JP7326006B2 - 光半導体素子、光サブアセンブリ、及び光モジュール - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光伝送装置1及び光モジュール2の構成を示す模式図である。光伝送装置1は、プリント回路基板11(PCB)とIC12を備えている。光伝送装置1は、例えば、大容量のルータやスイッチである。光伝送装置1は、例えば交換機の機能を有しており、基地局などに配置される。光伝送装置1に、複数の光モジュール2が搭載されており、光モジュール2より受信用のデータ(受信用の電気信号)を取得し、IC12などを用いて、どこへ何のデータを送信するかを判断し、送信用のデータ(送信用の電気信号)を生成し、プリント回路基板11を介して、該当する光モジュール2へそのデータを伝達する。
本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ素子150は、複数のDFB-LDと複数の変調器が集積される光半導体素子である。図5は、当該実施形態に係る半導体レーザ素子150の平面図である。当該実施形態に係る半導体レーザ素子150は、導波路領域102の前方に(出射側に)変調領域151をさらに含んでいる。半導体レーザ素子150は、変調領域151に配置される複数の変調器152をさらに備える。また、変調器152を備えることにより外部変調型となるので、レーザ領域101のメサストライプ103は連続発振(CW:Continuous Wave)する。それ以外については、半導体レーザ素子150は、第1の実施形態に係る半導体レーザ素子100と同じ構造をしている。
本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ素子155は、2つのDFB-LDとMMI(Multi-Mode Interference)合波器とが集積される光半導体素子である。図6は、当該実施形態に係る半導体レーザ素子155の平面図である。半導体レーザ素子155は、レーザ領域101と導波路領域102と合波領域156とを含んでいる。レーザ領域101に、2つのメサストライプ103A,103Dが配置され、2つのメサストライプ103A,103Dの上面それぞれと物理的に接触して電気的に接続される2つのp側電極104A,104Dが配置される。導波路領域102に、2つのメサストライプ103A,103Dそれぞれと接続される2つの導波路157A,157Dが配置される。第1の実施形態と同様に、レーザ領域101に配置されるメサストライプ103の活性層112と、導波路領域102に配置されるメサストライプ106の導波路層120とは、バットジョイントされる。合波領域156に、2つの導波路157A,157Dを経由して入力される2つの光信号を合波する、MMI合波器158と、MMI合波器158が出射する多重光信号を出射端面まで伝搬させる導波路159と、が配置される。
本発明の第4の実施形態に係る半導体レーザ素子160は、複数のDFB-LDと複数の変調器とMMI合波器が集積される光半導体素子である。図7は、当該実施形態に係る半導体レーザ素子160の平面図である。当該実施形態に係る半導体レーザ素子160は、図6に示す第3の実施形態に係る半導体レーザ素子155の導波路領域102に配置される2つの導波路157A,157Dの途中に、変調器152が配置される構造を有している。第3の実施形態と同様に2つのDFB-LDの発振波長が異なっているが、半導体レーザ素子160は外部変調型であるので、第2の実施形態と同様にレーザ領域101のメサストライプ103は連続発振する。それ以外については、半導体レーザ素子160は、第3の実施形態に係る半導体レーザ素子155と同じ構造をしている。
本発明の第5の実施形態に係る半導体レーザ素子165は、第3の実施形態に係る半導体レーザ素子155の導波路領域102に配置される導波路157A(1組の導波路の、一方の導波路)の途中に、光吸収器が配置されているが、それ以外については、第3の実施形態と同じ構造を有している。
本発明の第6の実施形態に係る半導体レーザ素子170は、第1の実施形態に係る半導体レーザ素子100に配置される複数(ここでは4つ)のメサストライプ103のうち、両端にある2つのメサストライプ103A,103Dそれぞれのさらに外側に配置される、ダミーメサストライプ171をさらに備えている。しかしながら、それ以外については、第1の実施形態と同じ構造をしている。
本発明の第7の実施形態に係る半導体レーザ素子175は、第2の実施形態に係る半導体レーザ素子150に、複数のメサストライプ103と複数の導波路105との間に配置される、複数の光増幅器がさらに備えている。しかしながら、それ以外については、第2の実施形態と同じ構造をしている。
Claims (16)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に並んで配置され、それぞれ活性層及び回折格子を含むとともに該回折格子が後方端面に至る、複数のメサストライプと、
