JPH06273808A - 光波長フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造的に形成した回折格子を備える光波長フ
ィルタにおいて回折格子の反射作用をオン・オフ制御で
きかつ駆動電流を低減できるようにする。 【構成】 ｎ型基板20の一方の基板面に上に順次に活性
層20、ｐ型クラッド28、活性層18、ｎ型クラッド30及び
ｎ側電極34を設ける。活性層18、20 は屈折率分布型の導
波路を構成し、これら活性層18、20 により０次の偶モー
ドを励起する導波路系を構成する。またｎ型基板20、ｎ
型クラッド30及びｐ型クラッド28に電気接続するｎ側電
極38、ｎ側電極34及びｐ側電極32を設ける。さらに活性
層18に周期的な凹凸構造を形成することにより回折格子
22を形成する。各活性層18、20 の光吸収量及び又は光増
幅量を調整することにより、入力光が回折格子22で反射
され或は反射されないように、入力光の界分布を制御す
るので、目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光波長フィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、波長多重された光信号のなか
から特定波長の光信号を分離するために光波長フィルタ
が用いられている。このようなフィルタとして、例えば
特開昭６０−１２１４０４号公報に開示されているもの
がある。図１７はこの従来フィルタの構成を概略的に示
す平面図である。

【０００３】同図に示す従来フィルタは導波路１０、１
２を備え、これら導波路１０、１２を結合領域１４で互
いに平行と成して近接させる。一方の導波路１２の結合
領域１４に回折格子１６を形成し、回折格子１６を利用
することにより光を波長に応じて分離する。すなわち、
他方の導波路１０に光Ｌ１或はＬ２を入射すると、分離
したい波長の光Ｌ１は結合領域１４の回折格子１６で反
射され逆行波となって一方の導波路１２から出射し、そ
れ以外の波長Ｌ２は結合領域１４の回折格子１６を透過
して他方の導波路１０から出射する。

【０００４】この従来フィルタでは、結合領域１４にお
いて回折格子１６を透過する光（進行波）と回折格子１
６で反射された光（逆行波）とが結合し、この結合を利
用することにより透過及び反射の波長帯域幅を狭くして
いる。

【０００５】回折格子１６としては、導波路１２に凹凸
形状を形成し導波路１２の等価屈折率を周期的に変化さ
せた構造的なもののほか、電気光学効果を利用して導波
路１２の等価屈折率を周期的に変化させる電気的なもの
を考えることができる。回折格子の周期を微細化し或は
反射効率を高めるためには構造的な回折格子の方が有利
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来フィルタでは、構造的な回折格子を用いた場合、フ
ィルタに入力された特定波長の光とそれ以外の波長の光
とは常に分離される。従ってこれら光を分離する場合と
分離しない場合とを選択できず、光の分離及び非分離を
オン・オフ制御することができなかった。

【０００７】一方、電気的な回折格子を用いた場合は、
電気的に回折格子を発生させ或は消失させることによっ
て光の分離及び非分離をオン・オフ制御できる。しかし
この場合、回折格子の周期を微細化し或は反射効率を高
めることは難しい。

【０００８】この発明の目的は上述した従来の問題点を
解決するため、導波路における光吸収及び又は光増幅を
利用して光を回折格子で反射する状態及び反射しない状
態を選択的に形成できるようにした光波長フィルタとそ
の駆動方法とを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】この目的の達成
を図るため、第一発明の光波長フィルタは、それぞれ屈
折率導波路を構成し光の相互作用を生じるように互いに
近接配置した複数の活性層と、これら活性層の少なくと
も一つに設けた回折格子と、回折格子を設けた活性層
（以下、活性層Ａ）における光吸収量を電気的に可変制
御する第一光制御構造と、回折格子を設けていない活性
層（以下、活性層Ｂ）における光増幅量を電気的に可変
制御する第二光制御構造とを備えて成ることを特徴とす
る。

【００１０】第一発明によれば、これら近接配置した複
数の活性層は一つの導波路系を構成する。この導波路系
に入力した光の界分布（光の電界分布或は磁界分布）
は、活性層Ａにおける光吸収量及び活性層Ｂにおける光
増幅量に応じて変化する。従ってこれら光吸収量及び又
は光増幅量を可変制御することにより、特定波長の入力
光の界分布を、当該入力光が回折格子で反射されるよう
な状態に制御したり或は反射されないような状態に制御
したりすることができる。この結果、特定波長の入力光
（以下、特定光）及びそれ以外の波長の入力光（以下、
非特定光）を分離したり分離しなかったりすることがで
きる。

【００１１】第一発明の実施に当り、第一光制御構造
を、回折格子を設けた活性層を挟持するｐ型第一クラッ
ド及びｎ型第一クラッドとｐ型第一クラッドに電気接続
するｐ側第一電極とｎ型第一クラッドに電気接続するｎ
側第一電極とを有する構造とすると共に、第二光制御構
造を、回折格子を設けていない活性層を挟持するｐ型第
二クラッド及びｎ型第二クラッドとｐ型第二クラッドに
電気接続するｐ側第二電極とｎ型第二クラッドに電気接
続するｎ側第二電極とを有する構造とするのが好適であ
る。この場合、第一光制御構造により、活性層Ａにおけ
る光吸収量に加え光増幅量も電気的に可変制御でき、ま
た第二光制御構造により、活性層Ｂにおける光吸収量に
加え光増幅量も電気的に可変制御できる。

【００１２】第二発明の光波長フィルタの駆動方法は、
第一発明の光波長フィルタを駆動するための方法であっ
て、その駆動に当り、光吸収量及び光増幅量を活性層毎
に個別に制御することを特徴とする。活性層Ａにおける
光吸収量を大きくするに従って光が活性層Ａに生じる光
界分布の大きさは小さくなり、また活性層Ｂにおける光
増幅量を大きくするに従って活性層Ｂに生じる光界分布
の大きさは大きくなる。

【００１３】第二発明によれば、入力光を分離しない場
合は、活性層Ａにおける光吸収量及び又は活性層Ｂにお
ける光増幅量を任意好適に調整することにより、特定光
の界分布を活性層Ａに生じさせないようにする。或は、
活性層Ｂに生じる特定光の界分布の大きさを活性層Ａに
生じる特定光の界分布の大きさよりも大きくする。この
ように特定光の界分布を制御するとき、特定光が回折格
子を透過する状態を形成できる。

【００１４】また入力光を分離する場合は、活性層Ａに
おける光吸収量及び又は活性層Ｂにおける光増幅量を任
意好適に調整することにより、活性層Ａに生じる特定光
の界分布の大きさと活性層Ｂに生じる特定光の界分布の
大きさとを等しくする。或は、活性層Ａに生じる特定光
の界分布の大きさを活性層Ｂに生じる特定光の界分布の
大きさよりも大きくする。このように特定光の界分布を
制御するとき、特定光が回折格子で反射される状態を形
成できる。

【００１５】さらに第三発明の光波長フィルタは、それ
ぞれ利得導波路を構成し光の相互作用を生じるように互
いに近接配置した複数の活性層と、これら活性層の少な
くとも一つに設けた回折格子と、活性層における光増幅
量を電気的に可変制御する光制御構造とを備えて成るこ
とを特徴とする。

【００１６】第三発明によれば、これら近接配置した複
数の活性層は一つの導波路系を構成する。この導波路系
に入力した光の界分布は、各活性層における光増幅量の
変化に応じて変化する。従ってこれら光増幅量を可変制
御することにより、特定光の界分布を、特定光が回折格
子で反射されるような状態に制御したり或は特定光が回
折格子を透過するような状態に制御したりすることがで
きる。この結果、特定光及び非特定光を分離したり分離
しなかったりすることができる。

【００１７】第四発明の光波長フィルタの駆動方法は、
第三発明の光波長フィルタを駆動するための方法であっ
て、その駆動に当り、光増幅量を活性層毎に個別に制御
することを特徴とする。活性層は利得導波路を構成し、
従って活性層は光増幅を生じているとき光の導波作用
（光の閉じ込め作用）を営み、また光増幅を生じていな
いとき光の導波作用を失う。また光増幅量が増加するに
従って活性層に生じる特定光の界分布の大きさは大きく
なる。

