JPH0575093A - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
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- JPH0575093A JPH0575093A JP26137191A JP26137191A JPH0575093A JP H0575093 A JPH0575093 A JP H0575093A JP 26137191 A JP26137191 A JP 26137191A JP 26137191 A JP26137191 A JP 26137191A JP H0575093 A JPH0575093 A JP H0575093A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光加入者系における送受信器の小型化をはか
るとともに、量産性に優れ、かつ高性能化を実現可能に
した光集積回路を提供する。 【構成】 光加入者系の送受信器において、半導体基板
１０上に少なくとも光検出機能をもつ半導体発光素子と
して1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１を集積化するか、あるいは
光検出機能をもつ1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１とその検出波
長より長い波長の光を検出する1.5μｍ用ＰＤとを波長
フィルタ付き光導波路４を介して結合して集積化する
か、または互いに異なる波長の光をそれぞれ検出する光
検出機能をもつ1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１，1.5μｍ用ＬＤ
／ＰＤ３を波長フィルタ付き光導波路４を介して結合し
て一体に集積化する。これにより、サイズがコンパクト
になるとともに、素子間の調整がほとんど不必要にな
る。さらに製造工程が簡単化され、大量生産が容易にな
る。
るとともに、量産性に優れ、かつ高性能化を実現可能に
した光集積回路を提供する。 【構成】 光加入者系の送受信器において、半導体基板
１０上に少なくとも光検出機能をもつ半導体発光素子と
して1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１を集積化するか、あるいは
光検出機能をもつ1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１とその検出波
長より長い波長の光を検出する1.5μｍ用ＰＤとを波長
フィルタ付き光導波路４を介して結合して集積化する
か、または互いに異なる波長の光をそれぞれ検出する光
検出機能をもつ1.3μｍ用ＬＤ／ＰＤ１，1.5μｍ用ＬＤ
／ＰＤ３を波長フィルタ付き光導波路４を介して結合し
て一体に集積化する。これにより、サイズがコンパクト
になるとともに、素子間の調整がほとんど不必要にな
る。さらに製造工程が簡単化され、大量生産が容易にな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムにおける
送受信用の光集積回路に関し、特に半導体基板上に少な
くとも１つの送受信機能をもつ半導体光素子を一体に集
積した光集積回路に関するものである。
送受信用の光集積回路に関し、特に半導体基板上に少な
くとも１つの送受信機能をもつ半導体光素子を一体に集
積した光集積回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信における各端末の光増幅器
付き送受信器は、バルク材料を組み合わせたものが大半
であり、また、石英等で形成された導波路と半導体で形
成されたレーザ，光検出器をハンダ等で接続したり、フ
ァイバなどで結合させたりしたものがある。
付き送受信器は、バルク材料を組み合わせたものが大半
であり、また、石英等で形成された導波路と半導体で形
成されたレーザ，光検出器をハンダ等で接続したり、フ
ァイバなどで結合させたりしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ルク材料で構成したもの及び石英導波路で構成したもの
においては、サイズが大きく、調整が煩雑になるととも
に、製造工程が複雑になり、しかも大量生産に不向きな
どの問題点があった。
ルク材料で構成したもの及び石英導波路で構成したもの
においては、サイズが大きく、調整が煩雑になるととも
に、製造工程が複雑になり、しかも大量生産に不向きな
どの問題点があった。
【０００４】本発明は以上の点に鑑み、上記のような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、光加
入者系における送受信器に必要な半導体光素子を１枚の
半導体基板上に集積することにより、小型で量産性に優
れ、しかも高性能化を実現可能にした光集積回路を提供
することにある。
題を解決するためになされたもので、その目的は、光加
入者系における送受信器に必要な半導体光素子を１枚の
半導体基板上に集積することにより、小型で量産性に優
れ、しかも高性能化を実現可能にした光集積回路を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の光集積回路は、半導体基板上に、少なくと
