JP5899136B2 - Tunable laser array element and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバ通信用光源および光計測用光源として用いられる波長可変半導体レーザに関し、特に光通信における光波長（周波数）多重システム用光源、および広帯域波長帯をカバーする光計測用光源の波長制御方法に関するものである。 The present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser used as a light source for optical fiber communication and a light source for optical measurement, and in particular, a wavelength of an optical wavelength (frequency) multiplexing system light source in optical communication and a wavelength of an optical measurement light source covering a wide band wavelength band. It relates to a control method.
光ファイバ通信における波長多重通信方式では、規格で定められた間隔で異なる複数の周波数（波長）のレーザ光を一つの光ファイバで伝送する。一つ一つの周波数をチャンネルと呼び、高速なチャンネル切り替えのために高速に発振周波数の切り替えが可能な波長可変レーザが求められている。 In a wavelength division multiplexing communication system in optical fiber communication, laser beams having a plurality of different frequencies (wavelengths) are transmitted through a single optical fiber at intervals determined by a standard. Each frequency is called a channel, and a wavelength tunable laser capable of switching the oscillation frequency at high speed is required for high-speed channel switching.
通信用のレーザでは、単一モードレーザと呼ばれる一つの波長で発振するレーザが用いられており、単一モードを得るためには、例えば導波路に周期的に凹凸を設けた回折格子が用いられている。回折格子が形成された半導体光導波路は、回折格子周期Λと光導波路の等価屈折率ｎより決まるブラッグ波長λＢで選択的に反射する分布反射器（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）となる。λＢとΛ、ｎの関係式は、
λＢ＝２ｎΛ （１）
となる。また、分布反射器に利得を持たせて作成したレーザのことを分布帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザと呼ぶ。
In communication lasers, lasers that oscillate at a single wavelength, called single-mode lasers, are used, and in order to obtain a single mode, for example, a diffraction grating with periodic irregularities in a waveguide is used. ing. The semiconductor optical waveguide in which the diffraction grating is formed serves as a distributed reflector (DBR) that selectively reflects at a Bragg wavelength λ B determined by the diffraction grating period Λ and the equivalent refractive index n of the optical waveguide. The relation between λ B and Λ, n is
λ B = 2nΛ (1)
It becomes. A laser produced by giving a gain to a distributed reflector is called a distributed feedback (DFB) laser.
式（１）から、分布反射器の等価屈折率ｎを変化させることで、ブラッグ波長を変化させることができることがわかる。すなわち選択的に反射する波長を変化させることができ、分布反射器を用いた共振器を構成すれば、等価屈折率の変化により発振波長を変化させることのできる波長可変レーザを構成することが可能となる。回折格子を利用した波長可変レーザとしては、均一な回折格子のＤＢＲを用いたＤＢＲレーザや、ＳＧ（Ｓａｍｐｌｅｄ Ｇｒａｔｉｎｇ）−ＤＢＲレーザ、ＳＳＧ（Ｓｕｐｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｇｒａｔｉｎｇ)−ＤＢＲレーザなどが知られている。 From equation (1), it can be seen that the Bragg wavelength can be changed by changing the equivalent refractive index n of the distributed reflector. In other words, the wavelength that can be selectively reflected can be changed, and if a resonator using a distributed reflector is configured, it is possible to configure a wavelength tunable laser that can change the oscillation wavelength by changing the equivalent refractive index. It becomes. As a wavelength tunable laser using a diffraction grating, there are known a DBR laser using a uniform diffraction grating DBR, a SG (Sampled Grating) -DBR laser, a SSG (Super Structure Grating) -DBR laser, and the like.
また、連続的に波長を変化させることのできる分布活性（ＴＤＡ−）ＤＦＢレーザがある。図１に分布活性ＤＦＢレーザの基本構造の断面を示す。活性導波路１と非活性導波路（波長制御層）２が交互に周期的に縦続接続された構造となっている。活性導波路層への電流注入により発光するとともに利得が生じるが、それぞれの導波路には回折格子が形成されており、回折格子周期に応じた波長のみ選択的に反射されレーザ発振が起こる。一方、非活性導波路層への電流注入によりキャリア密度に応じてプラズマ効果により屈折率が変化するため、非活性導波路の回折格子の光学的な周期は変化する。非活性導波路層の等価屈折率が変化し、１周期の長さに対する波長制御領域の長さの割合分だけ共振縦モード波長が短波長側にシフトする。活性領域長をＬａ、波長制御領域長をＬｔとすれば、繰り返し構造の１周期の長さはＬｔ＋Ｌａとなり、共振縦モード波長の変化の割合は、
Δλｒ／λｒ＝（Ｌｔ／（Ｌｔ＋Ｌａ））・（Δｎ／ｎ） （２）
となる。
There is also a distributed active (TDA-) DFB laser capable of continuously changing the wavelength. FIG. 1 shows a cross section of the basic structure of a distributed active DFB laser. The active waveguide 1 and the inactive waveguide (wavelength control layer) 2 are alternately and periodically connected. Although light is emitted and gain is generated by current injection into the active waveguide layer, a diffraction grating is formed in each waveguide, and only a wavelength corresponding to the diffraction grating period is selectively reflected to cause laser oscillation. On the other hand, since the refractive index changes due to the plasma effect in accordance with the carrier density due to current injection into the inactive waveguide layer, the optical period of the diffraction grating of the inactive waveguide changes. The equivalent refractive index of the inactive waveguide layer changes, and the resonant longitudinal mode wavelength is shifted to the short wavelength side by the ratio of the length of the wavelength control region to the length of one period. If the active region length is L a and the wavelength control region length is L t , the length of one cycle of the repetitive structure is L t + L a , and the rate of change of the resonant longitudinal mode wavelength is
Δλ r / λ r = (L t / (L t + L a )) · (Δn / n) (2)
It becomes.
一方、複数の反射ピークの各波長も、電流注入による等価屈折率の変化の結果、短波長側にシフトする。反射ピーク波長は繰り返し構造１周期内の平均等価屈折率変化に比例するので、反射ピーク波長の変化の割合Δλｓ／λｓ は、
Δλｓ／λｓ＝（Ｌｔ／（Ｌｔ＋Ｌａ））・（Δｎ／ｎ） （３）
となる。式（２），式（３）より、反射ピーク波長と共振縦モード波長とは同じ量だけシフトする。したがって、このレーザでは、最初に発振したモードを保ったまま連続的に波長が変化する。
On the other hand, each wavelength of the plurality of reflection peaks is also shifted to the short wavelength side as a result of a change in equivalent refractive index due to current injection. Since the reflection peak wavelength is proportional to the average equivalent refractive index change within one period of the repetitive structure, the change ratio Δλ s / λ s of the reflection peak wavelength
Δλ s / λ s = (L t / (L t + L a )) · (Δn / n) (3)
It becomes. From the equations (2) and (3), the reflection peak wavelength and the resonance longitudinal mode wavelength are shifted by the same amount. Therefore, in this laser, the wavelength continuously changes while maintaining the first oscillation mode.
その他、光導波路をリング状にしたリング共振器などの場合でも、リングの物理的長さと等価屈折率との積である光学長により共振波長が決まるため、等価屈折率の変化により共振波長を変化させることができることが知られている。 In addition, even in the case of a ring resonator having an optical waveguide in a ring shape, the resonance wavelength is determined by the optical length, which is the product of the physical length of the ring and the equivalent refractive index. It is known that
半導体の等価屈折率を動的に変化させる方法は、温度を変化させる方法、電流注入により変化させる方法、などがある。温度による屈折率変化は比較的遅く、安定するまでに数秒かかる。一方で、電流注入による屈折率の変化はプラズマ効果などに起因し、数ナノ秒で屈折率変化が生じることが知られている。 As a method for dynamically changing the equivalent refractive index of the semiconductor, there are a method for changing the temperature, a method for changing the semiconductor by an electric current injection, and the like. The change in refractive index with temperature is relatively slow and takes several seconds to stabilize. On the other hand, it is known that the refractive index change due to current injection is caused by the plasma effect and the like, and the refractive index change occurs in a few nanoseconds.
しかしながら、一般的に半導体中では電流が流れることにより抵抗成分のために発熱する。チャンネル切り替え時には波長制御電流量が変化することで発熱量が変わるため、半導体レーザチップの温度が変化する。しかしながら、電流注入による屈折率変化が生じると同時に、温度変化によりゆっくりと屈折率変化が生じるため、チャンネル切り替え直後に設定周波数と比べて数ＧＨｚから数十ＧＨｚ程度のズレが生じ、ゆっくりと設定周波数に近づいていくというドリフト現象が現れる。このドリフト現象は熱的要因で生じ、数ミリ秒以上の時間がかかるため、電流注入によるプラズマ効果の高速性を十分に発揮するためには、熱ドリフト現象を抑制することが必要となる。 However, in general, in a semiconductor, heat is generated due to a resistance component when a current flows. When the channel is switched, the amount of heat generated is changed by changing the amount of wavelength control current, so that the temperature of the semiconductor laser chip changes. However, since the refractive index changes due to current injection and at the same time, the refractive index changes slowly due to the temperature change, a shift of about several GHz to several tens GHz occurs compared to the set frequency immediately after the channel switching, and the set frequency is slow. The drift phenomenon of approaching This drift phenomenon is caused by a thermal factor and takes several milliseconds or more. Therefore, it is necessary to suppress the thermal drift phenomenon in order to sufficiently exhibit the high speed of the plasma effect by current injection.
波長可変レーザの熱による波長ドリフトを抑制するために、特許文献１、２、３では、波長可変レーザの波長制御領域に隣接して熱補償用の電極を用意し、制御層の電流が変化するタイミングに合わせ、熱補償用の電極に流す電流も変化させることで熱補償を行っている。
In
また、特許文献３では、６個の波長可変レーザを２０μｍ間隔で並列に配置し、結合器（カプラ）と半導体光増幅器（ＳＯＡ）を集積した素子において、常に投入電力の総和が一定となるように、発光しているＬＤ以外のＬＤの制御領域にも電流を流し、チップ全体の熱量が一定となるように制御する方法が示されている。 Further, in Patent Document 3, in a device in which six wavelength tunable lasers are arranged in parallel at intervals of 20 μm and a coupler (coupler) and a semiconductor optical amplifier (SOA) are integrated, the sum of input power is always constant. In addition, a method is shown in which a current is supplied to the control region of the LD other than the light emitting LD so that the heat quantity of the entire chip is constant.
電流制御型の波長可変レーザにおいて、熱ドリフトを抑制するために、レーザに平行に熱補償用の電極を設ける必要があった。また、複数の波長可変レーザを並列に並べた波長可変レーザアレイの場合、発振させている波長可変レーザ以外の波長可変レーザの制御層に電流を流し熱補償することが可能であるが、レーザの間隔を２０μｍ程度に近接させる必要がある。 In the current-controlled wavelength tunable laser, it is necessary to provide an electrode for thermal compensation in parallel with the laser in order to suppress thermal drift. In the case of a wavelength tunable laser array in which a plurality of wavelength tunable lasers are arranged in parallel, it is possible to apply current to the control layer of the wavelength tunable laser other than the oscillating wavelength tunable laser to compensate for heat. The interval needs to be close to about 20 μm.
各種ＤＢＲレーザや、分布活性ＤＦＢレーザなどの場合、利得を生じさせる活性導波路層への電流と、波長を制御するための非活性導波路層への電流が必要なため、電極の引き出し、引き回しスペースが必要となる。特に分布活性ＤＦＢレーザにおいては、交互に活性導波路と非活性導波路が並び、かつ、活性導波路同士、非活性導波路同士はそれぞれ電極が接続されているため、電極は共振器方向に対して左右に引き出す必要があり、電極を片側に寄せることが非常に困難である。したがって、熱補償を効果的に行うためにレーザアレイのレーザ間隔を狭くするためには、電極を細く、かつ、近接させる必要がある。 In the case of various DBR lasers, distributed active DFB lasers, and the like, a current to the active waveguide layer that causes gain and a current to the inactive waveguide layer for controlling the wavelength are required. Space is required. In particular, in a distributed active DFB laser, active waveguides and inactive waveguides are arranged alternately, and electrodes are connected to each other between the active waveguides and the inactive waveguides. Therefore, it is very difficult to bring the electrode to one side. Therefore, in order to narrow the laser interval of the laser array in order to effectively perform the thermal compensation, it is necessary to make the electrodes close and close to each other.
しかしながら、電極を細くしすぎると抵抗が上がる問題や、近接させることにより隣接電極間での相互作用が生じるため、高速な波長切替を行う際の高周波成分を含む急峻な電流変化に影響が生じる問題などがある。 However, if the electrode is made too thin, the resistance will increase, or if the electrodes are placed close to each other, there will be an interaction between adjacent electrodes, which will affect the steep current change that includes high-frequency components when performing high-speed wavelength switching. and so on.
本発明の目的は、波長可変レーザアレイの隣接する波長可変レーザの電極を多層化した場合であっても、互いの電極の影響が低減する、または互いの電極の影響を適切に制御することができる波長可変レーザアレイ素子およびその制御方法を実現することである。 An object of the present invention is to reduce the influence of each other's electrodes or appropriately control the influence of each other's electrodes even when the electrodes of adjacent wavelength tunable lasers in the wavelength tunable laser array are multilayered. It is to realize a tunable laser array element and a control method thereof .
