JPH0242784A - 半導体光集積素子 - Google Patents
半導体光集積素子Info
- Publication number
- JPH0242784A JPH0242784A JP19381488A JP19381488A JPH0242784A JP H0242784 A JPH0242784 A JP H0242784A JP 19381488 A JP19381488 A JP 19381488A JP 19381488 A JP19381488 A JP 19381488A JP H0242784 A JPH0242784 A JP H0242784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- dbr
- region
- optical modulator
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 86
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 101100382710 Aplysia californica CBPH gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0265—Intensity modulators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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〕
本発明は波長可変半導体レーザと、光変調器とを集積化
した半導体光集積素子に関する。
した半導体光集積素子に関する。
高密度に多重化した波長分割多重光通信や波長分割光交
換システムにおいては、送信光源として波長可変レーザ
を用いることが有効である。それは多数の光源の波長間
隔が密になった場合でも、容易に波長制御ができるから
である。ただし、このようなシステムにおいてはレーザ
を直接強度変調した場合の波長チャーピングが、高密度
多重化の妨げとなるため、変調時にも波長チャーピング
の少ない光変調器を併用する必要がある。このような光
変調器は種々のものが報告されているが、一般に結合損
失が大きいという欠点がある。そこでレーザと光変調器
とを１つの半導体基板上に集積化した光集積素子がいく
つか試作されている。
換システムにおいては、送信光源として波長可変レーザ
を用いることが有効である。それは多数の光源の波長間
隔が密になった場合でも、容易に波長制御ができるから
である。ただし、このようなシステムにおいてはレーザ
を直接強度変調した場合の波長チャーピングが、高密度
多重化の妨げとなるため、変調時にも波長チャーピング
の少ない光変調器を併用する必要がある。このような光
変調器は種々のものが報告されているが、一般に結合損
失が大きいという欠点がある。そこでレーザと光変調器
とを１つの半導体基板上に集積化した光集積素子がいく
つか試作されている。
波長可変レーザと光変調器とを集積化した例はまだ見ら
れないが、それに近い従来例として第３図に示したよう
な分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）５００と光変調器
２００を集積化した光集積素子が報告されている。
れないが、それに近い従来例として第３図に示したよう
な分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）５００と光変調器
２００を集積化した光集積素子が報告されている。
光集積素子は、ＤＦＢレーザ４００と光変調器２００と
が同一の層構造から成っているため製作が容易である。
が同一の層構造から成っているため製作が容易である。
回折格子のあるＤＦＢレーザ５００の光を、光変調器２
００への注入電流を変化させることによって強度変調し
ている。光変調器２００では注入電流がない時には吸収
が太きく、注入電流がある時には利得が生じるため大き
な消光比が得られている。この光集積素子について詳し
くはエレクトロニクス・レターズ誌（Ｍ。
００への注入電流を変化させることによって強度変調し
ている。光変調器２００では注入電流がない時には吸収
が太きく、注入電流がある時には利得が生じるため大き
な消光比が得られている。この光集積素子について詳し
くはエレクトロニクス・レターズ誌（Ｍ。
Ｙａｍａｇｕｃｂｉ他、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、
２３１９０ （１９８７））などに報告されている。一
方、波長可変レーザそのものについてもいくつかの報告
例があるが、中でも電流注入による光ガイド層の屈折率
変化を利用した波長可変分布フラッグ反射型レーザ（Ｄ
