JP7339563B2 - 光送信器 - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザ素子に関する。半導体レーザ素子には、変調器、半導体光増幅器およびレーザを含む光送信器を含む。

以下では、基板上に電界吸収型（ＥＡ：Electro-Absorption）光変調器を集積した半導体レーザ素子が開示される。さらに、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedback）レーザ、ＥＡ変調器および半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を備えた光送信器についても開示される。

近年の動画配信サービスの普及やモバイルトラフィック需要の増大に伴い、ネットワークトラフィックが爆発的に増大している。ネットワークを担う光伝送路においては、伝送レートの高速化や光伝送機器の低消費電力化、伝送距離の長延化によるネットワークの低コスト化がトレンドである。光伝送機器で用いられる半導体変調光源にも、消費電力の増大を抑制しながら、高速・高出力化することが求められている。

図１は、ＥＡ変調器集積型ＤＦＢ（ＥＡＤＦＢ）レーザの概略構成を示す図である。ＥＡＤＦＢレーザは、直接変調型のレーザと比較してより高い消光特性と優れたチャープ特性を有しており、幅広い用途で用いられてきた。光導波路を通る基板の断面（Ｙ－Ｚ面）を示した図１のように、ＥＡＤＦＢレーザ１０は、ＤＦＢレーザ１およびＥＡ変調器２が同一基板内に集積された構造を有する。ＤＦＢレーザ１は多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）からなる活性層４を有し、駆動電流源８および共振器内に形成された回折格子５によって決まる単一波長で発振する。またＥＡ変調器２は、ＤＦＢレーザ１とは異なる組成のＭＱＷからなる光吸収層６を有し、電気信号源９の制御により光吸収量を変化させる。ＤＦＢレーザ１からの出力光を透過または吸収する条件で駆動することで光を明滅させ、電気信号を光信号に変換する。

ＥＡＤＦＢレーザは、ＥＡ変調器６において大きな光損失を伴うために、高出力化が困難であった。この解決策として、ＥＡＤＦＢレーザの光出射端にさらに半導体光増幅器（ＳＯＡ）を集積したＥＡＤＦＢレーザ（SOA Assisted Extended Reach EADFB Laser:ＡＸＥＬ）が提案されている（非特許文献１）。以下簡単のため、ＥＡＤＦＢレーザにさらにＳＯＡを集積化したものをＡＸＥＬと呼ぶ。

図２は、ＳＯＡを集積化したＡＸＥＬの概略構成を示す図である。図１と同様に、光導波路を通る基板の断面（Ｙ－Ｚ面）を示した図２のＡＸＥＬ２０では、ＥＡ変調器２によって変調された信号光が、集積されたＳＯＡ領域３によって増幅され、光出力の向上が可能となる。ＡＸＥＬ２０の構成では、一般的なＥＡＤＦＢレーザと比較して約２倍の高出力が得られる。また、一般的なＥＡＤＦＢレーザと同じ光出力が得られる動作条件でＡＸＥＬ２０を駆動した場合、ＳＯＡ集積効果による高効率動作のため約４割の消費電力を削減できる。ＡＸＥＬ２０では、ＳＯＡ３の活性層７としてＤＦＢレーザ１の活性層４と同一のＭＱＷ構造を用いる。ＡＸＥＬ２０では、ＳＯＡ領域の集積のための再成長プロセスを追加する必要がなく、従来のＥＡＤＦＢレーザと同一の工程でデバイスを作製できる。

W. Kobayashi et al., "Novel approach for chirp and output power compensation applied to a 40-Gbit/s EADFB laser integrated with a short SOA,"、２０１５年４月、 Opt. Express, Vol. 23, No. 7, pp. 9533-9542

しかしながら、ＳＯＡをモノリシック集積したＡＸＥＬでは、ＥＡＤＦＢレーザと同一の製造工程が利用できる反面、ＳＯＡの構造の設計自由度が限られ、後述するように光波形品質が劣化する問題があった。

本開示の１つの態様は、基板上に、多重量子井戸を有する活性領域を有する分布帰還型（ＤＦＢ）レーザと、前記ＤＦＢレーザの発振光を変調する電界吸収型（ＥＡ）変調器と、前記ＤＦＢレーザと同一組成の活性領域を有し、前記ＥＡ変調器からの信号光を増幅する半導体光増幅器（ＳＯＡ）とを備えがモノリシックに集積された光送信器であって、前記ＳＯＡの光導波構造は、光導波方向に垂直な断面における前記ＳＯＡの活性領域の幅が前記光導波方向に沿って徐々に狭まるテーパ構造であって、前記ＳＯＡの全領域にわたるテーパ構造であることを特徴とする光送信器である。

本開示の光送信器は、光波形品質の劣化の問題を解決し、軽減する。

ＥＡ変調器集積型ＤＦＢレーザの概略構成を示した図である。 ＳＯＡをさらに集積化したＡＸＥＬの概略構成を示した図である。 ＳＯＡでパターン効果が生じた場合のＮＲＺ光波形を示した図である。 ＳＯＡ内部における光導波方向の光パワー変化の計算例を示した図である。 ＳＯＡ領域の導波路の光導波方向に垂直な断面構成を示した図である。 本開示のＡＸＥＬによる実施例１の光送信器の構成を示した図である。 導波路幅に対する基本モードと高次モードの実効屈折率を示した図である。 導波路幅に対する光閉じ込め係数の変化を示した図である。 ＳＯＡの導波路幅（一定幅）と出力パワーの関係を示した図である。 実施例１の光送信器の基板に垂直な断面の構成を示した図である。 実施例１との比較に用いた従来技術の光送信器の構成を示した図である。 実施例１の構成でＳＯＡ内部のキャリア消費量分布を示した図である。 実施例１の光送信器におけるアイパターンの改善を説明する図である。 本開示のＡＸＥＬによる実施例２の光送信器の構成を示した図である。 実施例２の構成でＳＯＡ内部のキャリア消費量分布を示した図である。 実施例２の光送信器におけるアイパターンを示した図である。 本開示のＡＸＥＬによる実施例３の光送信器の構成を示した図である。 様々な導波路構成でＳＯＡ内部のキャリア消費量分布を示した図である。 実施例３の光送信器におけるアイパターンを示した図である。