も，所定波長の光を検出する光検出機能を有するととも
に所定波長の光を発光する半導体発光素子を一体に集積
化して構成したものである。また本発明の別の発明に係
る光集積回路は、半導体基板上に、少なくとも，第１の
波長の光を検出する光検出機能を有するとともに第１の
波長の光を発光する第１半導体発光素子と、第１の光よ
りも波長の長い第２の光を検出する半導体光検出素子
と、これら第１半導体発光素子，半導体光検出素子間を
結合させかつその第１半導体発光素子よりの第１の波長
の光を遮断して第２の波長のみを透過させる波長フィル
タ機能付き光導波路を、一体に集積化して構成したもの
である。
め、本発明の光集積回路は、半導体基板上に、少なくと
も，所定波長の光を検出する光検出機能を有するととも
に所定波長の光を発光する半導体発光素子を一体に集積
化して構成したものである。また本発明の別の発明に係
る光集積回路は、半導体基板上に、少なくとも，第１の
波長の光を検出する光検出機能を有するとともに第１の
波長の光を発光する第１半導体発光素子と、第１の光よ
りも波長の長い第２の光を検出する半導体光検出素子
と、これら第１半導体発光素子，半導体光検出素子間を
結合させかつその第１半導体発光素子よりの第１の波長
の光を遮断して第２の波長のみを透過させる波長フィル
タ機能付き光導波路を、一体に集積化して構成したもの
である。
【０００６】さらに本発明の別の発明に係る光集積回路
は、半導体基板上に、少なくとも，第１の波長の光を検
出する光検出機能を有するとともに第１の波長の光を発
光する第１半導体発光素子と、第１の光よりも波長の長
い第２の光を検出する光検出機能を有するとともに第２
の波長の光を発光する第２半導体発光素子と、これら第
１半導体発光素子，第２半導体発光素子間を結合させか
つその第１半導体発光素子よりの第１の波長の光を遮断
して第２の波長のみを透過させる波長フィルタ機能付き
光導波路を、一体に集積化して構成したものである。
は、半導体基板上に、少なくとも，第１の波長の光を検
出する光検出機能を有するとともに第１の波長の光を発
光する第１半導体発光素子と、第１の光よりも波長の長
い第２の光を検出する光検出機能を有するとともに第２
の波長の光を発光する第２半導体発光素子と、これら第
１半導体発光素子，第２半導体発光素子間を結合させか
つその第１半導体発光素子よりの第１の波長の光を遮断
して第２の波長のみを透過させる波長フィルタ機能付き
光導波路を、一体に集積化して構成したものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、光検出機能をもつ半導体発
光素子を半導体基板上に集積化して、これを１波長の送
受信素子として働かせることができる。また本発明の別
の発明においては、光検出機能をもつ半導体発光素子と
その検出波長より長い波長の光を検出する半導体光検出
素子とを波長フィルタ付き光導波路を介して結合して集
積化することにより、これを１波長の送受信素子と１波
長受信専用素子として働かせることができる。
光素子を半導体基板上に集積化して、これを１波長の送
受信素子として働かせることができる。また本発明の別
の発明においては、光検出機能をもつ半導体発光素子と
その検出波長より長い波長の光を検出する半導体光検出
素子とを波長フィルタ付き光導波路を介して結合して集
積化することにより、これを１波長の送受信素子と１波
長受信専用素子として働かせることができる。
【０００８】さらに本発明の別の発明においては、異な
る波長の光をそれぞれ検出する光検出機能をもつ２つの
半導体発光素子を波長フィルタ付き光導波路を介して結
合して集積化することにより、これを２波長の送受信素
子として働かせることができる。
る波長の光をそれぞれ検出する光検出機能をもつ２つの
半導体発光素子を波長フィルタ付き光導波路を介して結
合して集積化することにより、これを２波長の送受信素
子として働かせることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明による光集積回路を光加入者系
用半導体光増幅器付き送受信器に適用したときの第１の
実施例を示す概念図であり、同図(a) はその構成図、同
図(b)は同図(a)の各部における入出力光の伝わる様子並
びにその光の減衰，増幅の様子を示す図である。本実施
例では、第１の波長として１．３μｍ、第２の波長とし
て１．５μｍの場合であり、１．３μｍ帯波長の光によ
る双方向通信，１．５μｍ帯波長の光によるＣＡＴＶ等
の放送及び１．５μｍ帯の送信の場合を例に挙げて説明
する。
用半導体光増幅器付き送受信器に適用したときの第１の
実施例を示す概念図であり、同図(a) はその構成図、同
図(b)は同図(a)の各部における入出力光の伝わる様子並
びにその光の減衰，増幅の様子を示す図である。本実施
例では、第１の波長として１．３μｍ、第２の波長とし
て１．５μｍの場合であり、１．３μｍ帯波長の光によ
る双方向通信，１．５μｍ帯波長の光によるＣＡＴＶ等
の放送及び１．５μｍ帯の送信の場合を例に挙げて説明
する。
【００１０】図１(a) において、１は１．３μｍの光を
検出する光検出機能と１．３μｍの光を発振する発振機
能を持つ１．３μｍ用の半導体レーザ兼光検出器（以
