JPH01107589A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH01107589A JPH01107589A JP26561387A JP26561387A JPH01107589A JP H01107589 A JPH01107589 A JP H01107589A JP 26561387 A JP26561387 A JP 26561387A JP 26561387 A JP26561387 A JP 26561387A JP H01107589 A JPH01107589 A JP H01107589A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光増幅器に関し、特に光通信９元交換システム
に使用するための半導体レーザを用いた光増幅器に関す
る。
に使用するための半導体レーザを用いた光増幅器に関す
る。
（従来の技術）
現在の光増幅器は光通信システムの長距離化、光交換シ
ステムの大規模化等に不可欠な重要なデバイスである。
ステムの大規模化等に不可欠な重要なデバイスである。
従来の光増幅器としては、元ファイバ内の非線形散乱を
利用した方式もあるが、半導体レーザ（ＬＤ）構造のも
のもある。この半導体レーザ（ＬＤ）構造のものは小型
、高効率の点および他の半導体元デバイスと９集積化可
能性等の点で優れている。
利用した方式もあるが、半導体レーザ（ＬＤ）構造のも
のもある。この半導体レーザ（ＬＤ）構造のものは小型
、高効率の点および他の半導体元デバイスと９集積化可
能性等の点で優れている。
かかるＬＤ党増幅器は、大別してファプリ・ベロー（Ｆ
−Ｐ）型と進行波（’ｒＷ）型とがあシ、後者のＴＷ型
はＦ−Ｐ型に比べて利得波長帯域、飽和光出力がと４に
大幅に拡大でき、よシ実用的なものとされている。
−Ｐ）型と進行波（’ｒＷ）型とがあシ、後者のＴＷ型
はＦ−Ｐ型に比べて利得波長帯域、飽和光出力がと４に
大幅に拡大でき、よシ実用的なものとされている。
一方、近年端面へのＡＲコート技術の進歩により端面反
射率Ｒ〜０．０４％という非常に良好なＴＷ型ＬＤ元増
幅器が得られるようになシ、例えば１９８６年７月東京
で開催された第一回オプトエレクトロニクス・コンファ
レンスにおいて発表されＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｏ５
ｔ−Ｄｅａｄｌｉｎｅ Ｐａｐｅｒｓ ’ｒｅｃｈｎｉ
−ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）（論文番号Ｂ１１−２．１２
−１３頁〕Ｋもあるように、１５μｍ帯で利得波長帯域
が７０ＯＡ、飽和光出力が＋７ （ＩＢ ｍ （利得２
０ｄＢ時）という優れた値が報告されている。
射率Ｒ〜０．０４％という非常に良好なＴＷ型ＬＤ元増
幅器が得られるようになシ、例えば１９８６年７月東京
で開催された第一回オプトエレクトロニクス・コンファ
レンスにおいて発表されＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｏ５
ｔ−Ｄｅａｄｌｉｎｅ Ｐａｐｅｒｓ ’ｒｅｃｈｎｉ
−ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）（論文番号Ｂ１１−２．１２
−１３頁〕Ｋもあるように、１５μｍ帯で利得波長帯域
が７０ＯＡ、飽和光出力が＋７ （ＩＢ ｍ （利得２
０ｄＢ時）という優れた値が報告されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような良好なＡＲコート膜を得るた
めにはコート膜の膜質、膜厚の精密な制御が必要である
。しかも、通常のＬＤ元元帳幅器は光の入出力端面が別
々であるため二重のＡＲコート膜の形成が必要になる。
めにはコート膜の膜質、膜厚の精密な制御が必要である
。しかも、通常のＬＤ元元帳幅器は光の入出力端面が別
々であるため二重のＡＲコート膜の形成が必要になる。
従って、従来のＬＤ元元帳幅器おいてはＡ几コート膜の
成膜回数毎の再現性が非常に高く要求される。このよう
な問題を解決するために、先に揚げた文献の論文ではＡ
Ｒコート膜成膜時にＬＤＫＤ電しＬＤ端面からの光量を
モニタするという方法が採用されている。
成膜回数毎の再現性が非常に高く要求される。このよう
な問題を解決するために、先に揚げた文献の論文ではＡ
Ｒコート膜成膜時にＬＤＫＤ電しＬＤ端面からの光量を
モニタするという方法が採用されている。
しかし、この方法は多大な手間と工数を要するという欠
点があシ、実用的とは言えない。
点があシ、実用的とは言えない。