本開示では、ＳＯＡを集積化したＥＡＤＦＢレーザ（以下ＡＸＥＬとも呼ぶ）において、ＤＦＢレーザとＳＯＡで同一の層構造を用いて製造工程を簡素化できる特徴を生かしたままで、光波形品質劣化の問題を解決または軽減する新規な構成を示す。ＳＯＡを集積化したＥＡＤＦＢレーザは、光送信器として利用できる。また本開示は、光送信器を含む光伝送装置としての側面を含むものである。以下では、光送信器として本開示の特徴的な動作を説明するが、情報を搬送する信号光を送出する様々な形態の装置にも利用できる。また以下の説明では、ＡＸＥＬと光送信器も実質的に同じ意味のものとして、交換可能に記述している。

ＡＸＥＬのＳＯＡの層構造の制約による問題に、パターン効果によるＳＯＡにおける光信号波形品質の劣化がある。パターン効果は、伝送するパルス列の構成によって波形の歪み方が変わる現象として知られている。図２に示したように、ＡＸＥＬ２０ではＤＦＢレーザ１からの出力光がＥＡ変調器２で変調された後に、ＳＯＡ３に入射され増幅される。ＳＯＡ３への入射光は変調されており、時間的にその強度が変化する信号光となっている。ＳＯＡ３の内部では、電流注入によって生じたキャリアが光増幅によって消費される。信号光をＳＯＡ３へ入射した場合、信号光の光強度が絶えず変動しているため、ＳＯＡ３におけるキャリアの消費量も光強度に伴い変動する。例えば、入射した信号光の光強度が強い状態が続くとＳＯＡ内部のキャリアは枯渇気味になり、逆に、信号光の光強度が弱い状態が続くと内部のキャリアは消費されずキャリア密度が上昇する。したがって、信号光の強度のランダムな状態変化によってＳＯＡの光利得も変動してしまい、光波形品質に悪影響を与える。次に述べるように、特に同符号の連続が続いたときに、光波形にパターン効果の影響が強く生じる。

光をＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号方式で強度変調（ＯＯＫ：On-Off-Keying）した場合の、光強度が強い状態を“１”レベル、弱い状態を“０”レベルとし、同符号が続いた場合のＳＯＡの振る舞いを考える。“０”レベルのビットが連続して続いた場合、ＳＯＡへ入射する信号光の光強度は弱い状態が続き、ＳＯＡ内部のキャリア消費量が少ない状態が続くため、キャリア密度は高い状態に保たれる。“０”レベルの信号光が連続した後で、信号光が“１”レベルに変化した時、状況は変化してＳＯＡ内に蓄積されたキャリアが一気に消費される。この時、光信号波形では大きくオーバーシュートを起こし易くなる。

逆に“１”レベルのビットが連続する信号光がＳＯＡに入射した場合、信号光の光強度が常に強い状態に保たれ、光増幅のために多くのキャリアが消費されて、ＳＯＡの光利得は低下してしまう。この結果、光信号波形の“１”レベルは低下し、光信号波形の品質が劣化する。このようなＳＯＡにおけるパターン効果は、ＳＯＡにおけるキャリア密度が低い場合に特に顕著である。同様の理由で、ＳＯＡ長が長い場合にもパターン効果の強い影響が現れる。また、変調信号のビットレートが低い場合には同符号が連続したときの実質的な時間が長くなるため、特にパターン効果の影響が現れやすい。

図３は、ＳＯＡにおいてパターン効果が生じた場合のＮＲＺ光波形を示した図である。図２に示したＡＸＥＬ２０において、パターン効果が生じた場合の１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ光波形（アイパターン）を示している。上述のように、 キャリア密度が高い状態に保たれる“０”レベルは、ほぼ均一なレベルで安定している。一方、キャリアが消費される“１”レベルは、入力された信号の状態に応じてＳＯＡ内部のキャリア密度が変化し不安定な状態となり、光信号強度のレベルもバラバラなことがわかる。図３に示したような光波形品質の劣化は伝送品質の低下につながり、十分な距離の光信号伝送ができない要因となる。パターン効果を抑制するためには、ＳＯＡ内部のキャリア密度を上昇させることが必要である。しかしながら、前述のようにＡＸＥＬ２０のＳＯＡ３は、ＤＦＢレーザ１と同一の層構造の活性層（ＭＱＷ）に制限されている。ＳＯＡ内部のキャリア密度を調整することが難しく、パターン効果の抑制には限界があった。従来技術のＡＸＥＬでは、ＳＯＡの層構造の制約のため、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの光閉じ込め係数や電流密度を別個に設定することはできなかった。

特にＳＯＡ領域が長い場合はパターン効果の影響が大きくなり、十分なＳＯＡ電流を注入した場合でも光波形品質の劣化を十分に抑えられない。具体的には、ビットレートが１０Ｇｂｉｔ／ｓ程度のＮＲＺ信号がＳＯＡに入力された場合、ＳＯＡ長が２００μｍ以上になると、ＳＯＡ電流量を増加させても十分な抑制効果を得られていなかった。

本開示のＡＸＥＬでは、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡで同一の層構造を用いつつ、光導波方向に沿って、ＳＯＡの体積を段階的または連続的に縮小させる導波路構造（テーパ構造）を採用する。ＳＯＡのこの導波路構造によって、従来技術におけるパターン効果による波形劣化の問題を解消し、軽減する。ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの導波路構造は、一括のプロセスを用いて作製される。したがって本開示のＡＸＥＬでは、従来技術のＡＸＥＬの作製プロセスに対して変更は不要で、ＳＯＡの導波路形成時のマスクパターンを修正することのみで、本開示のＳＯＡにおける導波路構造を実現できる。

本開示の光送信器におけるパターン効果の抑制は、以下のように説明される。前述のように、ＳＯＡにおいて生じるパターン効果を抑制する方法としては、導波路におけるキャリア密度を上昇させることが望ましい。しかしながら、単純にＳＯＡ全体のキャリア密度を上昇させるだけではパターン効果を抑制するには十分でない。発明者らは、ＳＯＡ領域における光導波方向についてのキャリア密度の変化に着目して、より効果的にパターン効果を抑える仕組みを見出した。

ＳＯＡ内部における光増幅にともなうキャリアの消費は均一ではなく、ＳＯＡ内部の光パワーが強い領域において、キャリアの消費量がより多い。ここで、光利得ｇを有する活性層をもつＳＯＡの内部を光が伝搬する際に、長さＬだけ伝搬した後の光パワーＰを示すと、下式によって表される。