下、ＬＤ／ＰＤと略称する）である。２は１．５μｍ用
進行波型半導体光増幅器（以下、光増幅器と略称す
る）、３は１．５μｍの光を検出する光検出機能と１．
５μｍの光を発振する発振機能を持つ１．５μｍ用の半
導体レーザ兼光検出器（以下、ＬＤ／ＰＤと略称す
る）、４は１．３μｍ，１．５μｍの両方の波長の光を
導波させる１．１μｍ組成の半導体光導波路、５，５ａ
は１．３μｍの光のみを反射する回折格子、６は１．５
μｍ用の反射防止膜、７は１．５μｍで最低の反射率を
有し、１．３μｍにおいてもある程度反射率の低い反射
防止膜である。８は１．５μｍ用回折格子であり、これ
らは後述するように半導体基板上に一体形成して集積化
されている。
検出する光検出機能と１．３μｍの光を発振する発振機
能を持つ１．３μｍ用の半導体レーザ兼光検出器（以
下、ＬＤ／ＰＤと略称する）である。２は１．５μｍ用
進行波型半導体光増幅器（以下、光増幅器と略称す
る）、３は１．５μｍの光を検出する光検出機能と１．
５μｍの光を発振する発振機能を持つ１．５μｍ用の半
導体レーザ兼光検出器（以下、ＬＤ／ＰＤと略称す
る）、４は１．３μｍ，１．５μｍの両方の波長の光を
導波させる１．１μｍ組成の半導体光導波路、５，５ａ
は１．３μｍの光のみを反射する回折格子、６は１．５
μｍ用の反射防止膜、７は１．５μｍで最低の反射率を
有し、１．３μｍにおいてもある程度反射率の低い反射
防止膜である。８は１．５μｍ用回折格子であり、これ
らは後述するように半導体基板上に一体形成して集積化
されている。
【００１１】つぎに本光集積回路の製作法について図１
(a) を参照して述べる。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１０上に
回折格子を干渉露光法及びウェットエッチングにより、
１．３μｍ反射器部分５，５ａに２０３ｎｍピッチで、
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３の反射器部分８には２４０ｎｍ
のピッチで刻む。次にＭＯＶＰＥ法によりノンドープの
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ導波路層４を０．３μ
ｍ成長させ、さらにノンドープＩｎＰエッチングストッ
プ層を成長させる。
(a) を参照して述べる。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１０上に
回折格子を干渉露光法及びウェットエッチングにより、
１．３μｍ反射器部分５，５ａに２０３ｎｍピッチで、
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３の反射器部分８には２４０ｎｍ
のピッチで刻む。次にＭＯＶＰＥ法によりノンドープの
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ導波路層４を０．３μ
ｍ成長させ、さらにノンドープＩｎＰエッチングストッ
プ層を成長させる。
【００１２】その後、１．５μｍ用ＬＰ／ＰＤ３の１．
５μｍ活性層１１（１１2，１１3）を厚さ０．２μｍ成
長させ、その後、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２を０．３μ
ｍ成長させる。後段の１．３μｍ回折格子５の中央から
後ろ半分の上部に、ＲＦスパッタ及びＲＩＥ法によりＳ
ｉＯ2 を２０００Å堆積させ、後段の１．３μｍ回折格
子５の中央から前半分の１．５μｍの活性層及びｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層をエッチングストップ層までピラニアエ
ッチング液でエッチングする。その後１．３μｍ用ＬＤ
／ＰＤ１の１．３μｍ活性層１１（１１1 ）を厚さ０．
２μｍ成長させたうえ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２を
０．３μｍ成長させる。
５μｍ活性層１１（１１2，１１3）を厚さ０．２μｍ成
長させ、その後、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２を０．３μ
ｍ成長させる。後段の１．３μｍ回折格子５の中央から
後ろ半分の上部に、ＲＦスパッタ及びＲＩＥ法によりＳ
ｉＯ2 を２０００Å堆積させ、後段の１．３μｍ回折格
子５の中央から前半分の１．５μｍの活性層及びｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層をエッチングストップ層までピラニアエ
ッチング液でエッチングする。その後１．３μｍ用ＬＤ
／ＰＤ１の１．３μｍ活性層１１（１１1 ）を厚さ０．
２μｍ成長させたうえ、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２を
０．３μｍ成長させる。
【００１３】次に、前記ＳｉＯ2 を弗酸で除去し、全体
の上にｐ−ＩｎＰクラッド層１２（１２1〜１２3）を厚
さ０．７μｍ成長させ、さらにｐ−ＩｎＧａＡｓキャッ
プ層１３（１３1〜１３3）を０．２μｍ成長させる。次
に１．３μｍ用ＬＤ／ＰＤ１，１．５μｍ光増幅器２お
よび１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３部分の上部にＳｉＯ2を