また、ＬＤ元元帳幅器実際に用いる際には人出入出射端
面が別々であることから、それぞれ独立に元ファイバ位
置調整および固定を行なう必要があシ非常に多大の工数
を必要とするという欠点がある。
面が別々であることから、それぞれ独立に元ファイバ位
置調整および固定を行なう必要があシ非常に多大の工数
を必要とするという欠点がある。
本発明の目的は、ＡＲコート膜形成が一回だけでよく、
元ファイバピッグ・テイル・モジュール製作も容易なＬ
ＤＪｊｔ、増幅器を提供することにある。
元ファイバピッグ・テイル・モジュール製作も容易なＬ
ＤＪｊｔ、増幅器を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の光増幅器は、半導体レーザ利得機構を利用した
光増幅器に於て、光が増幅されなから仮載ｌする活性導
波路の元軸を曲がり導波路若しくは導波路コーナ・ミラ
ーにより曲げて、光の入出力端を同一端面に形成するよ
うに構成される。
光増幅器に於て、光が増幅されなから仮載ｌする活性導
波路の元軸を曲がり導波路若しくは導波路コーナ・ミラ
ーにより曲げて、光の入出力端を同一端面に形成するよ
うに構成される。
（作用）
本発明の光増幅器は、横モード制御され九ＬＤの活性層
がチャンネル光導波路となりておシ、通常のように直線
状にするだけでなく、ゆるい曲げを用いて損失増加なし
に活性層内の光の元軸の方向を変化させるものであシ、
このような曲げ導波路あるいは全反射導波路コーナーミ
ラーを用いればＬＤ元元帳幅器活性層の光軸を１８０’
曲げ、入出射端を同一方向に向けることができる。従っ
て、ＬＤ党増幅器の入出射端は同一面にあるので、反射
防止のためのＡＲコート膜形成は１回のみでよいことに
なる。また、入出射端の間隔はホトリソグラフィ法によ
り正確に決めることができるので、８ｉＶ溝等を用いて
正確にアライメントした元ファイバ・アレイを入出力の
結合援用いることができる。
がチャンネル光導波路となりておシ、通常のように直線
状にするだけでなく、ゆるい曲げを用いて損失増加なし
に活性層内の光の元軸の方向を変化させるものであシ、
このような曲げ導波路あるいは全反射導波路コーナーミ
ラーを用いればＬＤ元元帳幅器活性層の光軸を１８０’
曲げ、入出射端を同一方向に向けることができる。従っ
て、ＬＤ党増幅器の入出射端は同一面にあるので、反射
防止のためのＡＲコート膜形成は１回のみでよいことに
なる。また、入出射端の間隔はホトリソグラフィ法によ
り正確に決めることができるので、８ｉＶ溝等を用いて
正確にアライメントした元ファイバ・アレイを入出力の
結合援用いることができる。
要するに、ＬＤ［増幅器モジュール製作の際のファイバ
位置調整および固定は従来の半分の回数でよいことにな
る。
位置調整および固定は従来の半分の回数でよいことにな
る。
（実施例）
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例
を説明するための光増幅器の斜視図およびメサストライ
プの断面を含む二重ヘテｐ構造ウェーＩ・の上面図であ
る。
を説明するための光増幅器の斜視図およびメサストライ
プの断面を含む二重ヘテｐ構造ウェーＩ・の上面図であ
る。
尚、本実施例ではＩ ｎＧａＡｓＰ ／ Ｉ ｎＰ系材
料によるＬ３μ惰帯１Ｄ元増幅器を例に、！＝！Ｉ）説
明する。
料によるＬ３μ惰帯１Ｄ元増幅器を例に、！＝！Ｉ）説
明する。
まず、第１図（ａ）に示すように、本実施例の光増幅器
の構造について説明する。このＬＤ構造は活性層を含む
メサストライプをｐおよびｎｆＪｌ半導体で埋込んだ二
重チャンネル・プレーナ・埋込みへテロ（ＤＣ−ＰＢＨ
）構造を基本にしている。す碌わノンドープのＩｎＧａ
ＡｇＰ活性層１２．ｐ−ＩｎＰクラッド層１３を順次連
続成長して通常の二重へテロ（ＤＨ）構造ウエーノ・を
製作する。
の構造について説明する。このＬＤ構造は活性層を含む
メサストライプをｐおよびｎｆＪｌ半導体で埋込んだ二
重チャンネル・プレーナ・埋込みへテロ（ＤＣ−ＰＢＨ
）構造を基本にしている。す碌わノンドープのＩｎＧａ
ＡｇＰ活性層１２．ｐ−ＩｎＰクラッド層１３を順次連
続成長して通常の二重へテロ（ＤＨ）構造ウエーノ・を
製作する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、ホトリングラフィ法
及び化学エツチングによ、！＞、ＤＨウエーノ・の斜線
を施した部分をｎ−ＩｎＰバッファ層１１の途中層線１
する。このエツチングによ多形成されたコの字形のメサ
ストライプ３１がこのＬＤ［増幅器の活性導波路の部分
となる。尚、このメサストライプ３１は第１図（ａ）に
示す光増幅器の前面に点線で示すとおシである。
及び化学エツチングによ、！＞、ＤＨウエーノ・の斜線
