JPH05210071A - 半導体光フィルタ及びそれを用いた光通信システム - Google Patents
半導体光フィルタ及びそれを用いた光通信システムInfo
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- JPH05210071A JPH05210071A JP2323992A JP2323992A JPH05210071A JP H05210071 A JPH05210071 A JP H05210071A JP 2323992 A JP2323992 A JP 2323992A JP 2323992 A JP2323992 A JP 2323992A JP H05210071 A JPH05210071 A JP H05210071A
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- 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
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- 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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3418—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers using transitions from higher quantum levels
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フィルタの選択波長同調範囲が大きくとれ、フ
ィルタ同調制御が安定して行なえ、制御が容易であり、
素子製造プロセスも簡便である半導体光フィルタであ
る。 【構成】半導体バンドパスフィルタはグレーティングに
よる分布帰還形の半導体レーザ構造を有し、入射された
光のうちグレーティングのピッチにより決まる特定の選
択波長のみを増幅して通過させる。活性層4の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和より小さい。
活性層4の量子井戸の基底準位による単一通過利得が大
きい波長域で、分布帰還が生じるようグレーティングが
形成されている。この時、この波長域がグレーティング
の2次以上の回折で分布帰還するようにグレーティング
ピッチを形成するなどして、この波長域の損失を大きく
する。
ィルタ同調制御が安定して行なえ、制御が容易であり、
素子製造プロセスも簡便である半導体光フィルタであ
る。 【構成】半導体バンドパスフィルタはグレーティングに
よる分布帰還形の半導体レーザ構造を有し、入射された
光のうちグレーティングのピッチにより決まる特定の選
択波長のみを増幅して通過させる。活性層4の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和より小さい。
活性層4の量子井戸の基底準位による単一通過利得が大
きい波長域で、分布帰還が生じるようグレーティングが
形成されている。この時、この波長域がグレーティング
の2次以上の回折で分布帰還するようにグレーティング
ピッチを形成するなどして、この波長域の損失を大きく
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分布帰還型半導体レー
ザ構造の素子内部のキャリア密度の変化で生じるプラズ
マ効果により、共振増幅される光の波長を同調できる半
導体光フィルタおよびその使用方法に関するものであ
る。
ザ構造の素子内部のキャリア密度の変化で生じるプラズ
マ効果により、共振増幅される光の波長を同調できる半
導体光フィルタおよびその使用方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、波長多重化光信号から任意の光信
号を選択して透過させる光分波器として種々なものが提
案され、また、実用化されている。その中でも、将来に
行なわれることが予想される光伝送方式である高密度波
長多重方式あるいは光周波数多重方式に適用可能な光分
波器として、回折格子を用いた分布帰還型構造(DF
B:Distributed Feedback)ある
いは分布反射型構造(DBR:Distributed
Bragg Reflector)の波長可変光フィ
ルタが、 波長分解能の高さ、 選択波長のチューニングが可能であること、 集積化に適していること、 などの点から数多く提案され、特開昭62−2213
号、特開昭62−241387号、特開昭63−133
105号等に開示されている。
号を選択して透過させる光分波器として種々なものが提
案され、また、実用化されている。その中でも、将来に
行なわれることが予想される光伝送方式である高密度波
長多重方式あるいは光周波数多重方式に適用可能な光分