前述の方法で堆積させ、ドライエッチングによりエッチ
ングを行い、その後、ＳＩ−ＩｎＰ層１４で電極分離用
の埋め込みを行う。続いて、横モードを規定するため
に、ストライブ加工した後、ＳＩ−ＩｎＰ層の埋め込み
プロセスを行う。
の上にｐ−ＩｎＰクラッド層１２（１２1〜１２3）を厚
さ０．７μｍ成長させ、さらにｐ−ＩｎＧａＡｓキャッ
プ層１３（１３1〜１３3）を０．２μｍ成長させる。次
に１．３μｍ用ＬＤ／ＰＤ１，１．５μｍ光増幅器２お
よび１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３部分の上部にＳｉＯ2を
前述の方法で堆積させ、ドライエッチングによりエッチ
ングを行い、その後、ＳＩ−ＩｎＰ層１４で電極分離用
の埋め込みを行う。続いて、横モードを規定するため
に、ストライブ加工した後、ＳＩ−ＩｎＰ層の埋め込み
プロセスを行う。
【００１４】このようにして製作された最終の素子の寸
法は、前段の１．３μｍ反射用の回折格子５ａが１００
μｍ、ＬＤ／ＰＤ１の１．３μｍ活性層１１1 が３００
μｍ、後段の１．３μｍ反射用の回折格子５が５００μ
ｍ、１．５μｍ光増幅器３部分が６００μｍ、電気的ア
イソレーション用の光導波路４の長さＬが５０μｍ、
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３部分の長さは３００μｍであ
る。ストライブ幅は、２μｍである。この素子の入射端
面の反射防止膜７の反射率は１．３μｍに対して２％、
１．５μｍに対して０．１％であり、１．５μｍ半導体
ＬＤ／ＰＤ３の後ろの反射防止膜６の反射率は１．５μ
ｍに対して０．１％である。
法は、前段の１．３μｍ反射用の回折格子５ａが１００
μｍ、ＬＤ／ＰＤ１の１．３μｍ活性層１１1 が３００
μｍ、後段の１．３μｍ反射用の回折格子５が５００μ
ｍ、１．５μｍ光増幅器３部分が６００μｍ、電気的ア
イソレーション用の光導波路４の長さＬが５０μｍ、
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３部分の長さは３００μｍであ
る。ストライブ幅は、２μｍである。この素子の入射端
面の反射防止膜７の反射率は１．３μｍに対して２％、
１．５μｍに対して０．１％であり、１．５μｍ半導体
ＬＤ／ＰＤ３の後ろの反射防止膜６の反射率は１．５μ
ｍに対して０．１％である。
【００１５】次に上記実施例の動作原理について図１
(b) を参照して述べる。ここで、局側から送られた１．
３μｍの光ＩＮ1および１．５μｍの信号光ＩＮ2が左側
からファイバを導波して本光集積回路に入射されるもの
とする。しかして１．３μｍの光ＩＮ1 は１．３μｍＬ
Ｄ／ＰＤ１つまり光検出器（ＰＤ）１で吸収される。こ
のとき、その光検出器１前に１．３μｍの光を反射する
回折格子５ａがあるが、その長さは短く反射率は比較的
低いために光検出器１部分まで１．３μｍの光は導波す
る。そしてこの光検出器１で吸収されない光導波路４を
通過した光は、後段の回折格子５で反射され逆方向に導
波し、やはり光検出器１で吸収され、結果として回折格
子５の後段には１．３μｍの光は導波されない。
(b) を参照して述べる。ここで、局側から送られた１．
３μｍの光ＩＮ1および１．５μｍの信号光ＩＮ2が左側
からファイバを導波して本光集積回路に入射されるもの
とする。しかして１．３μｍの光ＩＮ1 は１．３μｍＬ
Ｄ／ＰＤ１つまり光検出器（ＰＤ）１で吸収される。こ
のとき、その光検出器１前に１．３μｍの光を反射する
回折格子５ａがあるが、その長さは短く反射率は比較的
低いために光検出器１部分まで１．３μｍの光は導波す
る。そしてこの光検出器１で吸収されない光導波路４を
通過した光は、後段の回折格子５で反射され逆方向に導
波し、やはり光検出器１で吸収され、結果として回折格
子５の後段には１．３μｍの光は導波されない。
【００１６】一方、１．５μｍの光ＩＮ2 は１．３μｍ
反射用回折格子５，５ａによって反射されることなく、
１．３μｍＬＤ／ＰＤ１内を通過し、１．５μｍ光増幅
器部２まで導波する。この光増幅器２で増幅された光は
１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３つまり光検出器（ＰＤ）３で
検出される。また１．３μｍの光を発振する場合には、
そのＬＤ／ＰＤ１つまり半導体レーザ（ＬＤ）１がその
１．３μｍ活性層１１1 の前後にある１．３μｍ反射用
回折格子５，５ａを反射器とする共振器を有する分布反
射型（ＤＢＲ）半導体レーザとして光を発振し、その出
力光ＯＵＴ1が信号光として送信される。
反射用回折格子５，５ａによって反射されることなく、
１．３μｍＬＤ／ＰＤ１内を通過し、１．５μｍ光増幅
器部２まで導波する。この光増幅器２で増幅された光は
１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３つまり光検出器（ＰＤ）３で
検出される。また１．３μｍの光を発振する場合には、
そのＬＤ／ＰＤ１つまり半導体レーザ（ＬＤ）１がその
１．３μｍ活性層１１1 の前後にある１．３μｍ反射用
回折格子５，５ａを反射器とする共振器を有する分布反
射型（ＤＢＲ）半導体レーザとして光を発振し、その出
力光ＯＵＴ1が信号光として送信される。
【００１７】このとき、ＬＤ／ＰＤ１の１．３μｍ活性
層１１1 の後ろにある回折格子５の長さは、長いため反
射率が高く、１．３μｍの発振光は殆ど回折格子５の後
段に漏れない。たとえ光が回折格子５の後段に漏れたと
しても１．５μｍ光増幅器２の活性層１１2 に吸収さ
れ、１．５μｍ用検出器３には、１．３μｍの光は入ら
ず雑音とはならない。すなわち、後段の回折格子５は
１．３μｍ遮断，１．５μｍ透過の波長フィルタとして
作用し、１．５μｍ光増幅器２の活性層１１2 も、電流
注入時には１．３μｍ遮断，１．５μｍ透過フィルタと
して作用する。
層１１1 の後ろにある回折格子５の長さは、長いため反
射率が高く、１．３μｍの発振光は殆ど回折格子５の後
段に漏れない。たとえ光が回折格子５の後段に漏れたと
しても１．５μｍ光増幅器２の活性層１１2 に吸収さ
れ、１．５μｍ用検出器３には、１．３μｍの光は入ら
ず雑音とはならない。すなわち、後段の回折格子５は
１．３μｍ遮断，１．５μｍ透過の波長フィルタとして
作用し、１．５μｍ光増幅器２の活性層１１2 も、電流
注入時には１．３μｍ遮断，１．５μｍ透過フィルタと
して作用する。
【００１８】また１．５μｍの光を発振させる場合に
は、そのＬＤ／ＰＤ３はその半導体レーザが光導波路４
下にある回折格子８の効果により分布帰還型（ＤＦＢ）
半導体レーザとして光を発振し、その出力光ＯＵＴ2 が
信号光として両側の端面より送信される。
は、そのＬＤ／ＰＤ３はその半導体レーザが光導波路４
下にある回折格子８の効果により分布帰還型（ＤＦＢ）
半導体レーザとして光を発振し、その出力光ＯＵＴ2 が
信号光として両側の端面より送信される。
【００１９】次に上記実施例における光集積回路の特性
について述べる。図２に、１．３μｍ用のＬＤ／ＰＤ１
つまり１．３μｍＬＤを発振させた時の電流−光出力特
性を示す。しきい値１５ｍＡで、電流６０ｍＡで出力１
０ｍＡが得られている。また、サイドモード抑圧比は２
８ｄＢであった。１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３つまり１．
５μｍＬＤも良好な特性であった。
について述べる。図２に、１．３μｍ用のＬＤ／ＰＤ１
つまり１．３μｍＬＤを発振させた時の電流−光出力特
性を示す。しきい値１５ｍＡで、電流６０ｍＡで出力１
０ｍＡが得られている。また、サイドモード抑圧比は２
８ｄＢであった。１．５μｍ用ＬＤ／ＰＤ３つまり１．
５μｍＬＤも良好な特性であった。
【００２０】図３に上記１．３μｍＬＤをＰＤとして用
いた場合の周波数特性を示す。周波数帯域は５．２ＧＨ
zである。また図４に１．５μｍＰＤの周波数特性を示
す。周波数帯域は９．８ＧＨz である。
いた場合の周波数特性を示す。周波数帯域は５．２ＧＨ
zである。また図４に１．５μｍＰＤの周波数特性を示
す。周波数帯域は９．８ＧＨz である。
【００２１】図５に、１．３μｍＬＤを動作させた時及
び動作させない時の１．５μｍＰＤの誤り率測定結果を
示す（特性Ａ，Ｂ）。１．３μｍＬＤを動作させても、
受信感度の劣化は１０-9ＢＥＲで、２．５ｄＢに抑えら
れている。この結果より、１．３μｍの発振光と、１．
５μｍの受信信号光のクロストークは抑制されているこ
とがわかる。また１．５μｍ用光増幅器２を動作させる
と、１．５μｍＰＤの受信感度が１５ｄＢ向上すること
がわかった。
び動作させない時の１．５μｍＰＤの誤り率測定結果を
示す（特性Ａ，Ｂ）。１．３μｍＬＤを動作させても、
受信感度の劣化は１０-9ＢＥＲで、２．５ｄＢに抑えら
れている。この結果より、１．３μｍの発振光と、１．
５μｍの受信信号光のクロストークは抑制されているこ
とがわかる。また１．５μｍ用光増幅器２を動作させる
と、１．５μｍＰＤの受信感度が１５ｄＢ向上すること
がわかった。
【００２２】本実施例では、１．５μｍの光増幅器２の
みを集積しているが、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１の前に
１．５μｍ光増幅器と同様な構造で、活性層のみが１．
３μｍとなっている１．３μｍ用光増幅器を配してもよ
い。また１．３μｍ，１．５μｍの信号光レベルが比較
的大きい場合には、光増幅器をすべて取り除いた光集積
回路でもよい。さらに、１．５μｍ光増幅器２は１．３
μｍ減衰器で置き換えてもよい。
みを集積しているが、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１の前に
１．５μｍ光増幅器と同様な構造で、活性層のみが１．
３μｍとなっている１．３μｍ用光増幅器を配してもよ
い。また１．３μｍ，１．５μｍの信号光レベルが比較
的大きい場合には、光増幅器をすべて取り除いた光集積
回路でもよい。さらに、１．５μｍ光増幅器２は１．３
μｍ減衰器で置き換えてもよい。
【００２３】また、１．３μｍ波長の光を遮断しかつ
１．５μｍ波長の光を透過させる波長フィルタとして、
１．３μｍ活性層１１1 の後段の回折格子５と１．５μ
ｍ光増幅器２の活性層１１2 の間に、１．３μｍと１．
５μｍの間のバンドギャップを有する半導体（例えば
１．４μｍ組成のもの）を配置してもよい。
１．５μｍ波長の光を透過させる波長フィルタとして、
１．３μｍ活性層１１1 の後段の回折格子５と１．５μ
ｍ光増幅器２の活性層１１2 の間に、１．３μｍと１．
５μｍの間のバンドギャップを有する半導体（例えば
１．４μｍ組成のもの）を配置してもよい。
【００２４】図６に本発明の第２の実施例の概念図を示
す。この実施例において上述した第１の実施例と異なる
点は、１．５μｍＬＤ／ＰＤ３の部分の１．５μｍ用の
回折格子８を除去した構造とし、その素子３を１．５μ
ｍの光の受光専用ＰＤとしたことである。また、この
１．５μｍＰＤの代わりに受信感度レベルが高いＡＰＤ
（アバランシェフォトダイオード）を用いてもよい。動
作原理，製作法，基本特性は第１の実施例とほぼ同様な
ので省略する。
す。この実施例において上述した第１の実施例と異なる
点は、１．５μｍＬＤ／ＰＤ３の部分の１．５μｍ用の
回折格子８を除去した構造とし、その素子３を１．５μ
ｍの光の受光専用ＰＤとしたことである。また、この
１．５μｍＰＤの代わりに受信感度レベルが高いＡＰＤ
（アバランシェフォトダイオード）を用いてもよい。動
作原理，製作法，基本特性は第１の実施例とほぼ同様な
ので省略する。
【００２５】なお、第１および第２の実施例において、
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３もしくは１．５μｍＰＤと１．
５μｍ光増幅器２の間で切り離した素子としても良い。
この場合は１．３μｍ送受信素子として働き、１．５μ
ｍの受信（送信）に関してはより高性能な個別素子を外
付けすることが可能である。
１．５μｍＬＤ／ＰＤ３もしくは１．５μｍＰＤと１．
５μｍ光増幅器２の間で切り離した素子としても良い。
この場合は１．３μｍ送受信素子として働き、１．５μ
ｍの受信（送信）に関してはより高性能な個別素子を外
付けすることが可能である。
【００２６】図７に本発明の第３の実施例の概念図を示
す。第１，第２の実施例と異なる点は、光増幅器がない
ことと、１．５μｍ活性層１１３の後ろに１．５μｍ用
の回折格子８が設けられ、また１．３μｍ活性層１１１
の前の１．３μｍ用の回折格子がないことである。すな
わち本実施例では、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１と１．５μ
ｍＬＤ／ＰＤ３とを回折格子５を含む光導波路４を介し
て結合して、１．３，１．５μｍ両波用の送受信素子と
して構成したことである。このとき、１．３μｍＬＤ／
ＰＤ１と１．５μｍＬＤ／ＰＤ３は共にＤＢＲ型レーザ
構造を有している。
す。第１，第２の実施例と異なる点は、光増幅器がない
ことと、１．５μｍ活性層１１３の後ろに１．５μｍ用
の回折格子８が設けられ、また１．３μｍ活性層１１１
の前の１．３μｍ用の回折格子がないことである。すな
わち本実施例では、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１と１．５μ
ｍＬＤ／ＰＤ３とを回折格子５を含む光導波路４を介し
て結合して、１．３，１．５μｍ両波用の送受信素子と
して構成したことである。このとき、１．３μｍＬＤ／
ＰＤ１と１．５μｍＬＤ／ＰＤ３は共にＤＢＲ型レーザ
構造を有している。
【００２７】なお、１．５μｍＬＤ／ＰＤ３はＤＦＢ
型，ＤＢＲ型でも良いが、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１はＤ
ＢＲ型のみである。この理由は、１．３μｍＬＤをＤＦ
Ｂ型にすると１．３μｍ発振光が１．５μｍＬＤ／ＰＤ
３部分へ直接入射してしまうので、１．３μｍ部分，
１．５μｍ部のクロストークが悪くなることによる。
型，ＤＢＲ型でも良いが、１．３μｍＬＤ／ＰＤ１はＤ
ＢＲ型のみである。この理由は、１．３μｍＬＤをＤＦ
Ｂ型にすると１．３μｍ発振光が１．５μｍＬＤ／ＰＤ
３部分へ直接入射してしまうので、１．３μｍ部分，
１．５μｍ部のクロストークが悪くなることによる。
【００２８】図７の実施例構造によると、１．３μｍの
光ＯＵＴ1 を発振させる場合は、そのＬＤ／ＰＤ１が前
面のへき開面と１．３μｍ用回折格子５の間で共振器を
形成し、１．５μｍの光ＯＵＴ2 を発振させる場合は、
そのＬＤ／ＰＤ３が１．５μｍの回折格子８と前面のへ
き開面とで共振器を形成する。本実施例は、光増幅器が
いらない比較的入力信号光レベルが高い場合の１．３μ
ｍ，１．５μｍ双方向通信に適している。製作法，特性
は実施例１とほぼ同様であり省略する。
光ＯＵＴ1 を発振させる場合は、そのＬＤ／ＰＤ１が前
面のへき開面と１．３μｍ用回折格子５の間で共振器を
形成し、１．５μｍの光ＯＵＴ2 を発振させる場合は、
そのＬＤ／ＰＤ３が１．５μｍの回折格子８と前面のへ
き開面とで共振器を形成する。本実施例は、光増幅器が
いらない比較的入力信号光レベルが高い場合の１．３μ
ｍ，１．５μｍ双方向通信に適している。製作法，特性
は実施例１とほぼ同様であり省略する。
【００２９】なお、上述した実施例では光検出機能をも
つ半導体発光素子としてＬＤ／ＰＤを用いる場合につい
て示したが、発光ダイオード（ＬＥＤ）／ＰＤなどでも
よく、幾多の変形が可能である。
つ半導体発光素子としてＬＤ／ＰＤを用いる場合につい
て示したが、発光ダイオード（ＬＥＤ）／ＰＤなどでも
よく、幾多の変形が可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光加
入者系の送受信器において、半導体基板上に少なくとも
光検出機能をもつ半導体発光素子を集積化するか、ある
いは光検出機能をもつ半導体発光素子とその検出波長よ
り長い波長の光を検出する半導体光検出素子とを波長フ
ィルタ付き光導波路を介して結合して集積化するか、ま
たは互いに異なる波長の光をそれぞれ検出する光検出機
能をもつ２つの半導体発光素子を波長フィルタ付き光導
波路を介して結合して集積化することにより、サイズが
コンパクトになるとともに、素子間の調整がほとんど不
必要になる。さらに製造工程が簡単化され、かつ大量生
産が容易になるなどの利点が得られる。その結果、光加
入者に対して高性能の送受信器を安く提供できるという
実用上優れた効果がある。
入者系の送受信器において、半導体基板上に少なくとも
光検出機能をもつ半導体発光素子を集積化するか、ある
いは光検出機能をもつ半導体発光素子とその検出波長よ
り長い波長の光を検出する半導体光検出素子とを波長フ
ィルタ付き光導波路を介して結合して集積化するか、ま
たは互いに異なる波長の光をそれぞれ検出する光検出機
能をもつ２つの半導体発光素子を波長フィルタ付き光導
波路を介して結合して集積化することにより、サイズが
コンパクトになるとともに、素子間の調整がほとんど不
必要になる。さらに製造工程が簡単化され、かつ大量生
産が容易になるなどの利点が得られる。その結果、光加
入者に対して高性能の送受信器を安く提供できるという
実用上優れた効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の概念図である。
【図２】上記実施例における１．３μｍＬＤの電流−光
出力特性図である。
出力特性図である。
【図３】上記実施例における１．３μｍＰＤの周波数特
性図である。
性図である。
【図４】上記実施例における１．５μｍＰＤの周波数特
性図である。
性図である。
【図５】上記実施例における１．５μｍＰＤの受信感度
の特性図である。
の特性図である。
【図６】本発明の第２の実施例の概念図である。
【図７】本発明の第３の実施例の概念図である。
【符号の説明】 １ １．３μｍ用半導体レーザ兼光検出器（ＬＤ／Ｐ
Ｄ） ２ １．５μｍ用光増幅器 ３ １．５μｍ用半導体レーザ兼光検出器（ＬＤ／Ｐ
Ｄ） ４ 半導体光導波器 ５，５ａ １．３μｍ用回折格子 ６ １．６μｍ用反射防止膜 ７ １．３／１．５μｍ用反射防止膜 ８ １．５μｍ用回折格子 １０ 半導体基板 １１1 １．３μｍ活性層 １１2，１１3 １．５μｍ活性層 １２1〜１２3 ｐ−ＩｎＰクラッド層 １３1〜１３3 ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層 １４ 分離用埋込みＳＩ−ＩｎＰ層
Ｄ） ２ １．５μｍ用光増幅器 ３ １．５μｍ用半導体レーザ兼光検出器（ＬＤ／Ｐ
Ｄ） ４ 半導体光導波器 ５，５ａ １．３μｍ用回折格子 ６ １．６μｍ用反射防止膜 ７ １．３／１．５μｍ用反射防止膜 ８ １．５μｍ用回折格子 １０ 半導体基板 １１1 １．３μｍ活性層 １１2，１１3 １．５μｍ活性層 １２1〜１２3 ｐ−ＩｎＰクラッド層 １３1〜１３3 ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層 １４ 分離用埋込みＳＩ−ＩｎＰ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｓ 8426−5Ｋ (72)発明者 吉田 淳一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永沼 充 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板上に、少なくとも，所定波長
の光を検出する光検出機能を有するとともに所定波長の
光を発光する半導体発光素子を一体に集積化して構成し
たことを特徴とする光集積回路。 - 【請求項２】 半導体基板上に、少なくとも，第１の波
長の光を検出する光検出機能を有するとともに第１の波
長の光を発光する第１半導体発光素子と、第１の光より
も波長の長い第２の光を検出する半導体光検出素子と、
これら第１半導体発光素子，半導体光検出素子間を結合
させかつその第１半導体発光素子よりの第１の波長の光
を遮断して第２の波長のみを透過させる波長フィルタ機
能付き光導波路を、一体に集積化して構成したことを特
徴とする光集積回路。 - 【請求項３】 半導体基板上に、少なくとも，第１の波
長の光を検出する光検出機能を有するとともに第１の波
長の光を発光する第１半導体発光素子と、第１の光より
も波長の長い第２の光を検出する光検出機能を有すると
ともに第２の波長の光を発光する第２半導体発光素子
と、これら第１半導体発光素子，第２半導体発光素子間
を結合させかつその第１半導体発光素子よりの第１の波
長の光を遮断して第２の波長のみを透過させる波長フィ
ルタ機能付き光導波路を、一体に集積化して構成したこ
とを特徴とする光集積回路。 - 【請求項４】 請求項２または３において、第１の波長
の光を増幅する第１光増幅器，第２の波長の光を増幅す
る第２光増幅器の両方またはいずれか一方を備えたこと
を特徴とする光集積回路。 - 【請求項５】 請求項３または４において、第１及び第
２半導体発光素子はそれぞれ回折格子をもつ半導体レー
ザからなることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項６】 請求項２〜５のいずれかにおいて、第２
の波長の光のみを透過させる波長フィルタとして第１の
波長の光を吸収し第２の波長の光を透過させるようなバ
ンドギャップを有する半導体光導波路を用いたことを特
徴とする光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26137191A JPH0575093A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26137191A JPH0575093A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575093A true JPH0575093A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17360914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26137191A Pending JPH0575093A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0575093A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2321130A (en) * | 1997-12-23 | 1998-07-15 | Bookham Technology Ltd | An integrated optical transceiver |
| US5827494A (en) * | 1994-08-04 | 1998-10-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Process for producing non-sintered nickel electrode for alkaline battery |
| JPH11503279A (ja) * | 1995-03-31 | 1999-03-23 | ザ ウィタカー コーポレーション | インライン双方向光リンク |
| JP2000138362A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-05-16 | Fujitsu Ltd | 半導体光集積回路装置及びその製造方法 |
| DE10054558A1 (de) * | 2000-10-31 | 2002-05-16 | Univ Stuttgart Inst Fuer Physi | Biegsame Faser, Halbleiterbauelement und textiles Produkt |
| JP2012064921A (ja) * | 2010-08-17 | 2012-03-29 | Anritsu Corp | 半導体発光素子の駆動方法、発光装置、および当該発光装置を用いた光パルス試験器 |
| JP2012084627A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Anritsu Corp | 半導体発光素子およびそれを用いた光パルス試験器 |
| JP2013530542A (ja) * | 2010-06-30 | 2013-07-25 | アルカテル−ルーセント | 光学ネットワークのための反射型半導体光増幅器 |
| JP2015219399A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 日本電信電話株式会社 | 半導体ｍｚ光変調器および半導体ｍｚ光変調器を用いた方法 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP26137191A patent/JPH0575093A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827494A (en) * | 1994-08-04 | 1998-10-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Process for producing non-sintered nickel electrode for alkaline battery |
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| GB2321130A (en) * | 1997-12-23 | 1998-07-15 | Bookham Technology Ltd | An integrated optical transceiver |
| GB2321130B (en) * | 1997-12-23 | 1998-12-23 | Bookham Technology Ltd | An integrated optical transceiver |
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