【００１８】第四発明によれば、入力光を分離しない場
合は、各活性層における光増幅量を任意好適に調整する
ことにより、特定光の界分布が活性層Ａに実質的に生じ
ないようにする。或は、活性層Ｂに生じる特定光の界分
布を活性層Ａに生じる特定光の界分布よりも大きくす
る。このように特定光の界分布を制御するとき、特定光
が回折格子を透過する状態を形成できる。

【００１９】また入力光を分離する場合は、各活性層に
おける光増幅量を任意好適に調整することにより、活性
層Ａに生じる特定光の界分布の大きさと活性層Ｂに生じ
る特定光の界分布の大きさとを等しくする。或は、活性
層Ａに生じる特定光の界分布を活性層Ｂに生じる特定光
の界分布よりも大きくする。このように特定光の界分布
を制御するとき、特定光が回折格子で反射される状態を
形成できる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照し、発明の実施例につき説
明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的に示
してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定するもの
ではない。

【００２１】図１及び図２は第一発明の第一実施例の構
成を概略的に示す断面図及び平面図であって、図１
（Ａ）及び（Ｂ）は図２のIA−IA線及びIB−IB線に沿っ
て取った断面を示す。

【００２２】この実施例の光波長フィルタは、それぞれ
屈折率導波路を構成し光の相互作用を生じるように互い
に近接配置した複数例えば２つの活性層１８、２０と、
これら活性層の少なくとも一つ例えば活性層１８に設け
た回折格子２２と、回折格子２２を設けた活性層１８に
おける光吸収量を電気的に可変制御する第一光制御構造
２４と、回折格子２２を設けていない活性層２０におけ
る光増幅量を電気的に可変制御する第二光制御構造２６
とを備えて成る。

【００２３】この実施例では、第一光制御構造２４は回
折格子２２を設けた活性層１８を挟持するｐ型第一クラ
ッド２８及びｎ型第一クラッド３０と、ｐ型第一クラッ
ド２８に電気接続するｐ側第一電極３２と、ｎ型第一ク
ラッド３０に電気接続するｎ側第一電極３４とを有して
成る。ｐ型第一クラッド２８及びｎ型第一クラッド３０
のバンドギャップを、活性層１８のバンドギャップより
広くする。

【００２４】このような構成の第一光制御構造２４によ
れば、活性層１８における光吸収量に加え光増幅量も電
気的に可変制御できる。ｐ側第一電極３２に対してｎ側
第一電極３４が正電位となるように電圧を印加した状態
或は活性層１８へ電流を注入しない状態を形成すること
により、活性層１８で光吸収を生じさせる。またｐ側第
一電極３２に対してｎ側第一電極３４が負電位となるよ
うに電圧を印加した状態或は活性層１８へ電流を注入す
る状態を形成することにより、活性層１８で光増幅を生
じさせる。活性層１８における光吸収量（或は光吸収
率）及び光増幅量（或は光増幅率）は、これら電極３
２、３４間の電圧差を大きくすれば大きくなりまた電圧
差を小さくすれば小さくなる。

【００２５】また第二光制御構造２６は回折格子２２を
設けていない活性層２０を挟持するｐ型第二クラッド２
８及びｎ型第二クラッド３６と、ｐ型第二クラッド２８
に電気接続するｐ側第二電極３２と、ｎ型第二クラッド
３６に電気接続するｎ側第二電極３８とを有して成る。
ｐ型第二クラッド２８及びｎ型第二クラッド３６のバン
ドギャップを、活性層２０のバンドギャップより広くす
る。

【００２６】このような構成の第二光制御構造２６によ
れば、活性層２０における光増幅量に加え光吸収量をも
電気的に可変制御できる。ｐ側第二電極３２に対してｎ
側第二電極３８が負電位となるように電圧を印加した状
態或は活性層２０へ電流を注入する状態を形成すること
により、活性層２０で光増幅を生じさせる。またｐ側第
二電極３２に対してｎ側第一電極３４が正電位となるよ
うに電圧を印加した状態或は活性層１８へ電流を注入し
ない状態を形成することにより、活性層１８で光吸収を
生じさせる。活性層１８における光吸収量及び光増幅量
は、これら電極３２、３４間の電圧差を大きくすれば大
きくなりまた電圧差を小さくすれば小さくなる。

【００２７】ここではｐ型第一クラッド２８をｐ型第二
クラッド２８としても用い（以下、これらクラッドをｐ
型第一、第二共通クラッドと称す）、これと共にｐ側第
一電極３２をｐ側第二電極３２としても用いる（以下、
これら電極をｐ側第一、第二共通電極と称す）。

【００２８】さらにこの実施例では、ｎ型第二クラッド
３６はｎ−ＩｎＰ基板であって、このクラッド３６下面
にｎ側第二電極３８を設ける。これらクラッド３６及び
電極３８をオーミック接続する。

【００２９】そしてｎ型第二クラッド３６上に順次に、
それぞれストライプ状の、ノンドープＧａＡｓＩｎＰ活
性層２０、ｐ−ＩｎＰ第一、第二共通クラッド２８、ノ
ンドープＧａＡｓＩｎＰ活性層１８、ｎ−ＩｎＰ第一ク
ラッド３０及びｎ側第一電極３４を設ける。これら電極
３４及びクラッド３０をオーミック接続し、さらにクラ
ッド３０及び１８の間に、回折格子２２を設ける。回折
格子２２は活性層１８のストライプ方向に沿って一定周
期で凹凸を繰り返す周期構造を有する。

【００３０】活性層１８及び２０は一つの導波路系（以
下、導波路系Ｓと称す）を構成するように、近接する。
活性層１８、２０の光吸収量及び活性層１８、２０の光
増幅量を電気的に変化させていないときに、活性層１
８、２０の配列方向（図１（Ａ）のｙ軸に沿う方向）に
おいて導波路系Ｓが励起するモードを、好ましくは０次
の偶モードとする。０次の偶モードを励起する導波路系
Ｓを構成するには、ｎ型第二クラッド３６の屈折率が
３．４であるとして考えれば、例えば、活性層１８及び
２０の層厚を０．５μｍ、クラッド２８の層厚を２μｍ
以下、活性層１８とクラッド２８及び３０との間の屈折
率差を０．０４、及び、活性層２０とクラッド２８及び
３６との間の屈折率差を０．０４とすれば良い。このよ
うな条件のとき活性層１８及び２０の間の結合係数は
０．０１３８μｍ^-1となる。

【００３１】さらにこの実施例では、ｎ型第二クラッド
３６上に順次に、ｉ−ＩｎＰ埋込層４０、ｐ−ＩｎＰ埋
込層４２及びｉ−ＩｎＰ埋込層４４を設ける。埋込層４
０により活性層２０の側部を、埋込層４２によりｐ型第
一、第二クラッド２８の側部を、また埋込層４４により
活性層１８及びｎ型第一クラッド３０の側部を埋め込
む。そして埋込層４４を部分的に切り欠いて埋込層４２
を露出させ、この露出部分にｐ側第一、第二共通電極３
２を設ける。これら露出部分及び電極３２をオーミック
接続する。

【００３２】ｐ側第一、第二共通電極３２とｐ型第一、
第二共通クラッド２８とを埋込層４２を介して電気的に
接続し、この埋込層４２とｎ型第二クラッド３６とをこ
れらの間の埋込層４０により電気的に絶縁分離する。埋
込層４０及び４４は活性層２０及び１８のクラッドでも
あり、これら活性層２０及び１８のバンドギャップを埋
込層４０及び４４のバンドギャップよりも狭くする。

【００３３】活性層２０及び１８は屈折率により光の導
波作用（或は光の閉じ込め作用）を生じさせた屈折率導
波路を構成する。活性層２０の屈折率を、その周囲を囲
む媒質ここではクラッド２８、２６及び埋込層４０の屈
折率よりも高くすることにより、活性層２０に光導波作
用を生じさせている。同様に、活性層１８の屈折率を、
その周囲を囲む媒質ここではクラッド２８、３０及び埋
込層４４の屈折率よりも高くすることにより、活性層１
８に光導波作用を生じさせている。