波器として、回折格子を用いた分布帰還型構造(DF
B:Distributed Feedback)ある
いは分布反射型構造(DBR:Distributed
Bragg Reflector)の波長可変光フィ
ルタが、 波長分解能の高さ、 選択波長のチューニングが可能であること、 集積化に適していること、 などの点から数多く提案され、特開昭62−2213
号、特開昭62−241387号、特開昭63−133
105号等に開示されている。
【0003】図5は従来のこの種の波長可変光フィルタ
の一般的な構造を示す概略断面図である。
の一般的な構造を示す概略断面図である。
【0004】導波層52の右側部分には回折格子53が
形成され、左側部分の上部には活性層51が形成されて
いる。各部の上面にはそれぞれキャリアを注入するため
の電極が設けられ、図面左から右に向かって、光利得領
域54、位相制御領域55、分布反射(DBR)領域5
6とされている。選択波長をチューニングすることは、
位相制御領域55とDBR領域56のいずれかもしくは
両方へキャリアを注入することにより行なわれる。これ
はキャリア濃度に依存するプラズマ効果により生じる屈
折率変化を利用するもので、この屈折率変化によって分
布帰還される波長、すなわち、透過する選択波長をチュ
ーニングするものである。
形成され、左側部分の上部には活性層51が形成されて
いる。各部の上面にはそれぞれキャリアを注入するため
の電極が設けられ、図面左から右に向かって、光利得領
域54、位相制御領域55、分布反射(DBR)領域5
6とされている。選択波長をチューニングすることは、
位相制御領域55とDBR領域56のいずれかもしくは
両方へキャリアを注入することにより行なわれる。これ
はキャリア濃度に依存するプラズマ効果により生じる屈
折率変化を利用するもので、この屈折率変化によって分
布帰還される波長、すなわち、透過する選択波長をチュ
ーニングするものである。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】上述した従来の波
長可変光フィルタにおいては、キャリア注入によるプラ
ズマ効果を利用して屈折率変化を生じさせて選択波長を
チューニングしているが、キャリア注入を行なった場合
には、屈折率変化が生じると同時に光利得および自然放
出光強度も変化してしまう。このため、安定な波長選択
性を得ると共に非選択波長とのクロストークを十分抑え
るために、キャリア注入量を限定する必要があり、選択
波長のチューニング範囲も狭く限定されてしまうという
欠点がある。
長可変光フィルタにおいては、キャリア注入によるプラ
ズマ効果を利用して屈折率変化を生じさせて選択波長を
チューニングしているが、キャリア注入を行なった場合
には、屈折率変化が生じると同時に光利得および自然放
出光強度も変化してしまう。このため、安定な波長選択
性を得ると共に非選択波長とのクロストークを十分抑え
るために、キャリア注入量を限定する必要があり、選択
波長のチューニング範囲も狭く限定されてしまうという
欠点がある。
【0006】特に、光利得の変化は、共振型の光増幅を
利用するこの種の半導体光フィルタでは顕著で、図6に
示したように、DBR領域56に流すバイアス電流Ib
により大きく変動する。この変動を補なうように光利得
領域54に流す電流を調節するのであるが、この時、同
時に素子の温度も変動するため素子内部の屈折率も変化
してしまい、調節が複雑なものとなる。よって、この調
節を行う外部電気回路も大きくなってしまうという欠点
を有していた。
利用するこの種の半導体光フィルタでは顕著で、図6に
示したように、DBR領域56に流すバイアス電流Ib
により大きく変動する。この変動を補なうように光利得
領域54に流す電流を調節するのであるが、この時、同
時に素子の温度も変動するため素子内部の屈折率も変化
してしまい、調節が複雑なものとなる。よって、この調
節を行う外部電気回路も大きくなってしまうという欠点
を有していた。
【0007】又、利得領域54において導波層52とは
別の活性層51を用いるため、光のカップリング設計及
び製造プロセスが複雑なものとなるという欠点も有して
いた。
別の活性層51を用いるため、光のカップリング設計及
び製造プロセスが複雑なものとなるという欠点も有して
いた。
【0008】したがって、本発明の目的は、上記の課題
を解決する構成を有する半導体光フィルタおよびそれを
用いた光通信システムを提供することにある。
を解決する構成を有する半導体光フィルタおよびそれを
用いた光通信システムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体バンドパ
スフィルタはグレーティングによる分布帰還形の半導体
レーザ構造を有し、入射された光のうちグレーティング
のピッチにより決まる特定の選択波長のみを増幅して通
過させる半導体光フィルタにおいて、活性層の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和すなわち内部