式（１）において、Ｐ₀はＳＯＡへ入射時の光パワー、Γは光利得を有する活性層への光閉じ込め係数、αは伝搬時の損失である。すなわち(Γｇ－α)＞０を満たすとき、ＳＯＡは増幅効果を持ち、正味の光利得(Γｇ－α)が伝搬長Ｌに応じて作用し光が増幅される。

図４は、ＳＯＡ内部における光導波方向の光パワー変化の計算例を示す図である。図４の横軸は、ＳＯＡ領域のＥＡ変調器側の起点からのＳＯＡ長さＬ、すなわち光の伝搬距離（μｍ）を示し、縦軸は光パワーＰ（ｍＷ）を示している。従って図４は、式（１）に示した光利得によって、ＳＯＡ内部を伝搬する光が増幅され、光パワーが次第に増えていく様子を示している。ここでは、入射光パワーＰ_０として“１”レベルと“０”レベルを想定し、それぞれ１０ｍＷ、１ｍＷの場合を計算している。ＳＯＡ内部の伝搬距離であるＳＯＡ長Ｌとともに光パワーが増加し、伝搬距離が長いほど光パワーは文字通り指数関数的に増加していくことがわかる。

図４に示したように、ＳＯＡ内において光の入射端近傍においては、光パワーが小さく、入射端から離れ、出射端に向かって遠い部分（Ｌ大）ほど光パワーが強い状態となる。このため、ＳＯＡの単位長さ当たりに消費されるキャリアの消費量も、光パワーと同じく入射端から出射端に向かうにしたがって指数関数的に増加する。この点を踏まえると、単にＳＯＡへの注入電流を増やしても、キャリアの消費量がＳＯＡ内部で空間的に異なっているため、ＳＯＡ内部全体に渡って最適なキャリア密度を実現することは難しい。ＳＯＡ電流を単に増やすだけでは、効果的にパターン効果および光波形品質の劣化を抑えることが難しかった。

本開示の光送信器では、ＳＯＡ内部の光パワーとキャリアの消費量に応じて、ＳＯＡ内におけるキャリア密度を均一化するために、ＳＯＡ領域の体積を段階的または連続的に光導波方向に沿って縮小させる。図４の光パワーの計算結果からも明らかなように、従来技術のＡＸＥＬにおけるＳＯＡ内部での光パワーは、ＳＯＡ領域の入射端から伝搬距離に応じて指数関数的に増加し、同様にキャリアの消費量も増加する。このキャリアの消費量は、単位体積当たりに存在する光子の数、つまり光子密度に比例する。光子密度は、活性領域における光パワーを、活性領域の導波路断面積で割ったものとして得られる。ここで、ＳＯＡ領域における導波路構成をさらに検討してみる。

図５は、ＳＯＡ領域の導波路を光導波方向に垂直に切った断面構成を示す図である。したがって、図２におけるＶ－Ｖ線で切った断面（Ｙ－Ｘ面）に相当する。ＡＸＥＬにおけるＳＯＡ領域の導波路構成の一例を挙げれば、ｎ－ＩｎＰ基板２２上に、下のクラッド層２６、下のＳＣＨ（Semi－Confinement Heterostructure）層２４、活性層７、上のＳＣＨ層２３、上のクラッド層２５が順次積層されている。導波路の両脇には半絶縁性（ＳＩ）のＩｎＰの埋め込み層２１ａ、２１ｂを形成している。最上部の電極２７から電流（キャリア）が注入される活性層７およびＳＣＨ層２３、２４の領域はその他の領域より屈折率が高く、この領域に光が閉じ込められて導波路のコアとして機能する。

一方、光の導波モードはガウシアン関数で代表されるように連続的な分布関数を持つため、光パワーの一部は図５の点線２８で示したように、コアの上下左右のクラッド領域にまで染み出している。コアに閉じ込められている光パワーの割合は、式（１）の中にある光閉じ込め係数Γとして定義される。発明者らは、ここで光閉じ込め係数Γを制御するアイデアを得た。図４に示したように、伝搬距離とともに光パワーが指数関数的に増大した場合、光パワーの増加とともに光閉じ込め係数Γを逆に減少させれば、活性層７の領域における光パワー密度、すなわち光子密度を均一化できる。

発明者らは、光閉じ込め係数Γを、光の伝搬距離とともに小さくなるようにＳＯＡの構成を制御することで、ＳＯＡの出射端に近い側（導波路の後半部）での急激なキャリア消費によるキャリア枯渇によって生じる波形劣化を抑制できるのではないかと考えた。

通常、ＳＯＡを安定に動作させて、パターン効果の影響を抑えるには、キャリア密度を上げるのが通常の最も効果的な方法である。図５に示したようにＳＯＡにおいてキャリア消費が多くなれば、キャリア密度は低下する。キャリアはＳＯＡに流す電流によって供給され、ＳＯＡ電流の量に比例するので、このキャリア密度の低下を抑えるためには、ＳＯＡ電流を増加させれば良い。しかしながら、ＳＯＡ電流には発熱等による上限があり、キャリアの消費が大きい状況では、結局キャリアの供給は追い付かなくなる。

発明者らは、キャリア密度を増やそうとする従来の発想から視点を変えて、キャリア消費量を逆に比較的低いレベルに抑えて、キャリア密度を均一化すれば良いのではないかと考えた。図４を参照しても、Ｐｏが増大しキャリア密度が低くなっている思われる状態（“１”レベル）でパターン効果が顕著になり、アイパターン波形が劣化しているので、キャリア消費を抑えたほうが波形劣化を抑制には好ましいことが推認される。また、ＳＯＡの増幅作用を支える誘導放出が起こる活性層は、バンドギャップが周りより狭く井戸のような構造になっており、キャリアが蓄えられる。しかしながら、過剰に供給されたキャリアはオーバーフローにより井戸から溢れ出すため、誘導放出に寄与することなく半導体を通過するだけとなる。このような状態はＳＯＡの駆動のためには非常に効率が悪く、前述の発熱と効率の観点から現実的ではないと考えた。そこで、ＳＯＡにおいて逆にキャリア消費を抑えて、キャリア密度を均一化する構成に着目をした。