を施した部分をｎ−ＩｎＰバッファ層１１の途中層線１
する。このエツチングによ多形成されたコの字形のメサ
ストライプ３１がこのＬＤ［増幅器の活性導波路の部分
となる。尚、このメサストライプ３１は第１図（ａ）に
示す光増幅器の前面に点線で示すとおシである。
次に、このウェーハ上に液相成長法により ｐ −Ｉｎ
Ｐの第一の電流ブロック層１４．ｎ−ＩｎＰの第二の電
流ブロック層１５．ｐ−ＩｎＰ！込み層１６゜ｐ−１ｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１７を順次成長させる。
Ｐの第一の電流ブロック層１４．ｎ−ＩｎＰの第二の電
流ブロック層１５．ｐ−ＩｎＰ！込み層１６゜ｐ−１ｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１７を順次成長させる。
この際ｎ−ＩｎＰによる第二の電流ブロック層１５社メ
チストライブ３１には成長しないように制御される。
チストライブ３１には成長しないように制御される。
次に％このようにして形成したウェーハにオーム性コン
タクトをとるための電極としてキャップ層１７ ＫＡｕ
Ｚｎ １８を蒸着する。とのＡｕＺｎ電極１８のうち、
後にコーナーミラー面となる第１図（ｂ）に示す面Ａ−
Ａ’、Ｂ−Ｂ’を含む三角形のエツチングすべき部分３
２ａ、３２ｂよシ周８５μ仇程度大きな部分を予めエツ
チングにより除去しておく。
タクトをとるための電極としてキャップ層１７ ＫＡｕ
Ｚｎ １８を蒸着する。とのＡｕＺｎ電極１８のうち、
後にコーナーミラー面となる第１図（ｂ）に示す面Ａ−
Ａ’、Ｂ−Ｂ’を含む三角形のエツチングすべき部分３
２ａ、３２ｂよシ周８５μ仇程度大きな部分を予めエツ
チングにより除去しておく。
次に、ホトレジストＩ’ｌｉｌホトレジストからなる三
層レジストをこのウェーハ上に形成し、エツチング部分
３２ａ、３２ｂの部分の三層レジストを順にホトリソグ
ラフィ法、ＲＩＥ、ＲＩＥにより除去する。このように
して形成した三層レジストのマスクを用いて反応性イオ
ンビーム・エツチング（ＲＩＢＥ）法によ・シ４半導体
層１１〜１７をＩｎＰ基板１０に達する迄エツチングす
る°。この時のエツチングのガスとしては、ｃ１２もし
くはｃＡ’２＋Ａｒガスを用いればよい。尚、上述のＩ
［ＢＥによるエツチングについては、例えば１９８３年
発行の雑誌「ジャパニーズ・ジャーナル・オプ・アプラ
イド・フィツクｘ （Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ） Ｊ第２２
巻９頁Ｌ６５３〜Ｌ６５５に掲載の論文に詳しく述べら
れている。この文献によるとＧａＡＪＡｓ系材料をエツ
チングする例が述べられているが、Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ糸材料でも同様に平滑且つ垂直なエツチング面
が得られる。
層レジストをこのウェーハ上に形成し、エツチング部分
３２ａ、３２ｂの部分の三層レジストを順にホトリソグ
ラフィ法、ＲＩＥ、ＲＩＥにより除去する。このように
して形成した三層レジストのマスクを用いて反応性イオ
ンビーム・エツチング（ＲＩＢＥ）法によ・シ４半導体
層１１〜１７をＩｎＰ基板１０に達する迄エツチングす
る°。この時のエツチングのガスとしては、ｃ１２もし
くはｃＡ’２＋Ａｒガスを用いればよい。尚、上述のＩ
［ＢＥによるエツチングについては、例えば１９８３年
発行の雑誌「ジャパニーズ・ジャーナル・オプ・アプラ
イド・フィツクｘ （Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ） Ｊ第２２
巻９頁Ｌ６５３〜Ｌ６５５に掲載の論文に詳しく述べら
れている。この文献によるとＧａＡＪＡｓ系材料をエツ
チングする例が述べられているが、Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ糸材料でも同様に平滑且つ垂直なエツチング面
が得られる。
このエツチングにより、第１図（ｂ）に示すメサストラ
イプ３１中の活性導波路に第１図（ａ）Ｋ示す全反射コ
ーナーミラー３３ａ、３３ｂが形成され、第１図（ｂ）
のｃ−ｃ’を結ぶ点線のよ５に光共振器の光路が設定さ
れる。
イプ３１中の活性導波路に第１図（ａ）Ｋ示す全反射コ
ーナーミラー３３ａ、３３ｂが形成され、第１図（ｂ）
のｃ−ｃ’を結ぶ点線のよ５に光共振器の光路が設定さ
れる。
次に１三層レジストを除去し、ｎ−ＩｎＰ基板１０をへ
き開が容易なように研磨によ）１５０μ慣程度に薄くし
た後、ｎ側のオーム性電極１９を形成する。このへき開
によ）入出射端面２０を出した後、入出射端面２０にス