ＢＲレーザ）は広範囲の波長チューニングが可能である
ため、最もすぐれた波長可変レーザの１つである。この
波長可変ＤＢＲレーザについて詳しくは本発明者らによ
ってエレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｌｅｔｔ、２３，４０３．（１９８７））誌上ですでに
報告されている。
２３１９０ （１９８７））などに報告されている。一
方、波長可変レーザそのものについてもいくつかの報告
例があるが、中でも電流注入による光ガイド層の屈折率
変化を利用した波長可変分布フラッグ反射型レーザ（Ｄ
ＢＲレーザ）は広範囲の波長チューニングが可能である
ため、最もすぐれた波長可変レーザの１つである。この
波長可変ＤＢＲレーザについて詳しくは本発明者らによ
ってエレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｌｅｔｔ、２３，４０３．（１９８７））誌上ですでに
報告されている。
゛〔発明が解決しようとする課題〕
従来例に示したＤＦＢレーザ５００と光変調器２００の
光集積素子には次のような問題点があった。それは光変
調器２００の端面の反射率を非常に小さく（０，１％以
下）おさえる必要がある点である。したがって、無反射
コート膜３００に対する要求が非常に厳しくなり製作が
難しかった。−般にＤＦＢレーザは端面位相のわずかな
変化によって発振波長が大きく、変化する。第３図に示
したような構造では、光変調器２００の端面にわずかな
反射があると、光変調器２００の電流を変調した時、Ｄ
ＦＢレーザ５００の実効的な端面位相が変化するなめ、
発振波長が変化する。これはレーザを直接変調した時の
波長チャーピングと同様の影響をひきおこし、光変調器
を集積化した利点がなくなってしまう。実際従来例では
特別な変調条件の時にのみ波長変動が低減されていた。
光集積素子には次のような問題点があった。それは光変
調器２００の端面の反射率を非常に小さく（０，１％以
下）おさえる必要がある点である。したがって、無反射
コート膜３００に対する要求が非常に厳しくなり製作が
難しかった。−般にＤＦＢレーザは端面位相のわずかな
変化によって発振波長が大きく、変化する。第３図に示
したような構造では、光変調器２００の端面にわずかな
反射があると、光変調器２００の電流を変調した時、Ｄ
ＦＢレーザ５００の実効的な端面位相が変化するなめ、
発振波長が変化する。これはレーザを直接変調した時の
波長チャーピングと同様の影響をひきおこし、光変調器
を集積化した利点がなくなってしまう。実際従来例では
特別な変調条件の時にのみ波長変動が低減されていた。
本発明の目的は波長可変レーザに光変調器を集積化する
にあたって、変調時にも波長変動が小さくかつ構造が簡
単で製作容易なことを特徴とする半導体光集積素子を提
供することにある。
にあたって、変調時にも波長変動が小さくかつ構造が簡
単で製作容易なことを特徴とする半導体光集積素子を提
供することにある。
本発明の半導体光集積素子は、４種類あり、その１つは
、波長可変半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を
強度変調する光変調器とが、１つの半導体基板上に形成
された半導体光集積素子であって、前記半導体レーザは
、利得を有する活性領域と回折格子を有する分布フラッ
グ反射器（ＤＢＲ）領域とを少くとも含んでおり、前記
ＤＢＲ領域の実効屈折率が電気的に制御可能であり、か
つ前記光変調器は前記ＤＢＲ領域に隣接して設けられて
いる構成となっている。２っめは、上述の半導体光集積
素子で、前記光変調器が前記活性領域と同じ層構造を有
し、かつ電流注入によって強度変調が可能であることを
特徴とする構成になっている。３つめは、２つめと同様
上述の半導体光集積素子の前記ＤＢＲ領域と前記光変調
器とが同一の光ガイド層を含み、がっ、前記光変調器の
前記光ガイド層に電圧を印加することによって強度変調
が可能であることを特徴とする構成である。そして４つ
めは、３つめの前記光ガイド層が多重量子井戸構造から
成ることを特徴とする半導体光集積素子である。
、波長可変半導体レーザと前記半導体レーザの出力光を
強度変調する光変調器とが、１つの半導体基板上に形成
された半導体光集積素子であって、前記半導体レーザは
、利得を有する活性領域と回折格子を有する分布フラッ
グ反射器（ＤＢＲ）領域とを少くとも含んでおり、前記
ＤＢＲ領域の実効屈折率が電気的に制御可能であり、か
つ前記光変調器は前記ＤＢＲ領域に隣接して設けられて
いる構成となっている。２っめは、上述の半導体光集積
素子で、前記光変調器が前記活性領域と同じ層構造を有
し、かつ電流注入によって強度変調が可能であることを
特徴とする構成になっている。３つめは、２つめと同様
上述の半導体光集積素子の前記ＤＢＲ領域と前記光変調