本開示の光送信器の構成はＡＸＥＬに集積されたＳＯＡ領域において導波路幅を変化させ、キャリアの消費量を光導波方向（導波路長手方向）に渡って均一化する。これによってパターン効果を抑制する。ＳＯＡにおける光導波方向に沿って導波路幅（メサ幅）を連続的に狭めることで光閉じ込め係数を低下させ、ＳＯＡ内での光増幅により出射端に近づくほど全光パワーが増加する場合でも、活性層領域内に分布する光パワーを一定化する。

上述のように、ＳＯＡで生じるパターン効果は、ＳＯＡ内部のキャリア密度が空間的に変動していることによって生じる。通常ＳＯＡ内部では光伝搬にしたがって光のパワーが増大するため、ＳＯＡの入射端側から出射端側に近づくにつれ、キャリア密度が減少してゆく。ＳＯＡ内部のキャリア密度を、ＳＯＡ出射端側で常に高い状態に保つことは困難である。そこで本開示の光送信器では、ＳＯＡ導波路をテーパ構造とすることで、導波路幅が狭くなるにしたがって光閉じ込めが低下する現象を利用する。本来キャリア消費量の大きいＳＯＡ出力端に近づくにつれ光閉じ込めを低下させ、光パワーを活性領域からキャリア消費のないクラッド領域に分散させる。その結果、キャリア消費はＳＯＡ全体に渡って均一化され、比較的長いＳＯＡを採用した場合にも光波形品質の劣化を抑制し、高出力化も実現できる。

以下説明する本開示の光送信器では、ＳＯＡの導波路幅を光導波方向（導波路の長手方向）に沿って様々な態様で変化させることで、光閉じ込め係数Γの制御を行った。具体的には本開示の光送信器は、ＳＯＡ領域の少なくとも一部においてその導波路幅を、光導波方向に沿って、すなわち出射端に向かって徐々に減少させたテーパ構造を含む。ＳＯＡの導波路幅を狭めた領域では、クラッドへの光の染み出し量が大きくなり、閉じ込め係数Γも小さくなる。これによってＳＯＡにおける導波路のコア領域内に分布する光パワーの割合は減少し、コア領域におけるキャリア消費が抑制される。結果的にキャリア密度が、ＳＯＡ領域の全体に渡って一定の水準に維持され、パターン効果を抑制して、良好なＥＹＥ波形が得られるものと考えられる。以下、本開示のＡＸＥＬによる光送信器の具体的な実施例についてさらに説明する。

図６は、本開示のＡＸＥＬによる実施例１の光送信器の概略構成を示す図である。光送信器１００は、基板上にＤＦＢレーザ、ＥＡ変調器、ＳＯＡがこの順に集積化されたもので、図６は、光導波路の厚さ方向の中心を通る内部断面を、基板面（ｘ－ｚ面）に垂直に見た図である。断面より上側の要素は除去して示し、活性層の断面を上から見た図となっている。本光送信器１００は、長さ３００μｍのＤＦＢレーザの導波路１０１、その前方の長さ１５０μｍのＥＡ変調器の導波路１０２、長さ３１５μｍのＳＯＡの導波路１０３がこの順に構成されたモノリシック集積素子である。上述の基本構成の点では、図２の従来技術のＡＸＥＬによる光送信器と同じ構成である。本開示の光送信器１００は、ＳＯＡの導波路１０３の導波路幅がｚ軸に沿って徐々に変化しており、テーパ状の構造を持っている点で従来技術の構成（図１１）と相違する。ＳＯＡの入射端での導波路幅は、ＤＦＢレーザやＥＡ変調器の各導波路と同様に、１．７μｍとなっている。ここで、本開示の特徴的なＳＯＡにおけるテーパ状の導波路の幅の決定方法について検討する。

図７は、導波路幅に対する基本モードと高次モードの実効屈折率変化を示す図である。図７では、横軸に導波路幅（μｍ）、縦軸に０次の基本モード（実線）と１次の高次モード（点線）の実効屈折率を示している。導波路幅が１．５μｍ付近より、点線で示した高次の導波モードが存在しており、導波路幅が２μｍ以上では高次モードの光閉じ込め係数が大きくなって、レーザがマルチ横モードで動作する。発振光がマルチ横モード化すると、光送信器からの出射光と外部のシングルモードファイバとの結合効率が低下してしまう。そのため、ＯバンドからＬバンドでの波長帯で単一横モードレーザ動作を実現させる場合、導波路幅の上限は一般に２μｍとなる。本実施例の光送信器１００におけるＳＯＡ領域の導波路１０３では、光導波方向に沿ってＳＯＡの全領域に渡って、導波路幅は連続的かつ線形的に減少する。ＳＯＡの入射端での導波路幅は１．７μｍ、テーパ構造の最終部であってＳＯＡ出射端における導波路幅は１．０μｍと設定した。

図８は、導波路幅に対する光閉じ込め係数の変化を示す図である。図８の横軸に導波路幅（μｍ）、縦軸に光閉じ込め係数を示している。一例として、波長１．５５μｍの光に対して、図５に示した導波路構造について光閉じ込め係数の計算を行ったものである。縦方向の光を閉じ込めるコア層の厚さを、３００ｎｍとして計算した。式（１）で表されるように、Γｇがαを下回って（Γｇ－α）＞０を満たせないときは、光は半導体内で減衰する。図８の光閉じ込め係数を参照すると、実用的な導波路幅の下限は０．８μｍ程度である。これは、式（１）が示す通りＳＯＡの利得が、光閉じ込め係数Γと半導体活性層が有する利得ｇの積で決まるため、導波路幅が狭すぎると半導体活性層で利得が得られなくなるためである。本実施例において、具体的な最適テーパ形状を求めるため、予備的実験として、等幅であって異なる導波路幅を持つ単体ＳＯＡを複数作製して、ＳＯＡの導波路幅と出力パワーの関係を求めた。単体ＳＯＡの入射側の結合は、ファイバ出力を２枚レンズ系で結合し、出射側は大口径のパワーメータで測定した。