パッタ法によ１８ｉＮｘＡＲコート膜２１を成膜してＬ
Ｄ光増幅器が完成する。
き開が容易なように研磨によ）１５０μ慣程度に薄くし
た後、ｎ側のオーム性電極１９を形成する。このへき開
によ）入出射端面２０を出した後、入出射端面２０にス
パッタ法によ１８ｉＮｘＡＲコート膜２１を成膜してＬ
Ｄ光増幅器が完成する。
このように形成された本発明のＬＤ光増幅器は、入出力
端面が同一であるから複雑な制御を要するＡＲコートは
唯一回行なえばよく大幅に製作工数が低減される。
端面が同一であるから複雑な制御を要するＡＲコートは
唯一回行なえばよく大幅に製作工数が低減される。
第２図は第１図に示す光増幅器の動作を説明するための
基板とウェーハの上面図である。
基板とウェーハの上面図である。
第２図に示すように、このＬＤ光増幅器のｐ側。
ｎ側のオーム性電極１８．１９間に順バイアス電圧を印
加すると電流が注入され、メサストライプ３１内の活性
層１２により利得が生じる。この活性導波路はコーナー
ミラー３３ａ、３３ｂによｊｊ） Ｃ、Ｃ’間を点線の
ように結んで形成されている。そζで、入力端ＣＩ出力
端Ｃ′にそれぞれ入出力光ファイバを結合固定すれば、
光増幅器とファイバによるビック・テイル・モジュール
が得られる。この時、人、出力端面の距離はホトリソグ
ラフィ法により決定されるが、ここでは３００μｍに設
定している。
加すると電流が注入され、メサストライプ３１内の活性
層１２により利得が生じる。この活性導波路はコーナー
ミラー３３ａ、３３ｂによｊｊ） Ｃ、Ｃ’間を点線の
ように結んで形成されている。そζで、入力端ＣＩ出力
端Ｃ′にそれぞれ入出力光ファイバを結合固定すれば、
光増幅器とファイバによるビック・テイル・モジュール
が得られる。この時、人、出力端面の距離はホトリソグ
ラフィ法により決定されるが、ここでは３００μｍに設
定している。
そこでピッチをこれに會せたＳｉＶ溝基板３４で挾んで
整列させた先球ファイバ３５ａ、３５ｂをＬＤ光増幅器
の入出射端面に対向させて位置合せをすれば、−回の位
置合せ調整だけで入力側の結合と出力側の結合とが得ら
れる。このようにして先球ファイバ３５ａ、３５ｂを結
合した状態で先球ファイバ３５ａから入力元信号を入射
させると、先球ファイバ３５ｂに出力が取シ出され、フ
ァイバ間利得として１０ｄＢ以上が得られる。
整列させた先球ファイバ３５ａ、３５ｂをＬＤ光増幅器
の入出射端面に対向させて位置合せをすれば、−回の位
置合せ調整だけで入力側の結合と出力側の結合とが得ら
れる。このようにして先球ファイバ３５ａ、３５ｂを結
合した状態で先球ファイバ３５ａから入力元信号を入射
させると、先球ファイバ３５ｂに出力が取シ出され、フ
ァイバ間利得として１０ｄＢ以上が得られる。
従って、従来はかかる入出力端面が別々であったため独
立に調整する必要があったが、本発明の゛構造により調
整に！！する工数が半減できる。
立に調整する必要があったが、本発明の゛構造により調
整に！！する工数が半減できる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したようＫ、本発明の光増幅器によれば
ＡＲコート膜形成が１回だけでよく、元ファイバ・ビッ
グ・ティル・モジ為−ルの製作も容易にすることができ
るという効果がある。
ＡＲコート膜形成が１回だけでよく、元ファイバ・ビッ
グ・ティル・モジ為−ルの製作も容易にすることができ
るという効果がある。
第１図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例
を説明するための光増幅器の斜視図およびメサストライ
ブの断面を含む二重へテロ構造ウェーハの上面図、第２
図は第１図に示す光増幅器の動作を説明するための基板
とウェーハの上面図である。 １０ ・−ｎ−ＩｎＰ基板、１１− ｎ−Ｉ ｎＰバッ
ファ層、１２−・・ノンドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ活性層、１３・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、１４・
・・ｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層５・・・ｎ−ＩｎＰ
電流電流クロッ２層６・・・ｐ−１ｎＰ埋込み層、１７
・・・ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャ／プ層、１８．１９・
・・電極、２０・・・入出射端面、２１・・・ＡＲコー
ト膜、３１・・・メサストライプ、３２ａ。 ３２ｂ・・・エツチング部、３３ａ、３３ｂ・・・コー
、ナーミ２−面、３４−ｓｔｖ溝基板、３５ａ、３５ｂ