上記目的を達成するために、本発明における請求項１記載の発明は、電流注入量の制御により波長を制御する制御領域と利得を得るための活性領域とを有し、制御領域および活性領域のそれぞれが互いに独立した電極により制御される構造を備えている電流制御型の波長可変レーザが複数並列に配置された波長可変レーザアレイ素子の制御方法であって、それぞれの波長可変レーザの制御領域の制御電極は、活性領域の活性領域電極との間に絶縁膜を挟み異なる層に配置され、制御電極と活性領域電極とは、光導波路と非平行な方向で互いに逆方向へ引き出され、隣り合う波長可変レーザの間で制御電極と活性領域電極とが多層構造を有し、駆動中の第１の波長可変レーザの第１の制御電極と多層構造を成す隣接し、駆動していない第２の波長可変レーザの第２の活性領域電極の電位が固定されており、第１の波長可変レーザの波長切り替え時に、第１の波長可変レーザの第１の制御電極への投入電力と第２の波長可変レーザの第２の制御電極への投入電力との和が、波長切り替え前と波長切り替え後とで一定となるように、第１および第２の制御電極に制御された電流を流すことを特徴とする。 To achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention has an active region for obtaining the control region and the gain controlling the wavelength by controlling the current injection amount, the control region and the active area A method for controlling a wavelength tunable laser array element in which a plurality of current-controlled wavelength tunable lasers each having a structure controlled by electrodes independent from each other are arranged in parallel, and the control region of each wavelength tunable laser The control electrodes are arranged in different layers with an insulating film sandwiched between the active region electrodes of the active region, and the control electrodes and the active region electrodes are drawn out in directions opposite to each other in a direction non-parallel to the optical waveguide. tunable laser control electrodes between which fits the active area electrodes has a multi-layer structure, adjacent forming the first control electrodes and the multilayer structure of the first tunable laser in the drive, the second wave of the not driven Tunable laser second and the potential of the active region electrode is fixed at the time of wavelength switching the first tunable laser, a first input power and the second wavelength variable to the control electrode of the first tunable laser It is characterized in that a controlled current is supplied to the first and second control electrodes so that the sum of the power input to the second control electrode of the laser is constant before and after wavelength switching. To do .
また、本発明における請求項２記載の発明は、請求項１に記載の波長可変レーザアレイ素子の制御方法であって、第２の波長可変レーザの第２の活性領域電極の電位が０Ｖであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the wavelength tunable laser array element control method according to the first aspect , wherein the potential of the second active region electrode of the second tunable laser is 0V . It is characterized by that.
また、本発明における請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の波長可変レーザアレイ素子の制御方法であって、第３の波長可変レーザの第３の制御電極と多層構造を成す活性領域電極を有する隣接する波長可変レーザが無い場合には、前記第３の制御電極との間に絶縁膜を挟みグランド電極を設けたことを特徴とする。
The invention of claim 3, wherein in the present invention is a control method for a wavelength tunable laser array device according to
また、本発明における請求項４記載の発明は、請求項１、２または３に記載の波長可変レーザアレイ素子の制御方法であって、それぞれの波長可変レーザの間隔が２０μｍ以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the wavelength tunable laser array element control method according to the first , second or third aspect , wherein the interval between the respective tunable lasers is 20 μm or less. And
また、本発明における請求項５記載の発明は、電流注入量の制御により波長を制御する制御領域と利得を得るための活性領域とを有し、制御領域および活性領域のそれぞれが互いに独立した電極により制御される構造を備えている電流制御型の波長可変レーザを複数並列に配置した波長可変レーザアレイ素子であって、それぞれの波長可変レーザの制御電極は、活性領域の活性領域電極との間に絶縁膜を挟み異なる層に配置され、制御電極と活性領域電極とは、光導波路と非平行な方向で互いに逆方向へ引き出され、隣り合う波長可変レーザの間で制御電極と活性領域電極とが多層構造を有し、駆動中の第１の波長可変レーザの第１の制御電極と多層構造を成す隣接し、駆動していない第２の波長可変レーザの第２の活性領域電極の電位が固定されており、第１の波長可変レーザの波長切り替え時に、第１の波長可変レーザの第１の制御電極への投入電力と第２の波長可変レーザの第２の制御電極への投入電力との和が、波長切り替え前と波長切り替え後とで一定となるように、第１および第２の制御電極に制御された電流を流すことを特徴とする。
The invention of
以上説明したように、本発明によれば、波長可変レーザアレイの隣接する波長可変レーザの間隔が狭くなった場合であっても、抵抗増大や電極間の相互影響を抑制することが可能となり、高速かつ精密な波長制御が可能となる。更に、抵抗増大を防ぐために電極を多層化した場合であっても、互いの電極の影響が低減する、または互いの電極の影響を適切に制御することができる構造および制御方法を実現することが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when the interval between the wavelength tunable lasers adjacent to the wavelength tunable laser array is narrowed, it is possible to suppress the increase in resistance and the mutual influence between the electrodes, High-speed and precise wavelength control becomes possible. Furthermore, it is possible to realize a structure and a control method capable of reducing the influence of each other's electrodes or appropriately controlling the influence of each other's electrodes even when the electrodes are multilayered to prevent an increase in resistance. It becomes possible.
［第一の実施形態］
図２は、従来構造の分布活性ＤＦＢレーザアレイの上面模式図である。分布活性ＤＦＢレーザＬＤ１〜ＬＤ６が間隔ＬＬＤ＝６０μｍで6つ並列に配置され、光導波路３、多モード干渉（ＭＭＩ：Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）結合器（カプラ）４により合波され半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）５で増幅される光集積素子（波長可変レーザアレイ）となっている。ここで、まず構成を示すために電極は記載していない。
[First embodiment]
FIG. 2 is a schematic top view of a distributed active DFB laser array having a conventional structure. Six distributed active DFB lasers LD1 to LD6 are arranged in parallel at an interval L LD = 60 μm, and are combined by an optical waveguide 3 and a multi-mode interference (MMI) coupler (coupler) 4 to be a semiconductor optical amplifier (coupler). It is an optical integrated device (wavelength tunable laser array) amplified by an SOA (Semiconductor Optical Amplifier) 5. Here, in order to show a structure first, the electrode is not described.