図９は、ＳＯＡの導波路幅（一定幅）と出力パワーの関係を示す図である。横軸にＳＯＡの導波路幅（μｍ）、縦軸にＳＯＡの出力パワー（ｄＢｍ）を示している。このとき、ＳＯＡ長は１００μｍ、ＳＯＡ注入電流は５０ｍＡ、ＳＯＡへの入力パワーは３ｄＢｍである。図９から、ＳＯＡの導波路幅が０．５μｍと１μｍの間でＳＯＡの増幅性能が急激に変化していることがわかる。導波路幅が０．８μｍ以下の範囲では、出力パワーが減少し、十分な光増幅動作が得られていない。ＳＯＡのテーパ形状の長さについては、導波路幅を急激に狭めると導波モードに光損失が発生するため、導波路の光導波方向（長手方向）で１μｍ辺りの幅の変化割合を０．０２μｍ以下とした方が良い。本実施例の光送信器においては、ＳＯＡとして機能させるための上述の導波路幅の実用的な上限および下限を考慮し、導波路幅として２μｍから０．８μｍの範囲に制限される。この範囲内で導波路幅を変化させることを想定すると、ＳＯＡのテーパ構造の長さは最低でも６０μｍ以上とする必要がある。したがって、ＳＯＡの導波路（長さ６０μｍ以上）を最大変化幅で２μｍ～０．８μｍで徐々に狭めても良いし、変化幅をより絞って、１．８μｍ～１．０μｍの範囲で徐々に狭めても良い。対象とするパターン効果の程度によって、導波路幅の最大変化量を決めれば良い。

本開示の光送信器では、ＳＯＡの導波路の少なくとも一部に、光導波方向に沿ってその幅が徐々に狭まるテーパ構造を含むので、通常は、ＳＯＡの入射側の導波路幅よりも、出射側の導波路幅が狭くなる。ただしＥＡ変調器とＳＯＡの間をテーパ状のパッシブ導波路で接続することもできるので、入射側と出射側の導波路幅が同じ程度の場合も有り得る。

ここで、光送信器１００の集積回路（ＡＸＥＬ）の作製プロセスを説明する。素子作製にはｎ－ＩｎＰ基板上に、下部ＳＣＨ層、多重量子井戸層の活性層（ＭＱＷ１）、上部ＳＣＨ層を順次成長した初期基板を用いた。ここで、多重量子井戸は６層の量子井戸層からなり、発振波長１．５５μｍ帯に光利得を有する。上述の各層を含む初期基板は、ＤＦＢレーザ１０１の高効率動作のために最適化された構造である。尚、初期基板は一般に入手することができるため使用しているのであって、初期基板を使用せずに上述の各層を作製しても良い。

再び図６を参照しながら集積回路の作製工程を説明すると、まずＤＦＢレーザの導波路１０１およびＳＯＡ領域の導波路１０３となる部分を残して、その他の活性層を選択的にエッチングし、バットジョイント再成長によりＥＡ変調器の導波路１０２のための多重量子井戸層（ＭＱＷ２）を成長した。続いて、ＤＦＢレーザの領域に発振波長１．５５μｍ帯で動作するような回折格子を形成した
その後、再成長により素子全面にｐ－ＩｎＰクラッド層およびコンタクト層を成長した。クラッド層の厚さは、電極領域に光のフィールドが掛からないように、本実施例では２．０μｍを用いた。次に、メサ構造をエッチングによって形成した。この工程において、各領域の導波路幅はフォト工程で任意のパターンが形成され、一括のエッチング工程で形成される。ＳＯＡ領域においてはマスクの幅を連続的に狭くすることでＳＯＡ部におけるテーパ構造を実現した。本開示のＡＸＥＬによる光送信器のように、ＳＯＡでテーパ形状の導波路を備える場合でも、上述の作製工程は従来と同一であり工程負荷やコストを増やすことなく作製できる。

次に、埋め込み再成長によってメサの両脇にＦｅをドーピングした半絶縁性ＩｎＰ層１０４ａ、１０４ｂを形成した。続いて、ＤＦＢレーザ、ＥＡ変調器およびＳＯＡのそれぞれの領域を電気的に分離するために、各領域間のコンタクト層をウェットエッチングにより除去した。その後、ＩｎＰ基板の上部表面の各領域上のコンタクト層を介して電流を注入するためのＰ側の電極を形成した。さらに、ＩｎＰ基板の裏面を１５０μｍ程度まで研磨し、基板裏面に電極を形成して、半導体ウエハ上での集積回路の作製工程は完了となる。

ウエハ上の各素子は光が出射される端面が切り出された後に、図６には示していないが、ＳＯＡの導波路１０３と隣接する前方側の端面には無反射コーティング（ＡＲ）を、反対側の後ろ側の端面には高反射コーティング（ＨＲ）を施している。ＳＯＡの出射側のへき開位置を、ＳＯＡの導波路１０３の端から１２．５μｍ離れた位置とすることで、伝搬光はＳＯＡの導波路構造から出射され、埋め込みのＩｎＰ領域内を自由空間伝搬する。実際のデバイスでは、へき開位置の精度に関連し誤差があり、自由空間の伝搬距離は２．５μｍから２２．５μｍの間でばらつき得るが、自遊空間の伝搬により端面反射を抑制している。本実施例の光送信器１００では、ＳＯＡの導波路１０３には、初期基板で形成されていたコア層構造がそのまま残存しており、ＤＦＢレーザの導波路１０１の層構造と同一の構造を有する。ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの層構造の差異は、回折格子の有無のみである。本実施例の光送信器１００では、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡで共通の層構造を利用することで、複数の機能領域を集積した構造でありながら再成長回数を抑制し低コストでの製造が可能である。

図１０は、実施例１の光送信器の基板面に垂直な断面の構造を示す図である。図６におけるＸ－Ｘ線を含む基板面（Ｘ－Ｚ面）に垂直な断面（Ｙ－Ｚ面）を見ているが、Ｙ方向はコア層他を拡大して示している点に留意されたい。本実施例の光送信器１００は、Ｙ方向については、多重量子井戸層の活性層１０１～１０３および上下のＳＣＨ層１０５ａ、１０５ｂからなるコア層（層厚の合計２００ｎｍ）と、コア層を上下から挟み込むＩｎＰクラッド層１０６、１０７とからなる積層構造を持つ。図６を再び参照するとＸ方向については、メサ両脇にＩｎＰ層１０４ａ、１０４ｂが形成された埋め込みヘテロ構造を持っている。ＳＯＡ以外の領域の導波路幅（ストライプ幅）はすべての領域を通じて１．７μｍとした。ＤＦＢレーザは、図１０には示していないが、ＤＦＢレーザの領域に形成した回折格子によって決まる単一波長で動作する。