−先球ファイバ。 代理人 弁理士 内 原 普 請１ 回
を説明するための光増幅器の斜視図およびメサストライ
ブの断面を含む二重へテロ構造ウェーハの上面図、第２
図は第１図に示す光増幅器の動作を説明するための基板
とウェーハの上面図である。 １０ ・−ｎ−ＩｎＰ基板、１１− ｎ−Ｉ ｎＰバッ
ファ層、１２−・・ノンドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ活性層、１３・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、１４・
・・ｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層５・・・ｎ−ＩｎＰ
電流電流クロッ２層６・・・ｐ−１ｎＰ埋込み層、１７
・・・ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャ／プ層、１８．１９・
・・電極、２０・・・入出射端面、２１・・・ＡＲコー
ト膜、３１・・・メサストライプ、３２ａ。 ３２ｂ・・・エツチング部、３３ａ、３３ｂ・・・コー
、ナーミ２−面、３４−ｓｔｖ溝基板、３５ａ、３５ｂ
−先球ファイバ。 代理人 弁理士 内 原 普 請１ 回
Claims (1)
- 半導体レーザの利得機構を利用した光増幅器に於て、光
が増幅されながら伝搬する活性導波路の光軸を曲がり導
波路若しくは導波路コーナミラーにより曲げて光の入出
力端を同一端面に形成したことを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561387A JPH01107589A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561387A JPH01107589A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107589A true JPH01107589A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17419564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26561387A Pending JPH01107589A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107589A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02213180A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Canon Inc | 光増幅器および光デバイス |
| JP2013012772A (ja) * | 2012-09-13 | 2013-01-17 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| JP2013012771A (ja) * | 2012-09-13 | 2013-01-17 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| JP2013038446A (ja) * | 2012-10-12 | 2013-02-21 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| CN108604769A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | 古河电气工业株式会社 | 激光模块 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5555592A (en) * | 1978-10-19 | 1980-04-23 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Semiconductor light pulse inverter |
| JPS59168414A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Nec Corp | 反射形多チヤンネル光スイツチ |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP26561387A patent/JPH01107589A/ja active Pending
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