【００３４】次に動作につき、結合方程式を用いて解析
する。導波路系Ｓにおいて上述のように光吸収或は光増
幅と回折格子による反射とを行なうことを考えると、導
波路系Ｓに関して次式

【数１】に示す結合方程式が得られる。但し、導波路系
Ｓは０次偶モードを励起しかつその他の導波モードをカ
ットオフするものとした。

【００３５】

【数１】

【００３６】以下、活性層２０の一方の端部２０ａの側
から導波路系Ｓに光を入射した場合に、回折格子２２を
透過し活性層２０の一方の端部２０ａから他方の端部２
０ｂへ向かう方向Ｐに導波路系Ｓを導波する光を前進光
と称すると共に、回折格子２２で反射され他方の端部２
０ｂから一方の端部２０ａへ向かう方向Ｑに導波路系Ｓ
を導波する光を反射光と称し（図１（Ａ）参照）、また
回折格子２２を設けた活性層１８と回折格子２２を設け
ていない活性層２０との間の伝搬定数差において、活性
層１８に関わる項の虚数成分を虚数成分Ｉ１と称すると
共に活性層２０に関わる項の虚数成分を虚数成分Ｉ２と
称するものとすれば、 Ａ₁ ：前進光が活性層１８において形成する界分布の振
幅 Ｂ₁ ：反射光が活性層１８において形成する界分布の振
幅 Ａ₂ ：前進光が活性層２０において形成する界分布の振
幅 Ｂ₂ ：反射光が活性層２０において形成する界分布の振
幅 ｚ：光の伝搬距離（図１（Ａ）参照） ｉ：虚数単位 Δ：Δ＝（１／２）・（Δβ＋ｉ・ΔＧ） 但し、Δβ：活性層１８及び２０間の屈折率差 ΔＧ＝（虚数成分Ｉ１）−（虚数成分Ｉ２） Ｋ：活性層１８及び２０間の結合係数 δ：δ＝（２・π・ｎ_g ）／λ ＝｜（前進光の波数）−（反射光の波数）｜・（１／
２） 但し、ｎ_g ＝｜（活性層１８の等価屈折率） −（活性層２０の等価屈折率）｜・（１／２） λ：光の波長 Ｋ_B ：回折格子２２による、前進光及び反射光間の結合
係数 一方、前進光及び反射光の光パワーΨ_A ⁺ 及びΨ
_B ⁺ は、次式（数２）に示すように表せる。

【００３７】ｆ：前進光及び反射光が活性層１８におい
て形成する界分布の大きさ ｅ：前進光及び反射光が活性層２０において形成する界
分布の大きさ

【００３８】

【数２】

【００３９】（数２）式の両辺を微分し、この微分によ
り得た式に（数１）式を代入して整理すると、次式（数
３）が得られる。

【００４０】

【数３】

【００４１】（数３）式から理解できるように、前進光
及び反射光はＫ_B ・ｆ² の項で結合し、従って界分布の
大きさｆに応じて回折格子２２の反射効率が変化する。

【００４２】そこで界分布の大きさｆの変化につき考察
する。一例として、Δβ＝０の場合（活性層１８及び２
０の屈折率差を等しくした場合）における界分布の大き
さｆを考える。この場合の界分布の大きさｆは次式（数
４）のように表せる。

【００４３】

【数４】

【００４４】（数４）式において、ΔＧ＝＋∞のときｆ
² ＝１、ΔＧ＝０のときｆ² ＝１／２、及びΔＧ＝−∞
のときｆ² ＝０となる。このことから理解できるよう
に、ΔＧ＝０又はΔＧ＞０とした場合に、界分布の大き
さｆが大きくなり従って前進光を回折格子２２により反
射できる。前進光が導波路系Ｓにおいて形成する界分布
と活性層１８及び２０で生じるゲインとの関係を、ΔＧ
＝０とした場合につき概念的に図３に示す。図３（Ａ）
及び（Ｂ）の横軸は活性層１８及び２０の配列方向にお
ける位置ｙ（図１（Ａ）参照）を、図３（Ａ）の縦軸は
光の電界を、及び図３（Ｂ）の縦軸は活性層のゲインを
示す。

【００４５】またΔＧ＜０とした場合に、界分布の大き
さｆが小さくなり従って前進光が回折格子２２を透過す
る。前進光が導波路系Ｓにおいて形成する界分布と活性
層１８及び２０で生じるゲインとの関係を、概念的に図
４に示す。図４の縦軸及び横軸を図３と同様に示した。

【００４６】ここでは導波路系Ｓが０次偶モードを励起
するのでΔＧ＝０（Ｉ１＝Ｉ２）とするときｆ＝ｅ、Δ
Ｇ＞０（Ｉ１＞Ｉ２）とするときｆ＞ｅ、及び、ΔＧ＜
０（Ｉ１＜Ｉ２）とするときｆ＜ｅとなる。また活性層
１８における光吸収量或は光増幅量を大きくするとＩ１
は小さく或は大きくなると共に、活性層２０における光
吸収量或は光増幅量を大きくするとＩ２は小さく或は大
きくなる。従ってこれら光吸収量及び又は光増幅量を任
意好適に調整し、ｆ＝ｅ又はｆ＞ｅとすることにより、
前進光が回折格子２２で反射される状態を形成できる。
またこれら光吸収量及び又は光増幅量を任意好適に調整
し、ｆ＜ｅとすることにより、前進光が回折格子２２を
透過する状態を形成できる。このように光吸収量及び又
は光増幅量を調整することにより、回折格子２２の反射
作用をオン・オフ制御でき従って光の分離及び非分離を
オン・オフ制御できる。

【００４７】次にこの実施例の光波長フィルタの光出力
特性につき、一例を挙げて説明する。この光波長フィル
タに関して（数１）に示す結合方程式の解を用いて得た
光出力特性の一例を、図５に示す。

【００４８】図５においては、活性層２０の一方の端部
２０ａから導波路系Ｓに入力した光の入力強度を１とし
た場合に活性層２０の他方の端部２０ｂから出力する光
の出力強度を縦軸に示すと共に、光の波長を横軸に示し
た。またＫ_B ・Ｌ＝５、Ｋ・Ｌ＝２、Ｇ・Ｌ＝７及びΔ
Ｇ・Ｌ＝９としたときの光出力特定曲線ｉを実線で、さ
らにＫ_B ・Ｌ＝５、Ｋ・Ｌ＝２、Ｇ・Ｌ＝７及びΔＧ・
Ｌ＝−９としたときの光出力特性曲線iiを点線で示した
（但しＬは光波長フィルタの素子長）。

【００４９】図５においてブラッグ波長λ_B 及びその近
傍波長の光（以下、特定光）とそれ以外の波長の光（以
下、非特定光）とに着目すると、ΔＧ・Ｌ＝９としたと
きに、端部２０ｂから出力する特定光の光出力強度を実
用上充分に小さくすると共に端部２０ｂから出力する非
特定光の光出力強度を実用上充分に大きくすることがで
き、従って特定光及び非特定光を分離できる。またΔＧ
・Ｌ＝−９としたときに、端部２０ｂから出力する特定
光及び非特定光の光出力強度を双方共に実用上充分に大
きくすることができ、従って特定光及び非特定光を分離
しないようにすることができる。

【００５０】この出願の発明者等の解析によれば、特定
光及び非特定光を分離する場合に端部２０ｂから出力す
る特定光の光出力強度を実用上充分に小さくするために
は、例えばΔＧ>>１となるように、活性層１８における
界分布の大きさｆを活性層２０における界分布の大きさ
ｅよりも或る割合以上に大きくするのが良いことがわか
った。また特定光及び非特定光を分離しない場合に端部
２０ｂから出力する特定光の光出力強度を実用上充分に
大きくするためには、例えばΔＧ<<−１となるように、
活性層２０における界分布の大きさｅを活性層１８にお
ける界分布の大きさｆよりも或る割合以上に大きくする
のが良いことがわかった。