器とが同一の光ガイド層を含み、がっ、前記光変調器の
前記光ガイド層に電圧を印加することによって強度変調
が可能であることを特徴とする構成である。そして４つ
めは、３つめの前記光ガイド層が多重量子井戸構造から
成ることを特徴とする半導体光集積素子である。
次に図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。光
集積素子は波長可変ＤＢＲレーザ１００と光変調器２０
０とが１つの基板１１１の上に集積化されている。この
光集積素子の特徴は、光変調器２００がＤＢＲレーザ１
００のＤＢＲ領域１３０に隣接して形成されている点と
、光変調器２００の層構造がＤＢＲレーザ２００の活性
領域１１０のｍｉ造と同一である点である。ＤＢＲレー
ザ２００のＩＩ造は基本的には従来例のところで述べた
ものと同じで、活性領域１１０１位相制御領域１２０．
ＤＢＲ領域１３０の３つの領域から成っている０位相制
御領域１２０とＤＢＲ，領域１３０に注入する電流によ
ってレーザの発振波長を制御できる。レーザ光は活性領
域１１０とＤＢＲ領域１３０のいずれの側からも出射さ
れるが、ここでは活性領域１１０の端面に反射率の高い
膜（高反射コート膜）４００をつけることによって出力
光の大部分をＤＢＲ領域１３０側から出射して光変調器
２００に入射できるようにしである。ＤＢＲ領域１３０
はレーザ光に対して反射器として働くが、この領域の長
さと回折格子１１６の深さを適当に調整することで光変
調器２００に入射する光の割合を調整できる。
集積素子は波長可変ＤＢＲレーザ１００と光変調器２０
０とが１つの基板１１１の上に集積化されている。この
光集積素子の特徴は、光変調器２００がＤＢＲレーザ１
００のＤＢＲ領域１３０に隣接して形成されている点と
、光変調器２００の層構造がＤＢＲレーザ２００の活性
領域１１０のｍｉ造と同一である点である。ＤＢＲレー
ザ２００のＩＩ造は基本的には従来例のところで述べた
ものと同じで、活性領域１１０１位相制御領域１２０．
ＤＢＲ領域１３０の３つの領域から成っている０位相制
御領域１２０とＤＢＲ，領域１３０に注入する電流によ
ってレーザの発振波長を制御できる。レーザ光は活性領
域１１０とＤＢＲ領域１３０のいずれの側からも出射さ
れるが、ここでは活性領域１１０の端面に反射率の高い
膜（高反射コート膜）４００をつけることによって出力
光の大部分をＤＢＲ領域１３０側から出射して光変調器
２００に入射できるようにしである。ＤＢＲ領域１３０
はレーザ光に対して反射器として働くが、この領域の長
さと回折格子１１６の深さを適当に調整することで光変
調器２００に入射する光の割合を調整できる。
この光集積素子が従来例で述べたＤＦＢレーザと光変調
器の光集積素子より優れているのは次の点による。まず
波長可変動作が可能であること。
器の光集積素子より優れているのは次の点による。まず
波長可変動作が可能であること。
次に変調時の波長変動が小さいことである。変調時の波
長変動が小さい理由は、ＤＢＲレーザでは発振波長が主
としてＤＢＲ領域１３０の回折格子１１６の周期で決ま
っているためである。このため光変調器２００への注入
電流を変調して、レーザ光を強度変調した時、無反射コ
ート膜３００の反射率が多少大きくて１％程度でも、レ
ーザに対してほとんど影響を与えない。従ってＤＦＢレ
ーザと光変調器の光集積素子に必要とされるような厳密
な無反射コートは必要ない。上述のように本実施例のも
う一つの特徴は活性領域１１０と光変調器２００の層構
造が同じであることで、これによって製作が簡単になる
という利点がある。以下に具体的な製作手順と素子特性
について述べる。
長変動が小さい理由は、ＤＢＲレーザでは発振波長が主
としてＤＢＲ領域１３０の回折格子１１６の周期で決ま
っているためである。このため光変調器２００への注入
電流を変調して、レーザ光を強度変調した時、無反射コ
ート膜３００の反射率が多少大きくて１％程度でも、レ
ーザに対してほとんど影響を与えない。従ってＤＦＢレ
ーザと光変調器の光集積素子に必要とされるような厳密
な無反射コートは必要ない。上述のように本実施例のも
う一つの特徴は活性領域１１０と光変調器２００の層構
造が同じであることで、これによって製作が簡単になる
という利点がある。以下に具体的な製作手順と素子特性
について述べる。
まず、ｎ形ＩｎＰ基板１１１の上の一部に周期２３９ｎ
ｍの回折格子１１６を形成する。次に液相エピタキシャ
ル成長によって、）ＨＧａＡｓＰ光ガイド層（λ−＝１
．３ μｍ） １１２、ＩｎＰエッチストップ層１１３
、ＩｎＧａＡｓＰ活性層（λ、＝１．５４μｍ）１１４
、Ｐ形ＩｎＰクラッド層１１５を順次成長する。次に位
相制御領域１２０とＤＢＲ領域１３０のクラッド層１１
５と活性層１１４を選択的に除去した後、２回目の成長
によって全体にＰ形ＩｎＰクラッド層１１５を形成する
。次に、ＤＣＰＢＨ形の埋め込み構造とするためのメサ
エッチングを行い、３回目の成長によって埋め込みｆＩ
Ｉ！造とする。ここではＤＢＲ，レーザ１００と光変調
器２００のいずれも同じ埋め込み構造とした。
ｍの回折格子１１６を形成する。次に液相エピタキシャ
ル成長によって、）ＨＧａＡｓＰ光ガイド層（λ−＝１
．３ μｍ） １１２、ＩｎＰエッチストップ層１１３
、ＩｎＧａＡｓＰ活性層（λ、＝１．５４μｍ）１１４
、Ｐ形ＩｎＰクラッド層１１５を順次成長する。次に位
相制御領域１２０とＤＢＲ領域１３０のクラッド層１１
５と活性層１１４を選択的に除去した後、２回目の成長
によって全体にＰ形ＩｎＰクラッド層１１５を形成する
。次に、ＤＣＰＢＨ形の埋め込み構造とするためのメサ
エッチングを行い、３回目の成長によって埋め込みｆＩ
Ｉ！造とする。ここではＤＢＲ，レーザ１００と光変調
器２００のいずれも同じ埋め込み構造とした。
次に各領域４こ電極をつけ、活性領域１１０の端面には
５ｉ０２／α−３ｔの多層膜による反射率の高い膜（高
反射コート膜）４００を、光変調器２００の端面にはＳ
ｉＮ ｉｌｌによる無反射コート膜３００を形成した。
５ｉ０２／α−３ｔの多層膜による反射率の高い膜（高
反射コート膜）４００を、光変調器２００の端面にはＳ
ｉＮ ｉｌｌによる無反射コート膜３００を形成した。
反射率はそれぞれ８０％と１％である。゛各領域の長さ
はそれそぞれ活性領域１１０が３００μｍ、位相制御領
域１２０が１００μｍ、ＤＢＲ，領域１３０が３００ｔ
ｔｍ、光変調器２００が３００μｍである。各領域間に
は中央のメサ付近を除いて幅２０μｍの溝を形成し、領
域間の電気的な分離を行った。もちろん光学的には各領
域が共通の光ガイド層１１２を通して結合している。
はそれそぞれ活性領域１１０が３００μｍ、位相制御領
域１２０が１００μｍ、ＤＢＲ，領域１３０が３００ｔ
ｔｍ、光変調器２００が３００μｍである。各領域間に
は中央のメサ付近を除いて幅２０μｍの溝を形成し、領
域間の電気的な分離を行った。もちろん光学的には各領
域が共通の光ガイド層１１２を通して結合している。
波長可変レーザとしての特性はしきい値が２０ｍＡ、発
振波長１．５５μｍ付近で制御電流によって４ｎｍの連
続波長チューニングが可能であった。
振波長１．５５μｍ付近で制御電流によって４ｎｍの連
続波長チューニングが可能であった。
ＤＢＲレーザ１００の各領域の電流を一定、すなわち光
出力と波長を一定としておき、光変調器２００の電流を
変調して、変調特性を調べた。消光比１０ｄＢ以上で６
００ Ｍｂ／Ｓまでの変調が可能であった。この時変調
による波長変動は、０．Ｏ５ｎｍ以下におさえられてい
た。
出力と波長を一定としておき、光変調器２００の電流を
変調して、変調特性を調べた。消光比１０ｄＢ以上で６
００ Ｍｂ／Ｓまでの変調が可能であった。この時変調
による波長変動は、０．Ｏ５ｎｍ以下におさえられてい
た。
第２図は本発明の第２の実施例を示す光軸方向の断面を
簡略化した図である。ＤＢＲ領域１３０に隣接して光変
調器２００がある点は第１の実施例と同じである。第１
の実施例との違いは主として光変調器２００の層構造と
電圧のかけ方にある。ここでは光ガイドＭ１１２の組成
を第１の実施例と少し変えて禁制帯幅がレーザ光のエネ
ルギーよりも若干大きな値（λ、＝１．４５μｍ）とし
た。光変調器２００の活性層は除去されている。
簡略化した図である。ＤＢＲ領域１３０に隣接して光変
調器２００がある点は第１の実施例と同じである。第１
の実施例との違いは主として光変調器２００の層構造と
電圧のかけ方にある。ここでは光ガイドＭ１１２の組成
を第１の実施例と少し変えて禁制帯幅がレーザ光のエネ
ルギーよりも若干大きな値（λ、＝１．４５μｍ）とし
た。光変調器２００の活性層は除去されている。
この組成では、光ガイド層１１２はレーザ光に対しては
ほぼ透明て゛あるため、位相制御領域１２０やＤＢＲ領
域１３０は第１の実施例と同じ働き、つまり波長可変機
能を有している。ここで光変調器２００に逆方向電圧を
印加すると、この部分の光ガイド層１１２の吸収端が長
波長側にずれるため（フランツ・ケルデツシュ効果）レ
ーザ光を吸収する工うになる。したがって、電圧を変調
することによって光の強度変調が実現できる。ここでも
ＤＢＲレーザ１００の発振波長は光変調器２００から反
射光の影響をうけにくいために、変調による波長変動は
非常に小さい。また光変調器２００と位相制御領域１２
０．ＤＢＲ領域１３０が同じ層構造を有しているために
製作が容易である。
ほぼ透明て゛あるため、位相制御領域１２０やＤＢＲ領
域１３０は第１の実施例と同じ働き、つまり波長可変機
能を有している。ここで光変調器２００に逆方向電圧を
印加すると、この部分の光ガイド層１１２の吸収端が長
波長側にずれるため（フランツ・ケルデツシュ効果）レ