前記複数のメサストライプの上面それぞれと電気的に接続され、ワイヤボンディングのためのパッド部をそれぞれ有する、複数の電極と、
前記複数のメサストライプの前記活性層それぞれと光学的に接続される、複数の導波路と、
前記複数のメサストライプの後方端面に配置され、反射率が30%以上となる反射膜と、
を備える光半導体素子であって、
前記複数の電極のうち、前記複数のメサストライプの第1メサストライプに接続された電極は、前記複数の電極のうち他のいずれの電極にも交差せずに、前記複数の導波路と交差し、
前記第1メサストライプは、前記複数のメサストライプの第2メサストライプに挟まれた位置にあり、
前記複数のメサストライプのうち、両端にある2つのメサストライプの後方端面における中心間距離は150μm以下であり、
前記複数のメサストライプのうち少なくとも2つのメサストライプは同時に駆動される、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1に記載の光半導体素子であって、
前記複数のメサストライプをそれぞれ含んで、複数の分布帰還型レーザが集積されるアレイ素子である、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項2に記載の光半導体素子であって、
前記複数の分布帰還型レーザが出射する出力光の波長は、1.3μm帯である、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数の導波路の前方にそれぞれ配置される、複数の変調器を、
さらに備える、光半導体素子。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数のメサストライプと前記複数の導波路との間にそれぞれ配置される、複数の光増幅器を、
さらに備える、光半導体素子。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数のメサストライプのうち、両端にある2つのメサストライプそれぞれのさらに外側に配置される、ダミーメサストライプを、
さらに備える、光半導体素子。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数の導波路のうち、少なくとも1の導波路は、対応する前記メサストライプの延伸方向に対して屈曲する部分を含む、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数の導波路のうち、少なくとも1組の隣り合う導波路は、対応する隣り合う1組のメサストライプと比べて、出射方向に沿ってさらに広がって延伸する部分がある、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項8に記載の光半導体素子であって、
前記少なくとも1組の隣り合う導波路の後方端面における中心間距離より、前方端面における中心間距離が長い、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数の導波路のうち、少なくとも1組の導波路の前方に配置され、前記1組の導波路を経由して入力される1組の光信号を合波する、MMI合波器を、
さらに備える、光半導体素子。 - 請求項10に記載の光半導体素子であって、
前記1組の導波路の、一方の導波路の途中に配置される、光吸収器を、
さらに備える、光半導体素子。 - 請求項10又は11に記載の光半導体素子であって、
前記1組の導波路にそれぞれ光学的に接続される1組のメサストライプは、互いに異なる波長の光を発振し、
前記MMI合波器に入力される前記1組の光信号の振幅は互いに異なっている、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項12に記載の光半導体素子であって、
前記MMI合波器に入力される前記1組の光信号の、ビート周波数が変調周波数の2倍以上である、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1乃至13のいずれかに記載の光半導体素子であって、
前記複数の導波路は、前記第2メサストライプと前記活性層で光学的に接続される第2導波路を含み、
前記第1メサストライプに接続された前記電極は、前記第2導波路と交差する、
ことを特徴とする、光半導体素子。 - 請求項1乃至14のいずれかに記載の光半導体素子と、
前記複数の電極にそれぞれワイヤボンディングする複数のワイヤと、
前記光半導体素子を駆動するための電気信号を出力する、ドライバと、
を備える、光サブアセンブリ。 - 請求項15に記載の光サブアセンブリ、
を備える、光モジュール。
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