JPH04199133A - 光増幅器および光集積回路 - Google Patents
光増幅器および光集積回路Info
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- JPH04199133A JPH04199133A JP33402790A JP33402790A JPH04199133A JP H04199133 A JPH04199133 A JP H04199133A JP 33402790 A JP33402790 A JP 33402790A JP 33402790 A JP33402790 A JP 33402790A JP H04199133 A JPH04199133 A JP H04199133A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (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、光情報処理、光通信等に用いられる光増幅器
およびその光集積回路に関するものである。
およびその光集積回路に関するものである。
従来の技術
光増幅器の性能として、短い素子長で大きな増幅利得を
有する光増幅器が、近年、要望されている。従来例とし
ては、第２図に示すように、ジグザグ状の導波路を用い
て、利得を太き（する方法がある。すなわち、入力光は
端面て、何度も反射を繰り返して、増幅されるので、短
い素子長で大きな利得が得られる。この場合、屈曲部に
おいて、レーザ光は全反射されるように、導波路中を進
行するレーザ光の端面に対する入射角は、臨界角より大
きくなっている。
有する光増幅器が、近年、要望されている。従来例とし
ては、第２図に示すように、ジグザグ状の導波路を用い
て、利得を太き（する方法がある。すなわち、入力光は
端面て、何度も反射を繰り返して、増幅されるので、短
い素子長で大きな利得が得られる。この場合、屈曲部に
おいて、レーザ光は全反射されるように、導波路中を進
行するレーザ光の端面に対する入射角は、臨界角より大
きくなっている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような光増幅器では、出力光は、最
終の１つのスポットからしか、取り出せない。光増幅器
として、よく使われるＧａＡｆ！Ａｓ系の材料では、端
面での光密度によって光出力が制限されるので、従来の
構成では、ジグザグ状の導波路の数を増やしても、その
破壊レベル以上の光出力は取り出せない。また、素子後
向に、出力光が全く出ないので、モニタ光を取り出すこ
とも不可能である。
終の１つのスポットからしか、取り出せない。光増幅器
として、よく使われるＧａＡｆ！Ａｓ系の材料では、端
面での光密度によって光出力が制限されるので、従来の
構成では、ジグザグ状の導波路の数を増やしても、その
破壊レベル以上の光出力は取り出せない。また、素子後
向に、出力光が全く出ないので、モニタ光を取り出すこ
とも不可能である。
課題を解決するための手段
上記欠点に鑑み、本発明の光増幅器は、導波路中を進行
するレーザ光の端面に対する入射角が、臨界角より小さ
い構成になっている。
するレーザ光の端面に対する入射角が、臨界角より小さ
い構成になっている。
第１図に本発明の光増幅器の原理図を示す。すなわち、
この光増幅器は導波路中を進行するレーザ光が複数の端
面から出力される。
この光増幅器は導波路中を進行するレーザ光が複数の端
面から出力される。
作用
上記構成により、導波路中を進行するレーザ光は、端面
において、全反射することがない。このため、前方から
は、複数のスポットから光出力を取り出すことができる
ので、従来に比べて高出力が得られる。また、後方から
も光出力が取り出せるので、モニタ光を得ることも可能
となる。
において、全反射することがない。このため、前方から
は、複数のスポットから光出力を取り出すことができる
ので、従来に比べて高出力が得られる。また、後方から
も光出力が取り出せるので、モニタ光を得ることも可能
となる。
実施例
第２図に、本発明の一実施例における光増幅器の構造図
を示す。上図は、上面から見た図で、内部のジグザグ状
のストライプ部が見えるように破線で示している。下図
は、出力側から見た正面図である。ｐ−ＧａＡｓ基板１
、上にジグザグ状に、基板１に達するストライプ部７を
有するｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２があり、その上に
、ｐ−ＧａＡｅＡｓクラッド層３．ＧａＡｅ Ａｓ層４
．ｎ−ＧａＡｅ Ａｓ層クラッド層５．ｎ−ＧａＡｓコ
ンタクト層６が形成されている。
を示す。上図は、上面から見た図で、内部のジグザグ状
のストライプ部が見えるように破線で示している。下図
は、出力側から見た正面図である。ｐ−ＧａＡｓ基板１
、上にジグザグ状に、基板１に達するストライプ部７を
有するｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２があり、その上に
、ｐ−ＧａＡｅＡｓクラッド層３．ＧａＡｅ Ａｓ層４
．ｎ−ＧａＡｅ Ａｓ層クラッド層５．ｎ−ＧａＡｓコ
ンタクト層６が形成されている。
電流は、ストライプ部７にのみ注入され、その上の活性
層４で光増幅が生じる。ストライプ部は、上図に示すよ
うに、ジグザグ状に形成されており、入力側の１つのス
トライプ部にレーザ光が入力されると、この経路にそっ
て光増幅が生じ、出力側の複数のストライプから増幅さ
れた光出力が取り出される。各ストライプ幅は６μｍで
ある。この光増幅は進行波型の増幅となるため、各スト
ライプからの光は全て同位相となり、出力端からは、単
一モードの光出力が得られる。ジグザグ状の各ストライ
プが端面となす角度は、ストライプ内の光が、端面部で
全反射しない角度、すなわち臨界角１７°以下となって
いる。本実施例では、５°とした。
層４で光増幅が生じる。ストライプ部は、上図に示すよ
うに、ジグザグ状に形成されており、入力側の１つのス
トライプ部にレーザ光が入力されると、この経路にそっ
て光増幅が生じ、出力側の複数のストライプから増幅さ
れた光出力が取り出される。各ストライプ幅は６μｍで
ある。この光増幅は進行波型の増幅となるため、各スト
ライプからの光は全て同位相となり、出力端からは、単
一モードの光出力が得られる。ジグザグ状の各ストライ
プが端面となす角度は、ストライプ内の光が、端面部で
全反射しない角度、すなわち臨界角１７°以下となって
いる。本実施例では、５°とした。
この場合、出射ビーム方向は、スネルの法則より、出射
端正面より１５°傾いた方向になる。また、第２図にお
いて、入力側の１つのストライブの端面だけを入力しや
すいように、ストライブと直交させるように形成してい
るが、入力光が入力端において、全反射しない角度で、
入力光がストライプ内でストライブと平行に入れば、何
度でもかまわない。
端正面より１５°傾いた方向になる。また、第２図にお
いて、入力側の１つのストライブの端面だけを入力しや
すいように、ストライブと直交させるように形成してい
るが、入力光が入力端において、全反射しない角度で、
入力光がストライプ内でストライブと平行に入れば、何
度でもかまわない。
第３図に、本発明の一実施例における光増幅器を半導体
レーザと同一基板上に形成した図を示す。第３図に示し
た光増幅器の入力側に半導体レーザを、分離溝８を介し
て同一の基板上に形成している。同一基板上に、フォト
リソグラフィ技術により各ストライブを形成しているの
で、半導体レーザの出力端と光増幅器の入力端の位置、
角度は正確に制御でき、個別に位置合せして組立てる必
要はない。また、分離溝８は、半導体レーザと光増幅器
を電気的に分離し、各素子は独立に駆動できるので、光
増幅器に流す電流により、光出力を、半導体レーザに流
す電流により、波長を制御することができる。
レーザと同一基板上に形成した図を示す。第３図に示し
た光増幅器の入力側に半導体レーザを、分離溝８を介し
て同一の基板上に形成している。同一基板上に、フォト
リソグラフィ技術により各ストライブを形成しているの
で、半導体レーザの出力端と光増幅器の入力端の位置、
角度は正確に制御でき、個別に位置合せして組立てる必
要はない。また、分離溝８は、半導体レーザと光増幅器
を電気的に分離し、各素子は独立に駆動できるので、光
増幅器に流す電流により、光出力を、半導体レーザに流
す電流により、波長を制御することができる。
また、半導体レーザ、光増幅器のストライプ幅を単一横
モードを保つ程度に狭く、６μｍとしており、かつ、光
増幅器は進行波型の増幅をするので、光増幅器からの光
出力も、単一モード光となる。
モードを保つ程度に狭く、６μｍとしており、かつ、光
増幅器は進行波型の増幅をするので、光増幅器からの光
出力も、単一モード光となる。
以上の構成により、単一横モードで高出力の光源が、１
つのチップで得られる。
つのチップで得られる。
本発明の一実施例における光増幅器と半導体レーザとの
光集積素子の作成プロセスを第４図に示す。第４図（ａ
）のようにｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓ２を
結晶成長し、その上に、フォトリソグラフィ技術を用い
て、電流注入部となるジグザグ状のストライプを第４図
（ｂ）のように、エツチングにより形成する。その上に
、液相成長法により、ダブルへテロｐ−ｎ接合を第４図
（（２）のように形成し、再びフォトリソグラフィ技術
を用いて、基板１に達する分離溝８をエツチングにより
形成する（第４図（ｄ））。このエツチングは、半導体
レーザと光増幅器の端面が、ダブルへテロｐ−ｎ接合部
において、基板面と垂直になるように行なう。最後に、
再び、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体レーザ部
と光増幅器部に電極の形成を行ない、基板側にも電極を
形成する。
光集積素子の作成プロセスを第４図に示す。第４図（ａ
）のようにｐ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓ２を
結晶成長し、その上に、フォトリソグラフィ技術を用い
て、電流注入部となるジグザグ状のストライプを第４図
（ｂ）のように、エツチングにより形成する。その上に
、液相成長法により、ダブルへテロｐ−ｎ接合を第４図
（（２）のように形成し、再びフォトリソグラフィ技術
を用いて、基板１に達する分離溝８をエツチングにより
形成する（第４図（ｄ））。このエツチングは、半導体
レーザと光増幅器の端面が、ダブルへテロｐ−ｎ接合部
において、基板面と垂直になるように行なう。最後に、
再び、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体レーザ部
と光増幅器部に電極の形成を行ない、基板側にも電極を
形成する。
なお、本実施例において、光増幅器の出射部におけるス
トライプ部の数は３としたが、何本でも構わない。
トライプ部の数は３としたが、何本でも構わない。
第５図に、本発明の光増幅器の入出力特性を示す。光増
幅器に、一定の電流を流しておき、半導体レーザの入力
を変化させたときの結果である。
幅器に、一定の電流を流しておき、半導体レーザの入力
を変化させたときの結果である。
光増幅器の素子長が２００μｍと短いときでも出力２０
０ｍＷ以上、入力に対してリニアな特性が得られた。従
来型の増幅器（第８図）の場合に比べて高出力が得られ
ていることがわかる。ダブルへテロ接合に水平方向の遠
視野像、縦モード特性を、第６．７図に示す。単一な横
モード、縦モードで発振していることがわかる。光増幅
器からの出射ビーム方向は、出射端に対して、スネルの
法則に従う角度をもって出射しており、この角度は、ジ
グザグ状のストライプと出射端の位置関係、形状、屈折
率によって決定され、任意に制御できる。本実施例の場
合、θ−５° （第２図）古したので、出射ビームの方
向は、出射端に対して１６°の傾きをもっている。
０ｍＷ以上、入力に対してリニアな特性が得られた。従
来型の増幅器（第８図）の場合に比べて高出力が得られ
ていることがわかる。ダブルへテロ接合に水平方向の遠
視野像、縦モード特性を、第６．７図に示す。単一な横
モード、縦モードで発振していることがわかる。光増幅
器からの出射ビーム方向は、出射端に対して、スネルの
法則に従う角度をもって出射しており、この角度は、ジ
グザグ状のストライプと出射端の位置関係、形状、屈折
率によって決定され、任意に制御できる。本実施例の場
合、θ−５° （第２図）古したので、出射ビームの方
向は、出射端に対して１６°の傾きをもっている。
発明の効果
