JPH05152687A - Semiconductor optical amplifier - Google Patents

Semiconductor optical amplifier

Info

Publication number
JPH05152687A
JPH05152687A JP34213491A JP34213491A JPH05152687A JP H05152687 A JPH05152687 A JP H05152687A JP 34213491 A JP34213491 A JP 34213491A JP 34213491 A JP34213491 A JP 34213491A JP H05152687 A JPH05152687 A JP H05152687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical amplifier
active layer
quantum well
layer
well structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP34213491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2995972B2 (en
Inventor
Hiroaki Fujii
宏明 藤井
Yoshiyasu Ueno
芳康 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP34213491A priority Critical patent/JP2995972B2/en
Publication of JPH05152687A publication Critical patent/JPH05152687A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2995972B2 publication Critical patent/JP2995972B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To amplify a TE polarized wave only or a TM polarized wave only by a method wherein a bulk active layer having an ordered state in the orientation [-111] or [1-11] is provided on a (001) semiconductor substrate and an optical waveguide is formed in the orientation [-110] or [1-10] on the substrate. CONSTITUTION:An active layer 100 inserted between clad layers 110 and 120 is provided on a (001) semiconductor substrate 150. This layer 100 is constituted into a bulk quantum well structure having an ordered state in the orientation [-111] or [1-11], a distortionless quantum well structure or a quantum well structure subjected to in-surface compressive distortion. The layer 120 is formed into a mesa type form for forming an optical waveguide and the outside of the mesa of the layer 120 is buried in a current blocking layer 130. The optical wavelength is formed in the orientation [-110] or [1-10]. Moreover, dielectric non-reflection films 180 are respectively provided on an edge of incidence and an edge of emittance for inhibiting oscillations to use as an optical amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、TE偏波光あるいはT
M偏波光を選択的に増幅するフィルタ機能を有する半導
体光アンプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to TE polarized light or T polarized light.
The present invention relates to a semiconductor optical amplifier having a filter function of selectively amplifying M polarized light.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、半導体光アンプは、光通信用の中
継器として盛んに研究されている。その長所として、
1.3μm帯の増幅が可能なこと、低消費電力であるこ
と等があり、加入者系用の光アンプとして期待されてい
る。また、その特性も素子のネットゲインとして20d
B程度が得られている。また、プラスティックファイバ
の低損失帯である0.6μm帯での半導体光アンプに関
しては、0.6μm帯での光通信市場が立ち上がってい
ないこともあって報告されていない。以上述べたよう
に、現状は半導体光アンプの主な用途としては、光通信
の分野に限られているが、今後半導体光アンプの特性が
向上するにつれ、光計測、SHG光源への応用等種々の
用途が開拓されることが見込まれる。
2. Description of the Related Art Currently, semiconductor optical amplifiers are being actively studied as repeaters for optical communication. The advantage is that
It is expected to be used as an optical amplifier for subscribers because it can amplify 1.3 μm band and has low power consumption. Also, the characteristic is 20d as the net gain of the element.
About B is obtained. Further, regarding the semiconductor optical amplifier in the 0.6 μm band, which is the low loss band of the plastic fiber, it has not been reported because the optical communication market in the 0.6 μm band has not been established. As described above, the main applications of semiconductor optical amplifiers are currently limited to the field of optical communication, but as the characteristics of semiconductor optical amplifiers improve in the future, various applications such as optical measurement and SHG light source It is expected that the uses of will be pioneered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状実
現されている半導体光アンプにおいては、偏光特性を積
極的に制御し利用とする試みはなされていない。このた
め、実現されれば多くの需要を生み出すであろう偏光特
性のフィルタ機能、すなわちTE偏波のみ、あるいはT
M偏波のみ増幅する機能については実現されていない。
However, in the currently realized semiconductor optical amplifiers, no attempt has been made to positively control and utilize the polarization characteristics. For this reason, a filter function of polarization characteristics that would generate a large amount of demand if realized, that is, only TE polarization, or T
The function of amplifying only M polarization has not been realized.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成は、
(001)半導体基板上に、[-1 1 1]または[1 -1
1]方向に秩序状態を有するバルク活性層を備えた半導
体光アンプにおいて、光導波路を[-1 1 0]または[1
-1 0]方向に形成したことを特徴とする。また本発明の
第2の構成は、(001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1 -1 1]方向に秩序状態を有する量子井戸構造
活性層を備えた半導体光アンプにおいて、光導波路を
[-1 1 0]または[1 -1 0]方向に形成したことを特徴
とする。また、本発明の第3の構成は、(001)半導
体基板上に、[-1 1 1]または[1 -11]方向に秩序状
態を有する量子井戸構造活性層を備えた半導体光アンプ
において、該量子井戸構造活性層の井戸層は面内圧縮歪
を受けており、かつ光導波路を[-1 1 0]または[1 -1
0]方向に形成したことを特徴とする。また、本発明の
第4の構成は、(001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1 -1 1]方向に秩序状態を有するバルク活性層
を備えた半導体光アンプにおいて、光導波路を[1 1 0
]または[-1 -1 0 ]方向に形成したことを特徴とす
る。また、本発明の第5の構成は、(001)半導体基
板上に、[-1 1 1]または[1 -1 1]方向に秩序状態を
有する量子井戸構造活性層を備えた半導体光アンプにお
いて、該量子井戸構造活性層の井戸層は面内引っ張り歪
を受けており、かつ光導波路を[1 10 ]または[-1 -1
0 ]方向に形成したことを特徴とする。そして最後
に、本発明の第6の構成は、上記第1から第5の構成の
半導体光アンプにおいて、半導体基板面方位が、(00
1)面から15度以内にオフしたことを特徴とする。
The first structure of the present invention is as follows.
On a (001) semiconductor substrate, [-1 1 1] or [1 -1
In a semiconductor optical amplifier including a bulk active layer having an ordered state in the [1] direction, an optical waveguide is [-1 10] or [1
-10] direction. A second structure of the present invention is [-1 11] on a (001) semiconductor substrate.
Alternatively, in a semiconductor optical amplifier including a quantum well structure active layer having an ordered state in the [1 -11] direction, an optical waveguide is formed in the [-1 1 0] or [1 -1 0] direction. To do. The third structure of the present invention is a semiconductor optical amplifier including a quantum well structure active layer having an ordered state in the [-1 11] or [1 -11] direction on a (001) semiconductor substrate, The well layer of the quantum well structure active layer is subjected to in-plane compressive strain, and the optical waveguide is [-1 10] or [1 -1].
[0] direction. In addition, a fourth configuration of the present invention is that [-1 11] on a (001) semiconductor substrate.
Alternatively, in a semiconductor optical amplifier including a bulk active layer having an ordered state in the [1 -11] direction, an optical waveguide is
] Or [-1 -10] direction. The fifth structure of the present invention is a semiconductor optical amplifier including a quantum well structure active layer having an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -1 1] direction on a (001) semiconductor substrate. , The well layer of the quantum well structure active layer is subject to in-plane tensile strain, and the optical waveguide is [1 10] or [-1 -1
[0] direction. Finally, in the sixth configuration of the present invention, in the semiconductor optical amplifiers of the first to fifth configurations, the semiconductor substrate plane orientation is (00
1) It is characterized in that it is turned off within 15 degrees from the surface.

【0005】[0005]

【作用】本発明の半導体光アンプの模式図を図1および
図2に示す。図1はTE偏波のみ選択的に増幅する機能
を有する請求項1,2および3に相当する半導体光アン
プを実現する構造図を、図2はTM偏波のみ選択的に増
幅する機能を有する請求項4および5に相当する半導体
光アンプを実現する構造図を表す。以下、まず図1およ
び図2の説明を行い、その後に特定の偏波だけを選択的
に増幅できるメカニズムについて説明する。図1の半導
体光アンプの構造をまず説明する。(001)半導体基
板150上に、クラッド層110および120で挟み込
まれた活性層100を有している。この活性層100は
請求項1,2および3に示したように、[-1 1 1]また
は[1 -1 1]方向に秩序状態を有するバルク、あるいは
無歪の量子井戸構造、あるいは面内圧縮歪を受けた量子
井戸構造で構成されている。そしてクラッド層120は
光導波路を形成するためにメサ状の形状を成し、電流ブ
ロック層130でメサ外を埋め込まれている。光導波路
は[-1 1 0]または[1 -1 0]方向に形成されている。
さらに、発振を抑制し光アンプとして用いるために入射
端面および出射端面に誘電体無反射膜180を備えてい
る。
A schematic view of the semiconductor optical amplifier of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a structural diagram for realizing a semiconductor optical amplifier corresponding to claims 1, 2 and 3 having a function of selectively amplifying only TE polarized waves, and FIG. 2 has a function of selectively amplifying only TM polarized waves. FIG. 6 shows a structural diagram for realizing a semiconductor optical amplifier corresponding to claims 4 and 5. Hereinafter, FIGS. 1 and 2 will be described first, and then a mechanism capable of selectively amplifying only a specific polarized wave will be described. First, the structure of the semiconductor optical amplifier shown in FIG. 1 will be described. An active layer 100 sandwiched between clad layers 110 and 120 is provided on a (001) semiconductor substrate 150. The active layer 100 has a bulk or unstrained quantum well structure having an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -1 1] direction, or an in-plane structure as described in claims 1, 2 and 3. It is composed of a quantum well structure subjected to compressive strain. The clad layer 120 has a mesa shape for forming an optical waveguide, and the current block layer 130 fills the outside of the mesa. The optical waveguide is formed in the [-1 1 0] or [1 -1 0] direction.
Further, a dielectric non-reflective film 180 is provided on the incident end face and the emitting end face in order to suppress oscillation and use as an optical amplifier.

【0006】次に、図2の半導体光アンプについて説明
する。図1と同様に、(001)半導体基板150上
に、クラッド層110および120で挟み込まれた活性
層100を有している。この活性層100は請求項4お
よび5に示したように、[-1 11]または[1 -1 1]方
向に秩序状態を有するバルク、あるいは面内引っ張り歪
を受けた量子井戸構造で構成されている。そしてクラッ
ド層120は光導波路を形成するためにメサ状の形状を
成し、電流ブロック層130でメサ外を埋め込まれてい
る。光導波路は[1 1 0 ]または[-1 -1 0 ]方向に形
成されている。さらに、発振を抑制し光アンプとして用
いるために入射端面および出射端面に誘電体無反射膜1
80を備えている。
Next, the semiconductor optical amplifier shown in FIG. 2 will be described. Similar to FIG. 1, an active layer 100 sandwiched between clad layers 110 and 120 is provided on a (001) semiconductor substrate 150. As described in claims 4 and 5, the active layer 100 is composed of a bulk having an ordered state in the [-1 11] or [1 -11] direction, or a quantum well structure subjected to in-plane tensile strain. ing. The clad layer 120 has a mesa shape for forming an optical waveguide, and the current block layer 130 fills the outside of the mesa. The optical waveguide is formed in the [1 1 0] or [-1 -1 0] direction. Furthermore, in order to suppress oscillation and use as an optical amplifier, the dielectric non-reflective film 1 is formed on the incident end face and the emitting end face.
Equipped with 80.

【0007】次に、なぜ上記の図1および図2の構造の
半導体光アンプにより特定の偏波だけを選択的に増幅で
きるかについてそのメカニズムを説明する。一般にバル
ク結晶のように異方性を持たない半導体の場合、TM偏
波とTE偏波の利得は等しくTM/TE比は1になるこ
とが知られている。これは半導体に形成される双極子ベ
クトルが等方的であるため、TM偏光の電気ベクトルと
もTE偏光の電気ベクトルとも均等に結合するからであ
る。
Next, the mechanism of why the semiconductor optical amplifier having the structure shown in FIGS. 1 and 2 can selectively amplify only a specific polarized wave will be described. It is generally known that, in the case of a semiconductor having no anisotropy such as a bulk crystal, the gains of TM polarized wave and TE polarized wave are equal and the TM / TE ratio is 1. This is because the dipole vector formed in the semiconductor is isotropic, so that it is uniformly coupled to both the TM polarized electric vector and the TE polarized electric vector.

【0008】しかしながら、AlGaInP系半導体に
おいては、[-1 11]あるいは[1-1 1]方向に秩序状態
を有する自然超格子が形成されることが知られている。
例えば、五明らによってアプライドフィジックスレター
ズ誌に報告されている(A.Gomyo et al., Appl. Phys.
Lett., Vol.50, pp.673 1987)。自然超格子が形成され
た場合、[-1 1 1]あるいは[1 -1 1]方向に秩序状態
を有するため、双極子ベクトルは[1 1 0 ]方向に異方
性を持つ。この結果、[1 1 0 ]成分の電気ベクトルと
の結合が大きくなる。したがって、[-1 1 0]または
[1 -1 0]方向に光導波路を形成した場合(請求項1に
相当)、[1 1 0 ]方向の電気ベクトルを持つTEモー
ドの利得が強くなりTM/TE<1となるのに対し、
[1 1 0 ]または[-1 -1 0 ]方向に光導波路を形成し
た場合(請求項3に相当)、[1 10 ]と直交する方向
の電気ベクトルを持つTEモードの利得は弱くなりTM
/TE>1となる。以上が図1および図2の構造の半導
体光アンプにより特定の偏波だけを選択的に増幅できる
ことの説明である。以上の考えは、マスカレンハスらが
フィジカルレビューレターズ(A.Mascarenhas et al.,
Phys. Rev. Lett., Vol.63, No.19, pp.2108 1989.)に
報告したフォトルミネセンスによる実験、あるいは我々
の光導波路方向を換えたTM/TE比の測定結果からも
支持されている。
However, it is known that a natural superlattice having an ordered state in the [-1 11] or [1-1 1] direction is formed in the AlGaInP semiconductor.
For example, Gomei et al. Reported in Applied Physics Letters (A. Gomyo et al., Appl. Phys.
Lett., Vol.50, pp.673 1987). When a natural superlattice is formed, the dipole vector has anisotropy in the [1 1 0] direction because it has an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -1 1] direction. As a result, the coupling with the electric vector of the [1 1 0] component becomes large. Therefore, when the optical waveguide is formed in the [-1 1 0] or [1 -1 0] direction (corresponding to claim 1), the gain of the TE mode having the electric vector in the [1 1 0] direction becomes strong and TM / TE <1, whereas
When an optical waveguide is formed in the [1 1 0] or [-1 -1 0] direction (corresponding to claim 3), the gain of the TE mode having an electric vector in the direction orthogonal to [1 10] becomes weak and TM
/ TE> 1. The above is the explanation that the semiconductor optical amplifier having the structure of FIGS. 1 and 2 can selectively amplify only a specific polarized wave. The above idea is based on the fact that Mascarenhas et al. (A. Mascarenhas et al.,
Phys. Rev. Lett., Vol.63, No.19, pp.2108 1989.), supported by photoluminescence experiments or our measurement results of TM / TE ratio with different optical waveguide directions. ing.

【0009】また、一般に量子井戸構造(無歪)の導入
により利得の偏波面依存性が現れることが知られてお
り、[-1 1 1]あるいは[1 -1 1]方向に秩序状態を有
する活性層に量子井戸構造を取り入れることによりTE
モードの選択性をさらに高めることが可能である。(請
求項2に相当)
Further, it is generally known that the polarization plane dependence of gain appears by introducing a quantum well structure (no strain), and has an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -1 1] direction. TE by incorporating a quantum well structure in the active layer
It is possible to further enhance the mode selectivity. (Corresponding to claim 2)

【0010】また、最近盛んに研究されている歪の導入
に関しても、量子井戸構造に面内圧縮歪を加えることに
よりTEモードが、面内引っ張り歪を加えることにより
TMモードが強められることが知られている。したがっ
て、同様に[-1 1 1]あるいは[1 -1 1]方向に秩序状
態を有する活性層に、面内圧縮歪を持った量子井戸構造
を加えることにより一層TEモード選択性の高い半導体
光アンプが(請求項3に相当)、[-1 1 1]あるいは
[1 -1 1]方向に秩序状態を有する活性層に、面内引っ
張り歪を持った量子井戸構造を加えることにより、より
一層TMモード選択性の高い半導体光アンプが(請求項
5に相当)実現できる。
Regarding the introduction of strain, which has been actively researched recently, it is known that the TE mode is strengthened by applying in-plane compressive strain to the quantum well structure and the TM mode is strengthened by applying in-plane tensile strain. Has been. Therefore, by adding a quantum well structure with in-plane compressive strain to an active layer that also has an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -1 1] direction, semiconductor light with higher TE mode selectivity can be obtained. By adding a quantum well structure with in-plane tensile strain to an active layer in which the amplifier (corresponding to claim 3) has an ordered state in the [-1 1 1] or [1 -11 1] direction, A semiconductor optical amplifier with high TM mode selectivity (corresponding to claim 5) can be realized.

【0011】なお、最後に以上の説明は(001)半導
体基板上の場合であるが、[-1 1 1]方向または[1 -1
1]方向の秩序状態は基板が(001)から10数度オ
フしている結晶においても形成される。従って、(00
1)面から15度オフ以内のオフ角度を有する半導体基
板上に形成した図1および図2の半導体光アンプに関し
ても同様な偏波特性の選択機能を有する半導体光アンプ
が実現できる。以上が本発明の作用である。
[0011] Finally, the above explanation is for the case of the (001) semiconductor substrate, but in the [-1 1 1] direction or [1 -1] direction.
An ordered state in the 1] direction is also formed in a crystal in which the substrate is off from the (001) surface by a few ten degrees. Therefore, (00
1) A semiconductor optical amplifier having a similar polarization characteristic selecting function can be realized with respect to the semiconductor optical amplifiers of FIGS. 1 and 2 formed on a semiconductor substrate having an off angle within 15 degrees off the plane. The above is the operation of the present invention.

【0012】[0012]

【実施例】以下、具体的な数値例を挙げて本発明の半導
体光アンプの実施例を示す。まず、図1のTE偏波光を
選択的に増幅できる半導体光アンプについて説明する。
用いた半導体基板は、Siドープ(001)GaAs基
板150である。その上に、気相成長熱分解法(以下M
OVPE法と略す。)により順次にN型AlGaInP
クラッド層110、アンドープのGaInPとAlGa
InPの多層構造でなる無歪量子井戸構造活性層10
0、P型AlGaInPクラッド層120を含むダブル
ヘテロ構造を成長する。この時前記量子井戸構造活性層
は[-1 11]方向または[1 -1 1]方向に秩序状態を有
するような結晶成長条件で成長を行う。その後、ウェッ
トエッチングにより光導波路を形成するため、P型Al
GaInPクラッド層120をメサ状に加工する。この
時、光導波路を形成する方向は[-1 1 0]方向または
[1 -1 0]方向とする。そして、2回目のMOVPE成
長によりメサ外をN型GaAs電流ブロック層130で
選択的に埋め込み成長する。そして、3回目のMOVP
E成長により、前面にP型GaAsコンタクト層を成長
する。その後、P・N電極を形成する。そして、バー状
にへきかいし、入射端面および出射端面を形成し、その
上に発振抑制用の誘電体無反射膜180を形成する。誘
電体無反射膜は反射率を可能な限り小さく抑えるために
SiNxを用い、反射率として0.5%以下に抑えた。
その後、バーをチップに切り放して図1の構造の半導体
光アンプは完成する。
EXAMPLES Examples of the semiconductor optical amplifier of the present invention will be shown below by giving concrete numerical examples. First, a semiconductor optical amplifier capable of selectively amplifying the TE polarized light in FIG. 1 will be described.
The semiconductor substrate used is a Si-doped (001) GaAs substrate 150. In addition, vapor phase pyrolysis (hereinafter M
Abbreviated as OVPE method. ) Sequentially with N-type AlGaInP
Cladding layer 110, undoped GaInP and AlGa
Strain-free quantum well structure active layer 10 having a multilayer structure of InP
0, a double heterostructure including a P-type AlGaInP cladding layer 120 is grown. At this time, the quantum well structure active layer is grown under the crystal growth conditions such that the quantum well structure active layer has an ordered state in the [-1 11] direction or the [1 -11] direction. After that, since an optical waveguide is formed by wet etching, P-type Al is used.
The GaInP clad layer 120 is processed into a mesa shape. At this time, the direction of forming the optical waveguide is the [-1 1 0] direction or the [1 -1 0] direction. Then, by the second MOVPE growth, the N-type GaAs current block layer 130 is selectively embedded and grown outside the mesa. And the third MOVP
By E growth, a P-type GaAs contact layer is grown on the front surface. After that, P / N electrodes are formed. Then, it is divided into bars to form an incident end face and an outgoing end face, and a dielectric non-reflective film 180 for suppressing oscillation is formed thereon. The dielectric non-reflective film was made of SiNx in order to keep the reflectance as small as possible, and the reflectance was suppressed to 0.5% or less.
Then, the bar is cut into chips to complete the semiconductor optical amplifier having the structure shown in FIG.

【0013】こうして試作した図1の構造の半導体光ア
ンプの増幅特性を測定したところ、入射光0.69μ
m、5mW以下のとき、TE偏波光に対しては9dB以
上の利得を生じたのに対しTM偏波光に対しては0.5
dB以下であった。これより、本発明の図1の構造の半
導体光アンプによりTE偏波光のみを選択的に増幅でき
ることがわかった。また、活性層の構造をバルク60n
mとした場合、あるいは1.0%の面内圧縮歪を受けた
量子井戸構造とした場合には、それぞれTE偏波光に対
する利得として12dBおよび5dBの利得であるのに
対し、TM偏波光に対してはいずれも0.5dB以下で
あり、こちらも、TE偏波光のみを選択的に増幅できる
ことがわかった。
When the amplification characteristics of the semiconductor optical amplifier having the structure shown in FIG. 1 manufactured in this way was measured, the incident light was 0.69 μm.
When m and 5 mW or less, a gain of 9 dB or more was generated for TE polarized light, whereas it was 0.5 for TM polarized light.
It was below dB. From this, it was found that only the TE polarized light can be selectively amplified by the semiconductor optical amplifier having the structure of FIG. 1 of the present invention. In addition, the structure of the active layer is bulk 60n.
When m is set, or when the quantum well structure is subjected to 1.0% in-plane compression strain, the gains for the TE polarized light are 12 dB and 5 dB, respectively. In each case, it was 0.5 dB or less, and it was found that only TE polarized light can be selectively amplified.

【0014】次に図2のTM偏波光を選択的に増幅でき
る構造の半導体光アンプについて説明する。図2の半導
体光アンプの製造方法は基本的に図1の半導体光アンプ
と同一である。図2において図1と異なるのは、光導波
路を形成する方向を[1 1 0]方向または[-1 -1 0 ]
方向にしていることである。また、図2においては活性
層はバルク60nmあるいは1.0%面内引っ張り歪を
受けた量子井戸構造とした。この素子を測定したとこ
ろ、入射光0.69μm、5mW以下のとき、TM偏波
光に対してはそれぞれ3dBおよび7dBの利得が得ら
れたのに対し、TE偏波光に対しては0.5dB以下に
抑えられた。これより図2の半導体光アンプによりTM
偏波光を選択的に増幅できることがわかった。なお、図
1の半導体光アンプでのTE偏波光の利得に比べ、図2
の半導体光アンプでのTM偏波光の利得が小さいのは、
入射端面および出射端面の反射率が完全には0になって
いないためであると考えられる。以上が本発明の実施例
である。
Next, a semiconductor optical amplifier having a structure capable of selectively amplifying the TM polarized light of FIG. 2 will be described. The method of manufacturing the semiconductor optical amplifier of FIG. 2 is basically the same as that of the semiconductor optical amplifier of FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the direction in which the optical waveguide is formed is [1 10] direction or [-1 -1 0] direction.
That is the direction. Further, in FIG. 2, the active layer has a quantum well structure having a bulk 60 nm or 1.0% in-plane tensile strain. When this element was measured, when the incident light was 0.69 μm and 5 mW or less, gains of 3 dB and 7 dB were obtained for the TM polarized light, while 0.5 dB or less for the TE polarized light. Was suppressed to. From this, the semiconductor optical amplifier of FIG.
It was found that polarized light can be selectively amplified. It should be noted that compared with the gain of TE polarized light in the semiconductor optical amplifier of FIG.
The small gain of TM polarized light in the semiconductor optical amplifier of
It is considered that this is because the reflectances of the entrance end face and the exit end face are not completely zero. The above is the embodiment of the present invention.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
図1の半導体光アンプの如く、TEモードだけを選択的
に増幅することもできるし、また図2の半導体光アンプ
の如くTMモードだけを選択的に増幅することもでき
る。
As described above, according to the present invention,
As in the semiconductor optical amplifier shown in FIG. 1, only the TE mode can be selectively amplified, and as in the semiconductor optical amplifier shown in FIG. 2, only the TM mode can be selectively amplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】TEモードを選択的に増幅する本発明の一実施
例の半導体光アンプの模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor optical amplifier of one embodiment of the present invention that selectively amplifies a TE mode.

【図2】TMモードを選択的に増幅する本発明の他の実
施例の半導体光アンプの模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a semiconductor optical amplifier of another embodiment of the present invention that selectively amplifies TM mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 活性層 110,120 クラッド層 130 電流ブロック層 140 キャップ層 150 半導体基板 160,170 電極 180 誘電体無反射膜 190 光導波路 200 入射光 210 出射光 100 Active layer 110, 120 Clad layer 130 Current blocking layer 140 Cap layer 150 Semiconductor substrate 160, 170 Electrode 180 Dielectric reflection-free film 190 Optical waveguide 200 Incident light 210 Emitted light

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1-1 1]方向に秩序状態を有するバルク活性層
を備え、光導波路を[-11 0]または[1 -10]方向に形
成したことを特徴とする半導体光アンプ。
1. [-1 11] on a (001) semiconductor substrate
Alternatively, a semiconductor optical amplifier including a bulk active layer having an ordered state in the [1-1 1] direction and forming an optical waveguide in the [-11 0] or [1 -10] direction.
【請求項2】 (001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1-1 1]方向に秩序状態を有する量子井戸構造
活性層を備え、光導波路を[-1 1 0]または[1 -1 0]
方向に形成したことを特徴とする半導体光アンプ。
2. [-1 11] on a (001) semiconductor substrate
Alternatively, the optical waveguide is provided with [-1 1 0] or [1 -1 0] by providing a quantum well structure active layer having an ordered state in the [1-1 1] direction.
A semiconductor optical amplifier characterized by being formed in a direction.
【請求項3】 (001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1-1 1]方向に秩序状態を有する量子井戸構造
活性層を備え、該量子井戸構造活性層の井戸層は面内圧
縮歪を受けており、かつ光導波路を[-1 1 0]または
[1 -1 0]方向に形成したことを特徴とする半導体光ア
ンプ。
3. [-1 1 1] on a (001) semiconductor substrate
Alternatively, the quantum well structure active layer having an ordered state in the [1-1 1] direction is provided, the well layer of the quantum well structure active layer is subjected to in-plane compressive strain, and the optical waveguide is [-1 10] Alternatively, the semiconductor optical amplifier is formed in the [1 -10] direction.
【請求項4】 (001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1-1 1]方向に秩序状態を有するバルク活性層
を備え、光導波路を[1 1 0 ]または[-1 -1 0 ]方向
に形成したことを特徴とする半導体光アンプ。
4. A (001) semiconductor substrate on which [-1 1 1]
Alternatively, a semiconductor optical amplifier comprising a bulk active layer having an ordered state in the [1-1 1] direction and forming an optical waveguide in the [1 1 0] or [-1 -1 0] direction.
【請求項5】 (001)半導体基板上に、[-1 1 1]
または[1-1 1]方向に秩序状態を有する量子井戸構造
活性層を備え、該量子井戸構造活性層の井戸層は面内引
っ張り歪を受けており、かつ光導波路を[1 1 0 ]また
は[-1 -1 0]方向に形成したことを特徴とする半導体
光アンプ。
5. A [-1 1 1] on a (001) semiconductor substrate.
Alternatively, a quantum well structure active layer having an ordered state in the [1-1 1] direction is provided, the well layer of the quantum well structure active layer is subjected to in-plane tensile strain, and the optical waveguide is [1 1 0] or A semiconductor optical amplifier characterized by being formed in the [-1 -10] direction.
【請求項6】 半導体基板面方位が、(001)面から
15度以内のオフ角度を有する半導体基板上に形成した
ことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5に記載の
半導体光アンプ。
6. The semiconductor according to claim 1, wherein the semiconductor substrate plane orientation is formed on a semiconductor substrate having an off angle within 15 degrees from the (001) plane. Optical amplifier.
JP34213491A 1991-11-29 1991-11-29 Semiconductor optical amplifier Expired - Lifetime JP2995972B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34213491A JP2995972B2 (en) 1991-11-29 1991-11-29 Semiconductor optical amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34213491A JP2995972B2 (en) 1991-11-29 1991-11-29 Semiconductor optical amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05152687A true JPH05152687A (en) 1993-06-18
JP2995972B2 JP2995972B2 (en) 1999-12-27

Family

ID=18351395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34213491A Expired - Lifetime JP2995972B2 (en) 1991-11-29 1991-11-29 Semiconductor optical amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2995972B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09307190A (en) * 1996-05-15 1997-11-28 Fuji Photo Film Co Ltd Aluminum-indium-gallium-nitrogen based semiconductor luminous element and semiconductor luminous device
US6104850A (en) * 1997-07-08 2000-08-15 Nec Corporation Semiconductor polarization mode converter having a diffraction grating
JP2013105958A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Fujitsu Ltd Optical semiconductor device and manufacturing method of the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09307190A (en) * 1996-05-15 1997-11-28 Fuji Photo Film Co Ltd Aluminum-indium-gallium-nitrogen based semiconductor luminous element and semiconductor luminous device
US6104850A (en) * 1997-07-08 2000-08-15 Nec Corporation Semiconductor polarization mode converter having a diffraction grating
JP2013105958A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Fujitsu Ltd Optical semiconductor device and manufacturing method of the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2995972B2 (en) 1999-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004111710A (en) Quantum optical semiconductor device
JP4922036B2 (en) Quantum dot semiconductor device
WO2007094063A1 (en) Semiconductor light amplifier
JP2001053392A (en) Polarization-independent type semiconductor optical amplifier
JP3306892B2 (en) Semiconductor optical integrated device and method of manufacturing the same
US6545801B2 (en) Semiconductor optical amplifier performing polarization-independent operation
US20090315019A1 (en) Optical device having a quantum-dot structure
JP2001060739A (en) Surface emission laser
JPH05152687A (en) Semiconductor optical amplifier
Kim et al. Spot-size converter integrated polarization insensitive semiconductor optical amplifiers
JP3230576B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2011243891A (en) Quantum dot semiconductor optical amplifier
Hasegawa et al. Design and fabrication of semiconductor optical amplifier with low noise figure
JP2003204121A (en) Optical semiconductor device and its manufacturing method
US20040196540A1 (en) Semiconductor optical amplifiers
JP2636754B2 (en) Semiconductor laser optical amplifier
JPH0831656B2 (en) Optical amplifier
JPH08316583A (en) Semiconductor optical element
JP3003690B1 (en) Surface type optical amplifier and optical communication system using the same
JPH0864904A (en) Semiconductor laser type light amplifier device
JP3211838B2 (en) Semiconductor laser type optical amplifier
JP2903017B1 (en) Optical amplifier
Ma et al. 1.55 µm spot-size converter integrated polarization-insensitive quantum-well semiconductor optical amplifier with tensile-strained barriers
JP2001119100A (en) Surface-emitting semiconductor laser
Suzuki et al. High-gain, high-power 1.3 mu m compressive strained MQW optical amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990928