【００５１】次に第二発明の実施例につき説明する。こ
の実施例は、上述した第一発明の実施例の光波長フィル
タを駆動する例であって、その駆動に当っては、回折格
子２２を設けた活性層１８における光吸収量又は光増幅
量と回折格子２２を設けていない活性層２０における光
吸収量又は光増幅量とを各活性層１８、２０毎に個別に
制御する。尚、各活性層においては、光吸収量＞０、光
増幅量＞０及び光吸収量＝光増幅量＝０の３つの状態の
うちのいずれか一つを生じさせることとなる。

【００５２】特定光及び非特定光を分離しない場合は、
各活性層の光吸収量又は光増幅量を任意好適に個別に調
整することにより、１）特定光の界分布が活性層１８に
実質的に生じないようにする、或は、２）活性層２０に
生じる特定光の界分布が活性層１８に生じる特定光の界
分布よりも大きくなるようにする。このように特定光の
界分布を制御するとき、特定光は回折格子２２を透過す
るので特定光及び非特定光を分離しないように光波長フ
ィルタを駆動できる。

【００５３】特定光及び非特定光を分離しない場合に端
部２０ｂから出力する特定光の光出力強度を実用上充分
に大きくするためには、活性層２０に生じる特定光の界
分布を活性層１８に生じる特定光の界分布よりも或る割
合以上に大きくするのが好ましい。

【００５４】また１）及び又は２）を実現できるのであ
れば、光吸収量及び光増幅量をどのように調整しても良
い。しかし、例えば活性層１８における光吸収のみを生
じさせることにより１）又は２）を実現した場合或は活
性層２０における光増幅のみを生じさせることにより
２）を実現した場合、光波長フィルタの光出力強度を当
該フィルタの光入力強度に等しくすることができない。
そこで好ましくは、活性層１８において光吸収を生じさ
せると共に活性層２０で光増幅を生じさせて、光波長フ
ィルタの光出力強度及び光入力強度を等しくするように
しつつ、１）及び又は２）を実現するのが良い。

【００５５】また特定光及び非特定光を分離する場合
は、各活性層の光吸収量又は光増幅量を任意好適に個別
に調整することにより、３）活性層１８に生じる特定光
の界分布の大きさと活性層２０に生じる特定光の界分布
の大きさとを等しくするようにする、或は、４）活性層
１８に生じる特定光の界分布が活性層２０に生じる特定
光の界分布よりも大きくなるようにする。このように特
定光の界分布を制御するとき、特定光は回折格子２２で
反射されるので特定光及び非特定光を分離するように光
波長フィルタを駆動できる。

【００５６】特定光及び非特定光を分離する場合に端部
２０ｂから出力する特定光の光出力強度を実用上充分に
小さくするためには、活性層１８に生じる特定光の界分
布を活性層２０に生じる特定光の界分布よりも或る割合
以上に大きくするのが好ましい。

【００５７】また３）又は４）を実現できるのであれ
ば、光吸収量及び光増幅量をどのように調整しても良
い。しかし、例えば活性層１８における光増幅のみを生
じさせることにより４）を実現し或は活性層２０におけ
る光吸収のみを生じさせることにより４）を実現した場
合、光波長フィルタの光出力強度を当該フィルタの光入
力強度に等しくすることができない。そこで好ましく
は、活性層１８において光増幅を生じさせると共に活性
層２０において光吸収を生じさせるようにして、光波長
フィルタの光出力強度及び光入力強度を等しくするよう
にしつつ、４）を実現するのが良い。

【００５８】またこの実施例では、活性層１８及び２０
の双方において光吸収も光増幅も生じさせないとき、導
波路系Ｓが偶モードを励起し従って３）を実現できる。
しかしながら設計誤差そのほかの要因により必ずしも
３）を実現できないこともある。この場合には、好まし
くは、活性層１８において光増幅を生じさせると共に活
性層２０において光吸収を生じさせるか、逆に活性層２
０において光増幅を生じさせると共に活性層１８におい
て光吸収を生じさせるようにして、光波長フィルタの光
出力強度及び光入力強度を等しくするようにしつつ、
３）を実現するのが良い。

【００５９】図６及び図７は第一発明の第二実施例の構
成を概略的に示す断面図、また図８は第一発明の第二実
施例の構成を概略的に示す平面図である。図６は図８の
VI−VI線に沿って取った断面、図７（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）は図８のVIIA−VIIA線、VIIB−VIIB線及びVIIC−
VIIC線に沿って取った断面を示す。尚、上述した第一発
明の第一実施例に対応する構成成分については同一の符
号を付して示し、第一発明の第一実施例と同様の点につ
いてはその詳細な説明を省略する。

【００６０】この実施例では、活性層１８のストライプ
方向に沿って複数例えば３個の回折格子配設領域４６
ａ、４６ｂ及び４６ｃを設け、これら領域４６ａ、４６
ｂ及び４６ｃの活性層１８にそれぞれ回折格子２２ａ、
２２ｂ及び２２ｃを設ける。各回折格子２２ａ、２２ｂ
及び２２ｃの、活性層１８に沿う方向における周期をそ
れぞれ異ならせ、これら回折格子２２ａ、２２ｂ及び２
２ｃにより分離される特定光の波長をそれぞれ異ならせ
る。

【００６１】さらに回折格子配設領域４６ａ、４６ｂ及
び４６ｃにそれぞれ、第一光制御構造２４ａ、２４ｂ及
び２４ｃを設けると共に第二光制御構造２６ａ、２６ｂ
及び２６ｃを設ける。

【００６２】第一光制御構造２４ａは回折格子配設領域
４６ａの活性層１８における光吸収量及びこれに加え光
増幅量を電気的に可変制御するためのものである。この
ためこの配設領域４６ａのｎ型第一クラッド３０及び埋
込層４２上にｎ側第一電極３４ａ及びｐ側第一、第二共
通電極３２ａを設け、当該配設領域４６ａに対応する部
分のｎ型第一クラッド３０及びｐ型第一、第二共通クラ
ッド２８と、ｎ側第一電極３４ａと、ｐ側第一、第二共
通電極３２ａとにより第一光制御構造２４ａを構成す
る。

【００６３】第一光制御構造２４ｂは回折格子配設領域
４６ｂの活性層１８における光吸収量及びこれに加え光
増幅量を電気的に可変制御するためのものである。この
ためこの配設領域４６ｂのｎ型第一クラッド３０及び埋
込層４２上にｎ側第一電極３４ｂ及びｐ側第一、第二共
通電極３２ｂを設け、当該配設領域４６ｂに対応する部
分のｎ型第一クラッド３０及びｐ型第一、第二共通クラ
ッド２８と、ｎ側第一電極３４ｂと、ｐ側第一、第二共
通電極３２ｂとにより第一光制御構造２４ｂを構成す
る。

【００６４】第一光制御構造２４ｃは回折格子配設領域
４６ｃの活性層１８における光吸収量及びこれに加え光
増幅量を電気的に可変制御するためのものである。この
ためこの配設領域４６ｃのｎ型第一クラッド３０及び埋
込層４２上にｎ側第一電極３４ｃ及びｐ側第一、第二共
通電極３２ｃを設け、当該配設領域４６ｃに対応する部
分のｎ型第一クラッド３０及びｐ型第一、第二共通クラ
ッド２８と、ｎ側第一電極３４ｃと、ｐ側第一、第二共
通電極３２ｃとにより第一光制御構造２４ｃを構成す
る。

【００６５】また第二光制御構造２６ａは回折格子配設
領域４６ａの活性層２０における光増幅量及びこれに加
え光吸収量を電気的に可変制御するためのものである。
このためｎ側第二電極３８を回折格子配設領域４６ａか
ら回折格子配設領域４６ｃにかけて延在させてｎ型第二
クラッド３６上に設け、当該配設領域４６ａに対応する
部分のｎ型第二クラッド３６、ｐ型第一、第二共通クラ
ッド２８及びｎ側第二電極３８と、ｐ側第一、第二共通
電極３２ａとにより第二光制御構造２６ａを構成する。
ｎ側第二電極３８は第二光制御構造２６ａ、２６ｂ及び
２６ｃに共通のｎ側電極、またｐ側第一、第二共通電極
３２ａは第二光制御構造２６ａ及び第一光制御構造２４
ａに共通のｐ側電極である。

【００６６】第二光制御構造２６ｂは回折格子配設領域
４６ｂの活性層２０における光増幅量及びこれに加え光
吸収量を電気的に可変制御するためのものである。この
ため当該配設領域４６ｂに対応する部分のｎ型第二クラ
ッド３６、ｐ型第一、第二共通クラッド２８及びｎ側第
二電極３８と、ｐ側第一、第二共通電極３２ｂとにより
第二光制御構造２６ｂを構成する。ｐ側第一、第二共通
電極３２ｂは第二光制御構造２６ｂ及び第一光制御構造
２４ｂに共通のｐ側電極である。

【００６７】第二光制御構造２６ｃは回折格子配設領域
４６ｃの活性層２０における光増幅量及びこれに加え光
吸収量を電気的に可変制御するためのものである。この
ため当該配設領域４６ｃに対応する部分のｎ型第二クラ
ッド３６、びｐ型第一、第二共通クラッド２８及びｎ側
第二電極３８と、ｐ側第一、第二共通電極３２ｃとによ
り第二光制御構造２６ｃを構成する。ｐ側第一、第二共
通電極３２ｃは第二光制御構造２６ｃ及び第一光制御構
造２４ｃに共通のｐ側電極である。

【００６８】光増幅量及び光吸収量の制御を各回折格子
配設領域４６ａ、４６ｂ及び４６ｃ毎にそれぞれ電気的
に独立して行なうため、ｎ側第一電極３４ａ、３４ｂ、
３４ｃ、ｐ側第一、第二共通電極３２ａ、３２ｂ及び３
２ｃをそれぞれ電気的に分離して設ける。

【００６９】この実施例によれば、回折格子２２ａ、２
２ｂ及び２２ｃの反射作用を、回折格子毎に独立して、
オン・オフ制御できる。このオン・オフ制御は、個々の
回折格子毎に個別に、上述した第二発明の実施例と同様
に行なえば良い。従って、これら回折格子の周期に対応
する複数種類ここでは３種類の波長の特定光をそれぞれ
独立して、分離したり分離しなかったりすることができ
る。

【００７０】図９及び図１０は第三発明の第一実施例の
構成を概略的に示す断面図及び平面図であって、図９は
図１０のIX−IX線に沿って取った断面を示す。

【００７１】この実施例の光波長フィルタは例えばツイ
ンストライプインジェクション型の半導体レーザ構造に
フィルタを設けて構成したフィルタであって、それぞれ
利得導波路を構成し光の相互作用を生じるように互いに
近接配置した複数例えば２つの活性層４８、５０と、こ
れら活性層の少なくとも一つ例えば活性層４８に設けた
回折格子５２と、活性層４８、５０における光増幅量
（或は光増幅率）を電気的に可変制御する光制御構造５
４、５６とを備えて成る。図中、活性層４８及び５０を
点を付して示した。尚、この実施例の光波長フィルタを
構成するのに利用するレーザ構造は、図示例に限定され
ず、その構成に当っては従来周知の種々のレーザ構造を
利用することができる。

【００７２】この実施例では、光制御構造５４は回折格
子５２を設けた活性層４８を挟持するｐ型クラッド５８
及びｎ型クラッド６０と、ｐ型クラッド５８に電気接続
するｐ側電極６２と、ｎ型クラッド６０に電気接続する
ｎ側電極６４とを有して成る。ｐ型クラッド５８及びｎ
型クラッド６０のバンドギャップを、活性層４８のバン
ドギャップより広くする。

【００７３】また光制御構造５６は回折格子５２を設け
ていない活性層５０を挟持するｐ型クラッド６６及びｎ
型クラッド６８と、ｐ型クラッド６６に電気接続するｐ
側電極７０と、ｎ型クラッド６８に電気接続するｎ側電
極６４とを有して成る。ｐ型クラッド６６及びｎ型クラ
ッド６８のバンドギャップを、活性層５０のバンドギャ
ップより広くする。ここでは光制御構造５４のｎ側電極
６４を光制御構造５６のｎ側電極６４としても用いる
（以下、これら電極をｎ側共通電極６４と称する）。

【００７４】さらにこの実施例では、基板７２としてｎ
−ＩｎＰ基板を用い、この基板７２の一方の基板面にｎ
側共通電極６４を設ける。また基板７２の他方の基板面
上に順次に、ｎ−ＩｎＰクラッド７４、ノンドープＧａ
ＡｓＩｎＰ活性層７６及びｐ−ＩｎＰクラッド７８を設
ける。

【００７５】そして活性層４８及び５０の配設領域８０
及び８２を基板面に沿う方向に並列させて設ける。活性
層配設領域８０及び８２は平面形状がストライプ状の領
域である。活性層配設領域８０に対応する部分のｎ−Ｉ
ｎＰクラッド７４、ノンドープＧａＡｓＩｎＰ活性層７
６及びｐ−ＩｎＰクラッド７８により、ｎ型クラッド６
０、活性層（活性域）４８及びｐ型クラッド５８を構成
する。また活性層配設領域８２に対応する部分のｎ−Ｉ
ｎＰクラッド７４、ノンドープＧａＡｓＩｎＰ活性層７
６及びｐ−ＩｎＰクラッド７８により、ｎ型クラッド６
８、活性層（活性域）５０及びｐ型クラッド６６を構成
する。ｎ型クラッド６０及び６８は基板７２を介してｎ
側共通電極６４と電気的に接続する。

【００７６】さらに活性層配設領域８０に対応する部分
のｐ−ＩｎＰクラッド７８上に順次に、それぞれストラ
イプ状の、ｐ−ＧａＡｓＩｎＰキャップ層８４及びｐ側
電極６２を設ける。ｐ側電極６２はキャップ層８４を介
してｐ型クラッド５８と電気的に接続する。また活性層
配設領域８２に対応する部分のｐ−ＩｎＰクラッド７８
上に順次に、それぞれストライプ状の、ｐ−ＧａＡｓＩ
ｎＰキャップ層８６及びｐ側電極７０を設ける。ｐ側電
極７０はキャップ層８６を介してｐ型クラッド６６と電
気的に接続する。

【００７７】また活性層配設領域８０に回折格子５２を
設ける。回折格子５２の配設位置は、特定光を分離する
ときに活性層４８からしみ出す特定光の界分布が回折格
子５２に達することができる任意好適な位置とすること
ができ、ここでは活性層配設領域８０に対応する部分の
他方の基板面に回折格子５２を設ける。回折格子５２は
活性層４８のストライプ方向に凹凸を繰り返す周期構造
を有する。

【００７８】活性層４８及び５０は利得により光の導波
作用（或は光の閉じ込め作用）を生じる利得導波路を構
成する。光制御構造５４及び５６は、活性層７６のうち
配設領域８０及び８２の活性層４８及び５０に選択的に
電流を注入し、それ以外の部分の活性層７６に電流を注
入しないように作用する。その結果、活性層４８及び５
０では利得が生じそれ以外の部分の活性層７６では利得
が生じない状態を形成できるので、活性層４８及び５０
に光の導波作用が生じる。活性層４８及び５０において
光増幅によるレーザ発振が生じるのを防止し或はレーザ
発振が生じにくくなるようにするため、活性層４８及び
５０の端面に反射防止膜（図示せず）を設ける。

【００７９】光の導波作用を生じているとき、活性層４
８及び５０は一つの導波路系（以下、導波路系Ｔと称
す）を構成する。このとき活性層４８及び５０の配列方
向において導波路系Ｔが励起するモードを、好ましくは
０次の偶モードとするように、活性層４８及び５０の形
成条件例えば活性層４８及び５０への電流注入量、活性
層４８及び５０の層厚や離間間隔を設定する。

【００８０】次に第四発明の実施例につき説明する。こ
の実施例は、上述した第三発明の第一実施例の光波長フ
ィルタを駆動する例であって、その駆動に当っては、回
折格子５２を設けた活性層４８における光増幅量と回折
格子５２を設けていない活性層５０における光増幅量と
を各活性層４８、５０毎に個別に制御する。各活性層に
おいては、光増幅量＞０及び光増幅量＝０の２つの状態
のうちのいずれか一つを生じさせることとなる。活性層
４８における光増幅量を大きく或は小さくすることによ
り活性層４８に生じる光の界分布の大きさを大きく或は
小さくすることができる。同様に、活性層５０における
光増幅量を大きく或は小さくすることにより活性層５０
に生じる光の界分布の大きさを大きく或は小さくするこ
とができる。

【００８１】ここでは活性層４８の一方の端部７０ａか
ら導波路系Ｔへ光を入力し、特定光及び非特定光を分離
しない場合には特定光及び非特定光の双方を活性層４８
の他方の端部７０ｂから出力させ、また特定光及び非特
定光を分離する場合には特定光を活性層４８の一方の端
部７０ａから及び非特定光を他方の端部７０ａから出力
させるものとする。尚、光の増幅量によっては、回折格
子５２をブラッグ共振器として作用させることができ、
この共振器の波長選択性を利用することにより、特定光
を端部７０ｂから出力すると共に非特定光を減衰し消滅
させることも可能である。

【００８２】特定光及び非特定光を分離しない場合は、
各活性層の光増幅量を任意好適に個別に調整することに
より、５）特定光の界分布が活性層４８に実質的に生じ
ないようにする、或は、６）活性層５０に生じる特定光
の界分布が活性層４８に生じる特定光の界分布よりも大
きくなるようにする。このように特定光の界分布を制御
するとき、特定光は回折格子５２を透過するので特定光
及び非特定光を分離しないように光波長フィルタを駆動
できる。

【００８３】特定光及び非特定光を分離しない場合に端
部７０ｂから出力する特定光の光出力強度を実用上充分
に大きくするためには、活性層５０に生じる特定光の界
分布が活性層４８に生じる特定光の界分布よりも或る割
合以上に大きくなるようにするのが好ましい。

【００８４】５）及び又は６）を実現できるのであれ
ば、各活性層の光増幅量をどのように調整しても良い。
しかし、例えば導波路系Ｔが０次偶モード励起する状態
から活性層５０における光増幅量のみを増加させること
により６）を実現した場合或は活性層４８における光増
幅量のみを減少させることにより５）又は６）を実現し
た場合、光波長フィルタの光出力強度を当該フィルタの
光入力強度に等しくすることができない。そこで好まし
くは、導波路系Ｔが０次偶モードを励起する状態から活
性層４８の光増幅量を減少させると共に活性層５０の光
増幅量を増加させて、光波長フィルタの光出力強度及び
光入力強度を等しくするようにしつつ、５）及び又は
６）を実現するのが良い。

【００８５】また特定光及び非特定光を分離する場合
は、各活性層の光増幅量を任意好適に個別に調整するこ
とにより、７）活性層４８に生じる特定光の界分布の大
きさと活性層５０に生じる特定光の界分布の大きさとを
等しくするようにする、或は、８）活性層４８に生じる
特定光の界分布が活性層５０に生じる特定光の界分布よ
りも大きくなるようにする。このように特定光の界分布
を制御するとき、特定光は回折格子５２で反射されるの
で特定光及び非特定光を分離するように光波長フィルタ
を駆動できる。尚、この実施例では、導波路系Ｔが０次
の偶モードを励起するとき７）を実現するように、導波
路系Ｔを構成する。

【００８６】特定光及び非特定光を分離する場合に端部
７０ｂから出力する特定光の光出力強度を実用上充分に
小さくするためには、活性層４８に生じる特定光の界分
布が活性層５０に生じる特定光の界分布よりも或る割合
以上に大きくなるようにするのが好ましい。

【００８７】７）又は８）を実現できるのであれば、各
活性層の光増幅量をどのように調整しても良い。しか
し、例えば導波路系Ｔが０次偶モードを励起する状態か
ら活性層４８における光増幅量のみを増加させ或は活性
層５０における光増幅量のみを減少させることにより
８）を実現した場合、光波長フィルタの光出力強度を当
該フィルタの光入力強度に等しくすることができない。
そこで好ましくは、導波路系Ｔが０次偶モードを励起す
る状態から活性層４８の光増幅量を増加させると共に活
性層５０の光増幅量を減少させるようにして、光波長フ
ィルタの光出力強度及び光入力強度を等しくするように
しつつ、４）を実現するのが良い。

【００８８】図１１及び図１２は第三発明の第二実施例
の構成を概略的に示す断面図、また図１３は第三発明の
第二実施例の構成を概略的に示す平面図である。図１１
は図１３のXI−XI線に沿って取った断面、図１２
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は図１３のXIIA−XIIA線、XI
IB−XIIB線及びXIIC−XIIC線に沿って取った断面を示
す。尚、上述した第三発明の第一実施例に対応する構成
成分については同一の符号を付して示し、第三発明の第
一実施例と同様の点についてはその詳細な説明を省略す
る。

【００８９】この実施例では、活性層４８のストライプ
方向に沿って複数例えば３個の回折格子配設領域８８
ａ、８８ｂ及び８８ｃを設け、これら領域８８ａ、８８
ｂ及び８８ｃの活性層４８にそれぞれ回折格子５２ａ、
５２ｂ及び５２ｃを設ける。各回折格子５２ａ、５２ｂ
及び５２ｃの、活性層４８に沿う方向における周期をそ
れぞれ異ならせ、これら回折格子５２ａ、５２ｂ及び５
２ｃにより分離される特定光の波長をそれぞれ異ならせ
る。

【００９０】そして回折格子を設けた活性層４８の光増
幅量を各配設領域８８ａ、８８ｂ及び８８ｃ毎に独立し
て制御するための光制御構造５４ａ、５４ｂ及び５４ｃ
を設ける。光制御構造５４ａを配設領域８８ａのキャッ
プ層８４上に設けたｐ側第一電極６２ａと、当該領域８
８ａに対応する部分のｐ型クラッド５８、ｎ型クラッド
６０及びｎ側共通電極６４とから構成する。同様に、光
制御構造５４ｂを配設領域８８ｂのキャップ層８４上に
設けたｐ側第一電極６２ｂと、当該領域８８ｂに対応す
る部分のｐ型クラッド５８、ｎ型クラッド６０及びｎ側
共通電極６４とから構成し、さらに光制御構造５４ｃを
配設領域８８ｃのキャップ層８４上に設けたｐ側第一電
極６２ｃと、当該領域８８ｃに対応する部分のｐ型クラ
ッド５８及びｎ型クラッド６０及びｎ側共通電極６４と
から構成する。各ｐ側第一電極６２ａ、６２ｂ及び６２
ｃをそれぞれ電気的に分離して設けることにより、活性
層４８の光増幅量を各配設領域８８ａ、８８ｂ及び８８
ｃ毎に独立して制御する。

【００９１】また回折格子を設けていない活性層５０の
光増幅量を各配設領域８８ａ、８８ｂ及び８８ｃ毎に独
立して制御するための光制御構造５６ａ、５６ｂ及び５
６ｃを設ける。光制御構造５６ａを配設領域８８ａのキ
ャップ層８６上に設けたｐ側第一電極７０ａと、当該領
域８８ａに対応する部分のｐ型クラッド６６、ｎ型クラ
ッド６８及びｎ側共通電極６４とから構成する。同様
に、光制御構造５６ｂを配設領域８８ｂのキャップ層８
６上に設けたｐ側第一電極７０ｂと、当該領域８８ｂに
対応する部分のｐ型クラッド６６、ｎ型クラッド６８及
びｎ側共通電極６４とから構成し、さらに光制御構造５
６ｃを配設領域８８ｃのキャップ層８６上に設けたｐ側
第一電極７０ｃと、当該領域８８ｃに対応する部分のｐ
型クラッド６６、ｎ型クラッド６８及びｎ側共通電極６
４とから構成する。各ｐ側第一電極７０ａ、７０ｂ及び
７０ｃをそれぞれ電気的に分離して設けることにより、
活性層５０の光増幅量を各配設領域８８ａ、８８ｂ及び
８８ｃ毎に独立して制御する。

【００９２】またｎ側共通電極６４を配設領域８８ａか
ら８８ｃにかけて延在させて設け、この電極６４を光制
御構造５４ａ、５４ｂ、５６ｃ、５６ａ、５６ｂ及び５
６ｃに共通のｎ側電極とする。

【００９３】この実施例によれば、回折格子５２ａ、５
２ｂ及び５２ｃの反射作用を、回折格子毎に独立して、
オン・オフ制御できる。このオン・オフ制御は、個々の
回折格子毎に個別に、上述した第四発明の実施例と同様
に行なえば良い。従って、これら回折格子の周期に対応
する複数種類ここでは３種類の波長の特定光をそれぞれ
独立して、分離したり分離しなかったりすることができ
る。

【００９４】図１４及び図１５は第三発明の第三実施例
の構成を概略的に示す断面図及び平面図であって、図１
４は図１５のXIV −XIV 線に沿って取った断面を示す。
尚、第三発明の第一実施例の構成成分に対応する構成成
分については同一の符号を付して示し、第三発明の第一
実施例と同様の点についてはその詳細な説明を省略す
る。

【００９５】この実施例では、３つの活性層配設領域８
０、８２及び９０を設け、平面的に見て、これら領域８
０、８２及び９０をそれぞれ、ストライプ状の形状と成
すと共に離間させて並列配置する。そしてこれら配設領
域８０、８２及び９０にそれぞれ、利得導波路を構成す
る活性層（活性域）４８、５０及び９２を設ける。

【００９６】またこれら配設領域８０、８２及び９２
に、活性層４８、５０及び９０の光増幅量を可変制御す
る光制御構造５４、５６及び９４を設ける。光制御構造
９４は活性層９２を挟持するｐ型クラッド９６及びｎ型
クラッド９８と、ｐ型クラッド９６に電気接続するｐ側
電極１００と、ｎ型クラッド９８に電気接続するｎ側電
極６４とを有して成る。ｎ側電極６４は光制御構造５
４、５６及び９４に共通の電極であって、基板７２を介
しｎ型クラッド９８と電気的に接続する。

【００９７】活性層配設領域９０に対応する部分のｎ−
ＩｎＰクラッド７４、ノンドープＧａＡｓＩｎＰ活性層
７６及びｐ−ＩｎＰクラッド７８により、ｎ型クラッド
９８、活性層９２及びｐ型クラッド９６を構成する。ｐ
型クラッド９６及びｎ型クラッド９８のバンドギャップ
を、活性層９２のバンドギャップより広くする。そして
活性層配設領域９０に対応する部分のｐ−ＩｎＰクラッ
ド７８上に順次に、それぞれストライプ状の、ｐ−Ｇａ
ＡｓＩｎＰキャップ層１０２及びｐ側電極１００を設け
る。ｐ側電極１００はキャップ層１０２を介してｐ型ク
ラッド９６と電気的に接続する。

【００９８】また活性層配設領域９０に回折格子１０４
を設ける。回折格子１０４の配設位置は、特定光を分離
するときに活性層９２からしみ出す特定光の界分布が回
折格子１０４に達することができる任意好適な位置とす
ることができ、ここでは活性層配設領域９０に対応する
部分の他方の基板面に回折格子１０４を設ける。回折格
子１０４は活性層９２のストライプ方向に凹凸を繰り返
す周期構造を有する。活性層９２に設けた回折格子１０
４の周期と活性層４８に設けた回折格子５２の周期とを
異ならせ、これら回折格子１０４及び５２により分離さ
れる特定光の波長を異ならせる。

【００９９】光制御構造５４、５６及び９４は、活性層
７６のうち配設領域８０、８２及び９２に対応する部分
すなわち活性層４８、５０及び９２に選択的に電流を注
入し、それ以外の部分の活性層７６に電流を注入しない
ように作用する。その結果、活性層４８、５０及び９２
では利得が生じそれ以外の部分の活性層７６では利得が
生じない状態を形成できるので、活性層４８、５０及び
９０に光の導波作用が生じ従ってこれら活性層４８、５
０及び９０が利得導波路として機能する。活性層４８、
５０及び９２において光増幅によるレーザ発振が生じる
のを防止し或はレーザ発振が生じにくくなるようにする
ため、活性層４８、５０及び９２の端面に反射防止膜
（図示せず）を設ける。

【０１００】光の導波作用を生じているとき、活性層４
８、５０及び９２は一つの導波路系を構成する。このと
き活性層４８、５０及び９２の配列方向において導波路
系が励起するモードを、好ましくは０次の偶モードとす
るように、活性層４８、５０及び９２の形成条件例えば
活性層４８、５０及び９２への電流注入量、活性層４
８、５０及び９２の層厚や離間間隔を設定する。

【０１０１】この実施例によれば、回折格子５２及び１
０４の反射作用を、回折格子毎に独立して、オン・オフ
制御できる。このオン・オフ制御は、個々の回折格子毎
に個別に、上述した第四発明の実施例と同様に行なえば
良い。従って、これら回折格子の周期に対応する複数種
類ここでは２種類の波長の特定光をそれぞれ独立して、
分離したり分離しなかったりすることができる。

【０１０２】図１６は第三発明の第四実施例の構成を概
略的に示す平面図である。尚、第三発明の第二実施例の
構成成分に対応する構成成分については同一の符号を付
して示し、第三発明の第二実施例と同様の点については
その詳細な説明を省略する。

【０１０３】第三発明の第二実施例では、各配設領域８
８ａ、８８ｂ及び８８ｃ毎に周期一定の回折格子５２
ａ、５２ｂ及び５２ｃを設けたが、この実施例では配設
領域８８ａ、８８ｂ及び８８ｃにそれぞれチャープ構造
の回折格子（chirped grating）１０６ａ、１０６ｂ及
び１０６ｃを設ける。従って回折格子１０６ａ、１０６
ｂ及び１０６ｃの周期はそれぞれ対応する配設領域８８
ａ、８８ｂ及び８８ｃ内で徐々に変化し、回折格子１０
６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃの平均周期に対応した波長
を有する特定光を分離できる。

【０１０４】この実施例によれば、回折格子１０６ａ、
１０６ｂ及び１０６ｃの反射作用を、回折格子毎に独立
して、オン・オフ制御できる。このオン・オフ制御は、
個々の回折格子毎に個別に、上述した第四発明の実施例
と同様に行なえば良い。従って、これら回折格子の平均
周期に対応する複数種類ここでは３種類の波長の特定光
をそれぞれ独立して、分離したり分離しなかったりする
ことができる。

【０１０５】発明は上述した実施例にのみ限定されるも
のではなく、従って各構成成分の形成材料、形状、配設
位置、配設個数、構造及びそのほかを任意好適に変更で
きる。例えば導電型のｐ型を反対導電型のｎ型に導電型
のｎ型を反対導電型のｐ型に変更しても良い。また第三
発明において導波路系を構成する複数の活性層全部にそ
れぞれ個別に回折格子を設けるようにしても良い。

【０１０６】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、第
一発明の光波長フィルタによれば、回折格子を設けた活
性層の光吸収量と回折格子を設けていない活性層の光増
幅量とをそれぞれ個別に可変制御でき、従ってこれら活
性層が構成する導波路系に入力した光の界分布をこれら
光吸収量及び又は光増幅量に応じて変化させることがで
きる。その結果、特定波長の入力光が回折格子で反射さ
れるような状態、或は、特定波長の光が回折格子を透過
するような状態に、当該入力光の界分布を制御でき、従
って特定波長の入力光（特定光）とそれ以外の波長の入
力光（非特定光）とを分離する状態及び分離しない状態
を選択的に形成できる。

【０１０７】光吸収及び又は光増幅を利用して入力光の
界分布を制御するので、特定光の分離及び非分離に要す
る駆動電流を低減できる。また回折格子の周期を微細化
し或は反射効率を高めるために回折格子を構造的に形成
した場合でも、特定光の分離及び非分離を選択的に行な
える。

【０１０８】そして第二発明の光波長フィルタの駆動方
法によれば、第一発明の光波長フィルタを駆動するに当
り、光吸収量及び光増幅量を活性層毎に個別に制御す
る。

【０１０９】活性層毎に個別に制御することにより、特
定光の界分布が回折格子を設けた活性層に生じないよう
にし、或は、回折格子を設けていない活性層に生じる特
定光の界分布の大きさを、回折格子を設けた活性層に生
じる特定光の界分布の大きさよりも大きくすることがで
きる。このように界分布を制御するとき、特定光は回折
格子を透過するので特定光及び非特定光を分離しないよ
うに光波長フィルタを駆動できる。

【０１１０】また活性層毎に個別に制御することによ
り、回折格子を設けた活性層に生じる特定光の界分布の
大きさと回折格子を設けていない活性層に生じる特定光
の界分布の大きさとを等しくし、或は、回折格子を設け
た活性層に生じる特定光の界分布の大きさを、回折格子
を設けていない活性層に生じる特定光の界分布の大きさ
よりも大きくすることができる。このように界分布を制
御するとき、特定光は回折格子で反射されるので特定光
及び非特定光を分離するように光波長フィルタを駆動で
きる。

【０１１１】さらに第三発明の光波長フィルタによれ
ば、回折格子を設けた活性層及び回折格子を設けていな
い活性層の光増幅量をそれぞれ個別に可変制御でき、従
ってこれら活性層が構成する導波路系に入力した光の界
分布を光増幅量に応じて変化させることができる。その
結果、特定光が回折格子で反射されるような状態、或
は、特定光が回折格子を透過するような状態に、特定光
の界分布を制御でき、従って特定光と非特定光とを分離
する状態及び分離しない状態を選択的に形成できる。

【０１１２】光増幅を利用して入力光の界分布を制御す
るので、特定光の分離及び非分離に要する駆動電流を低
減できる。また回折格子の周期を微細化し或は反射効率
を高めるために回折格子を構造的に形成した場合でも、
特定光の分離及び非分離を選択的に行なえる。

【０１１３】そして第四発明の光波長フィルタの駆動方
法によれば、第三発明の光波長フィルタを駆動するに当
り、光増幅量を活性層毎に個別に制御する。

【０１１４】活性層毎に個別に制御することにより、特
定光の界分布が回折格子を設けた活性層に生じないよう
にし、或は、回折格子を設けていない活性層に生じる特
定光の界分布を回折格子を設けた活性層に生じる特定光
の界分布よりも大きくすることができる。このように界
分布を制御するとき、特定光は回折格子を透過するので
特定光及び非特定光を分離しないように光波長フィルタ
を駆動できる。

【０１１５】また活性層毎に個別に制御することによ
り、回折格子を設けた活性層に生じる特定光の界分布の
大きさと回折格子を設けていない活性層に生じる特定光
の界分布の大きさとを等しくし、或は、回折格子を設け
た活性層に生じる特定光の界分布を回折格子を設けてい
ない活性層に生じる特定光の界分布よりも大きくするこ
とができる。このように特定光の界分布を制御すると
き、特定光は回折格子で反射されるので特定光及び非特
定光を分離するように光波長フィルタを駆動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第一実施例の構
成を概略的に示す断面図である。

【図２】第一発明の第一実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第一実施例にお
いて活性層に生じる界分布とゲインとの関係を示す図で
ある。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第一実施例にお
いて活性層に生じる界分布とゲインとの関係を示す図で
ある。

【図５】第一発明の第一実施例の光出力特性を示す図で
ある。

【図６】第一発明の第二実施例の構成を概略的に示す断
面図である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は第一発明の第二実
施例の構成を概略的に示す断面図である。

【図８】第一発明の第二実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図９】第三発明の第一実施例の構成を概略的に示す断
面図である。

【図１０】第三発明の第一実施例の構成を概略的に示す
平面図である。

【図１１】第三発明の第二実施例の構成を概略的に示す
断面図である。

【図１２】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は第三発明の第二
実施例の構成を概略的に示す断面図である。

【図１３】第三発明の第二実施例の構成を概略的に示す
平面図である。

【図１４】第三発明の第三実施例の構成を概略的に示す
断面図である。

【図１５】第三発明の第三実施例の構成を概略的に示す
平面図である。

【図１６】第三発明の第四実施例の構成を概略的に示す
平面図である。

【図１７】従来のフィルタ素子の構成を概略的に示す平
面図である。

【符号の説明】

１８、２０、４８、５０：活性層 ２２、２２ａ〜２２ｃ、５２、５２ａ〜５２ｃ、１０６
ａ〜１０６ｃ：回折格子 ２４、２４ａ〜２４ｃ：第一光制御構造 ２６、２６ａ〜２６ｃ：第二光制御構造 ２８：ｐ型第一、第二共通クラッド ３０：ｎ型第一クラッド ３２：ｐ側第一、第二共通電極 ３４、３４ａ〜３４ｃ：ｎ側第一電極 ３６：ｎ型第二クラッド ３８、３８ａ〜３８ｃ：ｎ側第二電極 ４６ａ〜４６ｃ、８８ａ〜８８ｃ：回折格子配設領域 ５４、５６、５４ａ〜５４ｃ：光制御構造 ５８、６６：ｐ型クラッド ６０、６８：ｎ型クラッド ６２、７０、６２ａ〜６２ｃ：ｐ側電極 ６４：ｎ側共通電極

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０２Ｆ 1/025 Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｈ０４Ｊ 14/02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ屈折率導波路を構成し光の相互
   作用を生じるように互いに近接配置した複数の活性層
   と、該活性層の少なくとも一つに設けた回折格子と、該
   回折格子を設けた活性層における光吸収量を電気的に可
   変制御する第一光制御構造と、前記回折格子を設けてい
   ない活性層における光増幅量を電気的に可変制御する第
   二光制御構造とを備えて成ることを特徴とする光波長フ
   ィルタ。
2. 【請求項２】 第一光制御構造は、回折格子を設けた活
   性層を挟持するｐ型第一クラッド及びｎ型第一クラッド
   とｐ型第一クラッドに電気接続するｐ側第一電極とｎ型
   第一クラッドに電気接続するｎ側第一電極とを有し、 第二光制御構造は、回折格子を設けていない活性層を挟
   持するｐ型第二クラッド及びｎ型第二クラッドとｐ型第
   二クラッドに電気接続するｐ側第二電極とｎ型第二クラ
   ッドに電気接続するｎ側第二電極とを有して成ることを
   特徴とする請求項１記載の光波長フィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光波長フィルタを駆動す
   るに当り、 光吸収量及び光増幅量を活性層毎に個別に制御すること
   を特徴とする光波長フィルタの駆動方法。
4. 【請求項４】 それぞれ利得導波路を構成し光の相互作
   用を生じるように互いに近接配置した複数の活性層と、
   該活性層の少なくとも一つに設けた回折格子と、活性層
   における光増幅量を電気的に可変制御する光制御構造と
   を備えて成ることを特徴とする光波長フィルタ。
5. 【請求項５】 光制御構造は、活性層を挟持するｐ型ク
   ラッド及びｎ型クラッドとｐ型クラッドに電気接続する
   ｐ側電極とｎ型クラッドに電気接続するｎ側電極とを有
   して成ることを特徴とする請求項１記載の光波長フィル
   タ。
6. 【請求項６】 請求項４記載の光波長フィルタを駆動す
   るに当り、 光増幅量を活性層毎に個別に制御することを特徴とする
   光波長フィルタの駆動方法。