本実施例の光送信器では、ＳＯＡには初期成長基板で形成されたコア層構造がそのまま残存しており、ＤＦＢレーザの層構造と同一の構造を有する。ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの層構造の差異は、回折格子の有無のみである。本実施例の光送信器１００では、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡで共通の層構造を利用することで、複数の機能領域を集積した構造でありながら再成長回数を抑制し低コストでの製造が可能である。同一基板上に長さが２５０μｍでテーパ構造を持たないＳＯＡを含む光送信器を同時に作製し、図６および図１０の構成による実施例１の光送信器と比較評価を行い、ＳＯＡにおけるテーパ構造の効果を検証した。

図１１は、実施例１との比較に用いた従来技術の光送信器の構成を示す図である。図６の本実施例の導波路の上面図に対応しており、光送信器２０の光導波路５、６、７の厚さ方向の中心を通る断面を、基板面（ｘ－ｚ）面に垂直に見た図である。図６の実施例１の構成との相違点は、ＳＯＡの導波路７がテーパ状でなく均一幅（等幅）を持っている点である。

図６、図１０および図１１には、それぞれＤＦＢレーザにおける光パワー分布と、ＳＯＡにおける光パワー分布を模式的に示している。図１１の従来技術の構成では、２つの光パワー分布１１、１２は、Ｘ軸方向に同じ広がりを持つ。これに対して、本実施例の構成の図６では、ＤＦＢレーザの導波路の光パワー分布１０８ａに比べ、テーパ構造を持つＳＯＡの導波路の光パワー分布１０９ａのほうがクラッド側（Ｘ軸方向）に広がっている点に留意されたい。ＳＯＡでは導波路幅を徐々に狭めることで光閉じ込め係数Γを低下させているからである。尚、図１０の基板面に垂直な方向（Ｙ軸方向）については、導波路の厚さには変化がないので、２つの光パワー分布１０８ｂ、１０９ｂは、同じ広がりとなる、
作製した素子を用いて１０Ｇｂｉｔ／ｓの変調特性評価を行った。変調信号はＮＲＺ形式で、疑似ランダム２進数シーケンスＰＲＢＳ２^３１－１を用いた。作製したすべてのＡＸＥＬにおいて、ＤＦＢレーザの電流値を８０ ｍＡ、ＥＡ変調器への印可電圧を－１．５Ｖ、ＳＯＡの電流値を１００ｍＡに設定した。また、ＥＡ変更器に印可する信号の振幅電圧Ｖｐｐは１．５Ｖである。比較のために作製したテーパ構造を持たないＳＯＡは、それぞれ、活性層の体積がテーパ構造を持つＳＯＡと同じとなるように設計されている。したがって、信号光の入力が無い状態で同じ電流値をＳＯＡに注入したときの、全電流値で求めたキャリア密度は同一となる。

標準的なレンズ付きシングルモードファイバを用いたファイバ結合によって変調時光出力を評価したところ、ＳＯＡにテーパ構造を持つ本実施例の光送信器については、変調時光出力は１１．５ｍＷであった。一方、テーパ構造を持たない従来技術の光送信器の場合は、変調時光出力は１２．２ｍＷであった。両者の差は０．２５ｄＢ程度で、ＳＯＡの導波路をテーパ構造にしたとしても光出力の低下はほとんど認められず、従来技術の光送信器とほぼ同程度の光出力が得られた。

図１２は、ＳＯＡ内部のキャリア消費量の分布を示した図である。横軸にＳＯＡ内の入射側端からの位置、すなわち伝搬距離（μｍ）を、縦軸に数値計算で求めたキャリア消費量（ＡＵ）を示している。テーパ構造を持たないＳＯＡでは、ＳＯＡ入射端におけるキャリア消費量を１としたとき、実線の計算結果で示したように、ＳＯＡの出射端ではそれに比べ２倍以上のキャリアが消費される。これは、図４で示したように、ＳＯＡの出力端に近づくほど光強度が大きくなり、光の伝搬距離（ＳＯＡ長）Ｌが大きくなる程より多くのキャリアを消費することに対応している。

これに対し、テーパ構造を持つＳＯＡ導波路を備えた本実施例の光送信器の構成では、キャリア消費量の増加は、点線の計算結果で示したように、最大でも１．５倍程度までに抑制できることがわかった。すなわち、ＳＯＡのテーパ構造によって、ＳＯＡの導波路幅が光導波方向に沿って次第に狭まるように構成されているため、ＳＯＡの活性領域におけるキャリア消費量が抑えられ、ＳＯＡ出射端に向かってキャリア消費量が均一化される。これによって、パターン効果の影響を抑えることが期待できる。

図１３は、実施例１の光送信器におけるアイパターンの改善を説明する図である。図１３の（ａ）は、本実施例のテーパ構造を持つＳＯＡを備えた光送信器１００のアイパターンである。図１３の（ｂ）は、従来技術のテーパ構造を持たないＳＯＡを備えた光送信器の場合のアイパターンである。図１３の（ａ）から明らかな通り、テーパ構造を持つＳＯＡにおいて、“１”レベルのばらつき幅が狭まって、明瞭な開口（アイＥｙｅ）が得られており、アイパターンの波形品質が大きく改善している。同一条件を用いて４０ｋｍの伝送特性を評価したところ、テーパ構造を持つＳＯＡを備えた光送信器ではエラーフリーの伝送が確認できているが、テーパ構造を持たないＳＯＡの場合ではエラーフリーに到達できなかった。

以上図１２および図１３でも説明したように、ＳＯＡの導波路にテーパ構造を備えるこことでキャリア消費量を制御して、パターン効果による光信号波形品質の劣化を抑え、明瞭なアイパターンを持つ十分な光波形品質へ改善する効果を確認できた。

上述の実施例１では、ＳＯＡの導波路にテーパ構造を備えているが、テーパの形状は、ＳＯＡの光導波方向（長手方向）に沿って、ＳＯＡの全領域に渡って幅が線形的に狭まるものであった。しかしながら、導波路幅をＳＯＡの出射端に向かって狭くして、ＳＯＡの出射端付近におけるキャリア消費量を抑えられる構造であれば、実施例１の導波路構成だけに限られない。本実施例では、ＳＯＡの全領域ではなく、導波路後半の出射端側の一部のみにテーパ構造を備えた構成例を示す。