ーザ光を吸収する工うになる。したがって、電圧を変調
することによって光の強度変調が実現できる。ここでも
ＤＢＲレーザ１００の発振波長は光変調器２００から反
射光の影響をうけにくいために、変調による波長変動は
非常に小さい。また光変調器２００と位相制御領域１２
０．ＤＢＲ領域１３０が同じ層構造を有しているために
製作が容易である。
第２の実施例の製作手順は第１の実施例とほぼ同じであ
る。２回目の成長の前に光変調器２００の活性層も除去
している点が異なる。やはりＤＣ−ＰＢＨ形の埋め込み
構造を用いた。ＤＢＲレーザ１００の特性は第１の実施
例とほぼ同じであった。光変調器２００はここでは第１
の実施例のように注入キャリアの寿命時間で変調帯域が
制限されないため、２ Ｇｂ／Ｓまでの変調が可能であ
った。
る。２回目の成長の前に光変調器２００の活性層も除去
している点が異なる。やはりＤＣ−ＰＢＨ形の埋め込み
構造を用いた。ＤＢＲレーザ１００の特性は第１の実施
例とほぼ同じであった。光変調器２００はここでは第１
の実施例のように注入キャリアの寿命時間で変調帯域が
制限されないため、２ Ｇｂ／Ｓまでの変調が可能であ
った。
この時の波長変動は０．Ｏ３ｎｍ以下であった。
第３の実施例は図には示していないが、第２の実施例の
光ガイド層１１２を多重量子井戸構造としたものである
。他の構造は第２の実施例と同じである。よく知られて
いるように、多重量子（井戸構造に逆方向電圧を加える
と、フランツ・ケルデイツシュ効果と同様の吸収端の変
化が得られる。したがって第２の実施例と同じように光
変調器の電圧を変調することで光の強度変調ができ、変
調時の波長変動も小さい。ここでは多重量子井戸構造と
してＩｎＧａＡｓ （層厚６ｎｍ）とＩｎＰ （層厚
１０ｎｍ）の１０層構造を用いた。井戸層であるＩｎＧ
ａＡｓＲは層厚が薄いため、実効的な吸収端が短波長側
（ここでは１．４７μｍ）にずれるため、電圧をかけな
い時には、レーザ光に対してほぼ透明である。また位相
制御領域１２０とＤＢＲ領域１３０の多重量子井戸構造
光ガイド層では電流注入によって第１および第２の実効
例と同様の波長制御が可能である。
光ガイド層１１２を多重量子井戸構造としたものである
。他の構造は第２の実施例と同じである。よく知られて
いるように、多重量子（井戸構造に逆方向電圧を加える
と、フランツ・ケルデイツシュ効果と同様の吸収端の変
化が得られる。したがって第２の実施例と同じように光
変調器の電圧を変調することで光の強度変調ができ、変
調時の波長変動も小さい。ここでは多重量子井戸構造と
してＩｎＧａＡｓ （層厚６ｎｍ）とＩｎＰ （層厚
１０ｎｍ）の１０層構造を用いた。井戸層であるＩｎＧ
ａＡｓＲは層厚が薄いため、実効的な吸収端が短波長側
（ここでは１．４７μｍ）にずれるため、電圧をかけな
い時には、レーザ光に対してほぼ透明である。また位相
制御領域１２０とＤＢＲ領域１３０の多重量子井戸構造
光ガイド層では電流注入によって第１および第２の実効
例と同様の波長制御が可能である。
第３の実施例の制作手順は、第２の実施例とほぼ同じで
あるが、多重量子井戸構造の光ガイド層を成長するため
に、１回目の成長はＭＯＶＰＥ法を用いた点が異ってい
る。特性としてはやはり２ Ｇｂ／Ｓの変調で波長変動
は０．０３ｎ ｍ以下であった。
あるが、多重量子井戸構造の光ガイド層を成長するため
に、１回目の成長はＭＯＶＰＥ法を用いた点が異ってい
る。特性としてはやはり２ Ｇｂ／Ｓの変調で波長変動
は０．０３ｎ ｍ以下であった。
以上述べてきた実施例では、ＤＢＲレーザの活性領域と
ＤＢＲ領域の間に位相制御領域が設けられていたが、不
連続的な波長チューニングだけでよい場合には必ずしも
なくてもよい。横モード制御のためにここではすべてＤ
ＣＢＰＨ形の埋め込み構造を用いたが、例えばリッジガ
イド構造等のような他の構造でもよい。またＤＢＲレー
ザと光変調器とが別の横モード制御構造であってもよい
。成長方法に関してはここでは主として液相エピタキシ
ャル成長を用いたが、他の気相成長などを用いても実現
可能である。また材料系もＩｎＰ系だけでな（ＧａＡｓ
系など他の材料系にも適用できる。
ＤＢＲ領域の間に位相制御領域が設けられていたが、不
連続的な波長チューニングだけでよい場合には必ずしも
なくてもよい。横モード制御のためにここではすべてＤ
ＣＢＰＨ形の埋め込み構造を用いたが、例えばリッジガ
イド構造等のような他の構造でもよい。またＤＢＲレー
ザと光変調器とが別の横モード制御構造であってもよい
。成長方法に関してはここでは主として液相エピタキシ
ャル成長を用いたが、他の気相成長などを用いても実現
可能である。また材料系もＩｎＰ系だけでな（ＧａＡｓ
系など他の材料系にも適用できる。
以上述べてきたように本発明によれば、波長可変レーザ
と光変調器とを集積化するにあたって、変調時にも波長
