JPH04372186A - 集積型波長フィルタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長分割多重型の光伝
送、光交換、光情報処理に使用される同調（チューナブ
ル）可能な集積型波長フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の光通信システムの発展にともない
、高速、大容量の情報を伝送、交換する通信方式として
波長分割多重型光通信が検討、実施されている。このよ
うなシステムにおいて必要とされるデバイスの１つとし
て、同調可能な波長フィルタが挙げられる。

【０００３】従来から、このような同調可能波長フィル
タに関しては、いくつかの検討がなされている。その中
で、分布帰還型のグレーティング構造を設けた半導体光
アンプを利用するいわゆるＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ）／ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄＢｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型波長フィル
タは、活性層への注入キャリア密度の制御により透過波
長の可変同調が可能で、且つ、光増幅により最小受信感
度の向上がはかれるという点から期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
れらＤＦＢ／ＤＢＲ型波長フィルタは狭帯域の光を増幅
するもので、所望の波長以外の光をカットする事はでき
ない。すなわち広い波長範囲の光が入力すれば、透過後
それらの光はわずかに増幅されて出て来ることになり、
選択波長の増幅度に限りがある場合、波長選択比が減少
するという欠点を有していた。又、透過波長同調のため
に活性層へキャリアを注入した場合、同時に自然放出光
を生じる。自然放出光は光−電気変換により信号検出す
る際、ビート雑音となり対雑音信号強度比を劣化させる
という欠点を有していた。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑
み、バックグラウンドの光に対する信号光の強度を大き
くすることが可能になった構成、または自然放出光によ
る雑音発生を抑圧することが可能になった構成を有する
光増幅機能を有し同調可能な集積型波長フィルタを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による集積型波長フィルタでは、同調可能波長フィル
タ及びこのフィルタの上流側と下流側の少なくとも一方
に設けられた方向性結合器である波長選択結合器が、直
列に集積化され、光学的に結合されていることを特徴と
する。

【０００７】また、本発明の集積型波長フィルタの第１
の形態は、ＤＦＢ／ＤＢＲ型同調可能波長フィルタと、
これをはさむ形で２つの自然放出光除去用波長選択結合
器とが直列に配置され、且つ、光学的に結合されている
ことを特徴としている。更に、本発明の集積型波長フィ
ルタの第２の形態は、複数の分布帰還領域からなる同調
可能波長フィルタと、縦型方向性結合器からなる波長選
択結合器が、直列に集積化され、光学的に結合されてい
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】より具体的な構成に沿って、作用を説明する。 ＤＦＢ／ＤＢＲ型同調可能波長フィルタは、分布帰還機
能を果たすグレーティング（以下、ＤＢＲ）と、活性層
からなる光導波路から構成される。該光導波路の光透過
特性は、分布帰還の光学的位相がそろっているときには
、ＤＢＲの周期で決まるブラッグ波長付近において、透
過波長帯が生じる。特に、ＤＢＲの中央部で光学的位相
をπシフトする、いわゆるλ／４シフト構造を設けた場
合は、ちょうどブラッグ波長において、透過波長帯が生
じる。分布帰還領域内で、光導波路へキャリアを注入す
ると、キャリア密度に応じて、光導波路の屈折率が変化
し、ブラッグ波長、および構成によっては位相シフト量
が変化することにより透過波長帯を同調可変とできる。

【０００９】上記第１の形態の波長フィルタの波長選択
結合器は、例えば、平面に並んだ２つの導波路間を光結
合する方向性結合器からなり、構成要素である２つの光
導波路の層厚、および屈折率が互いに異なる非対称方向
性結合器となっている。又、２列の導波路間にはグレー
ティングを形成して、これにより方向性結合器部分の導
波光の０次モードと１次モードの伝搬定数差を補償した
構造となっている。更に、この２つの導波路を構成する
半導体のエネルギーギャップを異なる構造とし、エネル
ギーギャップの狭い方の導波路上にＤＦＢ／ＤＢＲ型同
調可能波長フィルタが形成され、その部分はもう一方の
導波路への結合がない構造になっている。また、光の入
出力端では逆にエネルギーギャップの広い導波路だけが
形成された構造となっている。

【００１０】上記構造において光が片側の導波路に入力
されると、グレーティング型方向性結合器のもう一方の
導波路に光は結合する。この時、グレーティングのピッ
チ及び導波路形状により決まる或る範囲の波長域だけが
結合し、他の光は結合されない。したがって、入力光の
うち雑音となる余分の光を除去する機能を果たす。

【００１１】次に、結合された光はＤＦＢ／ＤＢＲ型同
調可能フィルタにより所望の波長が狭帯域で増幅されて
透過し、次にグレーティング型方向性結合器で該同調可
能フィルタの同調範囲の波長域において再び光結合を生
じる。よって、上記選択結合器は、同調範囲の波長域以
外に生じる該同調可能フィルタからの自然放出光を除去
する機能を果たす。

【００１２】上記第２の形態の波長フィルタの波長選択
結合器は、縦方向に導波路間光結合する方向性結合器か
らなり、構成要素である２層の光導波路の層厚および／
もしくは屈折率が互いに異なるいわゆる非対称方向性結
合器となっている。ＤＦＢ／ＤＢＲ型同調可能波長フィ
ルタからの透過光は、上記波長選択結合器の２層の光導
波路のうち、いずれかに結合し、導波される。該波長選
択結合器は、該同調可能波長フィルタの同調範囲の波長
域において上下導波路間の光結合を生じ、導波光の導波
路間移行が生じる。したがって、上記波長選択結合器は
同調範囲の波長域以外で生じた該同調可能波長フィルタ
からの自然放出光を除去する機能を果たす。

【００１３】上記、同調可能波長フィルタの同調範囲は
、一般に、１ｎｍから３ｎｍ程度である。したがって、
波長選択結合器の選択波長域の帯域幅も、１ｎｍから、
３ｎｍの範囲であることが望ましい。この波長選択結合
器の原理は、図９をもって説明される。図９は、該波長
選択結合器を構成する縦型方向性結合器を導波する偶モ
ードおよび奇モードの伝搬定数βｅ，βｏの波長分散を
表わしている。すなわち、上下導波路間の非対称のため
に２つの導波モードは、特定の波長でのみ位相整合がと
られる。つまり、位相整合する波長でのみ偶モードと奇
モードとの間で結合が生じる。言いかえると、上下導波
路間で光の移行が生じる。このときのフィルタ中心波長
λｃにおける結合効率の半値全幅ΔλＢＷは、以下の（
１）式で表わされる。

【００１４】 ここで、ｌｃは完全結合長、ｎｅ、ｎｏは各々、偶、奇
モードの実効屈折率であり、 である。つまり、偶奇モードの伝搬定数−波長カーブの
傾きの差を大きくすることが（１）式の∂（ｎｅ−ｎｏ
）／∂λの値を大きくすることになり半値全幅ΔλＢＷ
が狭くなる。

【００１５】以上から、狭帯域な選択波長域を得るため
には、波長選択結合器を構成する非対称方向性結合器の
非対称性を強くする必要がある。しかし、１ｎｍから３
ｎｍという狭帯域化が、方向性結合器の非対称性だけで
、実現できない場合には、該方向性結合器の光結合領域
にグレーティングを形成したいわゆるグレーティング補
償方向性結合器（Ｇｒａｔｉｎｇ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ　
Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒ）を用いるこ
とにより、狭帯域化がはかれる。

【００１６】グレーティング補償方向性結合器は、各光
導波路中心強度をもつ導波モードの伝搬定数差を補償す
る周期のグレーティングによる順方向性結合により、極
めて波長選択性の鋭い導波路光移行を得ることができる
特徴をもつ。図１０は、このグレーティング補償方向性
結合器における、偶モード、奇モードの伝搬定数の波長
分散を表わしている。２つの導波モードは、互いに大き
く異なるため、そのままでは位相整合がとれないが、光
結合領域にグレーティングを設けることにより、伝搬定
数差が補償され、位相整合がとれるようになる。グレー
ティングの周期をΛとすると、 βｅ（λｃ）−βｏ（λｃ）＝２π／Λ・・（２）を満
足する波長λｃがフィルタ中心波長となる。

【００１７】結合効率の半値全幅ΔλＢＷは、以下の（
３）式で表わされる。 すなわち、偶奇モードの伝搬定数差および伝搬定数−波
長カーブの傾きの差を大きくすることが（１）式の（ｎ
ｅ−ｎｏ）、∂（ｎｅ−ｎｏ）／∂λの値を大きくする
ことになり、ΔλＢＷは狭くなる。

【００１８】

【実施例】

第１実施例 図１、図２は本発明の第１の形態の第１の実施例を示し
ている。図１は本実施例の特徴を表わす図面であり、同
図において、１，２，２´は導波路を表わし、図の右側
に断面を示したように導波路１，２，２´より屈折率の
低い半導体で埋込み再成長を行なった屈折率導波路構造
となっている。エピタキシャル成長層の構成は、導波路
１においては、１１，１１´の下部クラッド層：ｎ型Ａ
ｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ厚さ１．５μｍ、１２，１２´
の活性層：ノンドープＧａＡｓ（６０Å）／Ａｌ０．３
Ｇａ０．７Ａｓ（１００Å）の超格子層厚さ０．１５μ
ｍ、そして１３，１３´の光ガイド層：ｐ型Ａｌ０．２
Ｇａ０．８Ａｓ厚さ０．１５μｍ、１４，１４´のクラ
ッド層：ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ厚さ１．５μｍ
、１５のＰ＋型ＧａＡｓキャップ層厚さ０．５μｍから
成り、幅は２．０μｍとなっている。１７は埋込み層で
ノンドープＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓから成る。導波路
２，２´は、クラッド層１８：ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．
５Ａｓ厚さ１．５μｍ、光ガイド層１９：ノンドープＡ
ｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ厚さ０．２μｍ、上部クラッド
層２０：ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ厚さ１．５μｍ
という構成となっており、幅は３μｍになっている。導
波路１とは、活性層１２が無く、幅が広い点で異なって
いる。

【００１９】導波路１の両端は、斜めにエッチングでカ
ットされた構造となっており、光の入出力端では導波路
２，２´にだけ光が導波する構造となっている。次に、
３，４は導波路１の光入出力側の波長選択結合を行うグ
レーティングで、光ガイド層１３に深さ０．１μｍピッ
チ１０μｍで形成され、結合長は１ｍｍ程度となってい
る。５，５´は同調可能な波長フィルタの分布帰還型の
反射器の部分で、光ガイド層１３´に深さ０．１μｍ、
ピッチ０．１２２μｍのグレーティングが形成され、上
部クラッド層１４´上にコンタクト層１５、更にその上
にＡｕ／Ｃｒ電極１６が形成されている。６は同調可能
波長フィルタの活性領域を示しており、この領域では光
ガイド層１３´にはグレーティングは形成されていない
。

【００２０】上記構成において光が入力した時の光スペ
クトルの変化を、図２に示している。入力光は、図２（
ａ）に示したように、波長が異なる複数の信号光に外部
光などの非信号光が混ったものである。入力光は、波長
選択結合器３により余分な光は除去され、図２（ｂ）の
ように信号光の波長範囲近くの光だけが導波路１に結合
する。

【００２１】次に、結合した光は、同調可能波長フィル
タを通過後、分布型反射器５，５´のグレーティングピ
ッチΛと導波路の有効屈折率ｎｅｆｆ１とで決まる共振
波長λＢ＝ｎｅｆｆ１Λ の光だけが増幅される。この時、分布型反射器５，５´
に注入する電流を変化させてｎｅｆｆ１を制御すること
で所望の波長の信号光だけを増幅し、図２（ｃ）のよう
なスペクトルとなる。その後、出射側の波長選択結合器
４で、ＤＦＢ／ＤＢＲ同調可能フィルタの同調範囲の波
長域だけが出射側導波路２´に結合し、出射信号光のス
ペクトルは図２（ｄ）のようになる。したがって、信号
光の波長範囲以外に生じる、増幅された光や該同調可能
フィルタからの自然放出光を除去する機能を果たす。

【００２２】第２実施例 第１実施例においては、光が該同調可能フィルタを通過
後、波長選択結合器で出射側導波路に順方向に光は結合
していた。この方式では、選択的に結合する波長範囲が
３ｎｍ程度以下にすることは難しかった。

【００２３】本実施例は、この出射側波長選択結合器を
逆方向に出射側導波路と結合させて、結合波長範囲を数
Å程度に狭くするものである。

【００２４】図３、図４に本実施例の概要を示す。図３
は素子の平面図で、２１と２２，２２´は導波路を示し
、層構成は第１実施例と同じである。２３は、入射側の
波長選択結合器を構成するグレーティングを示し、第１
実施例と同様に光ガイド層にピッチ０．１２２μｍ、深
さ０．１μｍで形成され、結合長１ｍｍとなっている。

【００２５】２４は出射側の波長選択結合器を構成する
グレーティングを示し、光ガイド層にピッチ０．１２２
μｍ、深さ０．１μｍで形成されている。２５，２５´
はＤＦＢ／ＤＢＲ同調可能フィルタの分布反射器であり
、グレーティングが光ガイド層にピッチ０．１２２μｍ
、深さ０．１μｍで形成されている。２６はＤＦＢ／Ｄ
ＢＲ同調可能フィルタの活性領域、２７は導波路２２´
に対し４５°傾いた溝で図３のように光路を変換するミ
ラーとなっている。２８は光検出器であり、Ａｕ／Ｃｒ
電極を通して流れる光誘起電流を検出して光−電気変換
を行なう。

【００２６】図４は、本実施例の集積型波長フィルタ各
部における光のスペクトルを示している。入力された光
は、図４（ａ）に示したように波長が異なる複数の信号
光に外部光などの非信号光が混ったものである。この光
は波長選択結合器２３により信号光波長範囲以外の光は
除去され、導波路２１に結合した光は図２（ｂ）に示し
たようなスペクトルになる。

【００２７】次に、結合した光は同調可能波長フィルタ
を通過後、第１実施例の場合と同様にして所望の波長の
信号光だけが増幅され図２（ｃ）のようなスペクトルに
なる。その後、出射側の波長選択結合器２４で、約４Å
の半値幅の波長域だけが、導波路２２´に進行方向が逆
になって結合し、スペクトルは図４（ｄ）のようになる
。したがって、信号光の波長範囲以外に生じる増幅光や
、該同調可能フィルタからの自然放出光を除去する機能
を果たす。逆方向に進行する導波光は、例えば、２５°
ミラー２７に反射され、光−電気変換素子２８において
電気信号に変換される。

【００２８】第３実施例 本実施例は、第２実施例の集積型波長フィルタにおいて
、出射側の波長選択器（図３の２４）の部分に図１の１
５，１６と同じくｐ＋−ＧａＡｓコンタクト層とＡｕ／
Ｃｒ電極を形成し、導波路に電界を印加する機構を設け
た点で第２実施例とは異なる。上記電極により逆方向の
バイアス電圧を印加すると導波路の有効屈折率が変化し
、グレーティングで補償されて結合する波長域を移動さ
せる事が可能になるという特徴を有する。

【００２９】本実施例の概要を図５、図６に示す。図５
は本実施例の平面面で、３１〜３８は第２実施例の２１
〜２８に対応し、同じ材料、同じ寸法で構成されている
。３９は出射側波長選択器に設けられたＡｕ／Ｃｒ電極
を示し、これにより電界を印加して波長選択器の導波路
の有効屈折率を変化させ出射側導波路へ結合する波長域
をシフトさせるものである。導波路３１の導波層が超格
子層で構成されているため、電界により量子閉じ込めシ
ュタルク効果が起き、有効屈折率はΔｎｅｆｆ＝２×１
０−３程度変化する。

【００３０】その結果、導波路３２´に結合する中心波
長は１６Å程度、長波長側にシフトする。すなわち、電
極３９に印加する電圧を制御することで２０Åの範囲の
波長域を出射側導波路３２´に結合可能となる。本実施
例の集積型波長フィルタ各部における導波光スペクトル
を、図６に示した。入力光のスペクトルは図６（ａ）の
ように複数の波長の異なる信号光に外部光などの非信号
光が混ったものになっており、入射側波長選択器３３に
より導波路３１に結合後は、図６（ｂ）のように信号光
波長域以外の光は除去される。次に、同調可能波長フィ
ルタにより、所望の波長の信号光のみが増幅され図６（
ｃ）のようなスペクトルとなる。その後、出射側波長選
択器３４で出射側導波路３２´に結合して図６（ｄ）の
点線のようなスペクトルになるが、電極３９に印加する
電圧を制御することで選択波長域をシフトさせ図６（ｄ
）の実線のようなスペクトルの導波光として導波路３２
´に結合する。

【００３１】したがって、信号光の波長範囲以外に生じ
る増幅光や、該同調可能フィルタからの自然放出光を除
去する機能を果たす。結合後の導波光は、例えば、４５
°ミラー３７で反射され光−電気変換素子３８において
電気信号に変換される。

【００３２】第４実施例 図７に、本発明の第２の形態の第４実施例による集積型
波長フィルタの構成を示す。この第２の形態の第４実施
例において、ｎ＋型ＧａＡｓ基板４１上に、ｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層４２厚さ０．５ｎｍ、ｎ−Ａｌ０．５Ｇａ
０．５Ａｓクラッド層４３厚さ１．５μｍ、ｎ−Ａｌ０
．３Ｇａ０．７Ａｓ下部導波路層４４厚さ０．１μｍ、
φ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ中間クラッド層４５厚さ
０．８μｍ、φ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ／φ−Ｇａ
ＡｓＭＱＷ上部導波路層４６厚さ０．５μｍを成長する
。次に、同調可能波長フィルタの領域６１以外の領域に
フォトレジストマスクを形成し、同調可能波長フィルタ
の領域６１において、φ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ／
φ−ＧａＡｓＭＱＷ上部導波路層４６、φ−Ａｌ０．５
Ｇａ０．５Ａｓ中間クラッド層４５をエッチングで除去
した。露出したｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ下部導波
路層４４に、２光束干渉露光法および反応性イオンビー
ムエッチング法により周期２４０ｎｍのＤＢＲ４７を形
成した。ＤＢＲ４７の中央部は、山と谷の位相がπ／２
ずれたいわゆるλ／４シフトが形成されている。続いて
、ＭＯＣＶＤ法によりφ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓガ
イド層４８厚さ０．２μｍ、φ−ＧａＡｓ活性層４９厚
さ０．１μｍ、ｐ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド
層５０厚さ１．５μｍ、ｐ＋−ＧａＡｓキャップ層５１
厚さ０．５μｍを再成長し、ＤＦＢ型同調可能波長フィ
ルタ６１を形成した。

【００３３】次に、自然放出光除去用波長選択結合器６
２のφ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ／φ−ＧａＡｓＭＱ
Ｗ上部導波路層４６にフォトリソグラフィ法により周期
９μｍ、深さ０．１μｍのグレーティングを形成する。

【００３４】次に、グレーティングに対して、直交方向
に、幅２．３μｍのストライプ状レジストマスクを形成
し、反応性イオンエッチング法によりＧａＡｓ基板４１
までエッチングした後、ＬＰＥ法により高抵抗Ａｌ０．
５Ｇａ０．５Ａｓ測面埋め込み用クラッドを再成長した
。次に、同調可能波長フィルタのキャップ領域５１を残
して、全面にＳｉ３Ｎ４５２をプラズマＣＶＤ法で成膜
し、上部よりＡｕ／Ｃｒ電極を蒸着した。

【００３５】Ａｕ／Ｃｒ電極５３は、同調可能波長フィ
ルタ６１を１００μｍと２００μｍの長さに分割するよ
うに、エッチングされる。続いて、ＧａＡｓ基板４１裏
面を研磨し、厚さが１００μｍとなった所で裏面にＡｕ
−Ｇｅ／Ａｕ５４を蒸着し、アニーリングを行ない、表
面、裏面電極ともにオーミックコンタクトをとった。そ
の後、バー状に切り出した後、入出力両端面にＺｒＯ２
で反射防止コーティングを施し最後にチップ状に切り出
して、電極５３，５４のボンディングを行ない作成工程
を終えた。

【００３６】入力光５５として、８３１．４ｎｍ、８３
１．７ｎｍ、８３２ｎｍ、８３２．４ｎｍの波長のレー
ザ光をファイバで合波して、作成した集積型波長フィル
タに先球ファイバで入力した。同調可能波長フィルタ６
１には、分割した２電極５３に、各々Ｉ１＝２５ｍＡ、
Ｉ２＝１５ｍＡの電流が注入されて、８３１．７ｎｍに
同調された状態になっている。８３１．７ｎｍの光は、
同調可能波長フィルタ６１で増幅されて、次段の波長選
択結合器６２の下部導波路４４へ入力される。波長選択
結合器６２では、８３１ｎｍから８３３ｎｍの帯域にお
いて、上下導波路４４，４６間の光結合が起こるように
設計されているため、８３１．７ｎｍの光は、上部導波
路４６に移行し出力光５６となる。８３１．４ｎｍ、８
３２ｎｍ、８３２．４ｎｍの光は、同調可能波長フィル
タ６１で増幅されないため、遮断された状態になる。ま
た、同調可能波長フィルタ６１で生じる自然放出光は８
１０ｎｍから８５０ｎｍにわたる広い波長範囲に存在す
るが、波長選択結合器６２により、ほとんどの光は上部
導波路４６へ移行しない。

【００３７】上部導波路４６の出力端には、先球ファイ
バが近接して設けられていて、上部導波路の出力光５６
のみが取り出される。上記したように、電流制御により
、８３１．７ｎｍの波長の光のみが透過し、他の波長の
光及び自然放出光は遮断される。上記電流量Ｉ１、Ｉ２
の制御により、同様に８３１．４ｎｍ、８３２ｎｍ、８
３２．４ｎｍの波長の光を選択することができる。

【００３８】第５実施例 第４実施例では、波長選択結合器として、グレーティン
グ補償縦型方向性結合器を用いたが、本実施例では、グ
レーティングの付加しない縦型非対称方向性結合器９２
を用いた。さらに、同調可能波長フィルタとして、ＤＢ
Ｒ位相変調型フィルタ９１を用いた。作成方法は、ＭＢ
Ｅ法により、ｎ＋−ＧａＡｓ基板７１に、順次、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層７２厚さ０．５μｍ、ｎ−Ａｌ０．５
Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７３厚さ１．５μｍ、ｎ−Ａ
ｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ下部導波路層７４厚さ０．３μ
ｍ、ｎ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ中間クラッド層７５
厚さ０．９μｍ、ｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ／ｎ−
ＧａＡｓＭＱＷ上部導波路層７６厚さ０．１５μｍ、φ
−ＧａＡｓ活性層７７厚さ０．０５μｍ、φ−Ａｌ０．
２Ｇａ０．８Ａｓガイド層７８厚さ０．２μｍを成長し
た。続いて、同調可能波長フィルタ９１のＤＢＲ領域９
３に周期２４０ｎｍのＤＢＲを形成する。続いて、ＭＯ
ＣＶＤ法により同調可能波長フィルタ領域９１全体にｐ
−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７９厚さ１．５
μｍ、ｐ＋−ＧａＡｓキャップ層８０厚さ０．５μｍを
再成長した。

【００３９】次に、波長選択結合器領域９２のφ−Ａｌ
０．２Ｇａ０．８Ａｓガイド層７８、φ−ＧａＡｓ活性
層７７を選択的にエッチング除去した後、ＭＯＣＶＤ法
により高抵抗φ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層
８１厚さ１．５μｍを再成長した。第４実施例と同様の
工程により、Ｓｉ３Ｎ４カバー膜８２と電極８４を形成
した。電極８４は、同調可能波長フィルタ領域９１で、
２つのＤＢＲ領域９３と位相変調領域９４との３つに分
割されている。 次に、出力端にあたる波長選択結合器９２の上部導波路
７６をエッチングにより削除した。裏面電極８５作成後
、バー状として、入出力端面に反射防止コーティングを
施し、チップ状に切出して実装した。

【００４０】同調可能波長フィルタは、ＤＢＲ領域９３
に注入する電流Ｉ１と位相変調領域９４に注入する電流
Ｉ２を制御して、選択波長に同調する。入力光８６は、
先球ファイバを通して、同調可能波長フィルタの上部導
波路７６へ結合される。選択波長のみが、同調可能波長
フィルタ９１で増幅された後、波長選択結合器９２の上
部導波路７６から、下部導波路７４へ移行する。選択波
長以外の信号波長は、同調可能波長フィルタ９１で増幅
されないため、出力側には、ほとんど現われない。さら
に、自然放出光は、波長選択結合器９２で、ほとんど結
合しないため、上部導波路７６を導波し、削除された出
力端で、散乱消失する。下部導波路７４へ移行した選択
波長は、出力端から出力し（出力光８７）、設けられた
先球ファイバに結合される。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果が得られる。 １．入力する光に含まれる信号光波長域以外の光を除去
することで、バックグラウンドの光に対する信号光の強
度を大きくすることが可能になった。 ２．同調可能波長フィルタ自身からの自然放出光を、集
積化した波長選択結合器で除去できるため、光信号を電
気信号に変換して検出する際に発生するビートノイズを
減少させることが可能となり、対雑音信号比を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の素子平面図である。

【図２】本発明の第１実施例の各部の導波光スペクトル
を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例の素子平面図である。

【図４】本発明の第２実施例の各部の導波光スペクトル
を示す図である。

【図５】本発明の第３実施例の素子平面図である。

【図６】本発明の第３実施例の各部の導波光スペクトル
を示す図である。

【図７】本発明の第４実施例である集積型波長フィルタ
を示す断面図である。

【図８】本発明の第５実施例である集積型波長フィルタ
を示す断面図である。

【図９】本発明による非対称方向性結合器である波長選
択結合器の動作原理を表わす図である。

【図１０】本発明によるグレーティング補償方向性結合
器である波長選択結合器の動作原理を表わす図である。

【符号の説明】

１，２，２´，２１，２２，２２´，３１，３２，３２
´　　　　　　　　　　導波路 １−ａ，１−ｂ，１−ｃ，１−ｄ，１−ｅ，１−ｆ　　
　　　　　　　　　　導波光分布 ３，２３，３３　　　　　　　　　　　　　　　　波長
選択結合器を構成するグレーティング ４，２４，３４　　　　　　　　　　　　　　　　波長
選択結合器を構成するグレーティング ５，５´，２５，２５´，３５，３５´同調可能光フィ
ルタを構成する分布反射器 ６，２６，３６　　　　　　　　　　　　　　　　同調
可能光フィルタを構成する活性領域 １１，１１´，１４，１４´，１８，２０，４３，４５
，５０，７３，７５，７９，８１　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　クラッド層１２，１２
´，４９，７７　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　活性層 １３，８´，１９，４８，７８　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光ガイド層 １７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　埋込み層 ２７，３７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　４５°ミラー ２８，３８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光−電
気変換素子 ３９，５３，５４，８４，８５　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電極 ４１，７１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ＧａＡｓ基板 ４２，７２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧａＡｓバ
ッファ層 ４４，７４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　下部導波路 ４６，７６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　上部導波路 ４７，７８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ＤＢＲ ５１，８０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　キャップ層 ５２，８２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　カバー層 ５５，８６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　入力光 ５６，８７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　出力光 ６１，９１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　同調可能波長フ
ィルタ ６２，４２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　波
長選択結合器 ９３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ＤＢＲ領域 ９４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　位相変調領域

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体導波路上に分布反射領域を有す
   る共振型波長フィルタを具備した同調可能光フィルタの
   前後を波長選択結合器ではさんだ構成の集積型波長フィ
   ルタにおいて、該波長選択結合器が方向性結合器からな
   ることを特徴とする集積型波長フィルタ。
2. 【請求項２】　　該波長選択結合器により光が結合され
   る導波路を構成する半導体が、該同調可能フィルタが形
   成された導波路の半導体と異なり、エネルギーギャップ
   が広い材料で作られていることを特徴とする請求項１記
   載の集積型波長フィルタ。
3. 【請求項３】　　該方向性結合器の部分にグレーティン
   グが形成されていることを特徴とする請求項１記載の集
   積型波長フィルタ。
4. 【請求項４】　　該方向性結合器の部分に電界を印加す
   る機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の集積型
   波長フィルタ。
5. 【請求項５】　　複数の分布帰還領域からなる同調可能
   波長フィルタと、縦型方向性結合器からなる波長選択結
   合器が、直列に集積化され、光学的に結合されているこ
   とを特徴とする集積型波長フィルタ。
6. 【請求項６】　　前記分布帰還領域にはλ／４シフト構
   造が含まれることを特徴とする請求項５記載の集積型波
   長フィルタ。
7. 【請求項７】　　前記分布帰還領域の間に光学的に結合
   した状態で、位相変調領域が挿入されていることを特徴
   とする請求項５記載の集積型波長フィルタ。
8. 【請求項８】　　前記縦型方向性結合器には、位相整合
   用グレーティングが形成されていることを特徴とする請
   求項５記載の集積型波長フィルタ。
9. 【請求項９】　　前記波長選択結合器の選択波長域は、
   該同調可能波長フィルタの同調波長域を含むことを特徴
   とする請求項５記載の集積型波長フィルタ。
10. 【請求項１０】　　同調可能波長フィルタと方向性結合
    器である波長選択結合器とが、直列に集積化され、光学
    的に結合されていることを特徴とする集積型波長フィル
    タ。
11. 【請求項１１】　　前記同調可能波長フィルタの前後を
    、前記方向性結合器である波長選択結合器ではさんだ構
    成であることを特徴とする請求項１０記載の集積型波長
    フィルタ。
12. 【請求項１２】　　前記同調可能波長フィルタの前後の
    うち一方のみに、前記方向性結合器である波長選択結合
    器が設けられている構成であることを特徴とする請求項
    １０記載の集積型波長フィルタ。