図１４は、本開示のＡＸＥＬによる実施例２の光送信器の構成を示す図である。実施例１の図６と同様に、光送信器２００は、基板上にＤＦＢレーザ、ＥＡ変調器、ＳＯＡがこの順に集積化されたもので、図１４は、光導波路の厚さ方向の中心を通る内部の断面を、基板面（ｘ－ｚ面）を垂直に見た図である。断面より上側の要素は除去して示し、活性層の断面を上から見た図となっている。ＤＦＢレーザ（ＬＤ）の導波路２０１は長さ３００μｍ、その光導波方向の前方のＥＡ変調器の導波路は長さ１５０μｍ、ＳＯＡの導波路２０３ａ、２０３ｂは全体長さが３１０μｍで、これらの導波路がモノリシックに集積化されている。上記導波路の両脇には、埋め込み再成長による半絶縁性ＩｎＰ層２０４ａ、２０４ｂが示されている。実施例１の光送信器との構成上の相違は、ＳＯＡの前半部が長さ１００μｍでテーパのない等幅の直線導波路２０３ａとなっており、ＳＯＡの後半部が長さ２１０μｍで線形的に導波路幅が狭まるテーパ構造２０３ｂである点にある。テーパ形状の開始点における導波路幅は１．７μｍであり、テーパ形状の最終点の導波路幅は０．８μｍとなっている。

本実施例でも、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの前半部で同じ導波路幅を持つ等幅導波路２０１、２０３ａの光パワー分布２０８、２１０よりも、ＳＯＡのテーパ構造の導波路２０３ｂの光パワー分布２０９が、Ｘ軸方向に広がっていることに留意されたい。

図４のＳＯＡ内の光の伝搬距離および光強度の関係に示したように、ＳＯＡ内部での光パワーは出射端側の導波路の後半部において急激に増加する。したがって、ＳＯＡの導波路の前半部をテーパ構造とすることによるキャリア消費量の抑制効果は、後半部をテーパ構造とする場合ほど顕著には現れないはずである。そこで本実施例では、ＳＯＡの導波路の前半部における利得を向上させて高出力化を狙うため、ＳＯＡの導波路の開始点ではなく、導波路の途中よりテーパ形状を導入する構造とした。ＳＯＡの駆動条件は、レーザの電流値を８０ｍＡ、ＥＡ変調器への印可電圧を－１．５Ｖ、ＳＯＡの電流値を１００ｍＡに設定した。また、ＥＡ変調器に印可する信号の振幅電圧Ｖｐｐは１．５Ｖである。

レンズ付きシングルモードファイバを用いたファイバ結合によって実施例２の光送信器の変調時光出力を評価したところ、１２ｍＷが得られた。ＳＯＡの全領域をテーパ構造としていた実施例１の光送信器の１１．５ｍＷと比較して出力パワーがわずかに向上した。キャリア消費の抑制効果に関しては、実施例１の場合と同等レベルが期待できる。

図１５は、ＳＯＡ内部のキャリア消費量の分布を示した図である。図１３と全く同様に横軸にＳＯＡ内の入射側端からの位置（μｍ）を、縦軸に数値計算で求めたキャリア消費量（ＡＵ）を示している。図１３に示した従来技術および実施例１の２つの曲線に、本実施例のＳＯＡの導波路の後半部のみをテーパ形状にした構造についての計算結果を加えたものである。実線で示した本実施例のキャリア消費量の曲線では、伝搬距離が２００μｍよりも大きくなると、キャリア消費量の抑制効果が強くなることが確認できる。ＳＯＡの入射端を基準としたキャリア消費量の増加量も、実施例１と同様に最大で１．５倍程度までに抑えることができる。

本実施例の光送信器の作製プロセスは、実施例１と比べてＳＯＡのマスクパターンのみの差異しかなく、前述の実施例１の場合とほとんど同じである。本実施例におけるＤＦＢレーザの発振波長は、回折格子によって決まる単一波長で動作する１．５５μｍ帯である。作製した素子を用いて１０Ｇｂｉｔ／ｓの変調特性評価を行った。変調信号は実施例１と同様に、疑似ランダム２進数シーケンスＰＲＢＳ２^３１－１を用いた。

図１６は、実施例２の光送信器におけるアイパターンを示した図である。図１３の（ａ）に示した実施例１の場合に残っていた “１”レベルのオーバーシュートは、図１６の実施例２の波形ではほとんど確認できず、さらに良好なアイパターン波形が得られた。実施例２の光送信器では、ＳＯＡの全体の長さが３１０μｍと非常に長いにも関わらず、明瞭なアイ開口を持った良好なアイパターンが実現されている。本実施例のようにＳＯＡの導波路の途中からテーパ構造を導入した場合でも、パターン効果を抑制し非常に高い光出力と同時に高品質な光波形が得られることが示された。

実施例１は、ＳＯＡの全領域がテーパ構造であって、光導波方向（長手方向）に沿って導波路幅が徐々に狭まる構成を持っていた。実施例２では、ＳＯＡの出射端側の後半部のみにテーパ構造を持つ変形例を示した。本実施例では、ＳＯＡの導波路におけるテーパ構造のさらなる変形例を示し、ＳＯＡの光導波方向の中間部のみにテーパ構造を持つ構成例を示す。

図１７は、本開示のＡＸＥＬによる実施例３の光送信器の構成を示す図である。実施例１、実施例２と同様に、光送信器３００は、基板上にＤＦＢレーザ、ＥＡ変調器、ＳＯＡがこの順に集積化されたもので、図１７は、光導波路の厚さ方向の中心を通る内部の断面を、基板面（ｘ－ｚ面）に垂直に見た図である。断面より上側の要素は除去して示し、活性層の断面を上から見た図を示している。ＤＦＢレーザ（ＬＤ）の導波路３０１は長さ３００μｍ、その光導波方向の前方のＥＡ変調器の導波路３０２は長さ１５０μｍ、ＳＯＡの導波路３０３ａ～３０３ｃは全体長さが３１０μｍで、これらの導波路がモノリシックに集積化されている。上記導波路の両脇には、埋め込み再成長による半絶縁性ＩｎＰ層３０４ａ、３０４ｂが示されている。