図３は図２の分布活性ＤＦＢレーザアレイで用いられている分布活性ＤＦＢレーザの模式図である。図３（ａ）は分布活性ＤＦＢレーザを上面から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるｘ−ｘ’断面である。図１に示した分布活性ＤＦＢレーザの基本構造を第一のレーザ部６と第二のレーザ部７で活性導波路層と非活性導波路層の繰り返し周期を変えて、直列に接続した構造となっている。 FIG. 3 is a schematic diagram of a distributed active DFB laser used in the distributed active DFB laser array of FIG. FIG. 3A is a view of the distributed active DFB laser as viewed from above, and FIG. 3B is an x-x ′ cross section in FIG. The basic structure of the distributed active DFB laser shown in FIG. 1 is a structure in which the first laser unit 6 and the second laser unit 7 are connected in series by changing the repetition period of the active waveguide layer and the inactive waveguide layer. It has become.
図４は、図２の分布活性ＤＦＢレーザアレイの電極の模式図である。各ＬＤの活性領域電極と制御電極とを共振器軸方向に対して直交する方向に引き出した後、レーザ出射側に伸ばし、その後、チップ側面に向かって幅広く伸ばし、ワイヤ接続するパッド部を形成している。 FIG. 4 is a schematic diagram of electrodes of the distributed active DFB laser array of FIG. The active region electrode and the control electrode of each LD are pulled out in a direction perpendicular to the resonator axis direction, and then extended to the laser emission side, and then extended toward the side of the chip to form a pad portion for wire connection. ing.
図５は、図２および図４に表示した分布活性ＤＦＢレーザアレイ部のａ−ａ’部の断面図である。ＬＬＤ＝６０μｍであるため、各ＬＤ間には配線のための十分なスペースがあり、図３(a)で示すように上下に電極を引き出す構造としても隣り合うＬＤの電極が重なることは無い。図４でレーザ部から右側に引き伸ばしている電極の幅は１０μｍとしている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the aa ′ portion of the distributed active DFB laser array portion shown in FIG. 2 and FIG. Since L LD = 60 μm, there is sufficient space for wiring between the LDs, and the electrodes of adjacent LDs do not overlap even when the electrodes are drawn vertically as shown in FIG. . In FIG. 4, the width of the electrode extending to the right side from the laser part is 10 μm.
図６、および図７は、本発明の第一の実施形態を説明する図であり、図６は波長可変レーザアレイの電極の構造模式図であり、図７は図６の波長可変レーザアレイの共振器方向に垂直なｂ−ｂ’部の断面の模式図である。 本実施形態では熱補償効果を高めるためにレーザ間隔をＬＬＤ＝２０μｍとした。電極の幅を従来構造と変えない場合には、図面上で各ＬＤの左側に引き出した活性領域電極と左隣りのＬＤから右側に引き出した制御電極とが重なる。しかしながら、電極の幅を細くすることは、抵抗の増大を招く。特に活性領域電流は１００ｍＡ程度以上の電流を流すため、ある程度の幅を維持して抵抗を下げる必要がある。そこで、本発明では、電極の幅を維持したまま絶縁膜を挟み多層構造としている。 6 and 7 are diagrams for explaining the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of the structure of the electrodes of the wavelength tunable laser array. FIG. 7 is a diagram of the wavelength tunable laser array of FIG. It is a schematic diagram of the cross section of the bb 'part perpendicular | vertical to a resonator direction. In this embodiment, the laser interval is set to L LD = 20 μm in order to enhance the thermal compensation effect. When the width of the electrode is not changed from the conventional structure, the active region electrode drawn to the left side of each LD in the drawing overlaps with the control electrode drawn to the right side from the left adjacent LD. However, reducing the width of the electrode causes an increase in resistance. In particular, since the active region current passes a current of about 100 mA or more, it is necessary to maintain a certain width and lower the resistance. Therefore, in the present invention, an insulating film is sandwiched while maintaining the width of the electrode, thereby forming a multilayer structure.
各ＬＤとも図面上で活性領域電極をＬＤから上側に引き出し、制御電極をＬＤより下側に引き出している。更に、隣り合うＬＤの電極が重なるため、絶縁膜を挟み、制御層電極を上層、活性領域電極を下層として多層化している。例えば、図６の場合は、図７の断面図に示すようにＬＤ１の制御電極とＬＤ２の活性領域電極が重なるため、ＬＤ１の制御電極を上層、ＬＤ２の活性領域電極を下層としており、その他のＬＤも同様に多層化している。 In each LD, the active region electrode is drawn upward from the LD and the control electrode is drawn downward from the LD in the drawing. Furthermore, since the electrodes of adjacent LDs overlap each other, an insulating film is sandwiched between the control layer electrode and the active region electrode as a lower layer. For example, in the case of FIG. 6, as shown in the sectional view of FIG. 7, the control electrode of LD1 and the active region electrode of LD2 overlap, so that the control electrode of LD1 is the upper layer, the active region electrode of LD2 is the lower layer, The LD is similarly multilayered.
従来構造の説明で用いた図のうち、ＬＤアレイを構成するＬＤの断面を示した図３については、本実施形態でも同じであるため、本実施形態のレーザの説明は図３を用いて行う。 Of the drawings used in the description of the conventional structure, FIG. 3 showing the cross section of the LD constituting the LD array is the same in this embodiment, so the laser of this embodiment will be described with reference to FIG. .
図３の半導体レーザにおいて、ｎ型ＩｎＰクラッド１０上に、第一のレーザ部においては長さＬａ１のＧａＩｎＡｓＰ活性導波路層８と、長さＬｔ１の活性導波路層とは組成の異なるＧａＩｎＡｓＰ非活性導波路層（波長制御層）９が交互に周期的に接続されている。第二のレーザ部においては、それぞれの長さがＬａ２およびＬｔ２となっている。それらの層の上と、ｐ型ＩｎＰ上部クラッド層１２の間には周期的な凹凸を形成して導波路の等価屈折率を周期変調させた回折格子１１が形成されている。第一と第二のレーザ部の回折格子はλ／４位相がシフトしている。ＩｎＰ上部クラッド１２の上には、オーミックコンタクトのために高ドープのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１３を設けた上に電極１４を形成している。基板下部には共通の電極１５を形成しているが、上部は、活性導波路層の領域と非活性導波路層の領域とでコンタクト層および電極を分離し、さらに、活性導波路層の電極同士、非活性導波路層の電極同士は素子上で短絡されている。
In the semiconductor laser of FIG. 3, on the n-type InP cladding 10, a GaInAsP active waveguide layer 8 of length L a1 in the first laser unit, a different composition than the active waveguide layer length L t1 GaInAsP Inactive waveguide layers (wavelength control layers) 9 are alternately and periodically connected. In the second laser part, the lengths are L a2 and L t2 , respectively. A diffraction grating 11 in which periodic irregularities are formed and the equivalent refractive index of the waveguide is periodically modulated is formed between these layers and the p-type InP upper cladding layer 12. The diffraction gratings of the first and second laser parts are shifted in λ / 4 phase. On the InP upper cladding 12, an electrode 14 is formed on a highly doped p-type InGaAs contact layer 13 for ohmic contact. A
活性導波路層にバンドギャップ波長１．５５μmのＧａＩｎＡｓＰを用いた場合、非活性導波路はそれより短波のバンドギャップ波長、たとえば、１．４μｍのバンドギャップ波長のＧａＩｎＡｓＰを用いることにより、レーザ発振の利得に寄与しないために、キャリア密度が一定にならない。これにより、電流注入により大きく屈折率を変化させることができる。 When GaInAsP having a band gap wavelength of 1.55 μm is used for the active waveguide layer, the non-active waveguide uses a band gap wavelength shorter than that, for example, GaInAsP having a band gap wavelength of 1.4 μm, thereby enabling laser oscillation. The carrier density is not constant because it does not contribute to gain. Thereby, the refractive index can be changed greatly by current injection.
活性導波路層および非活性導波路層はバルク材料でなくともよく、たとえば、量子井戸構造、もしくは、量子井戸をバリア層を挟んで重ねた多層量子井戸構造や、さらに低次元の量子井戸構造を備えたものであっても良い。また、活性層への光閉じ込めやキャリア閉じ込めを高めるなどのために、活性層とクラッド層の間に中間の屈折率を持つ層を導入する分離閉じ込めへテロ構造などを導入しても良い。 The active waveguide layer and the inactive waveguide layer do not have to be a bulk material. For example, a quantum well structure, a multilayer quantum well structure in which quantum wells are stacked with a barrier layer interposed therebetween, or a lower-dimensional quantum well structure is used. It may be provided. Further, in order to enhance light confinement and carrier confinement in the active layer, a separate confinement heterostructure in which a layer having an intermediate refractive index is introduced between the active layer and the cladding layer may be introduced.
本素子に用いる半導体は、ＩｎＰとＧａＩｎＡｓＰの組み合わせに限定することなく、ＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓなど、その他の半導体を用いても良いし、活性導波路層と非活性導波路層のバンドギャップ波長の組み合わせも上記に限定するものではない。 The semiconductor used in this element is not limited to the combination of InP and GaInAsP, and other semiconductors such as GaAs, GaInNAs, and AlGaInAs may be used. The band gap wavelength of the active waveguide layer and the inactive waveguide layer may be used. The combination is not limited to the above.
第一のレーザ部と第二のレーザ部では、活性導波路層と非活性導波路層の繰り返し周期は、それぞれＬ１＝５０μｍ、Ｌ２＝７０μｍと異なるが、活性導波路層と非活性導波路層の割合（Ｌａ１／Ｌｔ１、および、Ｌａ２／Ｌｔ２）は同じである。本実施形態では、この割合を1／２とした。第一のレーザ部と第二のレーザ部の間において、回折格子の位相をλ／４波長変化させている。これにより、第一のレーザ部での反射波と第二のレーザ部での反射波の位相を発振条件を満たすように整合させている。 In the first laser part and the second laser part, the repetition periods of the active waveguide layer and the inactive waveguide layer are different from L 1 = 50 μm and L 2 = 70 μm, respectively. The proportions of the waveguide layer (L a1 / L t1 and L a2 / L t2 ) are the same. In this embodiment, this ratio is 1/2. The phase of the diffraction grating is changed by λ / 4 wavelength between the first laser part and the second laser part. Thereby, the phases of the reflected wave at the first laser unit and the reflected wave at the second laser unit are matched so as to satisfy the oscillation condition.
活性導波路層、および波長制御用非活性導波路層の上部に設けられる電極は互いに分離されており、図３（ａ）に示すように、活性導波路層上の電極１６どうし、および波長制御導波路層上の電極１７どうしは素子上で短絡されており、櫛型の電極形状になっている。このように素子上で各々の領域の電極どうしを短絡しておくことにより、金属製のボンディング・ワイヤをどこか一か所ずつ接着させるだけで、各領域に電流を注入することができる。
The electrodes provided on the active waveguide layer and the wavelength control non-active waveguide layer are separated from each other. As shown in FIG. 3A, the electrodes 16 on the active waveguide layer and the wavelength control are provided. The
上記半導体レーザの作製方法を簡単に説明する。最初に有機金属気相エピタキシャル成長法と、これによる選択成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ上に活性導波路層（活性層）と非活性導波路層（制御層）とを作製する。その後、塗布したレジストに、電子ビーム露光法を用いて回折格子のパターンを転写し、転写パターンをマスクとしてエッチングを行い、回折格子を形成する。ｐ型ＩｎＰ上部クラッド層およびｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層を成長した後、横モードを制御するために、幅１．２μｍのストライプ状に導波路を加工し、その両側にFeをドーピングしたＩｎＰ（半絶縁体）電流ブロック層を成長する。そして、各電極を形成した後、活性層駆動電極と波長制御電極とを電気的に分離するために、それらの電極間のｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層を除去する。 A method for manufacturing the semiconductor laser will be briefly described. First, an active waveguide layer (active layer) and an inactive waveguide layer (control layer) are formed on n-type InP by using a metal organic vapor phase epitaxial growth method and a selective growth method based thereon. Thereafter, the diffraction grating pattern is transferred to the applied resist using an electron beam exposure method, and etching is performed using the transfer pattern as a mask to form a diffraction grating. After growing the p-type InP upper cladding layer and the p-type InGaAs contact layer, in order to control the transverse mode, the waveguide is processed into a stripe shape having a width of 1.2 μm and FeP is doped on both sides of the waveguide. Body) grow current blocking layer. After each electrode is formed, the p-type InGaAs contact layer between these electrodes is removed in order to electrically isolate the active layer drive electrode and the wavelength control electrode.
半導体の成長法としては、有機金属気相エピタキシャル成長法に限らず、分子線エピタキシャル成長法やその他の手段を用いてもよい。回折格子の形成方法も電子線露光法に限らず、二束干渉露光法やそのほかの手段を用いてもよい。 The semiconductor growth method is not limited to the metal organic vapor phase epitaxial growth method, and a molecular beam epitaxial growth method or other means may be used. The method of forming the diffraction grating is not limited to the electron beam exposure method, and a two-bundle interference exposure method or other means may be used.
電流ブロック層は、ＦｅをドーピングしたＩｎＰ層に限定することなく、Ｒｕなどのその他のドーパントをドーピングして高抵抗化したＩｎＰ層を用いても良い。また、ｐ型ｎ型の半導体の多層構造としてもよい。 The current blocking layer is not limited to the InP layer doped with Fe, but an InP layer doped with another dopant such as Ru to increase the resistance may be used. Alternatively, a multilayer structure of p-type and n-type semiconductors may be used.
また、導波路構造は、本実施形態では埋め込み構造を採用しているが、一般的なリッジ構造やハイメサ構造などでも本発明の原理を用いることができる。 The waveguide structure employs a buried structure in this embodiment, but the principle of the present invention can also be used in a general ridge structure or high mesa structure.
第一のレーザ部６および第二のレーザ部７の活性導波路層８と非活性導波路層９の繰り返しの数は図面上は簡略化のために数を少なく表示しているが、実際の実施形態ではそれぞれ６としている。第一のレーザ部と第二のレーザ部では同じ結合係数の回折格子を用いているので、活性導波路層と非活性導波路層の繰り返し周期の長い第二のレーザ部の方が結合係数と長さの積が大きくなるため反射率は高くなる。したがって、繰り返し数を同数とした場合、自然に出力は非対称となり、反射率の低い第一のレーザ部からの出力が反射率の高い第二のレーザ部からの出力に比べて大きくとれるため、第一のレーザ部側から出力を効率よく取り出すことができる。なお、活性導波路層と非活性導波路層の繰り返しの数は６に限らず、また繰り返し数が第一のレーザ部と第二のレーザ部で同じである必要もないため、必要な反射率に応じて繰り返し周期や繰り返し数を設計すればよい。 The number of repetitions of the active waveguide layer 8 and the non-active waveguide layer 9 of the first laser unit 6 and the second laser unit 7 is shown in a small number for the sake of simplicity in the drawing. In the embodiment, each is set to 6. Since the diffraction gratings having the same coupling coefficient are used in the first laser part and the second laser part, the second laser part having a longer repetition period of the active waveguide layer and the inactive waveguide layer has a higher coupling coefficient. The reflectance increases because the product of length increases. Therefore, when the number of repetitions is the same, the output is naturally asymmetric, and the output from the first laser unit with low reflectivity can be larger than the output from the second laser unit with high reflectivity. The output can be taken out efficiently from one laser unit side. Note that the number of repetitions of the active waveguide layer and the inactive waveguide layer is not limited to 6, and it is not necessary that the number of repetitions be the same between the first laser unit and the second laser unit, so that the necessary reflectance is required. What is necessary is just to design a repetition period and the number of repetitions according to.
ここで、チャネル（波長）切替時の熱補償動作について説明する。同一ＬＤ内でのチャンネル切替の場合は、活性層電流はほぼ一定に保ち、制御電流のみで発振波長が変化する。例えば、ＬＤ１内でＩａ＝７５ｍＡ、Ｉｔ＝１．５６ｍＡのチャンネル１からＩａ＝７５ｍＡ、Ｉｔ＝５２．３ｍＡのチャンネル２に切り替えることを考える。この場合、チャンネル１とチャンネル２では、全電流量では約５０ｍＡ程度の差がある。二つのチャンネル間で総発熱量が一定となれば波長の温度ドリフトは生じず、純粋にキャリアのプラズマ効果などで決まる数ｎｓでの誤差のない波長切替が可能となる。そこで、チャンネル１とチャンネル２では使用しないＬＤ２の制御領域に電流を流す。より厳密には、電圧などを測定し、投入電力が一定となるように制御する必要があるが、単純には、ＬＤ２の制御電流を熱補償電流としてチャンネル１動作時には５２．３ｍＡ、チャンネル２動作時には１．５６ｍＡと、ＬＤ１の制御電流とは逆に流すことにより、全電流量を一定とし、発熱量をおよそ一定とすることができる。これにより、チップ温度変化を抑制し、温度変化による屈折率変化を抑制することが可能となる。異なるＬＤ間でのチャネル切替の場合であっても、切替の前後で総発熱量が同じになるようにするという熱補償の考え方は同じである。
Here, the thermal compensation operation at the time of channel (wavelength) switching will be described. In the case of channel switching within the same LD, the active layer current is kept almost constant, and the oscillation wavelength changes only with the control current. For example, consider switching from channel 1 of Ia = 75 mA, It = 1.56 mA to
本発明では、上述した熱補償動作に加えて、多層化された配線間の影響を抑制するために、更に動作中のＬＤ以外のＬＤの活性領域電極の電圧を０Ｖに固定するようにした。多層電極の場合、上層と下層の電極でそれぞれの電極の電界により相互に影響を受ける。すなわち、同じ制御電流の変化を与える場合であっても、下層の電極の電位が異なると入力する電流波形が異なることになる。これを避けるために、例えばＬＤ１の制御電流を変化させてチャネルを切り替える場合、ＬＤ１の制御電極が多層化されているＬＤ２の活性領域電極を０Ｖに固定する。これにより、切替以前の状態にかかわらず、切り替え時の入力電流波形が安定する。 In the present invention, in addition to the above-described thermal compensation operation, the voltage of the active region electrode of the LD other than the operating LD is fixed to 0 V in order to suppress the influence between the multilayered wirings. In the case of a multilayer electrode, the upper layer and lower layer electrodes are mutually affected by the electric field of each electrode. That is, even when the same control current change is applied, if the potential of the lower electrode is different, the input current waveform is different. In order to avoid this, for example, when the channel is switched by changing the control current of LD1, the active region electrode of LD2 in which the control electrode of LD1 is multilayered is fixed to 0V. Thereby, the input current waveform at the time of switching is stabilized regardless of the state before switching.
本発明の重要な点は、信号入力する電極と多層化した電極の電圧を固定することにある。常に安定した状態であれば良いため、必ずしも固定する電圧が０Ｖで無くとも良い。また、本実施形態では、上層に制御電極、下層に隣接レーザの活性領域電極としているが、上下が逆になっていてもよい。原理的には、隣接ＬＤの活性領域電極と制御電極の引き出し方向を逆にして制御電極同士を重ねた場合であっても、信号を入力する電極以外の電極の電圧を固定すれば良いが、隣接ＬＤの制御電極は熱補償動作を行う際に使用する可能性があるため、多層配線は制御電極と活性領域電極の組み合わせにしておいた方が良い。本実施形態の半導体レーザアレイの場合、通常、発光させるＬＤは１つのみであり、同時に複数の活性領域に電流を流すことはない。従って、動作させているＬＤの隣接ＬＤの活性層は０Ｖとすることに問題は無い。 The important point of the present invention is to fix the voltage of the electrode for inputting signals and the multilayered electrode. The voltage to be fixed does not necessarily have to be 0 V because it is always necessary to be in a stable state. In this embodiment, the upper layer is a control electrode and the lower layer is an active region electrode of an adjacent laser, but the upper and lower sides may be reversed. In principle, even when the control electrodes are overlapped with the active region electrode of the adjacent LD and the control electrode being reversed, the voltage of the electrodes other than the electrode for inputting the signal may be fixed. Since the control electrode of the adjacent LD may be used when performing the heat compensation operation, the multilayer wiring is preferably a combination of the control electrode and the active region electrode. In the case of the semiconductor laser array of the present embodiment, normally, only one LD is emitted, and no current is allowed to flow through a plurality of active regions at the same time. Therefore, there is no problem in setting the active layer of the adjacent LD of the operating LD to 0V.
本実施形態では、図２のように複数の波長可変レーザと結合器、ＳＯＡによる構成を説明したが、本発明を実現するためにはレーザが少なくとも２個以上並列に配置されていれば良い。すなわち、結合器もＭＭＩ結合器でなくともよく、ファネル型など他の結合器でも良い。また、結合器やＳＯＡを集積せずに、半導体レーザアレイからの光をレンズで結合したり、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて光路を変更したりする場合でも、半導体レーザアレイに本発明を適用可能である。 In the present embodiment, the configuration using a plurality of wavelength tunable lasers, a coupler, and an SOA has been described as shown in FIG. 2, but at least two lasers may be arranged in parallel to realize the present invention. That is, the coupler does not have to be an MMI coupler, and may be another coupler such as a funnel type. Further, the present invention can be applied to a semiconductor laser array even when the light from the semiconductor laser array is coupled by a lens without integrating a coupler or SOA, or when the optical path is changed by using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Is applicable.
波長可変レーザアレイを構成する波長可変レーザは、各ＬＤの表面が少なくとも２つ以上の電極を有する電流注入型の波長可変レーザであれば、本発明を適用できる。例えば分布反射型（ＤＢＲ）レーザなどでも良い。 The wavelength tunable laser constituting the wavelength tunable laser array can be applied to the present invention as long as the surface of each LD is a current injection type wavelength tunable laser having at least two electrodes. For example, a distributed reflection (DBR) laser may be used.
本実施形態では多層配線された電極同士が上下でほぼ平行に配線されているが、配線が直交する場合であっても、信号入力する配線以外の配線を０Ｖとすることで本発明の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the multi-layered electrodes are wired substantially parallel up and down, but even if the wires are orthogonal, the effect of the present invention can be obtained by setting the wires other than the signal input wires to 0V. Can be obtained.
［第二の実施形態］
上記だけでも入力電流波形の安定化には効果的であるが、更に発展させた構造として、次のようなことも可能である。
[Second Embodiment]
The above alone is effective for stabilizing the input current waveform, but the following structure is also possible as a further developed structure.
波長切替動作はステップ的に電流を切り替えるため、電流変化時には高周波成分を含む。また、ステップ的な波長切替のみではなく、例えばＳｉｎ波により周波数変調するような場合や、のこぎり波のように繰り返し周波数を掃引するような場合もある。このような場合、駆動回路から波長可変レーザに対して高周波信号成分を減衰無く伝える必要がある。図８は本発明の波長可変レーザアレイの電極周辺部のみ抜き出した断面図であるが、例えば、図８で、制御電極１８と活性領域電極１９の間の絶縁膜２０の材料とその厚さｈ、制御電極の幅ｗなどを適切に設計してやることで、高周波線路としてもみなすことができるようになる。そのため、本実施形態では、制御電極の幅Wを５μｍ、絶縁膜は比誘電率２．７のベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）を用い厚さｈを２μｍとした。活性領域電極を０Ｖとしてグランドとしてみなすと、マイクロストリップ線路と同じ構成となり、線路の特性インピーダンスはおよそ５０Ω弱となり、５０Ω系の線路とすることも可能であり、高周波の入力が効率よく行えることとなる。特性インピーダンスは波長可変レーザの駆動回路の特性インピーダンスに一致させればよい。 Since the wavelength switching operation switches the current stepwise, it includes a high frequency component when the current changes. In addition to stepwise wavelength switching, there are cases where frequency modulation is performed using, for example, a Sin wave, or where the frequency is repeatedly swept like a sawtooth wave. In such a case, it is necessary to transmit a high-frequency signal component from the drive circuit to the wavelength tunable laser without attenuation. FIG. 8 is a cross-sectional view showing only the periphery of the electrode of the wavelength tunable laser array of the present invention. For example, in FIG. 8, the material of the insulating film 20 between the control electrode 18 and the active region electrode 19 and its thickness h are shown. By appropriately designing the width w of the control electrode and the like, it can be regarded as a high-frequency line. Therefore, in this embodiment, the control electrode width W is 5 μm, the insulating film is benzocyclobutene (BCB) having a relative dielectric constant of 2.7, and the thickness h is 2 μm. If the active region electrode is regarded as ground with 0V, the configuration is the same as that of a microstrip line, the characteristic impedance of the line is about 50Ω or less, and it can be a 50Ω line, and high-frequency input can be performed efficiently. Become. The characteristic impedance may be matched with the characteristic impedance of the wavelength variable laser drive circuit.
マイクロストリップ線路を構成する場合、信号線に比べてグランドが十分広い方が好ましく、設計とよく合う実験結果が得られることが知られており、グランド幅が信号線のおよそ2倍程度以上の幅が必要である。従って、本実施形態では、レーザ間隔の範囲内でなるべく広くグランドを取ることとし、活性領域の電極の幅を制御電極の幅の三倍の１５μｍとした。また、多層配線部分以外の影響も極力減らす必要がある。ワイヤボンディングする電極パッド部は寄生容量となるため、本実施形態では図９のように各配線のパッド部は小さくし、およそ５０μｍ角程度とした。また、６レーザの集積素子であるからＬＤ６の制御電極２１に対しては多層化される隣接するレーザの活性領域電極が無い。従って、従来構造にはない追加のグランド電極２２を設け、ＬＤ６制御電極の下層に配置した。 When configuring a microstrip line, it is preferable that the ground is sufficiently wide compared to the signal line, and it is known that an experimental result that matches well with the design can be obtained. is necessary. Therefore, in this embodiment, the ground is as wide as possible within the range of the laser interval, and the width of the active region electrode is set to 15 μm, which is three times the width of the control electrode. Moreover, it is necessary to reduce the influence other than the multilayer wiring portion as much as possible. Since the electrode pad portion to be wire-bonded becomes a parasitic capacitance, in this embodiment, the pad portion of each wiring is made small as shown in FIG. Further, since it is an integrated element of 6 lasers, there is no adjacent active region electrode of the laser that is multilayered with respect to the control electrode 21 of the LD 6. Therefore, an additional ground electrode 22 not provided in the conventional structure is provided and disposed below the LD6 control electrode.
上下の電極を分ける絶縁膜は、ＢＣＢに限らず、ポリイミドなどの有機材料やＳｉＯ２、ＳｉＮなどの他の絶縁膜を用いても良い。 The insulating film that separates the upper and lower electrodes is not limited to BCB, and an organic material such as polyimide, or another insulating film such as SiO 2 or SiN may be used.
１ 活性導波路層
２ 非活性導波路層
３ 光導波路
４ 多モード干渉（ＭＭＩ）結合器（カプラ）
５ 半導体光増幅器（ＳＯＡ）
６ 第一のレーザ部
７ 第二のレーザ部
８ ＧａＩｎＡｓＰ活性導波路層
９ ＧａＩｎＡｓＰ非活性導波路層（波長制御層）
１０ ｎ型ＩｎＰクラッド
１１ 回折格子
１２ ｐ型ＩｎＰ上部クラッド層
１３ ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
１４ 活性層電極
１５ 電極
１６ 活性領域電極
１７ 制御領域電極
１８ 制御電極
１９ 活性領域電極
２０ 絶縁膜
２１ 制御電極
２２ グランド電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5 Semiconductor optical amplifier (SOA)
6 First laser unit 7 Second laser unit 8 GaInAsP active waveguide layer 9 GaInAsP inactive waveguide layer (wavelength control layer)
10 n-type InP cladding 11 diffraction grating 12 p-type InP upper cladding layer 13 p-type InGaAs contact layer 14
Claims (5)
それぞれの前記波長可変レーザの前記制御領域の制御電極は、前記活性領域の活性領域電極との間に絶縁膜を挟み異なる層に配置され、前記制御電極と前記活性領域電極とは、光導波路と非平行な方向で互いに逆方向へ引き出され、隣り合う前記波長可変レーザの間で前記制御電極と前記活性領域電極とが多層構造を有し、
駆動中の第１の波長可変レーザの第１の制御電極と多層構造を成す隣接し、駆動していない第２の波長可変レーザの第２の活性領域電極の電位が固定されており、
前記第１の波長可変レーザの波長切り替え時に、前記第１の波長可変レーザの前記第１の制御電極への投入電力と前記第２の波長可変レーザの第２の制御電極への投入電力との和が、波長切り替え前と波長切り替え後とで一定となるように、前記第１および第２の制御電極に制御された電流を流すことを特徴とする波長可変レーザアレイ素子の制御方法。 Having an active region for obtaining the control region and the gain controlling the wavelength by controlling the current injection amount, the control region and the current respectively of the active area is provided with a structure which is controlled by mutually independent electrodes A control method of a wavelength tunable laser array element in which a plurality of control type wavelength tunable lasers are arranged in parallel,
The control electrode of the control region of each of the tunable lasers is disposed in a different layer with an insulating film sandwiched between the active region electrode of the active region, and the control electrode and the active region electrode include an optical waveguide, drawn in a direction non-parallel to the opposite directions, and said control electrodes between said tunable laser adjacent said active area electrodes has a multilayer structure,
Adjacent forms the first control electrodes and the multilayer structure of the first tunable laser in the drive, the potential of the second active region electrode of the second tunable laser is not driven is fixed,
Before SL during wavelength switching of the first tunable laser, the input power to the first of said first wavelength tunable laser second and the input electric power to the control electrode of said second wavelength tunable laser control electrode A method for controlling a wavelength tunable laser array element, wherein a controlled current is supplied to the first and second control electrodes so that the sum of the currents is constant before and after wavelength switching .
前記第２の波長可変レーザの前記第２の活性領域電極の電位が０Ｖであることを特徴とする波長可変レーザアレイ素子の制御方法。 A method of controlling a wavelength tunable laser array element according to claim 1,
Control method for a wavelength tunable laser element array potential of said second active region electrode before Symbol second tunable laser is characterized in that it is a 0V.
第３の波長可変レーザの第３の制御電極と多層構造を成す活性領域電極を有する隣接する波長可変レーザが無い場合には、前記第３の制御電極との間に絶縁膜を挟みグランド電極を設けたことを特徴とする波長可変レーザアレイ素子の制御方法。 A method for controlling a wavelength tunable laser array element according to claim 1 or 2 ,
When there is no adjacent wavelength tunable laser having an active region electrode having a multilayer structure with the third control electrode of the third wavelength tunable laser, an insulating film is sandwiched between the third control electrode and a ground electrode is interposed. A method of controlling a wavelength tunable laser array element, comprising:
それぞれの前記波長可変レーザの間隔が２０μｍ以下であることを特徴とする波長可変レーザアレイ素子の制御方法。 A method for controlling a wavelength tunable laser array element according to claim 1 , 2 or 3 ,
A method of controlling a wavelength tunable laser array element, wherein an interval between the wavelength tunable lasers is 20 μm or less.
それぞれの前記波長可変レーザの前記制御領域の制御電極は、前記活性領域の活性領域電極との間に絶縁膜を挟み異なる層に配置され、前記制御電極と前記活性領域電極とは、光導波路と非平行な方向で互いに逆方向へ引き出され、隣り合う前記波長可変レーザの間で前記制御電極と前記活性領域電極とが多層構造を有し、
駆動中の第１の波長可変レーザの第１の制御電極と多層構造を成す隣接し、駆動していない第２の波長可変レーザの第２の活性領域電極の電位が固定されており、
前記第１の波長可変レーザの波長切り替え時に、前記第１の波長可変レーザの前記第１の制御電極への投入電力と前記第２の波長可変レーザの第２の制御電極への投入電力との和が、波長切り替え前と波長切り替え後とで一定となるように、前記第１および第２の制御電極に制御された電流を流すことを特徴とする波長可変レーザアレイ素子。 Having an active region for obtaining the control region and the gain controlling the wavelength by controlling the current injection amount, the control region and the current respectively of the active area is provided with a structure which is controlled by mutually independent electrodes A tunable laser array element in which a plurality of control-type tunable lasers are arranged in parallel,
The control electrode of the control region of each of the tunable lasers is disposed in a different layer with an insulating film sandwiched between the active region electrode of the active region, and the control electrode and the active region electrode include an optical waveguide, drawn in a direction non-parallel to the opposite directions, and said control electrode between the tunable laser adjacent the active region electrode has a multilayer structure,
Adjacent forms the first control electrodes and the multilayer structure of the first tunable laser in the drive, the potential of the second active region electrode of the second tunable laser is not driven is fixed,
Before SL during wavelength switching of the first tunable laser, the input power to the first of said first wavelength tunable laser second and the input electric power to the control electrode of said second wavelength tunable laser control electrode A wavelength tunable laser array element, wherein a controlled current is supplied to the first and second control electrodes so that the sum of the two becomes constant before and after wavelength switching .
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