため出力光強度+14dBmを得ることができた。   FIG. 20 shows a reflection mirror 1 having a configuration example of a wavelength tunable laser using the ring resonator shown in FIG. 15 manufactured by etching in the same manner as the reflection mirror 2 and a semiconductor optical amplifier at the output end (left side) of the Fabry-Perot laser. It is a figure which shows the structural example which formed. In the case of the configuration example shown in FIG. 20, since the reflecting mirrors on both sides of the Fabry-Perot laser are formed by dry etching, the resonator length can be controlled with higher accuracy than in the case of using cleavage. Since a semiconductor optical amplifier is provided on the laser beam output side, an output light intensity of +14 dBm can be obtained.

以上、本発明の実施形態を説明したが、活性層はInGaAsPに限定されず、InGaAs、AlGaInAs、GaInNAs等を用いても良い。また、波長帯は1.55μm帯に限定されず、1.3μm帯などの長波長帯、その他の波長帯としても良い。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the active layer is not limited to InGaAsP, and InGaAs, AlGaInAs, GaInNAs, or the like may be used. The wavelength band is not limited to the 1.55 μm band, and may be a long wavelength band such as a 1.3 μm band or other wavelength bands.

本発明の一実施形態にかかる波長可変レーザの構成図である。It is a block diagram of the wavelength tunable laser concerning one Embodiment of this invention. 図1の反射鏡2の構成法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural method of the reflective mirror 2 of FIG. 図1に示す波長可変レーザの動作原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of operation of the wavelength variable laser shown in FIG. 図21に示した従来例のSSG−DBR−LDの場合の動作原理を説明するための参考図である。FIG. 22 is a reference diagram for explaining an operation principle in the case of the SSG-DBR-LD of the conventional example shown in FIG. 21. ファブリペローレーザの光導波路を装荷型構造とした場合の光のフィールド分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the field distribution of the light at the time of making the optical waveguide of a Fabry-Perot laser into a loading type structure. ファブリペローレーザの光導波路をバットジョイント構造とした場合の光のフィールド分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the field distribution of the light at the time of making the optical waveguide of a Fabry-Perot laser into a butt joint structure. ファブリペローレーザ内に屈折率調整領域を設けた場合のファブリペローレーザの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Fabry-Perot laser at the time of providing the refractive index adjustment area | region in a Fabry-Perot laser. 半導体アンプを備え、ラダー型波長可変フィルタを波長可変フィルタとして用いた波長可変レーザの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wavelength variable laser provided with the semiconductor amplifier and using the ladder type wavelength variable filter as a wavelength variable filter. 反射鏡2から光フィードバック回路側を見た場合のラダー型波長可変フィルタからの反射スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the reflection spectrum from a ladder type | mold wavelength variable filter at the time of seeing the optical feedback circuit side from the reflective mirror. 波長可変レーザにおいて光フィードバック回路からファブリペローレーザへのフィードバック光の光強度を単一縦モード発振させるための閾値強度よりも大きく、かつファブリペローレーザ側からの出力光スペクトルにおいてファブリペローレーザの共振器長により決定される縦モード以外のモードが観測されないようにフィードバック光強度を調整した場合の出力光の発振スペクトルを示す図である。In a wavelength tunable laser, the optical intensity of the feedback light from the optical feedback circuit to the Fabry-Perot laser is larger than the threshold intensity for causing single longitudinal mode oscillation, and the Fabry-Perot laser resonator in the output light spectrum from the Fabry-Perot laser side It is a figure which shows the oscillation spectrum of output light at the time of adjusting feedback light intensity so that modes other than the longitudinal mode determined by length may not be observed. 反射鏡3の反射率を0に近づけた場合の動作原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of operation when the reflectance of reflecting mirror 3 is brought close to 0. 図8に示した波長可変レーザにおいて光フィードバック光強度を大きくした場合の発振スペクトルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an oscillation spectrum when the optical feedback light intensity is increased in the wavelength tunable laser shown in FIG. 8. ファブリペローレーザとチャープされたラダーフィルタとを備えた波長可変レーザの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a wavelength tunable laser provided with the Fabry-Perot laser and the chirped ladder filter. 反射型ラダーフィルタにチャーピングを導入した場合の反射スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the reflection spectrum at the time of introduce | transducing chirping into a reflection type ladder filter. リング共振器を波長可変フィルタとして用いた波長可変レーザの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wavelength tunable laser which used the ring resonator as a wavelength tunable filter. 図15に示した波長可変レーザのリング共振器のFSRの設定方法を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a method for setting the FSR of the ring resonator of the wavelength tunable laser shown in FIG. 15. 図15に示した波長可変レーザの波長可変特性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength variable characteristic of the wavelength variable laser shown in FIG. 図15に示したリング共振器の共振波長をナノ秒オーダーで高速に切り替えた際の本実施形態の波長可変レーザの発振波長を測定した結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a result of measuring an oscillation wavelength of the wavelength tunable laser according to the present embodiment when the resonance wavelength of the ring resonator illustrated in FIG. 15 is switched at a high speed on the order of nanoseconds. 光フィードバック回路部分をレーザとして動作させる場合を説明するための参考図である。It is a reference figure for demonstrating the case where an optical feedback circuit part is operated as a laser. 図15に示したリング共振器を用いた波長可変レーザの構成例の変形例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a modification of the configuration example of the wavelength tunable laser using the ring resonator shown in FIG. 15. 従来のSSG−DBR−LDの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional SSG-DBR-LD.

Claims (8)

波長可変フィルタで選択された波長で単一縦モード発振する波長可変レーザであって、
第1の反射鏡と第2の反射鏡とを有するファブリペローレーザと、
前記ファブリペローレーザと光学的に結合され、前記第2の反射鏡を介して前記ファブリペローレーザからの光に応じて、前記ファブリペローレーザ側に光をフィードバックする光フィードバック回路と
を備え、
前記ファブリペローレーザと前記光フィードバック回路はモノリシック集積され、
前記第2の反射鏡はエッチングにより形成された反射鏡であり、
前記光フィードバック回路は、異なる光路長をもつ複数の導波路からなるアレイ導波路と、前記各導波路を分岐する複数のカップラーとを有するラダー型波長可変フィルタと、前記ラダー型波長可変フィルタの前記各導波路に対応して設けられ、反射率に応じた光強度をもつ光を前記各カップラー側に反射させる複数の第3の反射鏡とを有し、
前記光フィードバック回路はさらに、前記各第3の反射鏡から反射され、前記ラダー型波長可変フィルタを介して前記ファブリペローレーザ側にフィードバックされる光の光強度を調整可能とする半導体光アンプを備えたことを特徴とする波長可変レーザ。
A tunable laser that oscillates in a single longitudinal mode at a wavelength selected by a tunable filter,
A Fabry-Perot laser having a first reflecting mirror and a second reflecting mirror;
An optical feedback circuit optically coupled to the Fabry-Perot laser and feeding back light to the Fabry-Perot laser side in accordance with light from the Fabry-Perot laser through the second reflecting mirror ;
With
The Fabry-Perot laser and the optical feedback circuit are monolithically integrated,
The second reflecting mirror is a reflecting mirror formed by etching ,
The optical feedback circuit includes a ladder-type wavelength tunable filter including an arrayed waveguide including a plurality of waveguides having different optical path lengths, and a plurality of couplers branching the waveguides, and the ladder-type wavelength tunable filter. A plurality of third reflecting mirrors provided corresponding to the respective waveguides and reflecting light having a light intensity corresponding to the reflectivity toward the respective couplers;
The optical feedback circuit further includes a semiconductor optical amplifier capable of adjusting the light intensity of the light reflected from each of the third reflecting mirrors and fed back to the Fabry-Perot laser side via the ladder-type wavelength tunable filter. A tunable laser characterized by that.
前記ファブリペローレーザのファブリペローレーザ共振器の縦モード間隔を、出力波長間隔に合わせることにより波長可変フィルタの中心波長のみを変えることで所望の周波数間隔で波長可変可能とする請求項1に記載の波長可変レーザ。   The wavelength of the Fabry-Perot laser resonator of the Fabry-Perot laser can be tunable at a desired frequency interval by changing only the center wavelength of the tunable filter by adjusting the longitudinal mode interval to the output wavelength interval. Tunable laser. 前記ファブリペローレーザの導波路構造を、発振波長帯においてゲインを有する活性層と、ゲインを有しない光導波路層とを積層構造とすることにより、前記ファブリペローレーザの縦モード間隔の波長依存性を小さくしたことを特徴とする請求項1または2に記載の波長可変レーザ。   The waveguide structure of the Fabry-Perot laser has a wavelength dependency of the longitudinal mode interval of the Fabry-Perot laser by forming a laminated structure of an active layer having a gain in the oscillation wavelength band and an optical waveguide layer having no gain. 3. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the wavelength tunable laser is reduced. 前記ファブリペローレーザ内に波長調整用の屈折率調整領域を備え、所望の周波数間隔で調整可能とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の波長可変レーザ。   4. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein a refractive index adjustment region for wavelength adjustment is provided in the Fabry-Perot laser, and adjustment is possible at a desired frequency interval. 前記光フィードバック回路からのフィードバック光強度を単一縦モード発振させるための閾値強度より大きく、かつ前記ファブリペローレーザ側からの出力光スペクトルにおいてファブリペローレーザの共振器長により決定される縦モード以外のモードが観測される強度より小さくなるようにフィードバック光強度を調整したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の波長可変レーザ。The intensity of the feedback light from the optical feedback circuit is larger than a threshold intensity for oscillating in a single longitudinal mode, and in the output light spectrum from the Fabry-Perot laser side, other than the longitudinal mode determined by the cavity length of the Fabry-Perot laser 5. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the feedback light intensity is adjusted so that the mode is smaller than the observed intensity. 前記第2の反射鏡の反射率が他の反射鏡の反射率よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の波長可変レーザ。6. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein a reflectance of the second reflecting mirror is set to be larger than a reflectance of another reflecting mirror. 前記第3の反射鏡の反射率が0%より大きく3%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の波長可変レーザ。The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein a reflectance of the third reflecting mirror is greater than 0% and 3% or less. 出力端に第2の半導体光アンプを集積することにより高出力化可能とした請求項1乃至8のいずれかに記載の波長可変レーザ。9. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein a high output can be achieved by integrating a second semiconductor optical amplifier at the output end.
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