本発明により、短い素子長で、高出力な光増幅器が実現
でき、また、本発明の光集積回路により、１つのチップ
で、単一横モートの高出力レーザ光を得ることが可能と
なる。
でき、また、本発明の光集積回路により、１つのチップ
で、単一横モートの高出力レーザ光を得ることが可能と
なる。
第１図は本発明の光増幅器の原理図、第２図は本発明の
一実施例の光増幅器の構造図、第３図は本発明の一実施
例における光増幅器を半導体レー図、第８図は従来の光
増幅器の原理（模式）図である。 １−・”ｐ ＧａＡｓ基板、２− ・＝ ｎ −Ｇ
ａ Ａ ｓ層、３−ｐ−Ｇ ａ Ａｅ Ａ ｓ層、４・
・・・・・Ｇ ａ Ａｔ！ Ａ ｓ活性層、５・・・・
・・ｎ−ＧａＡＱＡｓ層、６・・・・・・ｎ −ＧａＡ
ｓ層、７・・・・・・ストライプ部、８・・・・・・分
離溝。 代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか２名第１図 第２図 第３図 δ−８離溝 光償暢基 第４図 ンタ Ａ （ｎｍン 第８図
一実施例の光増幅器の構造図、第３図は本発明の一実施
例における光増幅器を半導体レー図、第８図は従来の光
増幅器の原理（模式）図である。 １−・”ｐ ＧａＡｓ基板、２− ・＝ ｎ −Ｇ
ａ Ａ ｓ層、３−ｐ−Ｇ ａ Ａｅ Ａ ｓ層、４・
・・・・・Ｇ ａ Ａｔ！ Ａ ｓ活性層、５・・・・
・・ｎ−ＧａＡＱＡｓ層、６・・・・・・ｎ −ＧａＡ
ｓ層、７・・・・・・ストライプ部、８・・・・・・分
離溝。 代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか２名第１図 第２図 第３図 δ−８離溝 光償暢基 第４図 ンタ Ａ （ｎｍン 第８図
Claims (2)
- （１）活性層に対して垂直な端面があり、かつ前記端面
で少なくとも、１回以上屈曲する導波路があり、かつ前
記導波路中を進行するレーザ光の前記端面に対する入射
角が、臨界角より小さいことを特徴とする光増幅器。 - （２）第１項記載の光増幅器を半導体レーザと同一基板
上に形成した光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33402790A JP2672710B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光増幅器および光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33402790A JP2672710B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光増幅器および光集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04199133A true JPH04199133A (ja) | 1992-07-20 |
| JP2672710B2 JP2672710B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=18272685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33402790A Expired - Lifetime JP2672710B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光増幅器および光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672710B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011040526A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Seiko Epson Corp | 発光素子、発光装置、およびプロジェクター |
| JP2011124445A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子及び半導体光素子の製造方法 |
| JP2012195545A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 |
| JP2013104804A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Seiko Epson Corp | 半導体短パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33402790A patent/JP2672710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011040526A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Seiko Epson Corp | 発光素子、発光装置、およびプロジェクター |
| JP2011124445A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子及び半導体光素子の製造方法 |
| JP2012195545A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 |
| US9341567B2 (en) | 2011-03-18 | 2016-05-17 | Seiko Epson Corporation | Terahertz wave generation device, light source device, camera, imaging device, and measurement device |
| JP2013104804A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Seiko Epson Corp | 半導体短パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672710B2 (ja) | 1997-11-05 |
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