JPH0484129A - 半導体波長フィルタ - Google Patents
半導体波長フィルタInfo
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- JPH0484129A JPH0484129A JP19964490A JP19964490A JPH0484129A JP H0484129 A JPH0484129 A JP H0484129A JP 19964490 A JP19964490 A JP 19964490A JP 19964490 A JP19964490 A JP 19964490A JP H0484129 A JPH0484129 A JP H0484129A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 49
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/1071—Ring-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
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5045—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement having a frequency filtering function
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Optical Integrated Circuits (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、多数の波長から任意の一波長のみを選択的に
取り出す半導体波長フィルタに関する。
取り出す半導体波長フィルタに関する。
近年、光通信システムの超高速・大容量化やコヒーレン
ト伝送等のシステムの高度化によって、多重化された複
数の異なる波長を、各々独立に処理するシステムが考え
られている。これに伴い、複数の異なる波長から、任意
の一つの波長を取り出す素子の実現が望まれるようにな
った。この様な要求に対して、半導体光導波路を用いた
リング型共振器を利用した半導体波長フィルタ（「半導
体先導波路による光リング共振回路の作成」′平成２年
春季応用物理学会 予稿集 第３分冊９３８頁 ３０ａ
−Ｆ−３）が報告されている。
ト伝送等のシステムの高度化によって、多重化された複
数の異なる波長を、各々独立に処理するシステムが考え
られている。これに伴い、複数の異なる波長から、任意
の一つの波長を取り出す素子の実現が望まれるようにな
った。この様な要求に対して、半導体光導波路を用いた
リング型共振器を利用した半導体波長フィルタ（「半導
体先導波路による光リング共振回路の作成」′平成２年
春季応用物理学会 予稿集 第３分冊９３８頁 ３０ａ
−Ｆ−３）が報告されている。
この半導体光導波路を用いたリング型共振器を利用した
半導体波長フィルタは、−本の直線光導波路と円環状の
リング型光導波路とが、１：１に光を分波する方向性結
合器を介して結合された構成を有している。この半導体
波長フィルタは、直線光導波路を伝搬して来た光が、前
記方向性結合器によりリング光導波路と直線光導波路と
に分波され、リング光導波路を伝搬した光が再び直線光
導波路に結合し、このとき直線光導波路を新たに伝搬し
て来た光と、リング型光導波路を伝搬してきた光との移
送が同位相の場合、ファブリベロー共振器と同様の共振
特性を示す。従って、ファブリペロ−型の共振器のよう
に反射鏡を有さずに共振特性を得られる事から、集積化
に向いた構造となっている。味な、半導体で構成されて
いるので電気光学効果等を用いて共振特性を可変にする
事が可能である。
半導体波長フィルタは、−本の直線光導波路と円環状の
リング型光導波路とが、１：１に光を分波する方向性結
合器を介して結合された構成を有している。この半導体
波長フィルタは、直線光導波路を伝搬して来た光が、前
記方向性結合器によりリング光導波路と直線光導波路と
に分波され、リング光導波路を伝搬した光が再び直線光
導波路に結合し、このとき直線光導波路を新たに伝搬し
て来た光と、リング型光導波路を伝搬してきた光との移
送が同位相の場合、ファブリベロー共振器と同様の共振
特性を示す。従って、ファブリペロ−型の共振器のよう
に反射鏡を有さずに共振特性を得られる事から、集積化
に向いた構造となっている。味な、半導体で構成されて
いるので電気光学効果等を用いて共振特性を可変にする
事が可能である。
この様な特性を有する半導体先導波路を用いたリング型
共振器を利用した半導体波長フィルタは、リング状に先
導波路を構成するために、導波路を伝搬する光が曲がり
導波路部で放射し、損失となってしまうなめ放射損失が
大きかっな。また、電気光学効果によって共振特性を可
変とするために、導波路部分に電界を印加する必要があ
り、半導体にドーピングを行っている。このため、自由
電子吸収などにより伝搬損失も生じており、高消光比や
急峻な波長フィルタ特性が得られなかった。これら損失
の結果、前述の半導体波長フィルタの場合でフィネスの
値が３と小さくなっている。
共振器を利用した半導体波長フィルタは、リング状に先
導波路を構成するために、導波路を伝搬する光が曲がり
導波路部で放射し、損失となってしまうなめ放射損失が
大きかっな。また、電気光学効果によって共振特性を可
変とするために、導波路部分に電界を印加する必要があ
り、半導体にドーピングを行っている。このため、自由
電子吸収などにより伝搬損失も生じており、高消光比や
急峻な波長フィルタ特性が得られなかった。これら損失
の結果、前述の半導体波長フィルタの場合でフィネスの
値が３と小さくなっている。
しかしなから、以上に述へた損失の低減を図る事によっ
てフィネスの値を高くする事かでき、高消光比で急峻な
フィルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリンク型
の共振器を利用した半導体波長フィルタを実現する事か
可能である。
てフィネスの値を高くする事かでき、高消光比で急峻な
フィルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリンク型
の共振器を利用した半導体波長フィルタを実現する事か
可能である。
前述の課題を解決するために、本発明においては、直線
光導波路に近接してリング型光導波路を設置し、直線光
導波路とリング型光導波路との近接部分か方向性結合器
を構成する半導体波長フィルタにおいて、リング導波路
部の一部に半導体光増幅器を有することを特徴とするも
のである。
光導波路に近接してリング型光導波路を設置し、直線光
導波路とリング型光導波路との近接部分か方向性結合器
を構成する半導体波長フィルタにおいて、リング導波路
部の一部に半導体光増幅器を有することを特徴とするも
のである。
本発明は、光が伝搬する際に生じた損失を、半導体光増
幅器で補償する事によって損失を小さくし、高消光比で
急峻なフィルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリ
ンク型の共振器を実現している。
幅器で補償する事によって損失を小さくし、高消光比で
急峻なフィルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリ
ンク型の共振器を実現している。
以下、第１図に基づいて説明を行う。入射部１０から直
線光導波路２に入射した光は、方向性結合器部５で２等
分され、半分はリング型光導波路３へ入射する。第１、
第２および第３の曲がり６．７．８を伝搬し減衰した光
は、半導体光増幅器１によって増幅され光強度を回復し
、再び方向性結合器部５に至る。この方向性結合器部５
において、新たに直線先導波路２を伝搬してきた光と干
渉を生じ、同位相の時に直線導波路５を伝搬して出射部
１から出射する。
線光導波路２に入射した光は、方向性結合器部５で２等
分され、半分はリング型光導波路３へ入射する。第１、
第２および第３の曲がり６．７．８を伝搬し減衰した光
は、半導体光増幅器１によって増幅され光強度を回復し
、再び方向性結合器部５に至る。この方向性結合器部５
において、新たに直線先導波路２を伝搬してきた光と干
渉を生じ、同位相の時に直線導波路５を伝搬して出射部
１から出射する。
第３図に示すように、損失が小さくなるとフィネスの定
義における反射率（Ｒ）が等測的に大きくなるので、高
い消光比を得られるばかりでなく、波長の選択幅１２も
狭くなり、より多くの波長を選択的に取り比す事が可能
になる。
義における反射率（Ｒ）が等測的に大きくなるので、高
い消光比を得られるばかりでなく、波長の選択幅１２も
狭くなり、より多くの波長を選択的に取り比す事が可能
になる。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。第２図（ａ
＞は本発明の第１図における直線光導波路２のＡ−Ａ’
間の断面図であり、第２図（ｂ）は半導体光増幅器１の
Ｂ−Ｂ’間の断面図、また、第２図（Ｃ）は方向性結合
器部５のｃ−ｃ′間の断面図である。
＞は本発明の第１図における直線光導波路２のＡ−Ａ’
間の断面図であり、第２図（ｂ）は半導体光増幅器１の
Ｂ−Ｂ’間の断面図、また、第２図（Ｃ）は方向性結合
器部５のｃ−ｃ′間の断面図である。
以下、各国を基に詳述する。高抵抗ＩｎＰ半導体基板２
１上にバンドギャップ波長１．４μｍ組成のＩｎＧａＡ
ｓＰ導波路２５（厚さ０．９μｍ）、ｎ−ＩｎＰエツチ
ングストップ層２４（厚さ、２μｍ）、バンドギャップ
波長１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層２３（厚
さ０．３μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２（厚さ０．
７μｍ）を順次積層し、化学エツチングによって半導体
光増幅器１の部分以外のｐ−ＩｎＰクラッド層２２、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２３を除去する。また、各光導波終
部以外に関しては、さらにｎ−ＩｎＰエツチングストッ
プ層２４、ＩｎＧａＡｓＰ導波路２５までエツチングを
行い除去する。その後、気相成長法を用いて各光導波終
部以外の部位を高抵抗ＩｎＰ埋め込み層２６によって埋
め込む。半導体光増幅器１のｎ側電極２８を取るために
高抵抗ＩｎＰ埋め込み層２６に電極取り出し窓２７を開
けｎ側電極２８及びｐ側電極２９を蒸着により形成し製
作を終える。
１上にバンドギャップ波長１．４μｍ組成のＩｎＧａＡ
ｓＰ導波路２５（厚さ０．９μｍ）、ｎ−ＩｎＰエツチ
ングストップ層２４（厚さ、２μｍ）、バンドギャップ
波長１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層２３（厚
さ０．３μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２（厚さ０．
７μｍ）を順次積層し、化学エツチングによって半導体
光増幅器１の部分以外のｐ−ＩｎＰクラッド層２２、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２３を除去する。また、各光導波終
部以外に関しては、さらにｎ−ＩｎＰエツチングストッ
プ層２４、ＩｎＧａＡｓＰ導波路２５までエツチングを
行い除去する。その後、気相成長法を用いて各光導波終
部以外の部位を高抵抗ＩｎＰ埋め込み層２６によって埋
め込む。半導体光増幅器１のｎ側電極２８を取るために
高抵抗ＩｎＰ埋め込み層２６に電極取り出し窓２７を開
けｎ側電極２８及びｐ側電極２９を蒸着により形成し製
作を終える。
各部位の寸法はリング型先導波路３部の各面がリ６．７
．８．９の曲率半径は１ｍｍ、方向性結合基部５の長さ
が０．５６ｍｍ、曲がり６，７間のリング型先導波路３
の直線部および、曲がり８．９間のリング型光導波路３
の直線部（半導体光増幅器１の長さを含む）の長さは各
１．３ｍｍ、導波路幅３２は全て２μｍ、導波路間隔３
１は２μｍとした。このときリング型光導波路の全長は
ｌＱｍｍ、共振周波数は８．６ＧＨ２であり、消光比は
１０ｄＢ以上、波長の選択幅１２はＩＧＨｚ以上である
。
．８．９の曲率半径は１ｍｍ、方向性結合基部５の長さ
が０．５６ｍｍ、曲がり６，７間のリング型先導波路３
の直線部および、曲がり８．９間のリング型光導波路３
の直線部（半導体光増幅器１の長さを含む）の長さは各
１．３ｍｍ、導波路幅３２は全て２μｍ、導波路間隔３
１は２μｍとした。このときリング型光導波路の全長は
ｌＱｍｍ、共振周波数は８．６ＧＨ２であり、消光比は
１０ｄＢ以上、波長の選択幅１２はＩＧＨｚ以上である
。
本発明を適用するならば損失の低減を図る事によってフ
ィネスの値を高くする事ができ、高消光比で急峻なフィ
ルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリング型の共
振器を利用した半導体波長フィルタを実現する事が可能
である。
ィネスの値を高くする事ができ、高消光比で急峻なフィ
ルタ特性を有する半導体光導波路を用いたリング型の共
振器を利用した半導体波長フィルタを実現する事が可能
である。
図、第２図（ｂ）は本発明の第１図における半導体光増
幅器のＢ−Ｂ’間の断面図であり、また、第２図（ｃ）
は方向性結合器部のｃ−ｃ’間の断面図である。第３図
は横軸に波長、縦軸光強度を取った損失の大きい場合と
損失の小さい場合の共振特性の違いを示す図である。
幅器のＢ−Ｂ’間の断面図であり、また、第２図（ｃ）
は方向性結合器部のｃ−ｃ’間の断面図である。第３図
は横軸に波長、縦軸光強度を取った損失の大きい場合と
損失の小さい場合の共振特性の違いを示す図である。
１・・・半導体光増幅器、２・・・直線光導波路、３・
・・リング型光導波路、５・・・方向性結合器部、６・
・・第１の曲がり、７・・・第２の曲がり、８・・・第
３の曲がり、９・・・第４の曲がり、１０・・・入射部
、１１・・・出射部、１２・・・波長選択幅、２１・・
・半導体基板、２２・・・クラッド層、２３・・・活性
層、２４・・・エツチングストップ層、２５・・・導波
層、２６・・・埋め込み層、２７・・・電極取り出し窓
、２８・・・電極、２つ・・・電極。
・・リング型光導波路、５・・・方向性結合器部、６・
・・第１の曲がり、７・・・第２の曲がり、８・・・第
３の曲がり、９・・・第４の曲がり、１０・・・入射部
、１１・・・出射部、１２・・・波長選択幅、２１・・
・半導体基板、２２・・・クラッド層、２３・・・活性
層、２４・・・エツチングストップ層、２５・・・導波
層、２６・・・埋め込み層、２７・・・電極取り出し窓
、２８・・・電極、２つ・・・電極。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。第２図（ａ
）は直線光導波路のＡ’−Ａ’間の断面代理人 弁理士
内 原 晋 第１図 第２図
）は直線光導波路のＡ’−Ａ’間の断面代理人 弁理士
内 原 晋 第１図 第２図
Claims (1)
- 直線光導波路に近接してリング型光導波路を備え、前記
直線光導波路と前記リング型光導波路とが接近している
部分が方向性結合器を構成している半導体波長フィルタ
において、前記リング型光導波路部の一部に半導体光増
幅器を具備したことを特徴とする半導体波長フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19964490A JPH0484129A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 半導体波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19964490A JPH0484129A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 半導体波長フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484129A true JPH0484129A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16411282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19964490A Pending JPH0484129A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 半導体波長フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0484129A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703473A1 (fr) * | 1993-03-31 | 1994-10-07 | Cit Alcatel | Filtre optique à résonateur en anneau. |
| EP1306947A1 (en) * | 2001-10-12 | 2003-05-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Planar lightwave circuit type optical amplifier |
| KR100626270B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2006-09-22 | 영 철 정 | 광 대역 파장 가변 결합 링 반사기 레이저 다이오드 |
| JP2013164615A (ja) * | 2013-04-18 | 2013-08-22 | Nec Corp | 光デバイス、光集積デバイス、及びその製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62500339A (ja) * | 1984-10-01 | 1987-02-05 | ポラロイド コ−ポレ−シヨン | 光導波管装置及びそれを用いたレーザ |
| JPS62100706A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光リングフイルタ |
| JPS6476012A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-22 | Nippon Telegraph & Telephone | Periodic type optical filter |
| JPH01178937A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-17 | Nec Corp | 光分波素子 |
| JPH0297914A (ja) * | 1988-10-04 | 1990-04-10 | Canon Inc | 集積型光ノードおよびそれを用いたバス型光情報システム |
| JPH02135323A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光リング共振器 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP19964490A patent/JPH0484129A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| JPS62500339A (ja) * | 1984-10-01 | 1987-02-05 | ポラロイド コ−ポレ−シヨン | 光導波管装置及びそれを用いたレーザ |
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