実施例１および実施例２の光送信器との構成上の相違は、ＳＯＡの導波路がその光導波方向の中間部にテーパ構造を含む３つの領域で構成される点にある。ＳＯＡの前部の長さ１００μｍおよび後部の長さ３０μｍは、テーパ構造を持たない等幅な直線導波路３０３ａ、３０３ｃとなっており、両者の中間部にある長さ１８０μｍは、線形的に導波路幅が狭まるテーパ導波路３０３ｂとなっている。テーパ形状の開始点における導波路幅は１．７μｍであり、テーパ形状の最終点の導波路幅は１μｍとなっている。そのためテーパ導波路３０３ｂの後の等幅導波路３０３ｃの幅も１μｍとなる。

再び図１５のキャリア消費量の分布を参照すると、実施例２の光送信器におけるＳＯＡテーパ構造では、ＳＯＡの入射側端からの距離が２２０μｍ辺りでキャリア消費量が低下し始めている。これは後半部のテーパ構造２０３ｂによって、活性層の光閉じ込め係数Γを低下させたためである。光閉じ込め係数Γが低下した状態ではＳＯＡの光増幅効果も弱くなるため、高出力化の妨げとなる。そこで本実施例では、ＳＯＡの導波路の終端部での増幅利得低下を防ぐため、ＳＯＡの途中でテーパ構造を止める構成とした。

本実施例でも、ＤＦＢレーザおよびＳＯＡの前半部で同じ導波路幅を持つ等幅導波路３０１、３０３ａの光パワー分布３０８、３１０よりも、ＳＯＡのテーパ構造の導波路３０３ｂの光パワー分布３０９が、Ｘ軸方向に広がっていることに留意されたい。

本実施例の光送信器の駆動条件は、レーザの電流値を８０ｍＡ、ＥＡ変調器への印可電圧を－１．５Ｖ、ＳＯＡの電流値を１００ｍＡに設定した。また、ＥＡ変調器に印可する信号の振幅電圧Ｖｐｐは１．５Ｖである。

レンズ付きシングルモードファイバを用いたファイバ結合によって実施例３の光送信器の変調時光出力を評価したところ、１３ｍＷが得られた。従来技術、実施例１および実施例２の場合を含めその差はわずかであるが、本実施例の光送信器で最も高い光出力が得られた。キャリア消費の抑制効果に関しても、実施例１、実施例２の場合と同等レベルが期待できる。

図１８は、上述の様々なＳＯＡ導波路構成でＳＯＡ内部のキャリア消費量の分布を示した図である。図１３および図１５と同様に横軸にＳＯＡ内の入射側端からの位置（μｍ）を、縦軸に数値計算で求めたキャリア消費量（ＡＵ）を示している。図１８は、従来技術および実施例１、実施例２の３つの曲線に、本実施例のＳＯＡの中間部のみをテーパ形状にした構造についての計算結果を加えたものである。実線で示した実施例３の構成によるキャリア消費量の増加を、実施例１、実施例２と同程度に抑制することできる。入射端を基準としたキャリア消費量の増加量も、実施例１と同様に最大で１．５倍程度までに抑えられている。また実施例２の構成（２点鎖線）で見られたＳＯＡ後部（２２０μｍ～）でのキャリア消費量の低下も改善されていることがわかる。

本実施例の光送信器の作製プロセスは、前述の実施例１および実施例２と概ね同じである。本実施例におけるＤＦＢレーザの発振波長は、回折格子によって決まる単一波長で動作する１．５５μｍ帯である。作製した素子を用いて１０Ｇｂｉｔ／ｓの変調特性評価を行った。変調信号は実施例１および実施例２と同様に、疑似ランダム２進数シーケンスＰＲＢＳ２^３１－１を用いた。

図１９は、実施例３の光送信器におけるアイパターンを示した図である。図１３の（ａ）に示した実施例１の場合に残っていた “１”レベルのオーバーシュートは、図１９の実施例３ではほとんど確認できず、さらに良好なアイパターン波形が得られた。図１８に示したように、本実施例の光送信器では、実施例２と同程度にキャリア消費量が抑えられているため、アイパターンも実施例２と非常に近い良好な波形となっている。本実施例の光送信器でも、ＳＯＡの全体の長さが３１０μｍと非常に長いにも関わらず、明瞭なアイ開口を持った良好なアイパターンが実現されていることがわかる。

本実施例のようにＳＯＡの導波路の途中からテーパ構造を開始し、途中で終了する場合でも、パターン効果を抑制し非常に高い光出力と同時に高品質な光波形が得られることが示された。

以上詳細に説明したように、本開示の光送信器によって、ＳＯＡをモノリシック集積したＡＸＥＬで、ＥＡＤＦＢレーザと同一の製造工程が利用したままで、光波形品質が劣化を改善して、高い光出力と同時に高品質な光波形を得ることができる。ＳＯＡに設けたテーパ構造によって、キャリア密度を均一化する効果は、各実施例に示した波長帯だけの適用に限られず、１２５０～１６００μｍ等の光通信帯域に対しても適用できる。

本発明は、光通信に利用できる。例えば、光送信器に利用可能である。

Claims (4)

1. 基板上に、
   多重量子井戸を有する活性領域を有する分布帰還型（ＤＦＢ）レーザと、
   前記ＤＦＢレーザの発振光を変調する電界吸収型（ＥＡ）変調器と、
   前記ＤＦＢレーザと同一組成の活性領域を有し、前記ＥＡ変調器からの信号光を増幅する半導体光増幅器（ＳＯＡ）とがモノリシックに集積された光送信器であって、
   前記ＳＯＡの光導波構造は、光導波方向に垂直な断面における前記ＳＯＡの活性領域の幅が前記光導波方向に沿って徐々に狭まるテーパ構造であって、前記ＳＯＡの全領域にわたるテーパ構造であることを特徴とする光送信器。
2. 前記ＤＦＢレーザおよび前記ＳＯＡの光導波構造は、同一の層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
3. 前記テーパ構造は、前記ＳＯＡの活性領域の幅が線形的に単調減少することを特徴とする請求項１または２に記載の光送信器。
4. 前記テーパ構造は、前記ＳＯＡの活性領域の幅が０．８μｍから２．１μｍの間のいずれかの範囲内において徐々に狭まるよう構成されたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の光送信器。

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