変動が小さく、かつ構造が簡単で製作容易な半導体光集
積素子が実現できる。実際、波長可変ＤＢＲレーザとレ
ーザの活性層と同じ層構造を有する光変調器とを集積化
したところ電流変調による６ ００ Ｍｂ／Ｓの変調時
にも波長変動′は０．Ｏ５ｎｍ以下であった。また他の
実施例では、光変調器を電圧印加型にすることで、２
Ｇｂ／Ｓの変調が可能であり、波長変動も０．Ｏ３ｎｍ
以下であった。
と光変調器とを集積化するにあたって、変調時にも波長
変動が小さく、かつ構造が簡単で製作容易な半導体光集
積素子が実現できる。実際、波長可変ＤＢＲレーザとレ
ーザの活性層と同じ層構造を有する光変調器とを集積化
したところ電流変調による６ ００ Ｍｂ／Ｓの変調時
にも波長変動′は０．Ｏ５ｎｍ以下であった。また他の
実施例では、光変調器を電圧印加型にすることで、２
Ｇｂ／Ｓの変調が可能であり、波長変動も０．Ｏ３ｎｍ
以下であった。
第１図は第１の実施例を示す斜視図、第２図は第２の実
施例を示す図、第３図は従来例を示す図である。 １００・・・ＤＢＲレーザ、２００・・・光変調器、３
００・・・無反射コート膜、４００・・・高反射コート
膜、５００・・・ＤＦＢレーザ、１１０・・・活性領域
、１２０・・・位相制御領域、１３０・・・ＤＢＲ領域
、１１１・・・基板、１１２・・・光ガイド層、１１３
・・・エッチストップ層、１１４・・・活性層、１１５
・・・クラッド層、１１６・・・回折格子。 代理人 弁理士 内 原 晋
施例を示す図、第３図は従来例を示す図である。 １００・・・ＤＢＲレーザ、２００・・・光変調器、３
００・・・無反射コート膜、４００・・・高反射コート
膜、５００・・・ＤＦＢレーザ、１１０・・・活性領域
、１２０・・・位相制御領域、１３０・・・ＤＢＲ領域
、１１１・・・基板、１１２・・・光ガイド層、１１３
・・・エッチストップ層、１１４・・・活性層、１１５
・・・クラッド層、１１６・・・回折格子。 代理人 弁理士 内 原 晋
Claims (1)
- （１）波長可変半導体レーザと前記半導体レーザの出力
光を強度変調する光変調器とが、１つの半導体基板上に
形成された半導体光集積素子であつて、前記波長可変半
導体レーザは、利得を有する活性領域と回折格子を有す
る分布フラッグ反射器（ＤＢＲ）領域とを少くとも含ん
でおり、前記ＤＢＲ領域の実効屈折率が電気的に制御可
能であり、かつ前記光変調器は前記ＤＢＲ領域に隣接し
て設けられていることを特徴とする半導体光集積素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193814A JP2687464B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 半導体光集積素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193814A JP2687464B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 半導体光集積素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242784A true JPH0242784A (ja) | 1990-02-13 |
| JP2687464B2 JP2687464B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16314204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193814A Expired - Lifetime JP2687464B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 半導体光集積素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687464B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342692A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nec Corp | Compound semiconductor device |
| JPS62189785A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布ブラツグ反射器を有する半導体装置 |
| JPS63148692A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Nec Corp | 多波長分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ・アレ− |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63193814A patent/JP2687464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342692A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nec Corp | Compound semiconductor device |
| JPS62189785A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布ブラツグ反射器を有する半導体装置 |
| JPS63148692A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Nec Corp | 多波長分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ・アレ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2687464B2 (ja) | 1997-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0627798B1 (fr) | Composant intégré monolithique laser-modulateur à structure multi-puits quantiques | |
| JP3611593B2 (ja) | 半導体光素子の作製方法 | |
| KR0147835B1 (ko) | 광장치 | |
| US7622315B2 (en) | Tunable laser source with integrated optical modulator | |
| US6107112A (en) | Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same | |
| KR930002819B1 (ko) | 주파수 변조 통신 시스템용 분포 브래그 반사 레이저 | |
| US6327413B1 (en) | Optoelectronic device and laser diode | |
| US4796274A (en) | Semiconductor device with distributed bragg reflector | |
| US6224667B1 (en) | Method for fabricating semiconductor light integrated circuit | |
| JP3141854B2 (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JP2947142B2 (ja) | 波長可変半導体レーザ | |
| US4976513A (en) | Tunable wavelength filter | |
| US5352919A (en) | Optical integrated semiconductor device | |
| US4817106A (en) | Coupled waveguide injection laser | |
| US6363093B1 (en) | Method and apparatus for a single-frequency laser | |
| JP2669335B2 (ja) | 半導体光源及びその製造方法 | |
| US6307989B1 (en) | Optically functional device | |
| JPH11150324A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2687464B2 (ja) | 半導体光集積素子 | |
| JP2770848B2 (ja) | 半導体レーザと光変調器との集積化光源およびその製造方法 | |
| JPS6373585A (ja) | 周波数可変分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ | |
| JP2771276B2 (ja) | 半導体光集積素子とその製造方法 | |
| JPH03235915A (ja) | 光機能素子 | |
| JPH0389579A (ja) | 半導体光集積素子およびその製造方法 | |
| CN116235100A (zh) | 高速调制激光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070822 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |