JPH0582887A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JPH0582887A JPH0582887A JP24002991A JP24002991A JPH0582887A JP H0582887 A JPH0582887 A JP H0582887A JP 24002991 A JP24002991 A JP 24002991A JP 24002991 A JP24002991 A JP 24002991A JP H0582887 A JPH0582887 A JP H0582887A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】波長可変領域を有する光半導体装置に関し、波
長可変範囲を狭めずに出力光強度を大きくすることを目
的とする。 【構成】光波長可変領域１２のある光半導体装置におい
て、波長可変領域１２内の導波路層５ａのバンドギャッ
プ波長を、他の領域の導波路層５ｂのバンドギャップ波
長よりも長くしたことを含み構成する。
長可変範囲を狭めずに出力光強度を大きくすることを目
的とする。 【構成】光波長可変領域１２のある光半導体装置におい
て、波長可変領域１２内の導波路層５ａのバンドギャッ
プ波長を、他の領域の導波路層５ｂのバンドギャップ波
長よりも長くしたことを含み構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体装置に関し、
より詳しくは、波長可変領域を有する光半導体装置に関
する。
より詳しくは、波長可変領域を有する光半導体装置に関
する。
【０００２】波長多重通信システム等を構築する際、波
長の違いを利用した通信方式や通信処理方法が考えられ
るようになり、波長に着目した光機能素子が求められる
ようになった。その光機能素子の中でも波長変換レーザ
は、重畳された時間軸上の情報を持ったまま、光の波長
λのみを変化させることができる素子として重要であ
る。
長の違いを利用した通信方式や通信処理方法が考えられ
るようになり、波長に着目した光機能素子が求められる
ようになった。その光機能素子の中でも波長変換レーザ
は、重畳された時間軸上の情報を持ったまま、光の波長
λのみを変化させることができる素子として重要であ
る。
【０００３】
【従来の技術】光半導体装置として、図４に示すよう
に、同一基板上の共振器軸方向に双安定半導体レーザで
ある活性領域４０と位相調整領域４１と波長可変領域４
２を設けたものが提案されている。
に、同一基板上の共振器軸方向に双安定半導体レーザで
ある活性領域４０と位相調整領域４１と波長可変領域４
２を設けたものが提案されている。
【０００４】この装置は、ｎ型InP 基板４４の上に積層
されるｎ型InP クラッド層４９及びｎ型InP 層４５と、
波長可変領域４２にあるｎ型InP 層４５の上面に形成さ
れる回折格子４６と、ｎ型InP 層４５の上に積層された
単一組成のｎ型InGaAsP 導波路層４７と、活性領域４０
にある導波路層４７の上に設けられたInGaAsP 活性層４
８と、導波路層４７及び活性層４８の上に積層されたｐ
型InP クラッド層５０とを有するものである。
されるｎ型InP クラッド層４９及びｎ型InP 層４５と、
波長可変領域４２にあるｎ型InP 層４５の上面に形成さ
れる回折格子４６と、ｎ型InP 層４５の上に積層された
単一組成のｎ型InGaAsP 導波路層４７と、活性領域４０
にある導波路層４７の上に設けられたInGaAsP 活性層４
８と、導波路層４７及び活性層４８の上に積層されたｐ
型InP クラッド層５０とを有するものである。
【０００５】そして、ｎ型InP 基板４４の下面にはｎ電
極４３が形成され、また、活性層４８上のクラッド層５
０にはタンデム型の第一のｐ側電極５１が形成され、こ
のｐ側電極５１を通して電流を注入し、その活性領域４
０で光の利得を得るようにしている。
極４３が形成され、また、活性層４８上のクラッド層５
０にはタンデム型の第一のｐ側電極５１が形成され、こ
のｐ側電極５１を通して電流を注入し、その活性領域４
０で光の利得を得るようにしている。
【０００６】また、活性層４８と回折格子４６の間にあ
る位相調整領域４１のクラッド層４７の上には第二のｐ
側電極５２が形成され、このｐ側電極５２の電流注入量
を変えることによって導波路層４７の光の位相を調整す
るように構成されている。
る位相調整領域４１のクラッド層４７の上には第二のｐ
側電極５２が形成され、このｐ側電極５２の電流注入量
を変えることによって導波路層４７の光の位相を調整す
るように構成されている。
【０００７】さらに、回折格子４６を有する波長可変領
域４２にある第三のｐ側電極５３に流す電流注入量を調
整することにより、導波路層４７内の光の波長を変える
ように構成されている。
域４２にある第三のｐ側電極５３に流す電流注入量を調
整することにより、導波路層４７内の光の波長を変える
ように構成されている。
【０００８】ところで、波長可変領域４２の可変波長範
囲を広くするために、導波路層４７をバンドギャップ波
長λｇの長い材料により形成して屈折率の変化量を大き
くしている。
囲を広くするために、導波路層４７をバンドギャップ波
長λｇの長い材料により形成して屈折率の変化量を大き
くしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バンドギャッ
プ波長λｇが長い材料は、同時に光吸収量も大きくなる
という性質があるため、可変波長範囲を広げると結果的
に出力光が小さくなってしまう。
プ波長λｇが長い材料は、同時に光吸収量も大きくなる
という性質があるため、可変波長範囲を広げると結果的
に出力光が小さくなってしまう。
【００１０】このため、可変波長範囲を広げる場合には
出力光強度を犠牲にしなければならないといった問題が
ある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので
あって、波長可変範囲を狭めずに出力光強度を大きくで
きる光半導体装置を提供することを目的とする。
出力光強度を犠牲にしなければならないといった問題が
ある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので
あって、波長可変範囲を狭めずに出力光強度を大きくで
きる光半導体装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、波長可変領域１２のある光半導体装置
において、波長可変領域１２内の導波路層５ａのバンド
ギャップ波長を、他の領域の導波路層５ｂのバンドギャ
ップ波長よりも相対的に長くしたことを特徴とする光半
導体装置によって達成する。
例示するように、波長可変領域１２のある光半導体装置
において、波長可変領域１２内の導波路層５ａのバンド
ギャップ波長を、他の領域の導波路層５ｂのバンドギャ
ップ波長よりも相対的に長くしたことを特徴とする光半
導体装置によって達成する。
【００１２】
【作 用】本発明によれば、波長可変領域にある光導波
路層５ａのバンドギャップ波長を他の領域の光導波路の
光導波路層５ｂよりも相対的に長くしている。
路層５ａのバンドギャップ波長を他の領域の光導波路の
光導波路層５ｂよりも相対的に長くしている。
【００１３】このため、導波路層５ａ，ｂ全体からみれ
ば光吸収量は小さくなり、波長可変範囲を狭めることな
く出力光強度の低減を大幅に抑えられる。
ば光吸収量は小さくなり、波長可変範囲を狭めることな
く出力光強度の低減を大幅に抑えられる。
【００１４】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例装置の共振器長方向の断面
図である。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例装置の共振器長方向の断面
図である。
【００１５】図において符号１は、ｎ型InP 基板で、こ
のｎ型InP基板１上には共振器軸方向に帯状の突起を有
するｎ型InP クラッド層７、ｎ型InP 層３が形成され、
ｎ型InP 層３の上面の一端寄りの領域には回折格子４が
干渉露光法により形成されている。
のｎ型InP基板１上には共振器軸方向に帯状の突起を有
するｎ型InP クラッド層７、ｎ型InP 層３が形成され、
ｎ型InP 層３の上面の一端寄りの領域には回折格子４が
干渉露光法により形成されている。
【００１６】また、ｎ型InP 層３のうち回折格子４の上
には、バンドギャップλｇが１．４μｍの組成材料より
なる第一の光導波路層５ａが形成され、また、その他の
領域の上にはバンドギャップλｇが波長１．３μｍの組
成材料よりなる第二の光導波路層５ｂが積層されてい
る。
には、バンドギャップλｇが１．４μｍの組成材料より
なる第一の光導波路層５ａが形成され、また、その他の
領域の上にはバンドギャップλｇが波長１．３μｍの組
成材料よりなる第二の光導波路層５ｂが積層されてい
る。
【００１７】この場合、組成の違う２つの光導波路層５
ａ，ｂを形成する手段としては、一方の光導波路層５ａ
をパターニングしてその上をSiO2によって覆い、そのSi
O2をマスクにして他方の光導波路層５ｂを液層エピタキ
シャル成長法により選択成長する方法等がある。これら
の光導波路層５ａ，ｂは例えばInGaAsP の組成を変えて
構成される。
ａ，ｂを形成する手段としては、一方の光導波路層５ａ
をパターニングしてその上をSiO2によって覆い、そのSi
O2をマスクにして他方の光導波路層５ｂを液層エピタキ
シャル成長法により選択成長する方法等がある。これら
の光導波路層５ａ，ｂは例えばInGaAsP の組成を変えて
構成される。
【００１８】６は、第二の光導波路層５ｂの上であって
回折格子４から他端側に間隔をおいて形成されたInGaAs
P 活性層で、バンドギャップ波長１．５５μｍの材料に
より形成されている。そして、この活性層６とその他の
光導波路層５ａ，ｂの上にはｐ型InP クラッド層８が形
成されている。
回折格子４から他端側に間隔をおいて形成されたInGaAs
P 活性層で、バンドギャップ波長１．５５μｍの材料に
より形成されている。そして、この活性層６とその他の
光導波路層５ａ，ｂの上にはｐ型InP クラッド層８が形
成されている。
【００１９】クラッド層８の上面のうち活性層６の上に
はタンデム型の第一のｐ側電極９ａが形成され、このｐ
側電極９ａを含むその下の半導体層等が活性領域１１と
なっている。また、回折格子４の上方には第二のｐ側電
極９ｂが形成され、このｐ側電極９ｂとその下の半導体
層等にが波長可変領域１２となっている。さらに、活性
層６と回折格子４の間の上方には第三のｐ側電極９ｃが
形成され、このｐ側電極９ｃの範囲が位相調整領域１３
となっている。
はタンデム型の第一のｐ側電極９ａが形成され、このｐ
側電極９ａを含むその下の半導体層等が活性領域１１と
なっている。また、回折格子４の上方には第二のｐ側電
極９ｂが形成され、このｐ側電極９ｂとその下の半導体
層等にが波長可変領域１２となっている。さらに、活性
層６と回折格子４の間の上方には第三のｐ側電極９ｃが
形成され、このｐ側電極９ｃの範囲が位相調整領域１３
となっている。
【００２０】なお、図中符号２は、InP 基板１の下面に
形成されたｎ側電極２である。次に、上記した実施例の
作用について説明する。上述した実施例において、活性
領域１１のタンデム型のｐ側電極９ａへ注入する電流
を、閾値よりも僅かに小さな値に設定し、活性層６の端
部に光を入射すると、活性領域１１で光が増幅されて光
導波路層５ａ，５ｂに沿った共振器内を往復する。
形成されたｎ側電極２である。次に、上記した実施例の
作用について説明する。上述した実施例において、活性
領域１１のタンデム型のｐ側電極９ａへ注入する電流
を、閾値よりも僅かに小さな値に設定し、活性層６の端
部に光を入射すると、活性領域１１で光が増幅されて光
導波路層５ａ，５ｂに沿った共振器内を往復する。
【００２１】この場合、位相調整領域１３のｐ側電極９
ｃに注入された電流によって屈折率が変化し、位相が調
整される。また、活性領域１１及び位相調整領域１３に
おいては、光導波路層５ｂのバンドギャップ波長は１．
３μｍと短いために光の吸収量は少なく、これによる光
の吸収の程度は小さい。しかもそれらの領域１１，１３
では、導波路層５ｂによる波長可変範囲の拡張は考慮さ
れないので特に問題はない。
ｃに注入された電流によって屈折率が変化し、位相が調
整される。また、活性領域１１及び位相調整領域１３に
おいては、光導波路層５ｂのバンドギャップ波長は１．
３μｍと短いために光の吸収量は少なく、これによる光
の吸収の程度は小さい。しかもそれらの領域１１，１３
では、導波路層５ｂによる波長可変範囲の拡張は考慮さ
れないので特に問題はない。
【００２２】一方、波長可変領域１２のｐ側電極９ｂに
注入する電流量を変えると、屈折率が変化して回折格子
４の凹凸のピッチが等価的に変わり、波長が変化する。
この波長可変領域１２では、導波路層５ａの組成波長は
１．４μｍと長いために、屈折率の変化量が大きく、可
変波長範囲が広くなっている。この導波路層５ａによれ
ば光の吸収は大きく出力強度を犠牲にしているが、その
範囲は波長可変領域に限定されるために、その吸収量は
全体からみて大幅に低減されている。
注入する電流量を変えると、屈折率が変化して回折格子
４の凹凸のピッチが等価的に変わり、波長が変化する。
この波長可変領域１２では、導波路層５ａの組成波長は
１．４μｍと長いために、屈折率の変化量が大きく、可
変波長範囲が広くなっている。この導波路層５ａによれ
ば光の吸収は大きく出力強度を犠牲にしているが、その
範囲は波長可変領域に限定されるために、その吸収量は
全体からみて大幅に低減されている。
【００２３】なお、図に示していないが、上記したｎ型
InP 層３から上のクラッド層までの帯状の層の両側には
InP 埋込み層が形成されている。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第２実施例装置を示す断面図で、図１
と同一符号は同一要素を示している。
InP 層３から上のクラッド層までの帯状の層の両側には
InP 埋込み層が形成されている。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第２実施例装置を示す断面図で、図１
と同一符号は同一要素を示している。
【００２４】図２に示すｎ型InP 層３の上面において、
波長可変領域２２の回折格子４の上にはバンドギャップ
波長１．４μｍの第一の光導波路層１４が形成され、ま
た、位相調整領域１３にはバンドギャップ波長１．３μ
ｍの第二の光導波路層１５が第一の光導波路層１４に連
続的に接続されている。さらに、活性領域１１において
は、第二の光導波路層１５の端部に繋がる活性層１６が
バンドギャップ波長１．５５μｍの材料により形成され
ている。
波長可変領域２２の回折格子４の上にはバンドギャップ
波長１．４μｍの第一の光導波路層１４が形成され、ま
た、位相調整領域１３にはバンドギャップ波長１．３μ
ｍの第二の光導波路層１５が第一の光導波路層１４に連
続的に接続されている。さらに、活性領域１１において
は、第二の光導波路層１５の端部に繋がる活性層１６が
バンドギャップ波長１．５５μｍの材料により形成され
ている。
【００２５】そして、同一面上の導波路層１４，１５と
活性層１６の上には、ｐ型InP クラッド層１８が積層さ
れている。また第１実施例と同様に、クラッド層１８の
上面のうち活性領域２１にはタンデム型の第一のｐ側電
極１９ａが形成され、さらに、波長可変領域２２と位相
調整領域２３にはそれぞれ第二、第三のｐ側電極１９
ａ、１９ｂが形成されている。
活性層１６の上には、ｐ型InP クラッド層１８が積層さ
れている。また第１実施例と同様に、クラッド層１８の
上面のうち活性領域２１にはタンデム型の第一のｐ側電
極１９ａが形成され、さらに、波長可変領域２２と位相
調整領域２３にはそれぞれ第二、第三のｐ側電極１９
ａ、１９ｂが形成されている。
【００２６】この実施例において、活性層１６は共振器
の一部を構成し、その下に光導波路層がなくても、第１
実施例と同様な動作が行われる。しかも、波長可変領域
２２の光導波路層１４のバンドギャップ波長を他の光導
波路層１５よりも選択的に長くしているため、波長可変
領域２２以外の領域における光吸収量が低減され、光出
力の強度低下は抑制される。
の一部を構成し、その下に光導波路層がなくても、第１
実施例と同様な動作が行われる。しかも、波長可変領域
２２の光導波路層１４のバンドギャップ波長を他の光導
波路層１５よりも選択的に長くしているため、波長可変
領域２２以外の領域における光吸収量が低減され、光出
力の強度低下は抑制される。
【００２７】（ｃ）本発明の第３実施例の説明 第１の実施例では、活性領域１１、位相調整領域１３及
び波長可変領域１２を共振器長方向に順に形成している
が、波長可変領域１２のｐ側電極９ｂから注入された電
流が位相調整領域１３に漏れると、共振波長と利得ピー
ク波長を独立に設定することができなくなって出力光波
長の設定が困難になる。
び波長可変領域１２を共振器長方向に順に形成している
が、波長可変領域１２のｐ側電極９ｂから注入された電
流が位相調整領域１３に漏れると、共振波長と利得ピー
ク波長を独立に設定することができなくなって出力光波
長の設定が困難になる。
【００２８】そこで、図３に示すように位相調整領域１
３と波長可変領域１２の間に活性領域１１を形成するよ
うにしてもよい。なお図３において、同一符号は同一要
素を示している。
３と波長可変領域１２の間に活性領域１１を形成するよ
うにしてもよい。なお図３において、同一符号は同一要
素を示している。
【００２９】これによれば、位相調整領域１３内に波長
可変用の電流が入ることはなく、出力光波長の設定が容
易になる。しかも、第１実施例と同様に波長可変領域１
２以外の光吸収量を低減して出力強度を大きくできる。
可変用の電流が入ることはなく、出力光波長の設定が容
易になる。しかも、第１実施例と同様に波長可変領域１
２以外の光吸収量を低減して出力強度を大きくできる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、波長
可変領域にある導波路層のバンドギャップ波長を他の領
域の光導波路のものよりも長くしたので、導波路全体か
らみた光吸収量は小さくなり、波長可変範囲を狭めるこ
となく出力光強度の低減を大幅に抑制できる。
可変領域にある導波路層のバンドギャップ波長を他の領
域の光導波路のものよりも長くしたので、導波路全体か
らみた光吸収量は小さくなり、波長可変範囲を狭めるこ
となく出力光強度の低減を大幅に抑制できる。
【図１】本発明の第１実施例装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例装置を示す断面図である。
【図４】従来装置の一例を示す断面図である。
１ ｎ型InP 基板 ２ ｎ側電極 ３ ｎ型InP 層 ４ 回折格子 ５ａ，ｂ 光導波路層 ６ InGaAsP 活性層 ７ ｎ型InP クラッド層 ８ ｐ型InP クラッド層 ９ａ〜ｃ ｐ側電極 １１、２１ 活性領域 １２、２２ 波長可変領域 １３、２３ 位相調整領域
Claims (1)
- 【請求項１】光波長可変領域（１２）のある光半導体装
置において、 波長可変領域（１２）内の導波路層（５ａ）のバンドギ
ャップ波長を、他の領域の光導波路層（５ｂ）のバンド
ギャップ波長よりも相対的に長くしたことを特徴とする
光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24002991A JPH0582887A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24002991A JPH0582887A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582887A true JPH0582887A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17053412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24002991A Withdrawn JPH0582887A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582887A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000045482A1 (fr) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Module laser a semi-conducteur |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP24002991A patent/JPH0582887A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000045482A1 (fr) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Module laser a semi-conducteur |
| US6335944B1 (en) | 1999-01-27 | 2002-01-01 | The Furukawa Elctric Co., Ltd | Semiconductor laser module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |