JPH0376294A - 半導体光増幅装置 - Google Patents
半導体光増幅装置Info
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- JPH0376294A JPH0376294A JP21376589A JP21376589A JPH0376294A JP H0376294 A JPH0376294 A JP H0376294A JP 21376589 A JP21376589 A JP 21376589A JP 21376589 A JP21376589 A JP 21376589A JP H0376294 A JPH0376294 A JP H0376294A
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- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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- 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
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
-
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- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
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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
本発明は、半導体光増幅装置に関する。
従来、第４図〜第６図を伴って次に述べる半導体光増幅
装置が提案されている。 すなわち、例えばｎ型を有し且つ例えば）ｎＰでなる半
導体基板１１上に、ｎ型を有し且つ例えばにＩｎＧａＡ
ｓＰ系でなるクラッド層としての半導体層２１と、ｎ型
不純物及びｐ型不純物のいずれも意図的に導入させてい
す且つ例えば半導体ｆｆ２１と同じＩｎＧａＡｓＰ系で
なるが半導体１１２１に比し高い屈折率（半導体層２１
に比し長いバンドギャップ波長）を呈する組成を有する
活性層としての半導体層２２と、ｐ型を有し且つ半導体
層１３に比し低い屈折率（半導体層１３に比し長いバン
ドギャップ波長）を呈する例えばＩｎＰでなるクラッド
層としての半導体層２３と、ｐ型を有し且つ例えばＩｎ
ＧａＡＳＰ系でなる電極付用層として半導体層３１とが
、それらの順に積層されている半導体積層体１０を有す
る。 この場合、半導体積層体１０は、第６図を参照してとく
に明らかなように、幅方向に沿う断面でみて、半導体基
板１１を底とし且つ半導体基板１１を露呈している態様
にメサ状に形成され、よって、半導体層２２の上方から
みて、半導体基板１１に比し狭い幅Ｗで半導体基板１１
の長さ方向にその長さいっばいに延長し、且つその延長
方向と直交するとともに半導体積層体１０の半導体積層
体端面「１及びＦ２と同じ面上にある導波路端面Ｓ１及
びＳ２を有するとともに、半導体層２１．２２及び２３
を有する導波路２０を形成している。 また、半導体基板１１の導波路２０を挟んだ両位置上に
、ｐ型を有し且つ例えばＩｎＰでなる半導体層４１Ｌ及
び４１Ｒが、導波路２０の両側面にそれぞれ接触し且つ
それらの上面を半導体１！２２の上面よりも高いが半導
体層３１の上面よりも低い高さ位置とする厚さに形成さ
れ、また、それら半導体１１４１ｍ及び４１Ｒ上に、ｎ
型を有し且つ例えばＩｎＰでなる半導体１１１４２Ｌ及
び４２Ｒが、導波路２０の両側面にそれぞれ接触し且つ
それらの上面を半導体層３１の上面とほぼ等しい高さ位
置とする厚さに形成されている。 また、半導体積層体１０の半導体積層体端面Ｆ１及び「
２上に、反射防止膜５１及び５２が配されている。 さらに、半導体積層体１０の相対向している主面上に、
半導体基板１１及び半導体層３１において、上述した導
波路２０と対向して、それぞれ電極６１及び６２が配さ
れている。 以上が、従来提案されている半導体光増幅装置の構成で
ある。 このような構成を有する半導体光増幅装置は、いま、反
射防止膜５１及び５２が省略され、これに応じて、半導
体積層体端面Ｆ１及びＦ２がへき開面により形成された
ファブリベローの反射面でなるか、または半導体積層体
端面「１及びＦ２上に高い反射率を有する反射膜がそれ
ぞれ配されているとすれば、電極６１及び６２間に、電
極６２側を正極性とする電源を接続することによって、
レーザ発振が得られ、そして、レーザ光を半導体積層体
端面Ｆ１またはＦ２から外部に出射させる電流狭窄型半
導体レーザとしての機能が得られる。 しかしながら、第４図〜第６図に示す従来の半導体光増
幅装置の場合、反射防止１１１５１及び５２を有するた
め、電極６１及び６２＠に電極６２側を正極性とする電
源を接続している状態で、外部から光７１を、入射光と
して導波路２０内に、反射防止１１５１を通じて、その
導波路端面Ｓ１側から、入射させれば、その光７１が導
波路２０を導波路端面Ｓ２側に向って伝播し、そして、
その伝播過程で、光７１が増幅され、その増幅された光
が、導波路端面Ｓ２側から、外部に、出射光７２として
出射する。 従って、第４図〜第６図に示す従来の半導体光増幅装置
によれば、光増幅機能が得られる。
装置が提案されている。 すなわち、例えばｎ型を有し且つ例えば）ｎＰでなる半
導体基板１１上に、ｎ型を有し且つ例えばにＩｎＧａＡ
ｓＰ系でなるクラッド層としての半導体層２１と、ｎ型
不純物及びｐ型不純物のいずれも意図的に導入させてい
す且つ例えば半導体ｆｆ２１と同じＩｎＧａＡｓＰ系で
なるが半導体１１２１に比し高い屈折率（半導体層２１
に比し長いバンドギャップ波長）を呈する組成を有する
活性層としての半導体層２２と、ｐ型を有し且つ半導体
層１３に比し低い屈折率（半導体層１３に比し長いバン
ドギャップ波長）を呈する例えばＩｎＰでなるクラッド
層としての半導体層２３と、ｐ型を有し且つ例えばＩｎ
ＧａＡＳＰ系でなる電極付用層として半導体層３１とが
、それらの順に積層されている半導体積層体１０を有す
る。 この場合、半導体積層体１０は、第６図を参照してとく
に明らかなように、幅方向に沿う断面でみて、半導体基
板１１を底とし且つ半導体基板１１を露呈している態様
にメサ状に形成され、よって、半導体層２２の上方から
みて、半導体基板１１に比し狭い幅Ｗで半導体基板１１
の長さ方向にその長さいっばいに延長し、且つその延長
方向と直交するとともに半導体積層体１０の半導体積層
体端面「１及びＦ２と同じ面上にある導波路端面Ｓ１及
びＳ２を有するとともに、半導体層２１．２２及び２３
を有する導波路２０を形成している。 また、半導体基板１１の導波路２０を挟んだ両位置上に
、ｐ型を有し且つ例えばＩｎＰでなる半導体層４１Ｌ及
び４１Ｒが、導波路２０の両側面にそれぞれ接触し且つ
それらの上面を半導体１！２２の上面よりも高いが半導
体層３１の上面よりも低い高さ位置とする厚さに形成さ
れ、また、それら半導体１１４１ｍ及び４１Ｒ上に、ｎ
型を有し且つ例えばＩｎＰでなる半導体１１１４２Ｌ及
び４２Ｒが、導波路２０の両側面にそれぞれ接触し且つ
それらの上面を半導体層３１の上面とほぼ等しい高さ位
置とする厚さに形成されている。 また、半導体積層体１０の半導体積層体端面Ｆ１及び「
２上に、反射防止膜５１及び５２が配されている。 さらに、半導体積層体１０の相対向している主面上に、
半導体基板１１及び半導体層３１において、上述した導
波路２０と対向して、それぞれ電極６１及び６２が配さ
れている。 以上が、従来提案されている半導体光増幅装置の構成で
ある。 このような構成を有する半導体光増幅装置は、いま、反
射防止膜５１及び５２が省略され、これに応じて、半導
体積層体端面Ｆ１及びＦ２がへき開面により形成された
ファブリベローの反射面でなるか、または半導体積層体
端面「１及びＦ２上に高い反射率を有する反射膜がそれ
ぞれ配されているとすれば、電極６１及び６２間に、電
極６２側を正極性とする電源を接続することによって、
レーザ発振が得られ、そして、レーザ光を半導体積層体
端面Ｆ１またはＦ２から外部に出射させる電流狭窄型半
導体レーザとしての機能が得られる。 しかしながら、第４図〜第６図に示す従来の半導体光増
幅装置の場合、反射防止１１１５１及び５２を有するた
め、電極６１及び６２＠に電極６２側を正極性とする電
源を接続している状態で、外部から光７１を、入射光と
して導波路２０内に、反射防止１１５１を通じて、その
導波路端面Ｓ１側から、入射させれば、その光７１が導
波路２０を導波路端面Ｓ２側に向って伝播し、そして、
その伝播過程で、光７１が増幅され、その増幅された光
が、導波路端面Ｓ２側から、外部に、出射光７２として
出射する。 従って、第４図〜第６図に示す従来の半導体光増幅装置
によれば、光増幅機能が得られる。
しかしながら、第４図〜第６図に示す従来の半導体光増
幅装置の場合、導波路２０を、伝播する光を効果的に増
幅させようとするとき、導波路２０を構成している活性
層としての半導体１１２２の幅Ｗと厚さＴとの間に、前
者が後者に比し大きな値を有している関係で、比較的大
きな差を有している。 このため、この場合、光の半導体積層体端面Ｆ２上でみ
た、伝播モードでみたスポットサイズが、半導体層２２
の幅方向のサイズＢ−と、厚さ方向のサイズＢ１との間
に、前者が後者に比し小さな値を有する関係で、大きな
差を有するとともに、半導体積層体端面Ｆ２上から外方
にみた、光の拡がり角が、半導体１１２２の幅方向の角
θ−と、厚さ方向の角θ□との間に、前者が後者に比し
小さな値を有する関係で、大きな差を有している。従っ
て、この場合、出射光７２を、光ファイバを介して伝送
せんとする場合、その出射光７２を光ファイバに効果的
に入射させることができない。また、光を入射する半導
体積層体端面「１側についても、上述したのに準じたこ
とは、入射光７１を光ファイバを介して導波路２０に入
射させんとする場合にもいえることである。 以上のことから、第４図〜第６図で上述した従来の半導
体光増幅装置の場合、光を高い利得で増幅させることと
、光ファイバとの間で良好な光結合を得ることとの双方
を十分満足させることが困難である、という欠点を有し
ていた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規な半導体光
増幅装置−を提案せんとするものである。 ［：Ｉ題を解決するための手段］ 本発明による半導体光増幅装置は、第４図〜第６図で上
述した従来の半導体光増幅装置の場合と同様に、■第１
のクラッド層としての第１の半導体層と、その第１の半
導体層上に形成されている活性層としての第２の半導体
層と、その第２の半導体層上に形成されている第２のク
ラッド層としての第３の半導体層とを有する導波路を有
する半導体積層体と、■その半導体積層体の上記導波路
の第１及び第２の導波路端面にそれぞれ対応している第
１及び第２の半導体積層体端面上に配されている第１及
び第２の反射防止膜と、■上記半導体積層体の相対向し
ている第１及び第２の主面上に上記導波路と対向してそ
れぞれ配されている第１及び第２の電極とを有し、そし
て、上記半導体積層体の第１及び第２の半導体積層体端
面をそれぞれ光入射面及び光出射面としている構成を有
する。 しかしながら、本願第１番目の発明による半導体光増幅
装置は、上述した構成を有する半導体光増幅装置におい
て、■上記導波路が、その上記第１の導波路端面側にお
いて、上記第１の導波路端面に至るに従い幅広に形成さ
れている第１のテーパ状端部を有し、且つ上記第２の導
波路端面側において、上記第２の導波路端面に至るに従
い幅広に形成されている第２のテーパ状端部を有し、ま
た、■上記半導体積層体が、上記導波路の第１の導波路
端面と上記第１の半導体積層体端面との間、及び上記導
波路の第２の導波路端面と上記第２の半導体積層体端面
との間にそれぞれ配され且つともに上記活性層としての
第２の半導体層に比し広い禁制帯幅を有する第１及び第
２の光窓層としての第４、及び第５の半導体層を有する
。 また、本願第２番目の発明による半導体光増幅装置は、
上述した本願第１番目の発明による半導体光増幅装置に
おいて、■（＋）上記導波路の上記活性層としての第２
の半導体層に伝播する光の、伝播モードでみた上記活性
層としての第２の半導体層の幅方向及び厚さ方向のスポ
ットサイズをそれぞれＢ１０、及びＢＴとし、且つ上記
導波路の第１のテーパ状端部の上記第１の導波路端面側
とは反対側の端から上記第１の半導体積層体端面までの
距離を’１１、上記導波路の第２のテーパ状端部の上記
第２の導波路端面側とは反対側の端から第２の半導体積
層体端面までの距離を１１２、上記導波路の第１のテー
パ状端部の上記第１の導波路端面側の端から上記第１の
半導体積層体端面までの距離を’２１、上記導波路の第
２のテーパ状端部の上記第２の導波路端面側の端から第
２の半導体積層体端面までの距離を１２２とするとき、
（ｉｉ）上記距離Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１及びＬ２□が
、上記スポットサイズＢ、及びＢＴとの間で、 ’ １１” Ｌ１２＝ ’ １ ’２１”’２２＝Ｌ２ Ｌ ／Ｂ、−１２／ＢＴ の関係を有する。 さらに、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置は
、上述した本願第１番目の発明または本願第２番目の発
明による半導体光増幅装置において、■上記導波路の上
記第１及び第２の導波路端面が、当該導波路の幅方向に
凹な湾曲面でなる。
幅装置の場合、導波路２０を、伝播する光を効果的に増
幅させようとするとき、導波路２０を構成している活性
層としての半導体１１２２の幅Ｗと厚さＴとの間に、前
者が後者に比し大きな値を有している関係で、比較的大
きな差を有している。 このため、この場合、光の半導体積層体端面Ｆ２上でみ
た、伝播モードでみたスポットサイズが、半導体層２２
の幅方向のサイズＢ−と、厚さ方向のサイズＢ１との間
に、前者が後者に比し小さな値を有する関係で、大きな
差を有するとともに、半導体積層体端面Ｆ２上から外方
にみた、光の拡がり角が、半導体１１２２の幅方向の角
θ−と、厚さ方向の角θ□との間に、前者が後者に比し
小さな値を有する関係で、大きな差を有している。従っ
て、この場合、出射光７２を、光ファイバを介して伝送
せんとする場合、その出射光７２を光ファイバに効果的
に入射させることができない。また、光を入射する半導
体積層体端面「１側についても、上述したのに準じたこ
とは、入射光７１を光ファイバを介して導波路２０に入
射させんとする場合にもいえることである。 以上のことから、第４図〜第６図で上述した従来の半導
体光増幅装置の場合、光を高い利得で増幅させることと
、光ファイバとの間で良好な光結合を得ることとの双方
を十分満足させることが困難である、という欠点を有し
ていた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規な半導体光
増幅装置−を提案せんとするものである。 ［：Ｉ題を解決するための手段］ 本発明による半導体光増幅装置は、第４図〜第６図で上
述した従来の半導体光増幅装置の場合と同様に、■第１
のクラッド層としての第１の半導体層と、その第１の半
導体層上に形成されている活性層としての第２の半導体
層と、その第２の半導体層上に形成されている第２のク
ラッド層としての第３の半導体層とを有する導波路を有
する半導体積層体と、■その半導体積層体の上記導波路
の第１及び第２の導波路端面にそれぞれ対応している第
１及び第２の半導体積層体端面上に配されている第１及
び第２の反射防止膜と、■上記半導体積層体の相対向し
ている第１及び第２の主面上に上記導波路と対向してそ
れぞれ配されている第１及び第２の電極とを有し、そし
て、上記半導体積層体の第１及び第２の半導体積層体端
面をそれぞれ光入射面及び光出射面としている構成を有
する。 しかしながら、本願第１番目の発明による半導体光増幅
装置は、上述した構成を有する半導体光増幅装置におい
て、■上記導波路が、その上記第１の導波路端面側にお
いて、上記第１の導波路端面に至るに従い幅広に形成さ
れている第１のテーパ状端部を有し、且つ上記第２の導
波路端面側において、上記第２の導波路端面に至るに従
い幅広に形成されている第２のテーパ状端部を有し、ま
た、■上記半導体積層体が、上記導波路の第１の導波路
端面と上記第１の半導体積層体端面との間、及び上記導
波路の第２の導波路端面と上記第２の半導体積層体端面
との間にそれぞれ配され且つともに上記活性層としての
第２の半導体層に比し広い禁制帯幅を有する第１及び第
２の光窓層としての第４、及び第５の半導体層を有する
。 また、本願第２番目の発明による半導体光増幅装置は、
上述した本願第１番目の発明による半導体光増幅装置に
おいて、■（＋）上記導波路の上記活性層としての第２
の半導体層に伝播する光の、伝播モードでみた上記活性
層としての第２の半導体層の幅方向及び厚さ方向のスポ
ットサイズをそれぞれＢ１０、及びＢＴとし、且つ上記
導波路の第１のテーパ状端部の上記第１の導波路端面側
とは反対側の端から上記第１の半導体積層体端面までの
距離を’１１、上記導波路の第２のテーパ状端部の上記
第２の導波路端面側とは反対側の端から第２の半導体積
層体端面までの距離を１１２、上記導波路の第１のテー
パ状端部の上記第１の導波路端面側の端から上記第１の
半導体積層体端面までの距離を’２１、上記導波路の第
２のテーパ状端部の上記第２の導波路端面側の端から第
２の半導体積層体端面までの距離を１２２とするとき、
（ｉｉ）上記距離Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１及びＬ２□が
、上記スポットサイズＢ、及びＢＴとの間で、 ’ １１” Ｌ１２＝ ’ １ ’２１”’２２＝Ｌ２ Ｌ ／Ｂ、−１２／ＢＴ の関係を有する。 さらに、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置は
、上述した本願第１番目の発明または本願第２番目の発
明による半導体光増幅装置において、■上記導波路の上
記第１及び第２の導波路端面が、当該導波路の幅方向に
凹な湾曲面でなる。
本願第１１目の発明による半導体光増幅装置によれば、
導波路が第１及び第２のテーパ状端部を有し、且つ半導
体積層体が光窓層としての第４及び第５の半導体層を有
することを除いて、第４図〜第６図で前述した従来の半
導体光増幅装置の場合と同様の構成を有するので、第４
図〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合と
同様の光増幅機能を有する。 しかしながら、本願第１番目の発明による半導体光増幅
装置の場合、導波路が第１及び第２のテーパ状端部を有
し、また半導体積層体が光窓層としての第４及び第５の
半導体層を有することから、導波路を構成している第２
の半導体層が、その幅と厚さとの間に、前者が後者に比
し大きな傭を有している関係で、光出射面としている第
２の半導体積層体端面上でみた、光の伝播モードでみた
スポットサイズを、導波路を構成している第２の半導体
層の幅方向と厚さ方向とでほぼ等しくすることができ、
従って、この場合、出射光を、光ファイバを介して伝送
せんとする場合、その出射光を、光ファイバに、第４図
〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合に比
しより効果的に入射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての第１の半導体積
層休端面倒についても、上述したのに準じたことは、入
射光を、光ファイバを介して導波路に入射ぜんとする場
合についてもいえることである。 このため、本願第１番目の発明による半導体光増幅装置
によれば、第４図〜第６図で上述した従来の半導体光増
幅装置の場合に比しより高い増幅利得と、より良好な光
ファイバとの光結合を得ることができる。 また、本願第２番目の発明による半導体光増幅装置によ
れば、本願第１番目の発明による半導体光増幅装置にお
いて、Ｌ ／Ｂ −１２／１１１１ ＢＴの関係を有するので、第２の半導体積層体端面上で
みた、光の伝播モードでみたスポットサイズが、導波路
を構成している第２の半導体層の幅方向と厚さ方向とで
等しくなり、また、第１の半導体積層体端面側について
も、それに準じたことがいえるので、本願第１番目の発
明による半導体光増幅装置の場合と同様に、第４図〜第
６図で上述した従来の半導体光増幅装置の場合に比しよ
り高い増幅利得と、より良好な光ファイバとの光結合を
得ることができる。 さらに、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置に
よれば、本願第１番目の発明または本願第２番目の発明
による半導体光増幅装置において、導波路の第１及び第
２の導波路端面が導波路の幅方向に凹な弯曲面でなるの
で、第２の半導体積層体端面上から外方にみた光の拡が
り角を、導波路の第２の半導体層の幅方向の角と厚さ方
向の角とでほぼ等しくすることができ、従って、この場
合、出射光を、光ファイバを介して伝送せんとする場合
、その出射光を、光ファイバに、第４図〜第６図で前述
した従来の半導体光増幅装置の場合に比しより効果的に
入射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての第１の半導体積
層体端面側についても、上述したのに準じたことは、入
射光を、光ファイバを介して導波路に入射せんとする場
合についてもいえることである。 このため、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置
によれば、本願第１番目の発明または本願第２番目の発
明による半導体光増幅装置の場合に比しより高い増幅利
得と、より良好な光ファイバとの結合を得ることができ
る。
導波路が第１及び第２のテーパ状端部を有し、且つ半導
体積層体が光窓層としての第４及び第５の半導体層を有
することを除いて、第４図〜第６図で前述した従来の半
導体光増幅装置の場合と同様の構成を有するので、第４
図〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合と
同様の光増幅機能を有する。 しかしながら、本願第１番目の発明による半導体光増幅
装置の場合、導波路が第１及び第２のテーパ状端部を有
し、また半導体積層体が光窓層としての第４及び第５の
半導体層を有することから、導波路を構成している第２
の半導体層が、その幅と厚さとの間に、前者が後者に比
し大きな傭を有している関係で、光出射面としている第
２の半導体積層体端面上でみた、光の伝播モードでみた
スポットサイズを、導波路を構成している第２の半導体
層の幅方向と厚さ方向とでほぼ等しくすることができ、
従って、この場合、出射光を、光ファイバを介して伝送
せんとする場合、その出射光を、光ファイバに、第４図
〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合に比
しより効果的に入射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての第１の半導体積
層休端面倒についても、上述したのに準じたことは、入
射光を、光ファイバを介して導波路に入射ぜんとする場
合についてもいえることである。 このため、本願第１番目の発明による半導体光増幅装置
によれば、第４図〜第６図で上述した従来の半導体光増
幅装置の場合に比しより高い増幅利得と、より良好な光
ファイバとの光結合を得ることができる。 また、本願第２番目の発明による半導体光増幅装置によ
れば、本願第１番目の発明による半導体光増幅装置にお
いて、Ｌ ／Ｂ −１２／１１１１ ＢＴの関係を有するので、第２の半導体積層体端面上で
みた、光の伝播モードでみたスポットサイズが、導波路
を構成している第２の半導体層の幅方向と厚さ方向とで
等しくなり、また、第１の半導体積層体端面側について
も、それに準じたことがいえるので、本願第１番目の発
明による半導体光増幅装置の場合と同様に、第４図〜第
６図で上述した従来の半導体光増幅装置の場合に比しよ
り高い増幅利得と、より良好な光ファイバとの光結合を
得ることができる。 さらに、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置に
よれば、本願第１番目の発明または本願第２番目の発明
による半導体光増幅装置において、導波路の第１及び第
２の導波路端面が導波路の幅方向に凹な弯曲面でなるの
で、第２の半導体積層体端面上から外方にみた光の拡が
り角を、導波路の第２の半導体層の幅方向の角と厚さ方
向の角とでほぼ等しくすることができ、従って、この場
合、出射光を、光ファイバを介して伝送せんとする場合
、その出射光を、光ファイバに、第４図〜第６図で前述
した従来の半導体光増幅装置の場合に比しより効果的に
入射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての第１の半導体積
層体端面側についても、上述したのに準じたことは、入
射光を、光ファイバを介して導波路に入射せんとする場
合についてもいえることである。 このため、本願第３番目の発明による半導体光増幅装置
によれば、本願第１番目の発明または本願第２番目の発
明による半導体光増幅装置の場合に比しより高い増幅利
得と、より良好な光ファイバとの結合を得ることができ
る。
次に、第１図〜第３図を伴って、本発明による半導体光
増幅装置の実施例を述べよう。 第１図〜第３図において、第４図〜第６図との対応部分
には同一符号を付し詳細説明を省略する。 第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増幅装置は
、次の事項を除いて、第４図〜第６図で前述した従来の
半導体光増幅装置の場合と同様の構成を有する。 すなわち、導波路２０が、その導波路端ＷＪＳ１側にお
いて、導波路端面Ｓ１に至・るに従い幅広に形成されて
いるテーパ状端部Ｅ１を有し、且つ導波路端面Ｓ２側に
おいて、導波路端面Ｓ２に至るに従い幅広に形成されて
いるテーパ状ｔ８ＩＩＥ２を有ｔ８゜ また、半導体積層体１０が、導波路２０の導波路端面Ｓ
１と半導体積層体端面Ｆ１との間、及び導波路２０の導
波路端面ｓ２と半導体積層体端面Ｆ２との間にそれぞれ
配され且つともに活性層としての半導体層２２に比し広
い禁制帯幅を有する光１１層としての半導体層Ｍ１及び
Ｍ２を有する。 この場合、半導体ＩＭＬ及びＭ２は、半導体積層体１０
が長さ方向の断面でみても、導波路２０について前述し
たのに準じて、メサ状に形成され、そして、この場合の
半導体基板１１上に、前述した半導体層４１Ｌ及び４１
Ｒが、それぞれ半導体層４１Ａ及び４２Ａ１及び４１Ｂ
及び４２Ｂとして延長している、その半導体層４１Ａ及
び４２Ａ、及び４１Ｂ及び４２Ｂでなる。 さらに、導波路２０の活性層としての半導体層２２に伝
播する光の、伝播モードでみた活性層としての半導体１
Ｉ１２２の幅方向及び厚さ方向のスポットサイズをそれ
ぞれＢＩｌｌｌ及びＢＴとし、且つ導波路２２のテーパ
状端部Ｅ１の導波路端面Ｓ１側とは反対側の端から半導
体積層体端面Ｆ１までの距離をＬｌｌ、導波路２０のテ
ーパ状端部Ｅ２の導波路端面Ｓ２側とは反対側の端から
半導体積層体端面Ｆ２までの距離を’１２、導波路２０
のテーパ状端部Ｅ１の導波路端面Ｓ１側の端から半導体
ｍｙｉｉ体端面Ｆ１までの距離を１２１、導波路２０の
テーパ状端部Ｅ２の導波路端面Ｓ２側の端から半導体積
層体端面Ｆ２までの距離を１２２とするとき、距離１１
１．１１２、１２１及び’２２が、上述したスポットサ
イズＢ。 及びＢ１との間で、 Ｌ １１＝ Ｌ１２” Ｌｌ ’２１”２２＝Ｌ’２ Ｌ１／Ｂ、−１２／８□ の関係を有する。 また、導波路２０の導波路端面Ｓ１及びＳ２が、導波路
２０の幅方向に凹な湾曲面でなる。 以上が、本発明による半導体光増幅装置の実施例の構成
である。 このような構成を有する本発明による半導体光増幅装置
によれば、導波路２０が上述したテーパ状端部Ｅ１及び
Ｆ２を有し、且つ半導体積層体が光窓層としての上述し
た半導体層Ｍ１及びＭ２を有することを除いて、第４図
〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合と同
様の構成を有するので、第４図〜第６図で前述した従来
の半導体光増幅装置の場合と同様の光増幅機能を有する
。 しかしながら、第１図〜第３図に示す本発明による半導
体光増幅装置の場合、導波路２０がテーパ状端部Ｅ１及
びＦ２を有し、また半導体積層体１０が光窓層としての
半導体層Ｍ１及びＭ２を有することから、導波路２０を
構成している半導体１ｉ１２２が、その幅Ｗと厚さＴと
の間に、前者が後者に比し大きな鎧を有している関係で
、光出射面としている半導体積層体端面「２上でみた、
光の伝播モードでみたスポットサイズを、導波路２０を
構成している半導体Ｂ２２の幅方向と厚さ方向とでほぼ
等しくすることができ、従って、この場合、出射光を、
光ファイバを介して伝送せんとする場合、その出射光を
、光ファイバに、第４図〜第６図で前述した従来の半導
体光増幅装置の場合に比しより効果的に入射させること
ができる。 また、光を入射させる光入射面としての半導体積層体端
面Ｆ１側についても、上述したのに準じたことは、入射
光を、光ファイバを介して導波路２０に入射ぜんとする
場合についてもいえることである。 このため、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光
増幅装置によれば、第４図〜第６図で上述した従来の半
導体光増幅装置の場合に比しより高い増幅利得と、より
良好な光ファイバとの光結合を得ることができる。 また、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増幅
装置によれば、上述したＬ１／Ｂ、。 ＝１２／Ｂ、の関係を有するので、半導体積層体端面Ｆ
２上でみた、光の伝播モードでみたスポットサイズが、
導波路２０を構成している半導体１ｉＩ２２の幅方向と
厚さ方向とで等しくなり、また、半導体積層体端面Ｆ１
側についても、それに準じたことがいえるので、第４図
〜第６図で上述した従来の半導体光増幅装置の場合に比
しより高い増幅利得と、より良好な光ファイバとの光結
合を得ることができる。 さらに、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増
幅装置によれば、導波路２０の導波路端面Ｓ１及びＳ２
が導波路２０の幅方向に凹な弯曲面でなるので、半導体
積層体端面Ｆ２上から外方にみた光の拡がり角を、導波
路２０の半導体層２２の幅方向の角θ□と厚さ方向の角
θ、とでほぼ等しくすることができ、従って、この場合
、出射光を、光ファイバを介して伝送せんとする場合、
その出射光を、光ファイバに、第４図〜第６図で前述し
た従来の半導体光増幅装置の場合に比しより効果的に入
射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての半導体積層体端
而Ｆ１側についても、上述したのに準じたことは、入射
光を、光ファイバを介して導波路に入射ぜんとする場合
についてもいえることである。 このため、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光
増幅装置によれば、上述した場合に比しより高い増幅利
得と、より良好な光ファイバとの結合を得ることができ
る。
増幅装置の実施例を述べよう。 第１図〜第３図において、第４図〜第６図との対応部分
には同一符号を付し詳細説明を省略する。 第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増幅装置は
、次の事項を除いて、第４図〜第６図で前述した従来の
半導体光増幅装置の場合と同様の構成を有する。 すなわち、導波路２０が、その導波路端ＷＪＳ１側にお
いて、導波路端面Ｓ１に至・るに従い幅広に形成されて
いるテーパ状端部Ｅ１を有し、且つ導波路端面Ｓ２側に
おいて、導波路端面Ｓ２に至るに従い幅広に形成されて
いるテーパ状ｔ８ＩＩＥ２を有ｔ８゜ また、半導体積層体１０が、導波路２０の導波路端面Ｓ
１と半導体積層体端面Ｆ１との間、及び導波路２０の導
波路端面ｓ２と半導体積層体端面Ｆ２との間にそれぞれ
配され且つともに活性層としての半導体層２２に比し広
い禁制帯幅を有する光１１層としての半導体層Ｍ１及び
Ｍ２を有する。 この場合、半導体ＩＭＬ及びＭ２は、半導体積層体１０
が長さ方向の断面でみても、導波路２０について前述し
たのに準じて、メサ状に形成され、そして、この場合の
半導体基板１１上に、前述した半導体層４１Ｌ及び４１
Ｒが、それぞれ半導体層４１Ａ及び４２Ａ１及び４１Ｂ
及び４２Ｂとして延長している、その半導体層４１Ａ及
び４２Ａ、及び４１Ｂ及び４２Ｂでなる。 さらに、導波路２０の活性層としての半導体層２２に伝
播する光の、伝播モードでみた活性層としての半導体１
Ｉ１２２の幅方向及び厚さ方向のスポットサイズをそれ
ぞれＢＩｌｌｌ及びＢＴとし、且つ導波路２２のテーパ
状端部Ｅ１の導波路端面Ｓ１側とは反対側の端から半導
体積層体端面Ｆ１までの距離をＬｌｌ、導波路２０のテ
ーパ状端部Ｅ２の導波路端面Ｓ２側とは反対側の端から
半導体積層体端面Ｆ２までの距離を’１２、導波路２０
のテーパ状端部Ｅ１の導波路端面Ｓ１側の端から半導体
ｍｙｉｉ体端面Ｆ１までの距離を１２１、導波路２０の
テーパ状端部Ｅ２の導波路端面Ｓ２側の端から半導体積
層体端面Ｆ２までの距離を１２２とするとき、距離１１
１．１１２、１２１及び’２２が、上述したスポットサ
イズＢ。 及びＢ１との間で、 Ｌ １１＝ Ｌ１２” Ｌｌ ’２１”２２＝Ｌ’２ Ｌ１／Ｂ、−１２／８□ の関係を有する。 また、導波路２０の導波路端面Ｓ１及びＳ２が、導波路
２０の幅方向に凹な湾曲面でなる。 以上が、本発明による半導体光増幅装置の実施例の構成
である。 このような構成を有する本発明による半導体光増幅装置
によれば、導波路２０が上述したテーパ状端部Ｅ１及び
Ｆ２を有し、且つ半導体積層体が光窓層としての上述し
た半導体層Ｍ１及びＭ２を有することを除いて、第４図
〜第６図で前述した従来の半導体光増幅装置の場合と同
様の構成を有するので、第４図〜第６図で前述した従来
の半導体光増幅装置の場合と同様の光増幅機能を有する
。 しかしながら、第１図〜第３図に示す本発明による半導
体光増幅装置の場合、導波路２０がテーパ状端部Ｅ１及
びＦ２を有し、また半導体積層体１０が光窓層としての
半導体層Ｍ１及びＭ２を有することから、導波路２０を
構成している半導体１ｉ１２２が、その幅Ｗと厚さＴと
の間に、前者が後者に比し大きな鎧を有している関係で
、光出射面としている半導体積層体端面「２上でみた、
光の伝播モードでみたスポットサイズを、導波路２０を
構成している半導体Ｂ２２の幅方向と厚さ方向とでほぼ
等しくすることができ、従って、この場合、出射光を、
光ファイバを介して伝送せんとする場合、その出射光を
、光ファイバに、第４図〜第６図で前述した従来の半導
体光増幅装置の場合に比しより効果的に入射させること
ができる。 また、光を入射させる光入射面としての半導体積層体端
面Ｆ１側についても、上述したのに準じたことは、入射
光を、光ファイバを介して導波路２０に入射ぜんとする
場合についてもいえることである。 このため、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光
増幅装置によれば、第４図〜第６図で上述した従来の半
導体光増幅装置の場合に比しより高い増幅利得と、より
良好な光ファイバとの光結合を得ることができる。 また、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増幅
装置によれば、上述したＬ１／Ｂ、。 ＝１２／Ｂ、の関係を有するので、半導体積層体端面Ｆ
２上でみた、光の伝播モードでみたスポットサイズが、
導波路２０を構成している半導体１ｉＩ２２の幅方向と
厚さ方向とで等しくなり、また、半導体積層体端面Ｆ１
側についても、それに準じたことがいえるので、第４図
〜第６図で上述した従来の半導体光増幅装置の場合に比
しより高い増幅利得と、より良好な光ファイバとの光結
合を得ることができる。 さらに、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光増
幅装置によれば、導波路２０の導波路端面Ｓ１及びＳ２
が導波路２０の幅方向に凹な弯曲面でなるので、半導体
積層体端面Ｆ２上から外方にみた光の拡がり角を、導波
路２０の半導体層２２の幅方向の角θ□と厚さ方向の角
θ、とでほぼ等しくすることができ、従って、この場合
、出射光を、光ファイバを介して伝送せんとする場合、
その出射光を、光ファイバに、第４図〜第６図で前述し
た従来の半導体光増幅装置の場合に比しより効果的に入
射させることができる。 また、光を入射させる光入射面としての半導体積層体端
而Ｆ１側についても、上述したのに準じたことは、入射
光を、光ファイバを介して導波路に入射ぜんとする場合
についてもいえることである。 このため、第１図〜第３図に示す本発明による半導体光
増幅装置によれば、上述した場合に比しより高い増幅利
得と、より良好な光ファイバとの結合を得ることができ
る。
第１図は、本発明による半導体光増幅装置の実施例を示
す路線的平面図である。 第２図及び第３図は、それぞれ第１図の２−２線及び３
−３線上の断面図である。 第４図は、従来の半導体光増幅装置を示す路線的平面図
である。 第５図及び第６図は、それぞれ第４図の５−５線及び６
−６線上の断面図である。 １０・・・・・・・・・・・・・・・半導体積層体１１
・・・・・・・・・・・・・・・半導体基板１３．２１
．２２ ・・・・・・・・・・・・・・・半導体層２０・・・・
・・・・・・・・・・・導波路５１．５２・・・・・・
反射防止膜 ６１．６２・・・・・・電極 ４１Ｌ、４１Ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・半導体層Ｆ１、Ｆ２・
・・・・・半導体積層体端面Ｓ１、Ｓ２・・・・・・導
波路端面
す路線的平面図である。 第２図及び第３図は、それぞれ第１図の２−２線及び３
−３線上の断面図である。 第４図は、従来の半導体光増幅装置を示す路線的平面図
である。 第５図及び第６図は、それぞれ第４図の５−５線及び６
−６線上の断面図である。 １０・・・・・・・・・・・・・・・半導体積層体１１
・・・・・・・・・・・・・・・半導体基板１３．２１
．２２ ・・・・・・・・・・・・・・・半導体層２０・・・・
・・・・・・・・・・・導波路５１．５２・・・・・・
反射防止膜 ６１．６２・・・・・・電極 ４１Ｌ、４１Ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・半導体層Ｆ１、Ｆ２・
・・・・・半導体積層体端面Ｓ１、Ｓ２・・・・・・導
波路端面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１のクラッド層としての第１の半導体層と、その
第１の半導体層上に形成されている活性層としての第２
の半導体層と、その第２の半導体層上に形成されている
第２のクラッド層としての第３の半導体層とを有する導
波路を有する半導体積層体と、 上記半導体積層体の上記導波路の第１及び第２の導波路
端面にそれぞれ対応している第１及び第２の半導体積層
体端面上に配されている第１及び第２の反射防止膜と、 上記半導体積層体の相対向している第１及び第２の主面
上に上記導波路と対向してそれぞれ配されている第１及
び第２の電極とを有し、 上記半導体積層体の第１及び第２の半導体積層体端面を
それぞれ光入射面及び光出射面としている半導体光増幅
装置において、 上記導波路が、その上記第１の導波路端面側において、
上記第１の導波路端面に至るに従い幅広に形成されてい
る第１のテーパ状端部を有し、且つ上記第２の導波路端
面側において、上記第２の導波路端面に至るに従い幅広
に形成されている第２のテーパ状端部を有し、 上記半導体積層体が、上記導波路の第１の導波路端面と
上記第１の半導体積層体端面との間、及び上記導波路の
第２の導波路端面と上記第２の半導体積層体端面との間
にそれぞれ配され且つともに上記活性層としての第２の
半導体層に比し広い禁制帯幅を有する第１及び第２の光
窓層としての第４、及び第５の半導体層を有することを
特徴とする半導体光増幅装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の半導体光増幅装置にお
いて、 上記導波路の上記活性層としての第２の半導体層に伝播
する光の、伝播モードでみた上記活性層としての第２の
半導体層の幅方向及び厚さ方向のスポットサイズをそれ
ぞれＢ＿Ｗ、及びＢ＿Ｔとし、且つ上記導波路の第１の
テーパ状端部の上記第１の導波路端面側とは反対側の端
から上記第１の半導体積層体端面までの距離をＬ＿１＿
１、上記導波路の第２のテーパ状端部の上記第２の導波
路端面側とは反対側の端から第２の半導体積層体端面ま
での距離をＬ＿１＿２、上記導波路の第１のテーパ状端
部の上記第１の導波路端面側の端から上記第１の半導体
積層体端面までの距離をＬ＿２＿１、上記導波路の第２
のテーパ状端部の上記第２の導波路端面側の端から第２
の半導体積層体端面までの距離をＬ＿２＿２とするとき
、 上記距離Ｌ＿１＿１、Ｌ＿１＿２、Ｌ＿２＿１及びＬ＿
２＿２が、上記スポットサイズＢ＿Ｗ及びＢ＿Ｔとの間
で、Ｌ＿１＿１＝Ｌ＿１＿２＝Ｌ＿１ Ｌ＿２＿１＝Ｌ＿２＿２＝Ｌ＿２ Ｌ＿１／Ｂ＿Ｗ＝Ｌ＿２／Ｂ＿Ｔ の関係を有することを特徴とする半導体光増幅装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の半導体光
増幅装置において、 上記導波路の上記第１及び第２の導波路端 面が、当該導波路の幅方向に凹な湾曲面でなることを特
徴とする半導体光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21376589A JPH0376294A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21376589A JPH0376294A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376294A true JPH0376294A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16644660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21376589A Pending JPH0376294A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376294A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690533A1 (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-03 | AT&T Corp. | Semiconductor laser having integrated waveguiding lens |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21376589A patent/JPH0376294A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690533A1 (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-03 | AT&T Corp. | Semiconductor laser having integrated waveguiding lens |
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