JPH04196272A - Optical integrated device - Google Patents
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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
- H01S5/02—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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光集積デバイスに関し、特にコンピュータ内
光配線などの光通信用デバイスに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to optical integrated devices, and particularly to optical communication devices such as optical wiring within computers.
第2図は従来の光通信用の個別変調型2点レーザダイオ
ードアレイを示す上面図である。図において、1はGa
As基板、2,3は第1.第2のレーザダイオード、4
,5は前記第1.第2のレーザダイオード2,3におい
て個別に変調された出力光、6,7は第1.第2の光フ
ァイバである。FIG. 2 is a top view showing a conventional individually modulated two-point laser diode array for optical communications. In the figure, 1 is Ga
As substrates 2 and 3 are the first. second laser diode, 4
, 5 is the first. The output light is individually modulated in the second laser diode 2, 3, 6, 7 is the output light of the first laser diode 2, 3. This is the second optical fiber.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
第1.第2のレーザダイオード2,3に発振しきい値程
度のバイアス電流に加え変調電流を印加すると、各レー
ザダイオードが駆動し、前記各レーザダイオード2.3
で個別に変調された出力光4.5を光ファイバ6.7内
に各々導いて、光信号を伝達する。1st. When a modulation current is applied to the second laser diodes 2 and 3 in addition to a bias current approximately equal to the oscillation threshold, each laser diode is driven.
The individually modulated output lights 4.5 are each guided into optical fibers 6.7 to transmit optical signals.
コンピュータ内光配線などにレーザダイオードを適用す
る場合、近距離の通信であるため光出力は小さくてもよ
い(例えば数μW程度)。しかしなから、1システムに
つき数百〜数十万素子のレーザダイオードを使用するた
め、素子からの発熱か重大な問題となっている。本従来
例に示すような個別変調型のレーザダイオードアレイを
使用した場合、l光配線当たり1本のレーザダイオード
が必要であり、■素子筒たりの動作電流が約30mAで
あることから全システムで数KW以上の電力か必要とさ
れることになる。When a laser diode is applied to optical wiring inside a computer, the optical output may be small (for example, about several μW) because it is a short-distance communication. However, since hundreds to hundreds of thousands of laser diode elements are used in one system, heat generation from the elements has become a serious problem. When using an individually modulated laser diode array as shown in this conventional example, one laser diode is required per optical wiring, and the operating current per element tube is approximately 30 mA, so the entire system requires only one laser diode. A power of several kilowatts or more will be required.
以上のように従来の個別変調型レーザアレイを使用する
と各レーザダイオード毎にしきい値電流以上の動作電流
が流れるため、多数の素子を使用するシステムでは、大
量の熱の発生により支障をきたすなどの問題点かあった
。As described above, when using a conventional individually modulated laser array, an operating current exceeding the threshold current flows for each laser diode, which can cause problems such as generation of large amounts of heat in systems using a large number of elements. There were some problems.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、光配線におけるl信号光たりの発熱を抑え、
消費電力を低減することかできる光集積デバイスを得る
ことを目的とする。This invention was made to solve the above problems, and it suppresses the heat generated by the l signal light in optical wiring,
The purpose of this invention is to obtain an optical integrated device that can reduce power consumption.
この発明に係る光集積デバイスは同一基板上に1個のレ
ーザダイオードと、該レーザダイオードからの出力光を
複数に分岐できる光導波路と、分岐した出力光数に対応
した外部変調器とを組み合わせたものである。The optical integrated device according to the present invention combines a single laser diode, an optical waveguide capable of branching the output light from the laser diode into multiple parts, and an external modulator corresponding to the number of branched output lights on the same substrate. It is something.
この発明における光集積デバイスは、1個のレーザダイ
オードから出力された光を複数に分岐し、分岐した各々
の出力光に対し、外部変調器によって個別に変調し、出
力するから、多数の素子に動作電流を流すことによる大
量の熱の発生か抑えられる。The optical integrated device according to the present invention branches the light output from one laser diode into a plurality of parts, modulates each branched output light individually by an external modulator, and outputs it. The generation of a large amount of heat due to the flow of operating current can be suppressed.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例による光集積デバイスの上
面図であり、図において、1はGaAs基板、10はG
aAs基板1上に形成されたレーザダイオード、IIは
Y分岐先導波路、12,13は前記Y分岐光導波路11
によって分岐された無変調の第1.第2の出力光、14
.15は第1゜第2のMQW光変調器、16.17は前
記第1゜第2の光変調器14.15によって変調された
第1、第2の出力光である。本実施例てはY分岐光導波
路II及びMQW光変調器14.15もGaAs基板1
上に形成されている。FIG. 1 is a top view of an optical integrated device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a GaAs substrate, 10 is a G
A laser diode formed on an aAs substrate 1, II is a Y-branch leading waveguide, and 12 and 13 are the Y-branch optical waveguides 11.
The unmodulated first . second output light, 14
.. 15 is a 1° second MQW optical modulator, and 16.17 is the first and second output light modulated by the 1° second optical modulator 14.15. In this embodiment, the Y-branch optical waveguide II and the MQW optical modulators 14 and 15 are also made of GaAs substrate 1.
formed on top.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
第1図において、レーザダイオードIOには一定のDC
電圧か印加されている。レーザダイオード10からの光
出力光はY分岐光導波路11に入射して無変調の第1.
第2の出力光12.13の2本に分岐され、さらに該第
1.第2の出力光12.13はMQW光変調器14.1
5にそれぞれ入射し、個別に変調される。変調された光
出力16.17はそれぞれ別個の光ファイバ6.7に入
射し、伝送される。In Figure 1, the laser diode IO has a constant DC
Voltage is applied. The optical output light from the laser diode 10 enters the Y-branch optical waveguide 11 and is transmitted to the unmodulated first .
The second output light 12.13 is branched into two beams, and the first output light 12. The second output light 12.13 is an MQW optical modulator 14.1
5 and are individually modulated. The modulated optical outputs 16.17 each enter a separate optical fiber 6.7 and are transmitted.
本発明の光集積デバイスの構造について、第3図を用い
てさらに詳しく説明する。The structure of the optical integrated device of the present invention will be explained in more detail with reference to FIG.
第3図はこの発明の一実施例による光集積デバイスを示
す鳥轍図である。図において、20はn−AlGaAs
上クラッド層、21はMQW活性層、22はp−AlG
aAs上クラッド層、23はp−GaAsコンタクト層
、24はレーザダイオードのP電極、25は第1の変調
器14のP電極、26は第2の変調器15のP電極、2
7は共通電極、28はレーザダイオード10と導波路1
1を分離する分離溝である。FIG. 3 is a bird's-eye view showing an optical integrated device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 20 is n-AlGaAs
Upper cladding layer, 21 is MQW active layer, 22 is p-AlG
aAs upper cladding layer; 23, p-GaAs contact layer; 24, P electrode of the laser diode; 25, P electrode of first modulator 14; 26, P electrode of second modulator 15;
7 is a common electrode, 28 is a laser diode 10 and a waveguide 1
This is a separation groove that separates 1.
この光集積デバイスの作成方法は、先ずGaAs基板1
上にn−AlGaAs上クラッド層20、MQW活性層
21、p−AlGaAs上クラッド層22、p−GaA
sコンタクト層23の各層を成長した後、全面に電極金
属を蒸着してP電極24.25.26に成形し、ドライ
エツチング等で第3図に示すY分岐の形状にする。この
時同時に分離溝28も形成する。また、この時、Y分岐
光導波路11と光変調器14.15とを分離する溝(図
示せず)を設けてもよい。次にGaAs基板1の裏面に
共通電極27を形成する。The method for manufacturing this optical integrated device begins with a GaAs substrate 1.
Above are an n-AlGaAs upper cladding layer 20, an MQW active layer 21, a p-AlGaAs upper cladding layer 22, and a p-GaA
After each layer of the s-contact layer 23 is grown, electrode metal is deposited on the entire surface to form P-electrodes 24, 25, and 26, and then dry etched or the like is formed into the Y-branch shape shown in FIG. 3. At this time, separation grooves 28 are also formed at the same time. Further, at this time, a groove (not shown) may be provided to separate the Y-branch optical waveguide 11 and the optical modulators 14 and 15. Next, a common electrode 27 is formed on the back surface of the GaAs substrate 1.
第3図において、レーザダイオード10上のP電極24
と共通電極27との間に順方向の一定直流電圧を加える
ことによってレーザダイオードを発光させ、一方、第1
.第2の光変調器14,15上のP電極25.26と共
通電極27との間に逆方向の電圧を加えることにより、
MQW活性層21の量子シュタルク効果によって吸収係
数を変化させ、変調を行うものである。In FIG. 3, a P electrode 24 on the laser diode 10
The laser diode emits light by applying a constant forward DC voltage between the first electrode and the common electrode 27.
.. By applying a voltage in the opposite direction between the P electrodes 25, 26 on the second optical modulators 14, 15 and the common electrode 27,
The absorption coefficient is changed by the quantum Stark effect of the MQW active layer 21 to perform modulation.
第1図の光集積デバイスにおいてY分岐光導波路11及
びMQW変調器−14,15ての損失は例えば10dB
程度であり、レーザダイオード10の光出力を5mWと
すると変調された出力光16゜17はそれぞれ250μ
W程度であり、近距離の光通信への出力としては充分で
ある。従来の光集積デバイスでは2ビームの光出力を得
るのに2つのレーザダイオードを必要としたが、本実施
例では1つのレーザダイオードで2ビームの出力か得ら
れるので、従って従来例の場合の1/2の電力て2ビー
ムの個別変調か行えることになる。In the optical integrated device shown in FIG.
If the optical output of the laser diode 10 is 5 mW, the modulated output light 16°17 is 250 μm each.
It is approximately W, which is sufficient for output for short-distance optical communication. In conventional optical integrated devices, two laser diodes were required to obtain two beams of optical output, but in this embodiment, two beams of output can be obtained with one laser diode. Individual modulation of two beams can be performed with a power of /2.
このように本実施例においては、1個のレーザダイオー
ドから出力された光を光導波路で複数に分岐し2分岐し
た各々の出力光に対して外部変調器によって個別に変調
するようにしたのて、消費電力を低減し、発熱を抑制で
きる。In this way, in this embodiment, the light output from one laser diode is branched into a plurality of parts by an optical waveguide, and each of the two branched output lights is individually modulated by an external modulator. , can reduce power consumption and suppress heat generation.
なお、上記実施例では2ビームを例にあげたか、さらに
ビーム数を多くすることにより本発明の効果を大きくす
ることかできる。上記実施例で用いたY分岐光導波路1
1を用いた場合には10ビ一ム程度まで可能であり、こ
の場合10ビームの個々の変調は従来例のように10個
のレーザダイオードを必要とせず1つのレーザダイオー
ドで行うため、その動作電力は従来の場合の1/IOと
なる。In the above embodiment, two beams are used as an example, but the effect of the present invention can be increased by further increasing the number of beams. Y-branch optical waveguide 1 used in the above example
1, it is possible to modulate up to about 10 beams, and in this case, individual modulation of the 10 beams is done with one laser diode instead of 10 laser diodes as in the conventional example, so its operation is The power is 1/IO of the conventional case.
また、上記実施例ではGaAs基板を用いたか他の材料
、例えば、InP系基板を用いてもよい。Further, in the above embodiments, a GaAs substrate is used, but other materials such as an InP-based substrate may also be used.
また、Y分岐以外の形状の光導波路を用いてもよく、M
QW変調器以外の変調器を用いても同様の効果が得られ
る。Furthermore, an optical waveguide having a shape other than Y branch may be used, and M
Similar effects can be obtained using modulators other than the QW modulator.
以上のようにこの発明に係る光集積デバイスによれば、
同一基板上にレーザダイオードと光分岐路と光変調器と
を集積し、1本のレーザ光を数本に分岐し、各々の出力
光に対し個別変調を行う構成としたので、低消費電力化
か可能となり、発熱を抑制することかできる効果かある
。As described above, according to the optical integrated device according to the present invention,
The laser diode, optical branch path, and optical modulator are integrated on the same substrate, and one laser beam is split into several beams, and each output beam is individually modulated, resulting in low power consumption. It has the effect of suppressing heat generation.
第1図はこの発明の一実施例による光集積デバイスの上
面図、第2図は従来のアレイレーザを示す上面図、第3
図はこの発明の一実施例による光集積デバイスを示す鳥
撤図である。
図において、■はGaAs基板、2,3はレーザダイオ
ード、4.5はアレイレーザからの出力光、6,7は光
ファイバー、10はレーザダイオード、11はY分岐光
導波路、12.13は無変調の出力光、14.15はM
QW変調器、16゜17は変調された出力光、20はn
−AlGaAs上クラッド層、21はMQW活性層、2
2はp−AlGaAs上クラッド層、23はp−GaA
sコンタクト層、24,25.26はP電極、27は共
通電極、28は分離溝である。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a top view of an optical integrated device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of a conventional array laser, and FIG.
The figure is a bird's-eye view showing an optical integrated device according to an embodiment of the present invention. In the figure, ■ is a GaAs substrate, 2 and 3 are laser diodes, 4.5 is the output light from the array laser, 6 and 7 are optical fibers, 10 is a laser diode, 11 is a Y branch optical waveguide, and 12 and 13 are non-modulated. output light, 14.15 is M
QW modulator, 16°17 is modulated output light, 20 is n
-AlGaAs upper cladding layer, 21 is MQW active layer, 2
2 is p-AlGaAs upper cladding layer, 23 is p-GaA
s contact layer, 24, 25, 26 are P electrodes, 27 is a common electrode, and 28 is a separation groove. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
以上の出力光に分岐する光導波路と、分岐された出力光
を変調する、分岐された光導波路数と同数の外部光変調
器とを同一基板上に備えたことを特徴とする光集積デバ
イス。(1) In an optical integrated device, a laser diode, an optical waveguide that branches the output light from the laser diode into at least two output lights, and a number of branched optical waveguides that modulate the branched output light. An optical integrated device comprising the same number of external optical modulators on the same substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33294290A JPH04196272A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Optical integrated device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33294290A JPH04196272A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Optical integrated device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04196272A true JPH04196272A (en) | 1992-07-16 |
Family
ID=18260530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33294290A Pending JPH04196272A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Optical integrated device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04196272A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1886389A1 (en) * | 2005-05-30 | 2008-02-13 | Phoxtal Communications Ab | Integrated chip |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP33294290A patent/JPH04196272A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1886389A1 (en) * | 2005-05-30 | 2008-02-13 | Phoxtal Communications Ab | Integrated chip |
EP1886389A4 (en) * | 2005-05-30 | 2011-03-30 | Phoxtal Comm Ab | Integrated chip |
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