損失より小さくなるよう形成されている。
スフィルタはグレーティングによる分布帰還形の半導体
レーザ構造を有し、入射された光のうちグレーティング
のピッチにより決まる特定の選択波長のみを増幅して通
過させる半導体光フィルタにおいて、活性層の基底準位
の飽和利得が、フィルタ端面の反射グレーティングの回
折、活性層自体の吸収などによる損失の和すなわち内部
損失より小さくなるよう形成されている。
【0010】活性層の量子井戸の基底準位による単一通
過利得が大きい波長域で、分布帰還が生じるようグレー
ティングを形成するのであるが、この時この波長域がグ
レーティングの2次以上の回折で分布帰還するようにグ
レーティングピッチを形成するなどしてこの波長域の損
失を大きくする。すると、図2のようにキャリアの増加
に伴い、活性層の量子井戸の第2準位に対応する波長域
λbの単一通過利得は大きくなるが、基底準位に対応す
る波長域λaの利得の変化は小さくなる。すなわち、グ
レーティングにより分布帰還が生じる波長域λaの利得
変化を小さく抑えた状態で、キャリア密度を大きく変え
ることができるため、プラズマ効果による屈折率変化に
よって分布帰還波長を大きく変えられる。又、フィルタ
端面に、活性層の第2準位に対応する波長域λbで低反
射となる反射防止膜を形成することで、この波長域での
ファブリペローモードのレーザ発振が抑えられるため、
更に広い範囲でキャリア密度を変えることが可能とな
り、同調可能な波長範囲を広げることが可能となる。
過利得が大きい波長域で、分布帰還が生じるようグレー
ティングを形成するのであるが、この時この波長域がグ
レーティングの2次以上の回折で分布帰還するようにグ
レーティングピッチを形成するなどしてこの波長域の損
失を大きくする。すると、図2のようにキャリアの増加
に伴い、活性層の量子井戸の第2準位に対応する波長域
λbの単一通過利得は大きくなるが、基底準位に対応す
る波長域λaの利得の変化は小さくなる。すなわち、グ
レーティングにより分布帰還が生じる波長域λaの利得
変化を小さく抑えた状態で、キャリア密度を大きく変え
ることができるため、プラズマ効果による屈折率変化に
よって分布帰還波長を大きく変えられる。又、フィルタ
端面に、活性層の第2準位に対応する波長域λbで低反
射となる反射防止膜を形成することで、この波長域での
ファブリペローモードのレーザ発振が抑えられるため、
更に広い範囲でキャリア密度を変えることが可能とな
り、同調可能な波長範囲を広げることが可能となる。
【0011】
【実施例1】図1(a),(b)は本発明の第1の実施
例を示し、図2(a)は、本実施例の半分を示す素子断
面斜視図、(b)は活性層の量子井戸のエネルギー準位
を表わす図である。
例を示し、図2(a)は、本実施例の半分を示す素子断
面斜視図、(b)は活性層の量子井戸のエネルギー準位
を表わす図である。
【0012】同図において、1は基板となるn型のGa
As、2はクラッドとなるn型のAl0.5Ga0.5As
層、3は光ガイド層となるi(intrinsic)型
Al0.2Ga0.8As層、4は単一量子井戸となるGaA
s層で厚さは60Å、5はグレーティングが形成された
光ガイド層でp型のAl0.2Ga0.8Asからなり、該グ
レーティングのピッチは0.245μmで形成されてい
る。更に、6はクラッドとなるp型Al0.5Ga0.5As
層、7はキャップ層となるp型GaAs層で、8はAu
/Cr電極を示し、9はグレーティングに形成された位
相シフト部を示している。また、10,10´は反射防
止膜で、817nm〜821nmで反射率1%以下にな
るように形成されている。
As、2はクラッドとなるn型のAl0.5Ga0.5As
層、3は光ガイド層となるi(intrinsic)型
Al0.2Ga0.8As層、4は単一量子井戸となるGaA
s層で厚さは60Å、5はグレーティングが形成された
光ガイド層でp型のAl0.2Ga0.8Asからなり、該グ
レーティングのピッチは0.245μmで形成されてい
る。更に、6はクラッドとなるp型Al0.5Ga0.5As
層、7はキャップ層となるp型GaAs層で、8はAu
/Cr電極を示し、9はグレーティングに形成された位
相シフト部を示している。また、10,10´は反射防
止膜で、817nm〜821nmで反射率1%以下にな
るように形成されている。
【0013】光の横方向の閉じ込めは、上部クラッド層
6をリッジに掘り込んで行っている。上記構成におい
て、電極8に20mA程度バイアス電流を印加すると、
図2の原理に述べたように、量子井戸4の基底準位の電
子の再結合によるゲインピークは830nm周辺とな
り、第2準位の電子の再結合によるゲインピークは81
9nm周辺となり、ピークのゲインの大きさは同程度と
なる。又、グレーティングの2次の回折波長は830n
mとなり狭帯域の共振アンプとなる。
6をリッジに掘り込んで行っている。上記構成におい
て、電極8に20mA程度バイアス電流を印加すると、
図2の原理に述べたように、量子井戸4の基底準位の電
子の再結合によるゲインピークは830nm周辺とな
り、第2準位の電子の再結合によるゲインピークは81
9nm周辺となり、ピークのゲインの大きさは同程度と
なる。又、グレーティングの2次の回折波長は830n
mとなり狭帯域の共振アンプとなる。
【0014】この時、活性層の単一通過利得は、バイア
ス電流を20mA前後で変化させた時、830nm周辺
で変化が小さく、819nm周辺で大きく変化する。こ
れは電子の密度が上昇すると、フェルミレベルのエネル
ギーの上昇に伴い電子の分布が高エネルギー側へシフト
し、基底準位と比較し、第2エネルギー準位において、
状態密度が大きいことより、分布関数と状態密度の積に
比例する電子の再結合効率も大きくなるためである。す
なわち、低エネルギー側の基底準位電子による再結合の
効率は飽和し、一定となるのに対し、高エネルギー側の
第2エネルギー準位の電子の再結合効率は大きく変動す
るため、低エネルギー側の830nm波長域の単一通過
利得を変化させずに電子の密度を大きく変化させること
ができるようになる。
ス電流を20mA前後で変化させた時、830nm周辺
で変化が小さく、819nm周辺で大きく変化する。こ
れは電子の密度が上昇すると、フェルミレベルのエネル
ギーの上昇に伴い電子の分布が高エネルギー側へシフト
し、基底準位と比較し、第2エネルギー準位において、
状態密度が大きいことより、分布関数と状態密度の積に
比例する電子の再結合効率も大きくなるためである。す
なわち、低エネルギー側の基底準位電子による再結合の
効率は飽和し、一定となるのに対し、高エネルギー側の
第2エネルギー準位の電子の再結合効率は大きく変動す
るため、低エネルギー側の830nm波長域の単一通過
利得を変化させずに電子の密度を大きく変化させること
ができるようになる。
【0015】ここで、高エネルギー側の819nm周辺
の波長で単一通過利得が大きくなりすぎると、この波長
域でファブリペローのレーザ発振が起こり、フィルタ外
部に高出力の余計な光が出てしまう。これを防ぐため、
フィルタ端面に817〜821nmの範囲で反射率が1
%以下となるように反射防止膜10,10´を形成する
ことで、レーザ発振を生じる電流を60mA以上に上昇
させることができる。そこで、830nm周辺の単一通
過利得を変えずに、バイアス電流を30〜60mA変化
させることが可能となり、電子密度の差としてΔN:
1.2×1018が得られ、プラズマ効果による有効屈折
率の差 Δn=γ0λ2/2πn(ΔN/me+ΔP/mh) γ0:電子半径 me,mh:電子とホールの有効質量 n:活性層屈折率 N=P:キャリア密度 は、λ:830nm付近では2×10-3程度となり、活
性層4全体の有効屈折率の変化Δneffは1×10-3程
度となる。
の波長で単一通過利得が大きくなりすぎると、この波長
域でファブリペローのレーザ発振が起こり、フィルタ外
部に高出力の余計な光が出てしまう。これを防ぐため、
フィルタ端面に817〜821nmの範囲で反射率が1
%以下となるように反射防止膜10,10´を形成する
ことで、レーザ発振を生じる電流を60mA以上に上昇
させることができる。そこで、830nm周辺の単一通
過利得を変えずに、バイアス電流を30〜60mA変化
させることが可能となり、電子密度の差としてΔN:
1.2×1018が得られ、プラズマ効果による有効屈折
率の差 Δn=γ0λ2/2πn(ΔN/me+ΔP/mh) γ0:電子半径 me,mh:電子とホールの有効質量 n:活性層屈折率 N=P:キャリア密度 は、λ:830nm付近では2×10-3程度となり、活
性層4全体の有効屈折率の変化Δneffは1×10-3程
度となる。
【0016】よって、グレーティングによる共振波長λ
PはλP=Λneff(Λ:グレーティングピッチ)となる
ため、Δneffによる共振波長の変化ΔλPは、5Åとな
る。実際には、キャリア密度が上昇することでバンドフ
ィリング効果による屈折率変化も加わり、10Å程度共
振波長を制御することが可能となる。
PはλP=Λneff(Λ:グレーティングピッチ)となる
ため、Δneffによる共振波長の変化ΔλPは、5Åとな
る。実際には、キャリア密度が上昇することでバンドフ
ィリング効果による屈折率変化も加わり、10Å程度共
振波長を制御することが可能となる。
【0017】このように、本実施例により、単電極のD
FBレーザ構造で、選択波長が10Å程度同調可能なフ
ィルタが得られた。
FBレーザ構造で、選択波長が10Å程度同調可能なフ
ィルタが得られた。
【0018】
【実施例2】実施例1では活性層に単一量子井戸を形成
して、基底準位の電子の再結合による利得を飽和させ、
注入電流の増減に対し、第2準位の電子の再結合よる利
得が主に変動するように構成した。本実施例ではエネル
ギーギャップの異なる複数の量子井戸を近接して設け、
各々の基底準位の中で最も低い準位の電子の再結合によ
る利得を飽和させたものである。
して、基底準位の電子の再結合による利得を飽和させ、
注入電流の増減に対し、第2準位の電子の再結合よる利
得が主に変動するように構成した。本実施例ではエネル
ギーギャップの異なる複数の量子井戸を近接して設け、
各々の基底準位の中で最も低い準位の電子の再結合によ
る利得を飽和させたものである。
【0019】本実施例の概要を図3に示す。素子の構成
は実施例1と同じで、図1の4で示す活性層だけが図3
(a)のように2つの量子井戸A,Bで構成されている
点が異なる。2つの井戸は、GaAs層、厚さ60Å
(量子井戸A)と、Al0.08Ga0.92As層、厚さ10
0Å(量子井戸B)で、Al0.15Ga0.85As層(厚さ
150Å)25がバリア層として間に形成されている。
は実施例1と同じで、図1の4で示す活性層だけが図3
(a)のように2つの量子井戸A,Bで構成されている
点が異なる。2つの井戸は、GaAs層、厚さ60Å
(量子井戸A)と、Al0.08Ga0.92As層、厚さ10
0Å(量子井戸B)で、Al0.15Ga0.85As層(厚さ
150Å)25がバリア層として間に形成されている。
【0020】上記構成において、電流を注入すると、最
初は量子井戸Aに主に電子が注入され(図3(a),3
1)、基底準位E1の電子による再結合で830nm周
辺にピークを持つ利得が発生する。次に、更に電流を増
やすと、電子は量子井戸Bにも流れ込み(図3(a),
32)、又、量子井戸AからBへ流れ込む(図3
(a),33)電子も増え、量子井戸Bの基底準位E1
´の電子による再結合で800nm周辺にピークを持つ
利得が発生する。
初は量子井戸Aに主に電子が注入され(図3(a),3
1)、基底準位E1の電子による再結合で830nm周
辺にピークを持つ利得が発生する。次に、更に電流を増
やすと、電子は量子井戸Bにも流れ込み(図3(a),
32)、又、量子井戸AからBへ流れ込む(図3
(a),33)電子も増え、量子井戸Bの基底準位E1
´の電子による再結合で800nm周辺にピークを持つ
利得が発生する。
【0021】ここで、素子に形成する2次のグレーティ
ングピッチは実施例1と同じで、830nmで分布帰還
が生じるようになり、又、素子端面に形成される反射防
止膜を798〜802nmで反射率が1%以下となるよ
うにする。こうする事で、実施例1と同様、図3(b)
に示すごとく830nm周辺の利得を変えずに活性層の
キャリア密度を変化させる事が可能となる。実施例1の
場合は、高エネルギー側の利得中心波長が量子井戸によ
り決ってしまうため、低エネルギー側の利得と大きく離
すことはできない。本実施例では、量子井戸を別に形成
する事で高エネルギー側の利得ピーク波長λBを大きく
離す事が可能となり、フィルタリングを行う波長域λA
の信号光と十分離れた波長域λBの利得だけが変動す
る。そのため、受信をする時この波長域を除去するのが
容易になり、又、ビート雑音なども減少させる事ができ
る。
ングピッチは実施例1と同じで、830nmで分布帰還
が生じるようになり、又、素子端面に形成される反射防
止膜を798〜802nmで反射率が1%以下となるよ
うにする。こうする事で、実施例1と同様、図3(b)
に示すごとく830nm周辺の利得を変えずに活性層の
キャリア密度を変化させる事が可能となる。実施例1の
場合は、高エネルギー側の利得中心波長が量子井戸によ
り決ってしまうため、低エネルギー側の利得と大きく離
すことはできない。本実施例では、量子井戸を別に形成
する事で高エネルギー側の利得ピーク波長λBを大きく
離す事が可能となり、フィルタリングを行う波長域λA
の信号光と十分離れた波長域λBの利得だけが変動す
る。そのため、受信をする時この波長域を除去するのが
容易になり、又、ビート雑音なども減少させる事ができ
る。
【0022】
【実施例3】ここで、上記実施例1,2で述べた集積型
波長フィルタを実際に光通信、特に波長分割多重通信
(WDM)に使用したシステムを図4に示す。このシス
テムにおいて、41,42は端局装置、47は光伝送路
である。端局装置41,42は、夫々、送信部と受信部
を持っており、送信部は信号処理部と電気−光変換部を
含む光送信部43,51からなり、受信部は入力光信号
のうち所定の波長のみ選択する光フィルタ45,49と
光−電気変換部と信号処理部を含む光受信部44,50
より構成されている。端局装置41,42において、送
信部と受信部は夫々分岐合流器46,48で接続され、
端局41,42間は光伝送路47で接続されている。
波長フィルタを実際に光通信、特に波長分割多重通信
(WDM)に使用したシステムを図4に示す。このシス
テムにおいて、41,42は端局装置、47は光伝送路
である。端局装置41,42は、夫々、送信部と受信部
を持っており、送信部は信号処理部と電気−光変換部を
含む光送信部43,51からなり、受信部は入力光信号
のうち所定の波長のみ選択する光フィルタ45,49と
光−電気変換部と信号処理部を含む光受信部44,50
より構成されている。端局装置41,42において、送
信部と受信部は夫々分岐合流器46,48で接続され、
端局41,42間は光伝送路47で接続されている。
【0023】図4の構成において、端局装置41の光送
信部43及び端局装置42の光送信部51より出力され
た光信号は、夫々、分岐合流器46,48を通って光伝
送路47に伝送される。次に、伝送された光信号は相手
側の端局装置42,41に入力され、夫々、分岐合流器
48,46を介して、光フィルタ49,45で所定の波
長の信号のみ選択され、光受信部50,44に入力され
る。
信部43及び端局装置42の光送信部51より出力され
た光信号は、夫々、分岐合流器46,48を通って光伝
送路47に伝送される。次に、伝送された光信号は相手
側の端局装置42,41に入力され、夫々、分岐合流器
48,46を介して、光フィルタ49,45で所定の波
長の信号のみ選択され、光受信部50,44に入力され
る。
【0024】図4においては1:1の双方向通信の例を
示したが、端局装置内に複数の送信部と受信部を持つ構
成、又は複数の端局装置を分岐合流器で接続した構成も
可能である。又、同じ端局装置を用い、光伝送路をバス
型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝送路を
リング型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝
送路をスターカプラ型にして夫々の端局装置を接続した
構成についても同様に可能である。
示したが、端局装置内に複数の送信部と受信部を持つ構
成、又は複数の端局装置を分岐合流器で接続した構成も
可能である。又、同じ端局装置を用い、光伝送路をバス
型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝送路を
リング型にして夫々の端局装置を接続した構成や、光伝
送路をスターカプラ型にして夫々の端局装置を接続した
構成についても同様に可能である。
【0025】上記システムにおける光フィルタに、本発
明による半導体光フィルタを用いれば、所定の波長の光
信号だけを増幅し、それ以外の光と比較して出力を大き
くできるため、光受信部での雑音を減少させ、良好な光
通信システムを構成できる。更に、波長同調範囲を広く
とれるため、波長分割多重数を増やすことが可能とな
り、端局数をより多くした光通信システムを構成でき
る。
明による半導体光フィルタを用いれば、所定の波長の光
信号だけを増幅し、それ以外の光と比較して出力を大き
くできるため、光受信部での雑音を減少させ、良好な光
通信システムを構成できる。更に、波長同調範囲を広く
とれるため、波長分割多重数を増やすことが可能とな
り、端局数をより多くした光通信システムを構成でき
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、以
下のごとき効果が得られる。 1.キャリア密度を大きく変化させられるためフィルタ
の選択波長同調範囲を大きくする事が可能となる。 2.フィルタがレーザ発振するしきい値電流が大きくな
るため、フィルタ同調制御が安定して行える。 3.単電極で波長の同調が行えるようになったため、制
御が容易になり、素子製造プロセスも簡便なものとな
る。
下のごとき効果が得られる。 1.キャリア密度を大きく変化させられるためフィルタ
の選択波長同調範囲を大きくする事が可能となる。 2.フィルタがレーザ発振するしきい値電流が大きくな
るため、フィルタ同調制御が安定して行える。 3.単電極で波長の同調が行えるようになったため、制
御が容易になり、素子製造プロセスも簡便なものとな
る。
【図1】(a)は本発明の第1の実施例を説明する素子
の半分を示す断面図であり、(b)は本発明の第1の実
施例を説明する活性層エネルギー準位図。
の半分を示す断面図であり、(b)は本発明の第1の実
施例を説明する活性層エネルギー準位図。
【図2】本発明の原理を説明するゲインスペクトル図。
【図3】(a)は本発明の第2の実施例を説明する活性
層エネルギー準位図であり、(b)は本発明の第2の実
施例を説明するゲインスペクトル図。
層エネルギー準位図であり、(b)は本発明の第2の実
施例を説明するゲインスペクトル図。
【図4】本発明の半導体光フィルタを用いた光通信シス
テムのブロック図。
テムのブロック図。
【図5】従来例を示す図。
【図6】従来例のゲインスペクトル図。
1・・・基板 2,6・・・クラッド層 3・・・光ガイド層 4・・・活性層 5・・・グレーティングが形成された光ガイド層、 7・・・キャップ層 8・・・電極 9・・・位相シフト領域 10,10´・・・反射防止膜 25・・・バリア層 31,32,33・・・電子の流れを示すもの 41,42・・・端局装置 43,51・・・光送信部 44,50・・・光受信部 45,49・・・光フィルタ 46,48・・光分岐合流器 47・・・光伝送路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
Claims (4)
- 【請求項1】分布帰還型レーザ構造を有する分布帰還型
光フィルタにおいて、量子井戸を有する活性層の基底準
位の飽和利得が内部損失よりも小さく、キャリアの増大
を許す基底準位以外のエネルギー準位が存在する事を特
徴とする半導体光フィルタ。 - 【請求項2】前記活性層が分離閉じ込めヘテロ接合型で
単一量子井戸構造からなっており、フィルタ端面に該活
性層の第2準位による発光波長域で低反射となる反射防
止膜が形成されている事を特徴とする請求項1記載の半
導体光フィルタ。 - 【請求項3】前記活性層が、深さ及び幅の異なる複数の
量子井戸で構成され、フィルタ端面には2番目に深い量
子井戸の基底準位による発光波長域で低反射となる反射
防止膜が形成されている事を特徴とする請求項1記載の
半導体光フィルタ。 - 【請求項4】送信部と受信部が分岐合流器で接続された
構成の端局装置が光伝送路で接続された光通信システム
において、受信部に請求項1記載の半導体光フィルタを
備えた事を特徴とする光通信システム。
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---|---|---|---|
JP2323992A JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
US08/002,276 US5440581A (en) | 1992-01-13 | 1993-01-08 | Semiconductor optical filter and an optical communication system using the same |
EP93100328A EP0551863B1 (en) | 1992-01-13 | 1993-01-12 | A semiconductor optical filter and an optical communication system using the same |
DE69311816T DE69311816T2 (de) | 1992-01-13 | 1993-01-12 | Optisches Halbleiterfilter und dessen Verwendung in einem optischen Kommunikationssystem |
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JP2323992A JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2986604B2 JP2986604B2 (ja) | 1999-12-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2323992A Expired - Fee Related JP2986604B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
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EP (1) | EP0551863B1 (ja) |
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US6031860A (en) * | 1996-08-22 | 2000-02-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device capable of switching output intensity of light of predetermined polarized wave, optical transmitter using the device, network using the transmitter, and method of driving optical device |
JPH11243256A (ja) | 1997-12-03 | 1999-09-07 | Canon Inc | 分布帰還形半導体レーザとその駆動方法 |
US6628851B1 (en) | 2000-12-20 | 2003-09-30 | Harris Corporation | MEMS reconfigurable optical grating |
WO2008120179A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | University College Cork - National University Of Ireland, Cork | Laser devices |
CN101399615B (zh) * | 2007-09-26 | 2012-01-25 | 华为技术有限公司 | 半导体光器件以及时钟恢复方法和装置 |
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JPS60145685A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
JPH0666509B2 (ja) * | 1983-12-14 | 1994-08-24 | 株式会社日立製作所 | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
JPS622213A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
JPS62241387A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光周波数フイルタ |
JPH0719928B2 (ja) * | 1986-11-26 | 1995-03-06 | 日本電気株式会社 | 光フイルタ素子 |
GB8703743D0 (en) * | 1987-02-18 | 1987-03-25 | British Telecomm | Semiconductor laser structures |
JP2768940B2 (ja) * | 1987-07-08 | 1998-06-25 | 三菱電機株式会社 | 単一波長発振半導体レーザ装置 |
JP2659199B2 (ja) * | 1987-11-11 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 可変波長フィルタ |
US5020153A (en) * | 1989-02-08 | 1991-05-28 | At&T Bell Laboratories | Tunable narrowband receiver utilizing distributed Bragg reflector laser structure |
EP0409487B1 (en) * | 1989-07-15 | 1999-12-29 | Fujitsu Limited | Tunable laser diode having a distributed feedback structure |
US5124996A (en) * | 1990-03-02 | 1992-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element having a plurality of layers emitting lights of different wavelengths, and its driving method |
EP0507956B1 (en) * | 1990-10-19 | 1996-02-28 | Optical Measurement Technology Development Co. Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
US5117469A (en) * | 1991-02-01 | 1992-05-26 | Bell Communications Research, Inc. | Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well |
US5200969A (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-06 | Xerox Corporation | Switchable multiple wavelength semiconductor laser |
US5214664A (en) * | 1991-10-18 | 1993-05-25 | Xerox Corporation | Multiple wavelength semiconductor laser |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP2323992A patent/JP2986604B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-08 US US08/002,276 patent/US5440581A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-12 DE DE69311816T patent/DE69311816T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-12 EP EP93100328A patent/EP0551863B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US5440581A (en) | 1995-08-08 |
EP0551863B1 (en) | 1997-07-02 |
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DE69311816T2 (de) | 1998-01-29 |
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